无线远程照明监控系统
一、引言
道路照明是城市公共设施的重要组成部分，目前国内的道路照明系统大部分没有采用网络化监控管理，只能以区域为单位对照明设备进行简单的开关灯控制，这样的控制方法不能实时的获得每盏路灯的状况，也无法根据具体情况调整路灯亮度，不能有效的节省电能。
国内多数城市路灯的开、关控制仍由每台变压器(配电箱)分散控制，很少有对路灯进行单灯控制和监控，这样的控制方式缺乏灵活多变的操作系统。因此存在着以下4个的问题：
(1)系统复杂，难以统一管理。
(2)路灯覆盖面广，维护困难，维护力量严重不足，疲于应付。路灯损坏情况不能及时掌握以及反馈，给快速维护带来困维，同时给道路上行驶的人们带来不便。
(3)开关控制效率低，用电浪费现象严重。目前大部分城市灯光采用的是人工管理模式：一是使用人工开关灯控制，由工作人员在需要的地段和需要的时间，人工开关灯；二是使用机械钟控开关灯控制方式，如果需要调整开关灯时间，则必须人工到各现场调整每一个机械时钟控制器，工作难度大，造成开关灯时间不能及时变更，难以做到合理开关灯，用电浪费严重。
(4)存在安全隐患，无法快速掌握路灯运行状态，无安全保障，统计困难。
道路照明路灯系统庞大复杂，对各种漏电、触电、短路、跳闸，电缆和灯具被盗、破坏等现象不能及时发现，存在较大安全隐患。也无法对整个系统每盏灯的电压、电流、功率等数据进行每天统计，不能及时快速地掌握灯光系统的运行状态。用阿尔泰的ZigBee模块加GPRS模块可轻松组建路灯照明控制系统，大大简化工作难度，实现路灯状况监测及控制的智能化。
二、系统分析
2.1 系统组成
系统主要由三部分组成，包括：路灯控制终端、无线传输设备、数据管理中心。
路灯采集控制终端由一级终端路灯控制监控柜和二级终端组成，监控柜包括工控机、电能测量单片机、多路控制板、监控板；二级终端安装在每盏灯里，包括电力载波模块（EPCW）和输入输出接口板；路灯控制终端可实时监控每盏路灯的亮灭情况、电能负荷状态、灯杆损坏报警，漏电报警等功能。ZigBee中心节点则采用阿尔泰的ZigBee+GPRS模块，中心节点收到的数据可以通过串口直接是输出到服务器上（前端与服务器的距离较近）；还可有通过GPRS把其收到的数据发送的远端的服务器上，GPRS部分采用国际标准TCP/IP通信协议，且两种方式都是实现数据透明传输功能。省去了每个终端的GPRS模块，只需要中心节点一个，节约了成本。数据管理中心主要实现的功能包括：1）主站计算机按设定好的经纬时间曲线自动控制全市路灯的开/关状态，也可在主站手动控制任意的一级终端和二级终端的开/关状态。2）自动巡测或随机检测各个终端亮灯率、电压、电流、功率因数、有功和频率等工作参数，在自动运行时只要终端有变化，它便立即将变化数据向主站传输，无须主站巡检。3）对各个终端开/关状态、故障和报警等信息的获取，保证系统有效正常地运行。
2.2 系统拓扑图及功能分析
上图为路灯照明的拓扑图，其功能描述如下：
1、对整条线路进行统一开关控制（线控），对单灯进行独立控制（点控）
2、根据光照变化，控制路灯的开关（光控），根据预定时间表，控制路灯开关（时空）；监控中心人工控制路灯开关。
3、当监控终端发现有告警时，系统自动报出故障的有关参数。
4、当监控终端出现异常时，可以接受控制中心的远方复位，初始化监控终端，重新运行，提高系统可靠性。
5、当检测到停电、白天亮灯、夜晚灭灯、电缆被盗等故障时，自动向控制中心发出警报，从而保证故障响应的实时性。
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