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淺析城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中的無(wú)線通信技術(shù)分析及選型

更新時(shí)間：2021-08-11

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楊雲(yún)

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：當(dāng)前，路燈與景觀照明情況能夠?qū)⒁蛔鞘械默F(xiàn)代化水平充分體現(xiàn)出來(lái)。而在城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)，利用無(wú)線傳輸與計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)路燈管道各項(xiàng)活動(dòng)進(jìn)行集中控制，對(duì)提高城市路燈監(jiān)控管理有著為重要作用。為此，下文將對(duì)城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中的無(wú)線通信技術(shù)分析與探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：城市路燈；照明監(jiān)控系統(tǒng)；無(wú)線通信技術(shù)；分析；維護(hù)；路燈安全用電

1當(dāng)前我國(guó)城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

這幾年在我國(guó)現(xiàn)代化城市進(jìn)程不斷推進(jìn)下，城市路燈照明系統(tǒng)作為城市的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)設(shè)施，其也獲得了快速發(fā)展，其不但能夠確保城市交通安全，而且還法方便了人民的生活，能夠?qū)⒁蛔鞘械膶?shí)力與發(fā)展步伐展現(xiàn)出來(lái)。但是就目前看來(lái)，我國(guó)大部分城市的路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展還存在一定的滯后性，并出現(xiàn)不同程度維護(hù)力低，難以統(tǒng)一管理，系統(tǒng)復(fù)雜等問(wèn)題，也正是因?yàn)闊o(wú)法再一時(shí)間對(duì)路燈的應(yīng)用情況進(jìn)行掌握與反饋導(dǎo)致維護(hù)路燈工作存在安全保障性差、效率慢、有效性低等問(wèn)題，并且因?yàn)椴荒軐?duì)開關(guān)進(jìn)行有效控制，而導(dǎo)致嚴(yán)重的電力資源浪費(fèi)。而有效提高城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)能夠有利于實(shí)現(xiàn)城市路燈照明系統(tǒng)的智能化以及自動(dòng)化管理。

2城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)的原理及其優(yōu)點(diǎn)

在城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)與無(wú)線傳輸來(lái)集中監(jiān)測(cè)與控制離散存在受控對(duì)象。在此系統(tǒng)中，監(jiān)控終端是街區(qū)路燈控制裝置，其和設(shè)置在路燈管理結(jié)構(gòu)中的監(jiān)控共同構(gòu)成了兩級(jí)分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，監(jiān)控上位機(jī)同時(shí)還負(fù)責(zé)工程師操作站與管理計(jì)算機(jī)，用以實(shí)現(xiàn)遙信、遙測(cè)、遙控、檢索數(shù)據(jù)、分析故障、維護(hù)系統(tǒng)、電子顯示、打印報(bào)表等內(nèi)容。而下位機(jī)則是24小時(shí)在線控制機(jī)，用以對(duì)線路參量、狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)監(jiān)控命令進(jìn)行查詢，從而實(shí)現(xiàn)控制路燈開關(guān)，檢測(cè)電能、電壓、電流以及公路因素。使用通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)通信技術(shù)GPRS來(lái)作為各監(jiān)控終端主機(jī)和監(jiān)控的通信方式，并使用電力線載波通信技術(shù)來(lái)對(duì)不同監(jiān)控終端從機(jī)以及監(jiān)控終端主機(jī)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

將無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用到城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效控制路燈功率，并能夠?qū)β窡艄ぷ鳡顟B(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，從而有效解決城市路燈照明系統(tǒng)的監(jiān)控與節(jié)能問(wèn)題。概括來(lái)說(shuō)，城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下幾方面：一，應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)能夠減少監(jiān)控成本，且能夠在監(jiān)控中線來(lái)對(duì)路燈的開關(guān)進(jìn)行操作與控制。二，無(wú)線通信技術(shù)功耗較低，所以具有良好的節(jié)能減耗效果。三，無(wú)線通信技術(shù)有著自愈能力，并且能夠隨意更改網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，且不會(huì)對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成影響。四，無(wú)線通信技術(shù)在照明監(jiān)控系統(tǒng)中具有巨大網(wǎng)絡(luò)容量，所以往往僅需使用一個(gè)協(xié)調(diào)器便能夠控制該片區(qū)域的路燈，而這也是其他技術(shù)無(wú)法達(dá)到的。五，因?yàn)槁窡艨刂葡到y(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)量較少，所以無(wú)線通信技術(shù)有著低速率的有點(diǎn)，能夠有效適用于城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中。

