道路照明中關(guān)于遠程路燈控制系統(tǒng)探討
1 概述
目前，道路照明路燈控制傳統(tǒng)采用光控、定時、經(jīng)緯度控制及人工開關(guān)的方式，不能滿足節(jié)能要求和特殊情況下開關(guān)燈的要求，也有采用單燈電力載波或無線局域網(wǎng)控制系統(tǒng)，這種方式可精細控制路燈，但設(shè)備成本和安裝成本都很高，不方便對老系統(tǒng)進行改造，由于控制系統(tǒng)的加入，增加了能耗和故障點。本系統(tǒng)采用先進的計算機自動管理技術(shù)和ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)或ＧＳＭ短信網(wǎng)絡(luò)遠程通訊技術(shù)，只對路燈照明的每條線路進行控制，成本低，改造傳統(tǒng)系統(tǒng)方便，并可實現(xiàn)自動化、智能化科學管理，達到路燈管理水平與現(xiàn)代城市相適應(yīng)，提高管理效益，做到合理照明、美化照明、安全照明，降低運營和維護成本。
系統(tǒng)由先進的ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)或ＧＳＭ短信網(wǎng)絡(luò)、計算機信息管理及路燈控制總成構(gòu)成，可對系統(tǒng)內(nèi)的路燈進行遙控開關(guān)、手動控制開關(guān)、遙測開關(guān)狀態(tài)、遠程定時開關(guān)、遠程校時，還可以通過數(shù)據(jù)分析來判斷線路故障，對白天亮燈、晚上熄燈、大面積熄燈進行報警。
2 安裝遠程路燈控制系統(tǒng)的必要性和可能性
2.1 必要性
（1）信息可實時共享
系統(tǒng)建好后，數(shù)據(jù)存儲在公司，所有人員都可在系統(tǒng)設(shè)置的權(quán)限范圍內(nèi)查詢到相關(guān)的信息。
（2）管理者可隨時監(jiān)督執(zhí)行層的工作情況。
（3）執(zhí)行層可實時監(jiān)測了解路燈的運行情況。
（4）節(jié)約電能支出成本。
系統(tǒng)建好后，可對路燈開關(guān)狀態(tài)進行檢測，有效避免白天亮燈的情況出現(xiàn)，系統(tǒng)可根據(jù)一年四季的季節(jié)變化隨時改變每條線路的路燈的開關(guān)定時時間，也可根據(jù)天氣變化隨時開關(guān)燈，在滿足照明的情況下，盡可能減少開燈時間，從而節(jié)約電能。
（5）降低運維成本
系統(tǒng)將巡燈查找故障改為值班等待報警，減少了巡燈人員數(shù)量和車輛，降低了維護成本，減少亮燈時間延長路燈使用壽命，降低了運行成本。
2.２ 可能性
要建立一套全自動路燈控制系統(tǒng)必須基于可靠穩(wěn)定的技術(shù)，而現(xiàn)在已經(jīng)有可靠的產(chǎn)品和集成技術(shù)完全可以實現(xiàn)上述功能。遠程路燈控制系統(tǒng)采用電子控制技術(shù)、遠程無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理控制技術(shù)、軟件技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等多項高新技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)。下面對這些技術(shù)和產(chǎn)品進行一些概要描述。
（1）電子控制技術(shù)
ＱＸ４０１?。牵樱?ＧＰＲＳ多路無線遠程路燈控制器是一款內(nèi)嵌ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議棧的ＧＳＭ/ＧＰＲＳ無線數(shù)據(jù)透傳遠程遙控開關(guān)，最多可對五路開關(guān)進行控制，每路最大電流達６０Ａ，除可以遠程開關(guān)控制外，還可以數(shù)據(jù)透傳，通過自帶的４８５口對其它設(shè)備進行控制，核心部分某公司的ＳＩＭ９００Ａ模塊，開關(guān)采用磁保持繼電器，不耗電，并有記憶功能，在斷電后再上電的時候能保持原來的開關(guān)狀態(tài)。該產(chǎn)品可以通過ＧＳＭ手機短信對開關(guān)進行控制，也可以通過ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)為通信平臺對開關(guān)進行控制，提供ＲＳ－２３２/４８５/ＴＴＬ接口，按照工業(yè)標準設(shè)計，可直接與ＲＴＵ、ＰＬＣ、智能儀表、單片機控制器等各種工業(yè)現(xiàn)場的下位機設(shè)備連接，用在路燈控制方面最為合適。
