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1、数字城市照明监控管理系统解决性方案一、 概述2二、系统整体设计 32.1设计原则32.2系统架构52.3集中控制器52.4单灯控制器8三、系统软件功能 103.1遥控功能103.2遥测功能113.3调光功能113.4显示功能113.5设备分组功能 123.6远程设置功能123.7报警功能133.8数据查询统计和打印功能 133.9网络校时功能133.10系统权限功能133.11设备管理功能143.13电缆防盗功能 143.14视频监控扩展功能 14四、 系统优势 14、概述为推进“十二五”时期我国城市绿色照明工作，提高城市照明节能管理水平，二一一 年十一月四日中华人民共和国住房和城乡建设部研究
2、制定了“十二五”城市绿色照明规划纲要。纲要主要阐明城市绿色照明的指导思想、基本原则、发展目标和重点工作以及保障 措施，是各地“十二五”期间实施城市绿色照明的依据。纲要着重提出：以2010年底为基数，到“十二五”期末，城市照明节电率达到15%积极推进城市照明信息化平台建设，建立城市照明信息监管系统，统计城市照明设施的基本信息和能耗情况，进一步提高城市照 明管理工作信息化水平。建立数字城市照明信息监管系统，运用多种节能降耗措施对城市照明进行节能、数字化 管理不仅是一种社会责任，更是“利国利民”的双赢之举，既节约资源，又降本增效，符合 城市长远的发展方向。项目改造完成后，贵县路灯照明系统自动化管理水
3、平将大幅提高，可 根据季节自动调整开关灯时间；也可根据照明需求（天气突变、重大事件、节日等）随时远 程调整开、关灯时间，调整景观灯的开、关灯时间并进行应急调度、及时发现故障并立即进 行修复，大大提高工作中的应急能力，增加了有效的故障预警机制，减少管理人员工作量； 实时对县城路灯状况进行监测，掌握路灯的运行状态及运行参数进行能耗分析，有效的进行 电量统计和分配，减少能源的浪费和财政负担。为实现城市路灯照明的远程监控及自动化，基于智能控制技术、数字电子技术、电力线 载波与GPRSJ术开发了最新一代数字城市照明监控管理系统。该系统采用电力线载波通信方 式，它将所有的路灯连接到计算机上，并通过计算机监
4、视所控区域内的路灯工作状态。在硬 件方面采用了电力载波技术，实现在现有的电力线上传递数字信号进行通讯。灯具使用的电 力线是已经铺设好的现成通讯资源，现在它既是灯具的供电线路，又是设备使用的通讯线路。 相对其他传输方式，它的施工最为简单，而且对原有环境不构成破坏。它的实现代价是最小 的，基本不受外部环境因素影响。数字城市照明监控管理系统建立在电力线载波远程通讯技术基础之上，对难于管理的用 电设备，例如路灯、公共照明设备等，可以根据工作和生活的实际需要，季节和天气变化情 况，事先设置区域、路段的控制策略，根据策略在计算机上事先设定时间，系统就可自动按 时间段分区，分路进行定时开关控制，可实现间隔灯
5、杆亮、单边亮，可独立到每盏灯，当然 也可实时进行人工开关控制。当夜晚（或光线较暗）来临且处在交通高峰时，路灯全部开启， 交通高峰期后，进入按比例开启，如在 18点至20点开启100% 20点至22点开启70% 22 文案大全点至24点开启50%在0点至5点，路灯开启40%等组合方式。还可对防范重点部位(区域) 亮、安全地段(区域)不亮或少亮，有活动有需要的地方亮，无活动无需要的地方不亮或少 亮，仅此一项就节电40% 切只需操作员在计算机上轻松完成。不但节省了人力，更排除 了人为因素产生的矛盾和失误，有效节约了电能。该系统对电线(路)路灯故障有监测的功能，操作员极易发现线路故障的地点和位置， 只
6、要通知维修人员，就能及时排除故障。如：路灯维修，以前是大白天开着所有路灯，才能 一个一个查找故障，显然是浪费。现在只要在计算机上查看后，记下故障灯杆号，就可直奔 该灯杆去检修，目标明确，工作效率大大提高。安装本系统，不破坏设施现状和周围环境，不影响正常的工作和生活秩序，施工简捷、 工期短，是当今提倡的节约型社会一个很好的改造升级优选的系统。二、系统整体设计2.1设计原则本方案遵照先进性、实用性、安全可靠性、可扩展性、开放性、经济性等原则进行实施。(1) 先进性和实用性：设备符合相关国内、国际标准，整个系统是目前国内最先进的，并将长期处于国内较为领先的水平。所采用的技术为成熟的物联网通信技术，并
