基于無(wú)線(xiàn)通訊的智能路燈控制系統

摘要 介紹了一種基于無(wú)線(xiàn)通訊方式的智能路燈控制系統，該系統在監控中心實(shí)現對各分控點(diǎn)的遙測、遙信和遙控功能，實(shí)時(shí)監視分控點(diǎn)狀態(tài)和運行參數，接收故障告警信息，通過(guò)終端智能設備下達測控命令。系統還具有分級報警、操作權限控制、統計報表打印和電話(huà)報警功能等。
關(guān)鍵詞 智能路燈控制：GPRS；數傳電臺

當今城市路燈照明系統的功能已不再局限于提供照明便利，正在轉變?yōu)檎故境鞘行蜗蟮氖侄?，成為代表城市功能改善投資環(huán)境的重要組成部分。此外能源的供需矛盾也越發(fā)突出，節電節能、綠色照明的要求迫切。如今再采用傳統的手控、鐘控城市照明系統的方法已無(wú)法滿(mǎn)足節能的要求。如何緩解上述矛盾，并平衡二者之間的關(guān)系，實(shí)現“按需照明”，使路燈管理智能化，讓照明系統自身也產(chǎn)生經(jīng)濟效益，成為路燈管理者的重要課題。

1 系統方案設計
智能路燈控制系統是由終端控制器和分布在市區路燈控制箱的節點(diǎn)監控，所組成的集散式控制系統結構。通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式，對其分布在室外數十個(gè)至數百個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行遠程遙控。圖1為系統網(wǎng)絡(luò )圖。

(1)監控中心部分。由一臺局端主機和大屏幕彩色顯示器、GPRS模塊／數傳電臺收發(fā)機構成，中心主機安裝有路燈遠程監控管理軟件。
(2)監控終端部分。每個(gè)箱配一個(gè)監控終端，其主要由GPRS或數傳電臺、數據檢測、故障檢測與智能控制等組成。
考慮到路燈的運行特點(diǎn)和長(cháng)遠的發(fā)展前景，從經(jīng)濟性和實(shí)用性等方面考慮，智能路燈控制系統將采取GPRS公網(wǎng)通訊和數傳電臺的方式進(jìn)行組網(wǎng)。
1．1 GPRS通訊方式
GPRS是基于GSM的移動(dòng)分組數據業(yè)務(wù)，在現有GSM網(wǎng)絡(luò )基礎上疊加的一個(gè)新網(wǎng)絡(luò )，可為用戶(hù)提供端到端的、廣域無(wú)線(xiàn)IP連接。GPRS是一項無(wú)線(xiàn)高速數據傳輸技術(shù)，以分組交換技術(shù)為基礎，用戶(hù)通過(guò)GPRS可在移動(dòng)狀態(tài)下使用各種高速數據業(yè)務(wù)。

基于GPRS通訊方式的智能路燈控制系統框圖如圖2所示，主要由路燈智能控制終端、無(wú)線(xiàn)傳輸模塊(DTU)和監控機組成。監控機根據需要發(fā)出的控制命令經(jīng)由Intelnet發(fā)布，相應的無(wú)線(xiàn)傳輸模塊(DTU)接收到命令解碼并傳送給智能控制終端，智能控制終端根據命令控制相應路段的路燈。同時(shí)，智能控制終端能實(shí)時(shí)監控路燈運行狀況，并將故障信息經(jīng)由DTU傳給監控室。這就使路燈巡查工作實(shí)現了自動(dòng)化，為工作提供了便利，實(shí)現了對城市照明系統的實(shí)時(shí)監控和管理，確保高效穩定，全天候運行。
GPRS城市路燈監控網(wǎng)絡(luò )輸出、按量收費和自由切換等優(yōu)點(diǎn)，克服了有線(xiàn)通信、無(wú)線(xiàn)集群等通信方式所存在的建設周期長(cháng)、投資規模大、技術(shù)不成熟以及終端支持少等缺點(diǎn)，提高了系統的科技含量，保證了系統的穩定性，減少了系統的建設投資和運營(yíng)費用，并為系統升級打下基礎，是目前較為理想的城市照明監控管理系統。
1．2 數傳電臺通訊方式
數字傳輸電臺的結構框圖如圖3所示。

該技術(shù)目前已較為成熟，采用微處理機控制和數字信號處理(DSP)技術(shù)，帶根雙二進(jìn)制過(guò)濾的連續相位頻率鍵控調制(CPFSK)，解調采用Virterbi解碼器和均衡軟判解碼，軟件主力增益達7 dB。電臺的通訊范圍在50公里以上，支持話(huà)音通訊，通過(guò)復用器可實(shí)現數話(huà)同傳。數字傳輸電臺的主要優(yōu)勢在于無(wú)需依托移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )和Internet網(wǎng)絡(luò )，適合中小城市的照明監控系統組建。與GPRS比較，數傳電臺無(wú)需運營(yíng)費用，屬一次性投資，但安裝費用相對較高。
1．3 智能控制終端
智能控制終端是系統重要組成部分，其不僅能接收來(lái)自控制中心的命令對該節點(diǎn)路燈進(jìn)行遙信、遙控和遙測，且遇到通訊障礙時(shí)，微控制器也可獨立工作，并通過(guò)內部時(shí)鐘和經(jīng)緯度信息計算出日出日落時(shí)間來(lái)控制開(kāi)關(guān)時(shí)間，使該節點(diǎn)路燈正常運行，其結構框圖如圖4所示。