3基于無(wú)線通信技術(shù)城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中的主要功能

3.1監(jiān)控的主要功能

一，監(jiān)控能夠監(jiān)測(cè)便也器各相電流、電壓，以及運(yùn)行環(huán)節(jié)溫度情況。能夠監(jiān)測(cè)線路開關(guān)情況以及整體系統(tǒng)點(diǎn)亮以及有功功率情況等內(nèi)容，而且還能監(jiān)測(cè)故障報(bào)警系統(tǒng)是否正常。二，能夠統(tǒng)一操作整條線路開關(guān)，也能夠單獨(dú)控制單一路燈。三，能夠根據(jù)光照情況來(lái)控制路燈開關(guān)，即常見的光控方法；或是能夠設(shè)定特定時(shí)間來(lái)按照設(shè)定好的時(shí)間順序來(lái)控制路燈，即常見的時(shí)控方法；在一般情況下，控制路燈并非單一使用特定方式來(lái)進(jìn)行，通常是聯(lián)合多種方式來(lái)完成。四，監(jiān)控能夠更改系統(tǒng)配置文件，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)配置系統(tǒng)。并且能夠通過(guò)計(jì)算來(lái)和管理本地工作站。五，一旦監(jiān)控終端發(fā)出報(bào)警信號(hào)或是利用調(diào)度端的遙測(cè)功能發(fā)現(xiàn)有報(bào)警情況，則系統(tǒng)能夠自動(dòng)實(shí)施語(yǔ)音報(bào)警。如若沒(méi)有人值班時(shí)，監(jiān)控還具有電子值班的功能，其能夠?qū)⒗枚绦欧绞絹?lái)將抱緊信號(hào)發(fā)送給工作人員。六，監(jiān)控可以結(jié)合具體情況來(lái)設(shè)定合理時(shí)間表，如半夜燈時(shí)間表和臨時(shí)時(shí)間表等。七，監(jiān)控還可以結(jié)合系統(tǒng)在的不同電力參數(shù)來(lái)計(jì)算出路燈的燈亮率，并且采集數(shù)據(jù)具有較高精度，從而保證亮燈率較高。八，具備地理信息功能。使用地理信息系統(tǒng)作為開發(fā)平臺(tái)，有效結(jié)合其地理信息管理與照明監(jiān)控。地圖能夠分層以及縮放來(lái)現(xiàn)實(shí)，全貌可以顯示全系統(tǒng)地理位置，局部可以顯示某控制點(diǎn)的詳細(xì)內(nèi)容。地理信息是界面的主體，有地理地貌信息、各路段及終端設(shè)備的安裝位置，各種設(shè)備的參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。九，能夠發(fā)布Web信息以及遠(yuǎn)程實(shí)施查詢。采用無(wú)線電子通信技術(shù)能夠通過(guò)WWW網(wǎng)來(lái)發(fā)布該系統(tǒng)中各項(xiàng)數(shù)據(jù)，從而讓工作人員能夠通過(guò)撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)或?qū)拵�，在web瀏覽器上觀察不同路段照明系統(tǒng)的運(yùn)行情況。十，能夠通過(guò)電話語(yǔ)音訪問(wèn)方式，即通過(guò)電話撥號(hào)的加密查詢方法來(lái)讓工作人員對(duì)實(shí)時(shí)路段監(jiān)控系統(tǒng)的情況以及故障情況進(jìn)行訪問(wèn)。

