城市照明监控系统

（3）流量计费。用户只需要为接收和发送的数据报支付费用，因此相对运行费用较低。

（4）快捷登录。 一般只须10秒即可登录互联网。

GPRS 采用与GSM 同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构，其分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统从一开始就可提供全面的GPRS 覆盖。下图为通信系统组成框图：

监控中心的前后台监控微机接入Internet（可采用DDN专线、ADSL等多种方式），GPRS终端与监控中心建立连接，监控中心与GPRS终端通过GPRS网络，实时传递指令和数据。

7.3 GPRS系统组网方式

GPRS的应用非常广泛，几乎所有行业都能用到GPRS的无线数据传输。但每种行业的实际需求和复杂的应用环境都大不相同，所以每种行业都会有自己独特的功能要求和组网方式。目前GPRS的组网方式有以下四种可行的组网方案：
1）方案一：中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网固定IP或者公网动态IP+DNS解析服务。
此种方案向先INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务。
　　1、 中心公网固定IP：监控点直接向中心发起连接。运行可靠稳定，推荐此种方案。
　　2、 中心公网动态IP+DNS解析服务：客户先与DNS服务商联系开通动态域名，监控点先采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模、对实时性要求不高的场合中应用。
2）方案二：中心采用主副GPRS-DTU，采用移动内网动态IP+移动DNS解析服务。
此种方案客户先与移动DNS服务商联系开通移动动态域名，监控点先采用域名寻址方式连接移动DNS服务器，再由移动DNS服务器找到中心移动动态IP，建立连接。中心也用GPRS-DTU做接收端，但GPRS无线方式的中心不如有线方式的稳定，所以采用主副两个GPRS-DTU作冗余备份。主中心GPRS-DTU接收端掉线时，所有监控点自动转到副中心GPRS-DTU接收端。此种方式也可以大大节约固定IP的费用，但并不是所有移动公司都提供DNS解析服务，所以要在有DNS解析服务的省市才能采用此种方案。此种方案适合小规模应用。此种方案时时性和稳定性较差，不推荐使用。
3）方案三：中心采用主副GPRS-DTU，采用移动APN专网固定IP。
此种方案客户先与移动申请APN专网业务。移动为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN。得到APN后，给所有监控点及中心分配移动内部固定IP。此种方案中心也像方案二一样采用主副两个GPRS-DTU作接收端，冗余备份。但此种方案较方案二而言，无需DNS解析，本身具有移动内网固定IP，减少中间环节，稳定性增强；且所有数据都在移动GPRS的APN内网传输，无需经过公网，安全性增强。此种方案无需负担宽度专线月租费用，性价比合理，推荐使用。
4）方案四：中心采用移动内网固定IP地址，监控点采用普通的移动动态IP
此种方案客户先与移动服务商联系，可以就近从移动GSM基站引入光纤专线，开通移动内网固定IP，监控点先采用普通的SIM卡并开通GPRS功能，通过移动内部网关与中心建立连接。此种方式也可以大大节约固定IP的费用，各监控点也无需设置固定IP。此种方案实时性较好，由于监控点使用动态IP，稳定性稍差一些，推荐使用。
5） 方案五：中心采用APN专线，所有点都采用内网固定IP
此种方案客户中心通过一条2M APN专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接，在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN。得到APN后，给所有监控点及中心分配移动内部固定IP。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。
对与照明监控系统而言，由于系统组成的监控点较多，实时性要求较高，因此建议采用第五种通信组网方式。为此照明监控中心的服务器将需要专线方式接入移动公司的GPRS网络，所有的监控终端都采用特定IP地址，以保证监控信息的可靠、安全、及时的传输。

8 系统控制中心（调度端）设计

8.1 调度端系统框图（见下页）

照明监控系统调度端采用前、后台机连网工作方式，选用带看门狗的适合连续工作的工业控制计算机。一般情况下，前台机作为监控工作站承担遥测、监控、调度等工作；后台机平时自动备份前台机的数据，当前台机出现故障的情况下，可以随时切换顶替前台机工作；从而极大地提高了系统的可靠性。同时，考虑到计算机网络技术的发展，系统具有网络接口，接入服务器、管理工作站等，系统就可以很方便地组建为路灯管理处局域网，通过网络实现照明监控数据和图像信息共享。

系统外部的计算机均可通过拨号上网，采用加密查询的方式访问相应的各类最新和历史数据。同时，系统也可以通过电话语音方式查询当前的最新情况，或指定相应的电话号码和告警方式实现电话语音告警。整个系统的网络化设计为今后的生产管理与办公自动化的实施奠定了良好的基础，同时保留了足够的软件与硬件扩展接口，以便现有的监控系统能随着网络技术的飞速发展，发挥越来越大的作用。