（2）遠程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和設(shè)備
無線網(wǎng)絡(luò)通訊ＧＳＭ/ＧＰＲＳ移動通訊網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)有了近１０年的發(fā)展歷史，目前無論從技術(shù)還是產(chǎn)品都已經(jīng)是非常成熟的。
（3）數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)
這個數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)是指中央監(jiān)控室的監(jiān)控服務(wù)器安裝的軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)的所有功能都要通過這個軟件才能最后顯示出來。因此，就整個系統(tǒng)而言，這個軟件系統(tǒng)是核心。
綜上所述，遠程路燈控制系統(tǒng)所需要的技術(shù)和設(shè)備均是成熟的，完全可以滿足路燈控制的要求。因此，安裝遠程路燈控制系統(tǒng)既是非常必要，也是可能的。
3 系統(tǒng)組成
（1）傳統(tǒng)電力控制結(jié)構(gòu)
?。?）本系統(tǒng)電力控制結(jié)構(gòu)
?。?）ＧＳＭ系統(tǒng)拓撲圖
?。?）ＧＰＲＳ系統(tǒng)拓撲圖
建議：ＱＸ４０１終端數(shù)量在５０以下的選用ＧＳＭ方式，ＱＸ４０１終端數(shù)量在５０以上的選用ＧＰＲＳ方式。
4 性能比較
5 遠程路燈控制系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)
5.1 系統(tǒng)實現(xiàn)的幾個要點
（1）采用６０Ａ磁保持繼電器作為基礎(chǔ)的開關(guān)控制裝置可進行無線遠程控制開關(guān)，有定時器，可遠程設(shè)定時間，到時自動控制開關(guān)，可遠程校時，有手動開關(guān)按鈕，可用手動控制開關(guān)。
（2）采用ＧＰＲＳ或ＧＳＭ網(wǎng)絡(luò)作為遠程數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
?。?）采用閉環(huán)監(jiān)控，可準確掌握ＱＸ４０１的開關(guān)狀態(tài)。
（4）采用始終在線的模式，提高系統(tǒng)的實時性。
（5）采用專業(yè)的量身定做的系統(tǒng)軟件。
?。?）采用主動報警和中央監(jiān)控室控制相結(jié)合的運行模式。
5.2 系統(tǒng)實現(xiàn)的說明
需要在中央監(jiān)控室安裝一臺監(jiān)控服務(wù)器，這臺服務(wù)器可使用固定ＩＰ地址或者使用動態(tài)域名解析，也可以采用ＶＰＮ專線方式；監(jiān)控服務(wù)器上安裝控制軟件。
在每一個變壓器安裝一臺ＱＸ４０１控制器；通過ＧＰＲＳ或ＧＳＭ網(wǎng)絡(luò)與中央監(jiān)控室相聯(lián)，ＱＸ４０１控制器采用始終在線的方式掛在ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)上，就像一個局域網(wǎng)一樣隨時都可以立即與服務(wù)器連通采用ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議進行數(shù)據(jù)收發(fā)。并且，服務(wù)器隨時都可以監(jiān)測到每一個終端是否在線。
中央監(jiān)控室的服務(wù)器可以通過循檢的方式與ＱＸ４０１控制器通訊，數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中。中央監(jiān)控室的監(jiān)測服務(wù)器的作用是顯示報警情況、管理監(jiān)控整個系統(tǒng)的工作狀況、歷史數(shù)據(jù)的查詢等。
6 系統(tǒng)軟件
6.1 系統(tǒng)軟件架構(gòu)
