道路照明中關于遠程路燈控制系統(tǒng)探討
1 概述
目前,道路照明路燈控制傳統(tǒng)采用光控、定時、經(jīng)緯度控制及人工開關的方式,不能滿足節(jié)能要求和特殊情況下開關燈的要求,也有采用單燈電力載波或無線局域網(wǎng)控制系統(tǒng),這種方式可精細控制路燈,但設備成本和安裝成本都很高,不方便對老系統(tǒng)進行改造,由于控制系統(tǒng)的加入,增加了能耗和故障點。本系統(tǒng)采用先進的計算機自動管理技術和GPRS網(wǎng)絡或GSM短信網(wǎng)絡遠程通訊技術,只對路燈照明的每條線路進行控制,成本低,改造傳統(tǒng)系統(tǒng)方便,并可實現(xiàn)自動化、智能化科學管理,達到路燈管理水平與現(xiàn)代城市相適應,提高管理效益,做到合理照明、美化照明、安全照明,降低運營和維護成本。
系統(tǒng)由先進的GPRS網(wǎng)絡或GSM短信網(wǎng)絡、計算機信息管理及路燈控制總成構成,可對系統(tǒng)內(nèi)的路燈進行遙控開關、手動控制開關、遙測開關狀態(tài)、遠程定時開關、遠程校時,還可以通過數(shù)據(jù)分析來判斷線路故障,對白天亮燈、晚上熄燈、大面積熄燈進行報警。
2 安裝遠程路燈控制系統(tǒng)的必要性和可能性
2.1 必要性
(1)信息可實時共享
系統(tǒng)建好后,數(shù)據(jù)存儲在公司,所有人員都可在系統(tǒng)設置的權限范圍內(nèi)查詢到相關的信息。
(2)管理者可隨時監(jiān)督執(zhí)行層的工作情況。
(3)執(zhí)行層可實時監(jiān)測了解路燈的運行情況。
(4)節(jié)約電能支出成本。
系統(tǒng)建好后,可對路燈開關狀態(tài)進行檢測,有效避免白天亮燈的情況出現(xiàn),系統(tǒng)可根據(jù)一年四季的季節(jié)變化隨時改變每條線路的路燈的開關定時時間,也可根據(jù)天氣變化隨時開關燈,在滿足照明的情況下,盡可能減少開燈時間,從而節(jié)約電能。
(5)降低運維成本
系統(tǒng)將巡燈查找故障改為值班等待報警,減少了巡燈人員數(shù)量和車輛,降低了維護成本,減少亮燈時間延長路燈使用壽命,降低了運行成本。
2.2 可能性
要建立一套全自動路燈控制系統(tǒng)必須基于可靠穩(wěn)定的技術,而現(xiàn)在已經(jīng)有可靠的產(chǎn)品和集成技術完全可以實現(xiàn)上述功能。遠程路燈控制系統(tǒng)采用電子控制技術、遠程無線數(shù)據(jù)傳輸技術、現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理控制技術、軟件技術、系統(tǒng)集成技術等多項高新技術構成的系統(tǒng)。下面對這些技術和產(chǎn)品進行一些概要描述。
(1)電子控制技術
QX401 GSM/GPRS多路無線遠程路燈控制器是一款內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧的GSM/GPRS無線數(shù)據(jù)透傳遠程遙控開關,最多可對五路開關進行控制,每路最大電流達60A,除可以遠程開關控制外,還可以數(shù)據(jù)透傳,通過自帶的485口對其它設備進行控制,核心部分某公司的SIM900A模塊,開關采用磁保持繼電器,不耗電,并有記憶功能,在斷電后再上電的時候能保持原來的開關狀態(tài)。該產(chǎn)品可以通過GSM手機短信對開關進行控制,也可以通過GPRS網(wǎng)絡為通信平臺對開關進行控制,提供RS-232/485/TTL接口,按照工業(yè)標準設計,可直接與RTU、PLC、智能儀表、單片機控制器等各種工業(yè)現(xiàn)場的下位機設備連接,用在路燈控制方面最為合適。
(2)遠程數(shù)據(jù)傳輸技術和設備
無線網(wǎng)絡通訊GSM/GPRS移動通訊網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)有了近10年的發(fā)展歷史,目前無論從技術還是產(chǎn)品都已經(jīng)是非常成熟的。
(3)數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)
這個數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)是指中央監(jiān)控室的監(jiān)控服務器安裝的軟件系統(tǒng),系統(tǒng)的所有功能都要通過這個軟件才能最后顯示出來。因此,就整個系統(tǒng)而言,這個軟件系統(tǒng)是核心。
綜上所述,遠程路燈控制系統(tǒng)所需要的技術和設備均是成熟的,完全可以滿足路燈控制的要求。因此,安裝遠程路燈控制系統(tǒng)既是非常必要,也是可能的。
3 系統(tǒng)組成
(1)傳統(tǒng)電力控制結構
(2)本系統(tǒng)電力控制結構
