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1、城市夜景照明智能化监控系统技术方案目录一、城市照明监控系统技术方案371 城市照明监控与管理系统原理372 系统主要功能373 系统主要技术指标384 照明控制方案384.1 分组控制384.2 景观亮化灯采用分组定时控制方案395 通信系统选择395.1GPRS 公用网的特点405.2 专用网的特点415.3 结论416 智能监控终端主要特点436.1 照明监控终端的基本性能436.2 照明监控终端主要功能436.3 照明监控终端扩展功能457 系统控制中心（调度端）设计457.1 调度端系统框图（见后页）457.2 调度端系统配置467.3 机房装修及操作台示意图468 照明监控与管理软件
2、478.1 操作系统与数据库设计478.2 照明监控系统应用软件（LA）488.3 远程实时监控、诊断模块498.4 远程抄表498.5 短消息报警模块508.6 卫星自动校时 (GPS)软件模块509 移动控制系统（移动调度端）设计5010 手机移动控制系统（选配）5011 图像监视系统设计5111.1 传输方案5111.2 图像监视系统构成5111.3 图像监控系统主要技术指标52一、城市景观照明监控系统技术方案1 城市照明监控与管理系统原理城市照明监控与管理系统由调度端的微机系统、无线数传系统、现场智能终端以及开关箱组成。系统采用时控的控制方案，通过无线信道自动遥控开关灯，遥测现场的工作
3、参数（电压、电流、有功功率和功率因数等数据）， 可对采集的数据进行分析，自动计算亮灯率，从而判断照明系统的运行情况。系统可实现各种故障报警、防盗报警等，全面提高城市照明系统运行的可靠性。2 系统主要功能l自动或手动遥控景观灯的开灯和关灯。l自动、手动巡测、选测控制箱电压、电流、有功功率、功率因数和接触器状态等参数。l采用满足各种控制要求。l 系统支持多种通信方式，如 230MHz 无线专用数传网、无线公网中的GPRS、USSDGSM 短消息和电力载波等多种通信方式。本方案建议采用 GPRS 通信方案。l独立运行功能，通信系统出现故障时，可以根据预先设置的时间， 自动定时开/关灯。l监控终端具有
4、停电运行功能，停电后自动向监控中心报警，并能继续运行 8 小时以上。l系统根据需要可把景观灯控制终端可分为不同功能组，以实现群控和组控等多样化控制；景观灯的开/关灯时间可任意组态设计；分组方式可以在监控中心任意设置。l系统具有网络远程访问和监测功能，随时了解系统和设备运行情况， 提供远程服务。l具有长和短等多种指令结构，缩短系统巡测一周的时间。l系统报警采用终端主动报警和调度端报警相结合的报警方案。l利用卫星定位系统（GPS）自动对全系统校时。l查询打印各景观灯控制箱的任意时间的定时数据与统计数据。l网络系统具有可靠的防范和安全措施。l系统可增配视频图像监控子系统。l系统支持大屏幕显示系统。l
5、系统可以增加GPS 车辆定位系统，并与其联合运行。l系统可扩展智能抄表系统，随时了解照明系统用电情况。3 系统主要技术指标l系统容量：1 个主站、最大可扩至 1 万个监控点。l无线通信方式：230MHz 专网或 GPRS、USSD 和 GSM 短消息等多种通信方案。建议采用GPRS 通信方案。l数据采集精度：优于 1。l监控终端工作环境温度：40 + 70。4 照明控制方案4.1 分组控制系统可以根据不同灯型的控制要求，把全市的景观灯分成若干组，采用时控控制方案，自动遥控开/关景观灯；也可以手动对景观灯进行遥控开/关操作；在特殊情况下，可以实现白天亮灯。4.2 夜景照明采用分组定时控制方案夜景
6、照明控制可以采用分组定时控制方案，即把不同地理位置和要求的夜景照明分成若干组，对不同组采用不同的定时控制方案。采用先进的全组态设计，通过中央控制室微机的设置程序，可任意设置一年中的开/关灯时间以及每周固定的开/关灯时间。通过群控方式，可将夜景照明进行分组，不同组采取不同的控制方案；也可通过选控方式，将相应的饰灯逐点控制，更增强了系统的灵活性。5 通信系统选择城市照明监控系统需要保证每天的及时开关灯，同时需要对各控制点故障的及时报警处理，以及有效实时的应急调度。因此，城市照明监控系统的通信设计及通信网络的畅通和可靠是监控系统可靠运行的关键。下面比较移动公网和无线专网的特点。5.1GPRS 公用网
7、的特点5.1.1 公用网的优点l 采用公用通信网组建景观灯监控系统可以利用中国移动的 GSM 通信系统，方便简洁，使用单位无需考虑通信网地建设和维护，减少使用单位维护、维修工作量和工作难度。l 无须申请频率，特别是一些频率资源极其紧张的地区(如北京、上海等大城市)。l 初期建设投入较少，主台无需自建较高的天线塔，主台通信设备费用较低。l 无线公用网应用情况：目前中国移动能够提供的公用数据服务主要有三种 GPRS、SMS 短消息和 USSD 通信方式。目前大规模应用的 GPRS 通信方式的城市有：天津、长沙、武汉、沈阳、石家庄、宁波、哈尔宾、佛山、慈溪、苏州开发区、株洲抚州、攀枝花等城市；采用