我們采用基于ＡＪＡＸ技術(shù)的Ｂ/Ｓ（Ｂｒｏｗｓｅｒ/Ｓｅｒｖｅｒ 輸入網(wǎng)址就可以訪問服務(wù)器）架構(gòu)模式，ＡＪＡＸ是結(jié)合了Ｊａｖａ、ＸＭＬ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｍａｒｋｕｐ?。蹋幔睿纾酰幔纾澹┮约埃剩幔觯幔螅悖颍椋穑舻染幊碳夹g(shù)，使開發(fā)人員構(gòu)建基于Ｊａｖａ技術(shù)的Ｗｅｂ應(yīng)用，并打破了使用頁面重載的慣例。這種架構(gòu)模式不但減少了不必要的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，加快了瀏覽器頁面的顯示速度，提高了Ｂ/Ｓ應(yīng)用的訪問效率，而且優(yōu)化了Ｂ/Ｓ架構(gòu)模式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高了軟件的可維護性。
6.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)
這里采用開放、易用、速度快、支持網(wǎng)絡(luò)的ＭｙＳＱＬ數(shù)據(jù)庫。
6.3 系統(tǒng)軟件主要功能
（1）系統(tǒng)登錄平臺
系統(tǒng)具有完善的操作管理功能。為保證系統(tǒng)安全，系統(tǒng)必須輸入工號和密碼，經(jīng)系統(tǒng)確認后方可允許進入系統(tǒng)，進行操作。
（2）設(shè)備管理
終端管理：終端地址、終端名稱、終端添加時間、終端狀態(tài)等信息管理。
開關(guān)管理：終端名稱、開關(guān)地址、開關(guān)名稱、添加時間等信息管理。
定時設(shè)置：設(shè)置開關(guān)的開關(guān)時間，到時自動控制開關(guān)；校時，讀時間。
（3）數(shù)據(jù)管理
開關(guān)數(shù)據(jù)：可以按照時間段查詢?nèi)我忾_關(guān)的開關(guān)狀態(tài)、定時時間等。
開關(guān)實時控制：可實時開關(guān)任意終端的開關(guān)。
（4）告警
頁面按時間顯示所有終端告警信息：包括終端地址、告警編號、通道類別、當前值、正常值、告警時間、閱讀狀態(tài)、閱讀人員等信息，方便工作人員及時準確的處理。
（5）統(tǒng)計分析
對終端下的開關(guān)可按時間（小時、天、月等）和瀏覽方式（圖標、表格、Ｅｘｃｅｌ等）直觀的顯示出來方便基站管理人員統(tǒng)計分析。
（6）系統(tǒng)設(shè)置
系統(tǒng)可對行政區(qū)域、公司管理、部門管理、職位設(shè)置、角色管理、工號管理等進行設(shè)置，設(shè)置不同等級的工號和密碼，以限制不同人員的操作范圍。
6.４ 系統(tǒng)軟件的特點
（1）安全可靠
ｍｙｓｑｌ數(shù)據(jù)庫是大型的、多用戶的數(shù)據(jù)庫，它的安全性高，允許多用戶同時使用同一數(shù)據(jù)庫而不會破壞完整性，用它來做系統(tǒng)的數(shù)據(jù)引擎可以保證數(shù)據(jù)的安全。
系統(tǒng)對用戶實現(xiàn)分級授權(quán)管理功能，通過檢查使用者的名字和授權(quán)密碼，賦予使用者相應(yīng)的操作權(quán)，借鑒銀行系統(tǒng)的密碼管理模式限制無關(guān)人員改變數(shù)據(jù)庫和硬件設(shè)置。
防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能，防備系統(tǒng)受到人為的惡意攻擊，數(shù)據(jù)備份功能確保在硬件系統(tǒng)故障時，也能隨時在新的硬件設(shè)備上數(shù)據(jù)無丟失地啟動系統(tǒng)。
（2）完善的系統(tǒng)日志
系統(tǒng)日志記錄了進入系統(tǒng)、離開系統(tǒng)、設(shè)置硬件、改變運行參數(shù)操作等及操作者、操作時間，凡是改變數(shù)據(jù)庫的操作都被記錄下來。
7 ＱＸ４０１控制器產(chǎn)品概要
7.１ 產(chǎn)品系列概述
ＱＸ４０１ ＧＳＭ/ＧＰＲＳ多路無線遠程路燈控制器是一款內(nèi)嵌ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議棧的ＧＳＭ/ＧＰＲＳ無線數(shù)據(jù)透傳遠程遙控開關(guān)，最多可對五路開關(guān)進行控制，每路最大電流達６０Ａ，除可以遠程開關(guān)控制外，還可以數(shù)據(jù)透傳，通過自帶的４８５口對其它設(shè)備進行控制，核心部分某公司的ＳＩＭ９００Ａ模塊，開關(guān)采用磁保持繼電器，不耗電，并有記憶功能，在斷電后再上電的時候能保持原來的開關(guān)狀態(tài)。該產(chǎn)品可以通過ＧＳＭ手機短信對開關(guān)進行控制，也可以通過ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)為通信平臺對開關(guān)進行控制，提供ＲＳ－２３２/４８５/ＴＴＬ接口，按照工業(yè)標準設(shè)計，可直接與ＲＴＵ、ＰＬＣ、智能儀表、單片機控制器等各種工業(yè)現(xiàn)場的下位機設(shè)備連接。