3.2監(jiān)控終端的主要功能

在照明監(jiān)控終端，利用跟蹤采樣以及自動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)，從而可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的免調(diào)節(jié)、免維護(hù)，從而確保系統(tǒng)得以連續(xù)、穩(wěn)定的運(yùn)行。歸納來(lái)說(shuō)，監(jiān)控終端的功能主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：一，能夠控制路燈的開關(guān)操作。二，能夠?qū)崟r(shí)采集路燈的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并且能夠采集路燈運(yùn)行過(guò)程中個(gè)另類電力參數(shù)數(shù)據(jù)。在實(shí)際采集時(shí)又存在開關(guān)量、數(shù)字量以及模擬量等不同，所以其還能夠結(jié)合各類數(shù)據(jù)特點(diǎn)來(lái)判斷出路燈的運(yùn)行情況。三，具有通話功能。將數(shù)傳電臺(tái)設(shè)置于監(jiān)控終端，將麥克插入便能夠和控制通話，從而能將故障信息在時(shí)間內(nèi)傳送給工作人員，便與其開展維修工作。四，監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)方復(fù)位，一旦終端突然出現(xiàn)故障，則能夠運(yùn)用控制遠(yuǎn)方復(fù)位命令來(lái)初始化終端程度，從而確保系統(tǒng)的穩(wěn)定與可靠。五，基于無(wú)線通信技術(shù)的路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)能夠利用無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)來(lái)把路燈運(yùn)行環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)返回至控制。六，監(jiān)控終端還能夠自動(dòng)上報(bào)故障信息至控制中線，如若路燈出現(xiàn)停電、在不該亮燈的情況下亮燈，在不該熄滅的時(shí)候路燈熄滅等情況，終端能夠?qū)毿判盘?hào)自動(dòng)傳送至控制。七，監(jiān)控終端還鞥能夠?qū)⒏黝悹顟B(tài)信息輸出，如，各個(gè)信號(hào)的輸入狀態(tài)、繼電器位置等。

4安科瑞路燈安全用電平臺(tái)介紹

4.1平臺(tái)架構(gòu)

對(duì)路燈控制箱進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)路燈線路的電流和電壓值來(lái)判斷路燈的工作情況

直接接入ARCM310儀表，監(jiān)控每個(gè)路燈的電壓、電流等電參量進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警，也可設(shè)置定時(shí)通斷時(shí)間并遠(yuǎn)程控制路燈通斷

4.2平臺(tái)介紹

安科瑞路燈安全用電監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)安裝在城市各區(qū)域路燈的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。安全用電通過(guò)監(jiān)測(cè)路燈線路的電流和電壓值來(lái)判斷路燈的工作情況，任何不正常的工作狀態(tài)，平臺(tái)都能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警，預(yù)警信息通過(guò)手機(jī)APP推送，短信，語(yǔ)音電話和郵件等，時(shí)間到達(dá)責(zé)任人的身邊，提醒運(yùn)行人員接觸器跳閘，電源失壓等等。平臺(tái)也可以設(shè)置開合閘時(shí)間，每天定時(shí)控制路燈控制器的啟動(dòng)和關(guān)閉。

1.監(jiān)測(cè)路燈的開閉，使用時(shí)長(zhǎng)，非工作時(shí)間開啟，或開啟時(shí)間過(guò)短，則進(jìn)行預(yù)警；

2.監(jiān)測(cè)路燈的電流電壓工作狀態(tài)，可以分級(jí)設(shè)置預(yù)警值和報(bào)警值，當(dāng)超出閾值范圍時(shí)進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警，

3.判斷路燈功率和線路損耗，當(dāng)電流超出閾值范圍時(shí)進(jìn)行預(yù)警；

4.可以設(shè)置路燈的異常個(gè)數(shù)，超出異常個(gè)數(shù)進(jìn)行預(yù)警通知；

5.對(duì)路燈回路的漏電流和導(dǎo)線溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果漏電過(guò)大，線纜溫度過(guò)高則進(jìn)行預(yù)警或報(bào)警；

