一种无线路灯照明监控系统的设计与实现

　　随着我国城市化水平的不断提高，城市的路灯照明系统的不断扩大，节约电能、提高路灯系统管理水平，已经是急需要解决的课题。目前各大城市路灯能源利用率普片不高。路灯电费和管理费用是政府的一项巨大的财政支出。传统的路灯节能系统存在着智能化程度低、通讯稳定程度差、路面照亮缝补不均等问题。

　　路灯照明是城市基础设施的组成部分，在城市的交通安全、社会治安、人民生活和市容风貌中居于举足轻重的地位，发挥着不可替代的作用，而且标志着城市实力和成熟的程度。伴随我国城市现代化建设的突飞猛进，城市路灯照明取得了辉煌的成果，成为一项蓬勃发展的公用事业，但是能源紧张和城建规模化发展形成了很大的矛盾。

　　1.1 现行的控制方法

　　一 建设照明监控系统的必要性

　　缓解用电紧张的和有效的办法是对用电实施智能化管理，减少浪费，使我们的每一度电都能物尽其用！启用先进路灯控制系统，可以对城市的路灯实施统一启闭，对夜间照明系统和路灯的实时监控和管理，确保高效稳定，全天候运行，控制不必要的“全夜灯照明”，有效节约电能消耗。对于城市公共照明系统来说，采用智能化的管理系统是实现能源节约、减少资源浪费、满足人们生活要求。

　　现在采用控制方法以分散时控方式为主，即在路灯配电箱中安装定时器，按预定的时间自行开/关灯。

　　1.2 现行控制方法的缺陷

　　现行的方法既不能及时调整开/关灯的时间，更无法及时反映照明设施的运行情况，并且故障率高、维修困难。随着城市的不断发展，控制范围越来越大，现行的控制方法无法及时反映照明设施的运行情况，运行过程中的故障只有等待巡视人员到达现场才能发现，或者被动地等待市民的电话反映，因此难以做到及时维修。

　　在遇到一些领导视察、国宾接待、举办大型活动等特殊任务时，由于缺乏灵活的控制手段，必须临时派出大量的人员到现场手动操作照明开关箱或者临时通知各景观灯单位，因此在时间十分紧迫的情况下，无法满足圆满完成任务的要求。

　　二 路灯（灯光）监控系统构成

　　路灯监控系统由外部路灯控制终端、无线数据通讯系统、监控中心组成。是集自动控制技术、无线数据通讯技术、数据库技术为一体的综合性远程监控系统。其目的是通过路灯监控系统实现路灯三遥监控、实现路灯运行系统的可控性、减轻路灯维护劳动强度、灵活半夜灯景观灯的开关控制，提高路灯运行系统的管理水平，以适应城市现代化对路灯灯光系统的要求。

　　2.1 监控对象

　　系统的具体监控对象：照明系统控制箱内的电压、电流、有功功率、无功功率，可配接相应互感器测量不同量程电压、电流信号。电压、电流采集为0.4%。继电器开关量输出，可以直接控制驱动路灯控制柜中的接触器开关，用于路灯、半夜灯、景观灯、广告灯控制， 具有开关量输入通道，经过设定可以作为接触器反馈信号、门控开关等。

　　2.2   系统硬件

　　采集硬件DAM3000系列模块和GPRS1090

　　2.2.1   DAM3000系列

　　DAM－3501/T

　　单相智能交流电量采集模块

　　· 电压量程：10V、250V、400V、500V等可选

　　· 电流量程：1A、5A、10A、20A等可选

　　· ：±0.2%

　　· 隔离电压：3000 VDC

　　· 内置看门狗

　　· 外置电流互感器

　　· 板载温湿度传感器（可选）

　　DAM－3018D

　　8路继电器输出模块

　　· 继电器输出：8路A型继电器

　　· 触点容量：250VAC @ 1A；30VDC @ 2A

　　· 支持双看门狗

　　· LED指示输出状态

　　DAM－3011D

　　8路隔离的数字量输入模块

　　· 输入：6路差分，2路单端或8路差分

　　· 输入高电平：4V～30V

　　· 输入低电平：0～1V

　　· 隔离电压：5000V

　　· 输入通道可以作为100Hz计数器使用

　　· 内置看门狗

　　· LED指示输入状态

　　2.2.2 GPRS1090

　　· 透明数据传输与协议转换：模块内嵌完整的TCP/IP协议栈，提供RS-232/485接口，为用户的数据设备提供透明传输通道；

　　· 支持虚拟数据专用网；

　　· 支持多数据中心；

　　· 支持点对点、点对多点、中心对多点等数据传输；支持数据中心动态域名或IP地址访问；

　　· 数据终端支持永远在线、空闲下线、空闲掉电三种工作方式；

　　· 支持短信和打电话唤醒功能；

　　· 支持断线自动重连功能；

　　· 支持短信配置与维护；

　　· 支持本地和远程图形界面配置与维护；

　　· 带有电源、连接状态、运行情况指示灯；

　　· 带有RS-232 / 485接口；

　　· 支持本地和远程固件升级；

　　· 多重软硬件可靠设计，看门狗技术使设备安全运行；

　　· 直流5V～26V宽范围供电（推荐9V～12V ）；

　　· 工作电流300mA、休眠时≤10mA ；

　　· 工作温度：－30°C ～ +70°C；

　　· 工作湿度：90％

　　2.3 系统软件

　　监控中心软件基于互联网架构，支持远程访问，建立路灯控制数据库，自动记录各段路灯的启/闭时间、电压、电流、亮灯率、累计电量、功率因数等数据，方便查询。提供任意组合、任意时间段的查询界面，提高路灯监控的管理水平。

　　三 结论

　　采用城市照明自动化监控系统以后，全市范围的全夜灯、半夜灯和景观灯的开/关均可实现自动控制。同时，由于照明自动化监控系统具有自动报警和巡测、选测功能，调度人员可以在故障发生后的数秒钟内及时了解故障的地点和状态，为及时进行修复提供了有力的保障。路灯维护及时，无线照明监控系统能提高开/关灯的可靠性和可检查性，避免白天亮灯情况的出现；；这些措施既可满足市民对道路照明的需求，又避免了路灯的无谓开启，减少了开灯时间，从而节约了大量的电能。路灯系统的智能化，路灯管理的科学化是符合国家路灯建设以及节能减排政策的需要的，这是未来城市路灯建设的发展方向。