7.2 產(chǎn)品特點
（1）開關(guān)磁保持繼電器耗電，不費電，并有記憶功能，在斷電后再上電的時候能保持原來的開關(guān)狀態(tài)；
（2）最多可對五路開關(guān)進行控制，每路負荷能力達６０Ａ；
?。?）可進行無線遠程控制開關(guān)；
?。?）有定時器，可遠程設(shè)定時間，到時自動控制開關(guān)，可遠程校時；
?。?）有手動開關(guān)按鈕，可用手動控制開關(guān)；
?。?）采用閉環(huán)控制，可準確掌握ＱＸ４０１的開關(guān)狀態(tài)；
（7）無論距離有多遠，只要有移動信號的地方都可以控制；
?。?）兩種工作狀態(tài)可選，一種是ＧＳＭ短信工作方式，一種是ＧＰＲＳ工作方式；
（9）永遠在線，一旦加電運行，即可自動進入工作狀態(tài)并一直保持；
?。?0）采用某公司的ＳＩＭ９００Ａ模塊，支持９００/１８００ＭＨｚ雙頻，ＧＰＲＳ?。茫欤幔螅蟆。保啊?/span>
?。?1）內(nèi)置ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議棧，提供透明串行數(shù)據(jù)傳輸通道；
?。?2）ＲＳ２３２/ＲＳ４８５/ＴＴＬ（３．３Ｖ）串行接口，波特率范圍：１２００～１９２００ｋｂｐｓ可調(diào)；
?。?3）ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)用戶可根據(jù)具體應(yīng)用選擇ＵＤＰ/ＴＣＰ客戶端等多種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，支持固定ＩＰ地址方案（專用ＡＰＮ），支持基于ＤＮＳ的動態(tài)域名解析功能可定期主動報告ＩＰ地址（心跳）可實現(xiàn)點對點、點對多點等多種組網(wǎng)方式；
?。?4）接線方法簡單，只要把產(chǎn)品串入要控制的設(shè)備的前端即可對設(shè)備進行控制；
?。?5）看門狗定時器（ＷＡＴＣＨＤＯＧ）保證長期運行；
?。?6）工業(yè)級設(shè)計、寬工作范圍（工作溫度：－２０℃～＋５５℃，工作濕度≤９０％；）。
7.３ 技術(shù)參數(shù)
繼電器：磁保持繼電器６０Ａ，９０Ａ可選擇；
通訊模塊：ＳＩＭ９００Ａ；
外型尺寸：１７５ｘ１８５ｘ８５ｍｍ；
重量：２０００ｇ；
工作環(huán)境：工作溫度：－２０℃～＋５５℃，工作濕度≤９０％；
電源：ＡＣ２２０Ｖ，不需要別外的電源，只要把產(chǎn)品串入電路即可；
天線接口：棒式天線或吸盤天線；
用戶數(shù)據(jù)接口：ＲＳ２３２/ＲＳ４８５/ＴＴＬ（３．３Ｖ）可定制；
波特率：１２００～１９２００ｋｂｐｓ可調(diào)。
7.４ 注意事項
（1）用ＱＸ４０１產(chǎn)品時，請勿帶電插撥ＳＩＭ卡。
（2）ＱＸ４０１使用中涉及該項業(yè)務(wù)提供商相關(guān)參數(shù)，請核實服務(wù)商后再改變參數(shù)設(shè)置，否則有可能使ＱＸ４０１不能正常工作，我們的出廠設(shè)置都是以中國的為準，適合于中國內(nèi)陸境內(nèi)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)使用。
對于路燈管理所而言，路燈管理一直是一件非常頭疼的事情，需要投入大量的人力、物力和財力。因為數(shù)量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來極大的不便。如果能利用該遠程路燈控制系統(tǒng)進行管理，自動讀取相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分析，還可進一步進行遠程控制或設(shè)備維護，那將非常方便并可減少人力資源、縮短修護時間并節(jié)省運維成本。
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