淺談城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)

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伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速、穩(wěn)定發(fā)展，中國(guó)的城市建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)日新月異、蓬勃發(fā)展的時(shí)期。各地在城市基礎(chǔ)設(shè)施、硬件環(huán)境的建設(shè)上投入了巨大資金，同時(shí)，隨著現(xiàn)代高科技的廣泛應(yīng)用，特別是電子技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)的飛速進(jìn)步，中國(guó)的城市信息化建設(shè)也迅速發(fā)展起來(lái)，許多城市都提出了建設(shè)“數(shù)字化城市”的構(gòu)想和戰(zhàn)略。

　　一、選擇城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的考慮因素

　　根據(jù)我們與許多城市路燈管理部門交流調(diào)研的分析看，路燈管理部門在選擇路燈照明智能監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)一般主要考慮了以下幾個(gè)方面：

　　1、技術(shù)先進(jìn)，穩(wěn)定可靠，能夠保證系統(tǒng)的技術(shù)緊跟發(fā)展潮流，不會(huì)落伍。

　　2、實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)、遙視“五遙”功能。

　　3、主站監(jiān)控系統(tǒng)*作簡(jiǎn)便，功能完善，地理信息，界面美觀。

　　4、監(jiān)控終端體積小巧，不用占用配電箱太大空間，不用增加改造資金，同時(shí)安裝維修方便。

　　5、系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)容性。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)展，城市路燈的數(shù)量不斷增加，這就要求安裝的路燈監(jiān)控系統(tǒng)必須要有很好的擴(kuò)容性。

　　6、系統(tǒng)的控制方式靈活，通訊方式適應(yīng)目前通訊技術(shù)不斷發(fā)展的趨勢(shì)，與建設(shè)“數(shù)字化城市”的戰(zhàn)略相適應(yīng)。

　　二、LEAD－2000城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探索

　　根據(jù)以上的分析，結(jié)合目前路燈監(jiān)控系統(tǒng)的使用要求和下一步的發(fā)展趨勢(shì)，我們進(jìn)行了廣泛的實(shí)際交流、技術(shù)研討、現(xiàn)場(chǎng)考察和論證，開(kāi)發(fā)研制成功了新一代的LEAD－2000城市照明監(jiān)控系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)LEAD－2000照明監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，我們不僅緊扣用戶所提的要求，而且在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了一些相對(duì)獨(dú)特和新穎的探索。

　　1、結(jié)構(gòu)小巧的分布式設(shè)計(jì)

　　我們的監(jiān)控終端采用分布式結(jié)構(gòu)，由通訊管理單元、控制單元、測(cè)量單元、采集單元、電源單元組成，每個(gè)單元可獨(dú)立完成工作，易于擴(kuò)充，系統(tǒng)最大可支持127個(gè)單元，擴(kuò)展方式可支持1024個(gè)單元。結(jié)構(gòu)更加小巧，既可分散安裝也可集中安裝，在現(xiàn)場(chǎng)很方便，從而可以有效地利用用戶原有的配電箱，大大減少了工程的工作量，保護(hù)用戶投資。

　　此外，系統(tǒng)采用多CPU方式，任一單元出現(xiàn)問(wèn)題，不影響其他單元的運(yùn)行，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。多主方式，無(wú)損碰撞競(jìng)爭(zhēng)總線，每個(gè)單元都可作為主機(jī)主動(dòng)報(bào)警。

　　2、高可靠性、安全性的硬件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上突出了以下幾個(gè)特點(diǎn)：

　　1）采用最新的電力電子技術(shù)，使系統(tǒng)的技術(shù)緊跟發(fā)展潮流，保證系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)在十年內(nèi)不會(huì)落后，使用的器件不會(huì)被淘汰，不會(huì)出現(xiàn)由于相關(guān)器件的停產(chǎn)，而造成系統(tǒng)無(wú)法維護(hù)的問(wèn)題。開(kāi)發(fā)人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，可根據(jù)用戶的需要進(jìn)行個(gè)性化開(kāi)發(fā)，使系統(tǒng)更加貼近用戶需要，從而可以滿足不同用戶的需要。