?。?)GSM系統(tǒng)拓撲圖
?。?)GPRS系統(tǒng)拓撲圖
建議:QX401終端數(shù)量在50以下的選用GSM方式,QX401終端數(shù)量在50以上的選用GPRS方式。
4 性能比較
5 遠程路燈控制系統(tǒng)的技術實現(xiàn)
5.1 系統(tǒng)實現(xiàn)的幾個要點
(1)采用60A磁保持繼電器作為基礎的開關控制裝置可進行無線遠程控制開關,有定時器,可遠程設定時間,到時自動控制開關,可遠程校時,有手動開關按鈕,可用手動控制開關。
(2)采用GPRS或GSM網(wǎng)絡作為遠程數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡。
?。?)采用閉環(huán)監(jiān)控,可準確掌握QX401的開關狀態(tài)。
?。?)采用始終在線的模式,提高系統(tǒng)的實時性。
(5)采用專業(yè)的量身定做的系統(tǒng)軟件。
(6)采用主動報警和中央監(jiān)控室控制相結合的運行模式。
5.2 系統(tǒng)實現(xiàn)的說明
需要在中央監(jiān)控室安裝一臺監(jiān)控服務器,這臺服務器可使用固定IP地址或者使用動態(tài)域名解析,也可以采用VPN專線方式;監(jiān)控服務器上安裝控制軟件。
在每一個變壓器安裝一臺QX401控制器;通過GPRS或GSM網(wǎng)絡與中央監(jiān)控室相聯(lián),QX401控制器采用始終在線的方式掛在GPRS網(wǎng)絡上,就像一個局域網(wǎng)一樣隨時都可以立即與服務器連通采用TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)收發(fā)。并且,服務器隨時都可以監(jiān)測到每一個終端是否在線。
中央監(jiān)控室的服務器可以通過循檢的方式與QX401控制器通訊,數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中。中央監(jiān)控室的監(jiān)測服務器的作用是顯示報警情況、管理監(jiān)控整個系統(tǒng)的工作狀況、歷史數(shù)據(jù)的查詢等。
6 系統(tǒng)軟件
6.1 系統(tǒng)軟件架構
我們采用基于AJAX技術的B/S(Browser/Server 輸入網(wǎng)址就可以訪問服務器)架構模式,AJAX是結合了Java、XML(Extensible Markup?。蹋幔睿纾酰幔纾澹┮约埃剩幔觯幔螅悖颍椋穑舻染幊碳夹g,使開發(fā)人員構建基于Java技術的Web應用,并打破了使用頁面重載的慣例。這種架構模式不但減少了不必要的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸,加快了瀏覽器頁面的顯示速度,提高了B/S應用的訪問效率,而且優(yōu)化了B/S架構模式的內(nèi)部結構,提高了軟件的可維護性。
6.2 數(shù)據(jù)庫技術
這里采用開放、易用、速度快、支持網(wǎng)絡的MySQL數(shù)據(jù)庫。
6.3 系統(tǒng)軟件主要功能
(1)系統(tǒng)登錄平臺
系統(tǒng)具有完善的操作管理功能。為保證系統(tǒng)安全,系統(tǒng)必須輸入工號和密碼,經(jīng)系統(tǒng)確認后方可允許進入系統(tǒng),進行操作。
(2)設備管理
終端管理:終端地址、終端名稱、終端添加時間、終端狀態(tài)等信息管理。
開關管理:終端名稱、開關地址、開關名稱、添加時間等信息管理。
定時設置:設置開關的開關時間,到時自動控制開關;校時,讀時間。
(3)數(shù)據(jù)管理
開關數(shù)據(jù):可以按照時間段查詢?nèi)我忾_關的開關狀態(tài)、定時時間等。
開關實時控制:可實時開關任意終端的開關。
(4)告警
頁面按時間顯示所有終端告警信息:包括終端地址、告警編號、通道類別、當前值、正常值、告警時間、閱讀狀態(tài)、閱讀人員等信息,方便工作人員及時準確的處理。
(5)統(tǒng)計分析
對終端下的開關可按時間(小時、天、月等)和瀏覽方式(圖標、表格、Excel等)直觀的顯示出來方便基站管理人員統(tǒng)計分析。
(6)系統(tǒng)設置
系統(tǒng)可對行政區(qū)域、公司管理、部門管理、職位設置、角色管理、工號管理等進行設置,設置不同等級的工號和密碼,以限制不同人員的操作范圍。
6.4 系統(tǒng)軟件的特點
(1)安全可靠
mysql數(shù)據(jù)庫是大型的、多用戶的數(shù)據(jù)庫,它的安全性高,允許多用戶同時使用同一數(shù)據(jù)庫而不會破壞完整性,用它來做系統(tǒng)的數(shù)據(jù)引擎可以保證數(shù)據(jù)的安全。
系統(tǒng)對用戶實現(xiàn)分級授權管理功能,通過檢查使用者的名字和授權密碼,賦予使用者相應的操作權,借鑒銀行系統(tǒng)的密碼管理模式限制無關人員改變數(shù)據(jù)庫和硬件設置。