9 照明监控终端

9.1 照明监控终端的基本性能

照明监控终端（RTU）选用北京嘉复新科技有限公司生产的STC-205型系列照明监控终端。该终端选用工业级芯片，允许在－40℃～+80℃的环境温度下的连续运行；采用多CPU与DSP协作工作方式，其中关键芯片采用美国最新表面贴装芯片，通过数字信号处理（DSP）技术，实现交流采样方案，交流电流、电压采集精度优于 0.5%；设备设计、生产全过程进行ISO-9001质量控制；印制板焊接采用波峰焊技术消除了人工焊接的漏焊和虚焊；每台整机都进行100小时高温上电老化排除了早期失效，有效地保证了设备的出所质量，现场开箱率达到100%，平均无故障时间达到10万小时。

监控终端外形如图所示。

照明远程智能监控终端的采集和控制的内容包括：

遥测：1路三相电压、12路电流及有功功率和功率因数、2路直流（测光照等）

遥控：6路继电器输出，触点为交流220V12A，一组常开和常闭触点

遥信：8路隔离开关量输入

通讯：2路隔离232或485接口，MODBUS协议

射灯等各种不同底灯型。

具有远程抄表接口。

具有远程自动调压接口。

具有单灯监测接口。

具有加装防盗线模块接口。

9.2 照明监控终端主要功能

9.2.1 自动报警

当采集到的交流电流、电压超过上下限时能自动报警。

当白天亮灯或晚上熄灯时能自动报警。

当供电停电时通过自备电源运行，同样能自动报警。

9.2.2 独立运行

当发生中控室微机或通信线路发生故障时，终端会根据预先设定的程序定时自行开/关灯，以确保路灯照明线路的正常运行。

9.2.3 监控终端断电运行

监控终端内装有不间断电源，具有断电运行功能，能在供电线路断电时及时告警，使有关部门在第一时间获知并抢修，同时具有防盗报警功能。在基本配置中，停电后能够维持终端正常工作4小时。

不间断电源能防止过分充/放电，保证长期使用。

9.2.4 现场自动设定功能

通过手持式键盘、显示器，可以现场中文显示，便于现场的安装调试和维护、维修，并可控制该点的全夜灯、半夜灯、景观灯等，其显示的内容如下：

时间（年、月、日、时、分、秒）<, /P>

开、关灯的最后时限

采集的交流电流和电压值

输入的开关量状态

输出的开关量状态

在自检状态下，可以显示或修改本机的多种工作参数

9.2.5 抗干扰能力

由于监控终端一般均安装在干扰较大的环境中，为了保证系统可靠工作，终端的软硬件设计中采用了下列多种抗干扰措施。

对现场采集的模拟量和开关量信号在硬件上采用隔离和限幅等防强干扰措施。在软件上采用数据滤波处理，保证了数据的准确性。

对开关量输出采用软件连续循环置位输出的处理方法，保证了输出的可靠性。

对强干扰信号造成的运行出错采用软硬件自恢复电路处理。保证在无人值守时也能可靠运行。

对采集到的高压交流信号实行多重防电脉冲冲击和防雷保护措施，已在实际应用中获得了极好的效果。

9.2.6 高可靠的变送器电路

选用交流电压、电流二次互感，具有输入输出完全隔离、精度高、功耗低等优点，加以输入端的多重防护措施，极大地提高了传感器的可靠性和精度。

9.2.7 通用化设计

终端所有工作参数都可通过终端或中控微机中的设置软件包进行在线设定和修改。工作参数包括：站号、通信参数、现场物理量参数、模拟量的计算方式、采集方式、矢量设置和组合报警等内容。用户可随时根据现场情况（如全夜灯、半夜灯、景观灯等各种类型）自行组态各终端的工作参数，从而既保证了监控终端设备的通用性，又保证了系统具有极大的灵活性。

9.2.8 防盗报警功能

在照明控制箱门处加装箱门开关，但外人打开加箱门时能自动向主台报警，保证照明设施的安全。

9.3 照明监控终端扩展功能

9.3.1 远程抄表功能

终端设备具有RS-485抄表接口，可以自动读取电子电表的数据。实现系统的远程抄表功能。

9.3.2 远程自动调压接口（选配）

照明监控终端设备具有控制调压设备的接口，如果配有北京嘉复欣科技的节电器，则通过此接口可实现对节电器的远程控制和调压。

9.3.3 防偷盗照明线路报警控制接口

终端提供与防偷盗照明线路报警模块接口，只要系统配上北京嘉复欣科技研发的照明线路防盗线报警模块（见第14节），即可随时采集照明线路情况，发现有偷盗线路时可立即报警，保障照明线路和设施的安全。

9.4 照明配电控制箱设计

照明配电控制箱可以有两种方式：其一，对原有的配电箱进行改造，增加若干互感器、自动/手动开关等器件即可；其二，根据要求重新设计照明配电箱。

以上两种方案将根据现场具体情况而定.

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