6.可以設(shè)置開合閘時(shí)間，定時(shí)對(duì)路燈控制器進(jìn)行操作，觸發(fā)頻率可以設(shè)置成一次或者每天。

7.多種開關(guān)燈執(zhí)行方案設(shè)定，可設(shè)置普通（平時(shí)）方案、周末方案、節(jié)（假）日方案、臨時(shí)方案，并可設(shè)定方案執(zhí)行的方式和優(yōu)先級(jí)；

8.自動(dòng)開關(guān)燈管理可選擇定時(shí)模式、按季節(jié)變化的日出日落自動(dòng)跟隨模式、光照度輔助開關(guān)燈模式；

9.能夠自動(dòng)進(jìn)行亮燈率計(jì)算，形成亮燈率報(bào)表首頁(yè)

消息提醒顯示需要處理的任務(wù)及報(bào)警消息

隱患統(tǒng)計(jì)以曲線圖的方式展示當(dāng)月隱患數(shù)量

地圖顯示相關(guān)點(diǎn)位

監(jiān)控模塊提供數(shù)據(jù)監(jiān)控監(jiān)控功能，包含大數(shù)據(jù)調(diào)度和統(tǒng)計(jì)。

地圖顯示

設(shè)備監(jiān)控可以按監(jiān)控設(shè)備識(shí)別號(hào)、項(xiàng)目篩選，顯示設(shè)備識(shí)別號(hào)、設(shè)備詳情、設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)擊“設(shè)備"后進(jìn)入設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)頁(yè)面�？刹榭礆v史曲線，巡檢記錄，報(bào)警信息，控制日志和、視頻監(jiān)控

隱患管理包括隱患巡查、隱患派發(fā)、隱患處理、隱患分析

運(yùn)維管理

能耗分析

4.3產(chǎn)品選型介紹

4.4功能介紹

智慧用電在線監(jiān)控裝置是針對(duì)0.4kV以下的TT、TN系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能電力裝置，具有單、三相交流電測(cè)量、四象限電能計(jì)量、諧波分析、遙信輸入、遙信輸出功能，以及RS485通訊或GPRS無(wú)線通訊功能，通過(guò)對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理。

應(yīng)用：用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國(guó)家消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等

ARCM310功能：ARCM310智慧用電在線監(jiān)控裝置（以下簡(jiǎn)稱裝置）是針對(duì)0.4kV以下的TT、TN系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能電力裝置，具有單相交流電測(cè)量、漏電監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、內(nèi)控開合閘以及RS485通訊或GPRS無(wú)線通訊功能，通過(guò)對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理。

裝置采用先進(jìn)的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化于一身，是建筑監(jiān)控裝置預(yù)防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。作為一種先進(jìn)的智能化、數(shù)字化的采集元件，該裝置已廣泛應(yīng)用于學(xué)校、醫(yī)院、商場(chǎng)、銀行、古建筑等眾多場(chǎng)所。

ARCM310圖片

GSM400-4G功能：AF-GSM是安科瑞電氣推出的新型的4G遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采用嵌入式設(shè)計(jì)，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧，同時(shí)采用了功能強(qiáng)大的微處理芯片，配合內(nèi)置看門狗，性能可靠穩(wěn)定。

本產(chǎn)品提供標(biāo)準(zhǔn)RS485數(shù)據(jù)接口，可以方便的連接RTU、PLC、工控機(jī)等設(shè)備，僅需一次性完成初始化配置，就可以完成對(duì)MODBUS設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，并且與安科瑞服務(wù)器進(jìn)行通訊，

GSM400-4G圖片

4.5用戶體驗(yàn)

4.6現(xiàn)場(chǎng)安裝

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，在城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)不但能夠有效提高路燈管理質(zhì)量與水平，而且還能有效節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。其是現(xiàn)代化城市監(jiān)控與管理路燈的必然發(fā)展趨勢(shì)，并且是一座城市實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志，因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，工作人員應(yīng)當(dāng)要積進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并進(jìn)行不斷的完善與探索，盡可能將城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)作用充分發(fā)揮出來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張豪，俞睿.城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中的無(wú)線通信技術(shù)分析

[2]姚凱學(xué),孫為國(guó).路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].貴州大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2005,22(4):412-414.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2020.06版

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