防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能,防備系統(tǒng)受到人為的惡意攻擊,數(shù)據(jù)備份功能確保在硬件系統(tǒng)故障時,也能隨時在新的硬件設備上數(shù)據(jù)無丟失地啟動系統(tǒng)。
(2)完善的系統(tǒng)日志
系統(tǒng)日志記錄了進入系統(tǒng)、離開系統(tǒng)、設置硬件、改變運行參數(shù)操作等及操作者、操作時間,凡是改變數(shù)據(jù)庫的操作都被記錄下來。
7 QX401控制器產(chǎn)品概要
7.1 產(chǎn)品系列概述
QX401?。牵樱?GPRS多路無線遠程路燈控制器是一款內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧的GSM/GPRS無線數(shù)據(jù)透傳遠程遙控開關,最多可對五路開關進行控制,每路最大電流達60A,除可以遠程開關控制外,還可以數(shù)據(jù)透傳,通過自帶的485口對其它設備進行控制,核心部分某公司的SIM900A模塊,開關采用磁保持繼電器,不耗電,并有記憶功能,在斷電后再上電的時候能保持原來的開關狀態(tài)。該產(chǎn)品可以通過GSM手機短信對開關進行控制,也可以通過GPRS網(wǎng)絡為通信平臺對開關進行控制,提供RS-232/485/TTL接口,按照工業(yè)標準設計,可直接與RTU、PLC、智能儀表、單片機控制器等各種工業(yè)現(xiàn)場的下位機設備連接。
7.2 產(chǎn)品特點
(1)開關磁保持繼電器耗電,不費電,并有記憶功能,在斷電后再上電的時候能保持原來的開關狀態(tài);
(2)最多可對五路開關進行控制,每路負荷能力達60A;
(3)可進行無線遠程控制開關;
(4)有定時器,可遠程設定時間,到時自動控制開關,可遠程校時;
?。?)有手動開關按鈕,可用手動控制開關;
?。?)采用閉環(huán)控制,可準確掌握QX401的開關狀態(tài);
(7)無論距離有多遠,只要有移動信號的地方都可以控制;
?。?)兩種工作狀態(tài)可選,一種是GSM短信工作方式,一種是GPRS工作方式;
?。?)永遠在線,一旦加電運行,即可自動進入工作狀態(tài)并一直保持;
?。?0)采用某公司的SIM900A模塊,支持900/1800MHz雙頻,GPRS Class?。保啊?/span>
?。?1)內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧,提供透明串行數(shù)據(jù)傳輸通道;
(12)RS232/RS485/TTL(3.3V)串行接口,波特率范圍:1200~19200kbps可調(diào);
?。?3)GPRS網(wǎng)絡用戶可根據(jù)具體應用選擇UDP/TCP客戶端等多種網(wǎng)絡通信協(xié)議,支持固定IP地址方案(專用APN),支持基于DNS的動態(tài)域名解析功能可定期主動報告IP地址(心跳)可實現(xiàn)點對點、點對多點等多種組網(wǎng)方式;
(14)接線方法簡單,只要把產(chǎn)品串入要控制的設備的前端即可對設備進行控制;
?。?5)看門狗定時器(WATCHDOG)保證長期運行;
?。?6)工業(yè)級設計、寬工作范圍(工作溫度:-20℃~+55℃,工作濕度≤90%;)。
7.3 技術參數(shù)
繼電器:磁保持繼電器60A,90A可選擇;
通訊模塊:SIM900A;
外型尺寸:175x185x85mm;
重量:2000g;
工作環(huán)境:工作溫度:-20℃~+55℃,工作濕度≤90%;
電源:AC220V,不需要別外的電源,只要把產(chǎn)品串入電路即可;
天線接口:棒式天線或吸盤天線;
用戶數(shù)據(jù)接口:RS232/RS485/TTL(3.3V)可定制;
波特率:1200~19200kbps可調(diào)。
7.4 注意事項
(1)用QX401產(chǎn)品時,請勿帶電插撥SIM卡。
(2)QX401使用中涉及該項業(yè)務提供商相關參數(shù),請核實服務商后再改變參數(shù)設置,否則有可能使QX401不能正常工作,我們的出廠設置都是以中國的為準,適合于中國內(nèi)陸境內(nèi)有網(wǎng)絡覆蓋地區(qū)使用。
對于路燈管理所而言,路燈管理一直是一件非常頭疼的事情,需要投入大量的人力、物力和財力。因為數(shù)量眾多,地理位置分散,給工作人員帶來極大的不便。如果能利用該遠程路燈控制系統(tǒng)進行管理,自動讀取相關數(shù)據(jù)并加以分析,還可進一步進行遠程控制或設備維護,那將非常方便并可減少人力資源、縮短修護時間并節(jié)省運維成本。
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