基于无线通信技术的路灯监控系统设计

　　引 言

　　国家级合肥经济技术开发区位于合肥市南部，是合肥市重要的工业科技中心。近年来，随着经济的发展，辖区内道路不断增多，道路照明和景观照明的要求和数量不断增加。到目前为止，辖区内共有路灯控制柜125只，灯光控制点2 003个。面对众多的控制点，原有的分散式控制方式已经不能满足经济开发区路灯发展和管理的需求。考虑到有线监控方式受到铺设线路的成本、建设周期等因素的限制，制约了路灯的远程控制。因此，本文提出了一种新型的基于GPRS与PLC技术的无线路灯监控系统。

　　1　系统设计

　　系统由路灯监控中心、通信网络和路灯监控终端组成，在路灯监控中心可通过系统软硬件实现自动监控、维护与处理突发事件，同时还可以通过视频监控设备将现场情况、数据报表进行反映和显示，以供用户进行管理和决策。路灯监控终端采集路灯控制柜中每个路灯回路的相关参数，接受由监控中心下达的命令，并通过执行机构完成相关操作。实现路灯l监控终端的自动采集和控制。而路灯监控中心与路灯监控终端间的联络则是通过基于GPRS技术的通信网络来实现的，其基本结构如图1所示。 

　　1.1　路灯监控中心的设计

　　路灯监控中心是无线路灯监控系统的核心，其组织构架如图2所示。监控中心通过内部局域网将所用设备连接起来并通过防火墙等设备与因特网相连。监控中心以Windows XP中文版操作系统为平台，在设计上采用了面向用户的视窗化编程语言，融合地理信息系统，支持网络服务功能。操作人员只需轻点鼠标即可进行各项功能操作。路灯监控系统监控软件的流程图如图3所示。通过该软件监控中心可实现的功能如下： 

　　（1）通过系统软件，可根据不同需要将监控终端分为不同的功能组，以便对不同灯型、不同区域、不同路段、不同时段进行灵活分组分别进行控制和检测，实现单控、组控以及群控的需要。

　　（2）根据照明设备的不同类型，按嵌层分组模式以时控与光控相结合的方式自动完成遥控开／关全夜灯、半夜灯、凌晨回开灯和饰灯。

　　（3）以设定的周期自动巡测系统内所有终端设备的各项运行参数。

　　（4）采用时间、设备、类型等多种方式对系统的检测数据、告警数据、用户操作记录等进行查询、打印、备份和整理。

　　（5）管理人员在主调度机上可自行增减终端设备并对终端设备的编码、名称、灯型、地理位置、编组等进行组态；系统监控终端数量可随意扩充，数量不受限制，完全满足城市建设需要。

　　此外，该系统还可并入城市光彩亮化自动监控系统、给排水自动监控系统、城市排污自动监控系统等相关市政工程项目，进行统一的控制与管理。实现城市数字化、网格化的管理要求。

　　1.2　通信网络的设计

　　无线路灯监控系统由监控中心与监控终端组成的两级集散式控制系统，而级间通信是根据所传数据的形式、流量、施T地区的条件以及客户的具体需求来确定，可采用多种不同的方式。经过实地的考察和调研，系统采用了中国移动的GPRS无线通信方式进行信息传输。基于GPRS的无线路灯监控系统的架构如图4所示。GPRS模块放置于路灯控制柜内，通过移动通信网的GPRS通信网络实现PLC控制终端与路灯监控中心问的的通信。 

　　由于GPRS采用分组交换方式，仅在实际传送和接收数据时才占用无线资源，所以在一定区域内多个用户可以共享一条无线信道，这样大大提高了信道的利崩率。用户可随时与网络保持联系，当没有数据传输时就进入一种准休眠状态释放所用的无线信道给其他用户使用，这样也极大地降低了服务成本。