8、USSD 和短消息的城市有：乌鲁木齐、金华、嘉兴、义乌、徐州、蒙自、绍兴等城市。从使用的情况比较，目前 GPRS 的使用情况好于 USSD 和短消息通信方式。l 通信速度快，监控主站与移动服务平台通过网络方式联接，可以采用成批发送的方式，巡测时间要小于专网通信方式。l 通信覆盖情况较好，目前中国移动网络已基本实现无缝隙覆盖。5.1.2 公用网的缺点l运行费用要看移动谈判的结果，采用包月制的话每个控制中端的月租费大致为 10 元左右，另租用专线的费用大致为 1000 元/月左右。l当线路忙时短消息方式通信会产生较大的延迟，在 GPRS 方式在长时间不通信或系统繁忙时部分终端容易掉线。l通信的环节
9、较多，容易发生系统性通信故障。5.2 专用网的特点5.2.1 专用网的优点l一对一通信时实时性较好，来回通信一次在 1 秒钟以内。l可以实现选控、组控和群控。l可以实现数/话兼容，有利于现场维护和安装调试的高效率运作。l运行费用低廉，通信次数没有限制，每个终端一年在 100 元以内。5.2.2 专用网的缺点l 主台天线必须架设比较高的地方，或者采用在市区较高处建立中继站的方式实现通信覆盖，因此，建站成本较高。l 实现相对复杂，研制单位必须具有无线设计许可证资质，才能有效实现专用网组网。对使用单位来说今后维护工作量较大。l 在需要通信覆盖面积较大时，易产生盲点，虽然采用中继等多种手段可以解决通信
10、部分盲区问题，但会影响通信过程的复杂性、实时性和可靠性。随着城市的发展该矛盾会日益突出。l 当监控点比较多时，巡测的周期比较长。5.3 结论随着移动公用网的发展和日益完善，移动公用网提供的服务内容越来越多、网络的覆盖也越来越大，通信的可靠性也越来越高。用户把难管理的通信部分交给专业的移动公司负责，也减少了用户的风险，提高系统运行的可靠性，特别是在城市化发展后，城市的规膜越来越大、高层建筑越来越多，自建无线专网覆盖的难度也越来越大。比如，南宁景观灯监控系统采用无线专网方案（当时移动公网还未成熟）原来只有一个中继站即可覆盖整个市区， 但随着城市的发展已不能满足通信要求，目前已增加三个中继站方能保证
11、通信覆盖。中继站的增加使系统的管理难度增加、网络复杂性增加和降低系统的可靠性。随着移动公用网的成熟，综上所述，目前各种通信方式并存的情况下，考虑到后续服务费用， 对于中小城市可以选择无线专网，也可选择移动公网通讯方式；而对于中大城市，特别是超大城市，则建议尽可能采用移动公网方案。而对于早期已建的无线专网方式，但随着城市的扩大无法实现全面覆盖的系统，这可在原有无线专网基础上，扩建移动公网，将两种通讯方式融与一个系统中， 并在使用中发挥各自的优势，系统实现无线专网和移动公网兼容通信方式。GPRS 接入方式通常有以下两种：其一：景观灯监控中心无固定 IP 地址，但只要具备上公用网的条件， 则可将设在
12、厂家通讯服务器作为系统服务器，由厂家提供一个固定IP 地址， 监控中心微机和 GPRS 终端都通过公用网访问厂家通讯服务器的方式建立系统链接，实现数据采集和控制，此种方式的建造简单、成本最低、但由于服务器在厂家，所有的通讯都通过公用网，因此监控中心微机易受到网络攻击和病毒袭击，运行可靠性低，通讯速度相对较慢。这种方式一般都在一些只有不超过 50 个点的小规模系统中使用。其二，监控中心向移动申请一个固定 IP 地址，并与移动 GPRS 服务中心建立专线连接，使监控中心与GPRS 终端直接通过移动GPRS 网络连接， 这样所有的连接都在移动的内部网内完成，因此具有可靠性高（无病毒和攻击之忧）、通讯
13、速度快，但移动的专线收费较高。下图为GPRS 系统平台框图：INTERNET前后台监控微机数据服务器.GPRS平台GSM 短消息、GPRS 模块GGSNSGSN现GPRS传输线路场监控单元移动网络无线浏览器手机6 智能监控终端主要特点6.1 照明监控终端的基本性能智能监控终端以微机为核心，采用数字信号处理（DSP）技术，通过交流采样方法实现现场电流、电压及有功功率、功率因数等数据的采集、运算、处理、存贮、显示，并根据调度端主台的命令，完成数据的传送和对照明设施的控制；当现场发生故障、偷盗、数据超限时能主动报警，保证系统安全正常运行；当通信中断时，可根据存储的开/关灯最后时限自动运行，绝对保证照
14、明系统的可靠运行。智能监控终端可根据不同要求，灵活配置，以满足各种不同照明设施控制的要求。6.2 照明监控终端主要功能6.2.1 无线专用网和无线公用网多种通信方式兼容监控终端与中心控制室之间可采用无线专网和无线公网多种兼容的通信方案。6.2.2 自动报警l当采集到的交流电流、电压超过上下限时能自动报警。l当白天亮灯或晚上熄灯时能自动报警。l当供电停电时通过自备电源运行，同样能自动报警。l当发生外人打开控制箱门时能自动报警。6.2.3 独立运行当发生中心控制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，以确保景观灯照明线路的正常运行。6.2.4 监控终端断电运行监控终端
15、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 8 小时。6.2.5 现场自动设定功能通过手持式键盘显示器，可以现场中文显示和设置，便于现场的安装调试和维护、维修，并可控制该点的景观灯。6.2.6 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多种抗干扰措施。6.2.7 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。6.2.8 通