　　2）系統(tǒng)可采集每個(gè)單元的狀態(tài)，一旦某個(gè)單元出現(xiàn)故障時(shí)，其他單元可將該單元的故障信息上傳，而不必到開(kāi)燈時(shí)才發(fā)現(xiàn)故障，使處理故障的時(shí)間大大縮短，檢修設(shè)備更加方便。

　　3）系統(tǒng)采用I2C總線，速率可高達(dá)400K；采用了高性能的單片機(jī)，使每個(gè)單元的器件大大減少，減少了系統(tǒng)運(yùn)行的瓶頸，從而大大提高了系統(tǒng)的可靠性。

　　4）終端內(nèi)部具有可斷電運(yùn)行的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，在FLASH存儲(chǔ)器中存有可在線下載的運(yùn)行時(shí)間表，終端既可以按固定存儲(chǔ)的時(shí)間表自動(dòng)運(yùn)行，也可接收主站的*作命令，終端的開(kāi)關(guān)燈*作可以不依賴通信系統(tǒng)自主運(yùn)行。

　　5）采用直接交流采樣，不用變送器，減少中間環(huán)節(jié)，測(cè)量精度高，結(jié)構(gòu)小巧，采用傅立葉矢量算法計(jì)算亮燈率，更真實(shí)反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)路燈的運(yùn)行情況。系統(tǒng)基于電力系統(tǒng)RTU設(shè)計(jì)，所有I/O及通訊接口采用光電隔離，具有高可靠性和安全性。寬范圍工作電源，電源短路保護(hù)電路采用無(wú)熔斷保險(xiǎn)設(shè)計(jì)，故障恢復(fù)后可持續(xù)工作；寬溫度工作范圍（-30℃～＋70℃）。

　　3、方便的控制方式

　　控制單元采用經(jīng)緯度自動(dòng)生成開(kāi)關(guān)燈時(shí)間表，并可針對(duì)每個(gè)地區(qū)的不同情況進(jìn)行修正，主站只需將經(jīng)度、緯度、修正參數(shù)下發(fā)給分站，分站即可自動(dòng)生成時(shí)間表，避免了主站將全年時(shí)間表下發(fā)，由于數(shù)據(jù)量太大，造成丟失數(shù)據(jù)的問(wèn)題?？刂茊卧柯房芍С肿詣?dòng)方式每夜8次開(kāi)關(guān)燈*作，手動(dòng)控制無(wú)限次，每路控制可有不同的時(shí)間表使用戶運(yùn)行方式更加多樣化。

　　4、支持多種通訊方式

　　通訊可支持無(wú)線電臺(tái)、光纖、CDPD、NORTON、GPRS/GSM等多種通訊方式。

　　GPRS/GSM通訊方式，采用了特別的處理，既可單獨(dú)采用GPRS方式，也可單獨(dú)采用GSM方式，還可以采用GPRS/GSM共存的方式，兩者可方便的進(jìn)行切換。采用GPRS/GSM方式時(shí)，采用鋰電池后備，并利用模塊控制充放電，在高壓失電時(shí)后備時(shí)間可達(dá)48小時(shí)。

　　同時(shí)具有遠(yuǎn)程抄表和單燈控制通訊接口。

　　5、靈活的組態(tài)方式

　　系統(tǒng)采用在線編程方式，在用戶現(xiàn)場(chǎng)提出特殊要求時(shí)，不用拆卸設(shè)備，不用特殊的工具，即可方便進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)在線編程，從而可以使系統(tǒng)更加貼近用戶。分站支持主站對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程下載，對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的修改不用到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，既可減少安裝調(diào)試的時(shí)間，又可方便運(yùn)行人員根據(jù)實(shí)際情況對(duì)運(yùn)行模式作出針對(duì)性的修正，大大提高了工作效率。

　　三、LEAD－2000城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行效果

　　目前，LEAD－2000城市照明監(jiān)控系統(tǒng)在青島市城陽(yáng)區(qū)已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間，不僅提高了工作效率，降低了運(yùn)行成本，特別是針對(duì)用戶提出的100％亮燈率的問(wèn)題給予了很好解決。

　　通過(guò)LEAD－2000城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，我們總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，提出來(lái)與同行分享，希望對(duì)大家的工作能夠有所幫助。