7、根据实际情况，组成最佳组合。(2) 稳定性：本系统是按照户外工业产品的标准进行设计，所以对各个配件的选择要求极高。在防雷、 防静电、防干扰、防高低温、防水、防尘、漏电保护、供电故障等方面做严格的技术处理， 保证系统适应复杂的恶劣环境，尽最大限度减少维护工作量，保证系统的长期稳定运行。(3) 可维修性：系统的设备模块化、结构化、人性化设计，并且各单元部件具有故障定位指示，便于设 备维修。集中控制器具有标准网络、485、232等多个通讯接口，便于现场信号的调试和控制。(4) 可扩展性：硬件采用标准化的总线式结构，软件采用组态化设计，使得系统可以根据实际需要进行 扩展和升级而不必改变现有设备的状态。
8、(5) 开放性：本系统软件和通信协议采用标准化的协议，兼容EIA-709.1、EIA-709.2、EN50065-1国 际标准，并且提供与其它工控标准(如ModBus等)通信的接口。很多类似的系统就因为某些厂 家采用非标协议，最后造成系统瘫痪。本系统为开放式，有效的解决了类似的问题，避免对 个别厂家形成产品依赖，保证系统的稳定。(6) 经济性：系统采用已成熟商用的先进技术，选择性价比高的方案和设备，既考虑系统额先进性， 又兼顾了经济性。2.2系统架构数字城市照明监控管理系统由监控中心、集中控制器、监控终端（单灯控制器）组成，集中控制器安装在配电柜内，单灯控制器安装在照明终端。集中控制器通过GP
9、R无线网路与 监控中心进行通信，单灯控制器通过电力载波通信方式与集中控制器进行通信。集中控制器 通过接收、执行、转发上位机监控管理软件的命令，对每个单灯控制器进行控制，达到控制 每盏路灯的亮灭及调光，节约电能。同时集中控制器通过内置的 DC输出端口在配电箱内可实 现对路灯整条回路的控制，查询每个单灯控制器的信息，通过模拟量、数字量的AI、DI输入端口，采集现场的光照等其他信息，反馈至监控中心服务器的监控管理软件，实现对城市路 灯照明系统的实时监控和科学管理。数字城市照明监控管理系统组网方案如下图所示:2.3集中控制器产品概述集中控制器可以控制照明支路的送电停电，并能够监测每一个支路的电流大小，
10、来诊断照明设备的运行情况。其自身有电量采集功能，可采集计算并记录供电总路的用电参数，同 时具有数据接口，可以将第三的设备接入本系统，并进行信息的整理分析与发布。集中控制 器应用GPRSS讯技术接收发送信息，应用电力载波通讯技术与下层单控制进行信息沟通，接收单灯控制器的信息，并向其下发工作指令。集中控制器还有自动报警功能，通过GPR觀上位机（监控中心）和工作人员的手机发送报警信息。集中控制器通过多种接口和协议（如 TCP/IP）与上位机连接，以适应不同应用需求。同 时，通过电力线对所属控制节点进行管理和控制。集中控制器内部嵌有相关软件及驱动程序，用以在电力线上形成智能控制网，进行数据 通信及系统
11、管理和维护等。硬件系统采用模块化结构化设计，主要有以下特点：1、高性能微控制器为满足灯控终端的多任务和实时性以及抗干扰性要求，尤其是外围扩展功能的要求，集中控制器采用功能强大的ARM处理器作为主CPU2、内置高精度时计精度调整电路3、10/100M自适应以太网接口芯片完全符合 IEEE 802.3u 标准 10Base-T/100Base-TX/FX支持自动协商功能，与IEEE 802.3u标准兼容完全集成的物理层与磁场的直接接口的单芯片集成的10 Base-T和100Base-TX的收发器4、高稳定性的电力载波通信模块以自主研发的高性能电力载波通信模块和自主自主研发的通讯协议配合，实现了灵活
12、的 自适应智能组网算法，使通讯更稳定、可靠。5、稳定可靠的多种远程通讯模块远程通讯模块支持多种型号的 GPRSg块，可供用户灵活选择。6抗干扰防雷击在电源输入端和RS485接口、信号量输入/输出接口均设置了抗干扰防雷击器件，能有效文案大全抑制干扰、防护雷击。7、本地接口RS-485接口： 1个标准的RS-485抄表接口，通讯速率可设置，可同时接入各种不同通讯 协议的多功能电表；通过数据转发（中继）方式接入各种现场智能装置。8、低压电力载波集中控制器内嵌载波通讯模块，直接和单灯控制器终端进行通讯和控制。产品基本功能（1）数据采集功能电压规格为三相四线 3X 220/380V;电流规格为5A配置，
13、输入范围06A,门槛值5mA采集、计算以下数据：三相电流三相电压总、三相有功功率总、三相无功功率总、三相视在功率总、三相功率因数相位频率等（2）终端数据收发功能1、利用多功能电表规约数据收发支持MODBL多功能电表规约2、对终端的控制方式定时开/关/调光/查询：按照管理中心设定的开/关/调光/查询时间控制本集中控 制器下面的单灯控制器。中继功能：通过数据转发（中继）方式，每个单灯和集中控制器都有转发（中继） 功能，有效延长通信距离并保证可靠性。（3）程序远程升级功能支持管理中心利用通讯通道对集中器软件实现远程升级；远程升级时保证终端内的信息安全； 支持全部软件升级；支持程序按模块升级，从而实现
14、更快速、更节约的远程升级功能。（4）本地升级调试功能支持本地串口信息调试；支持本地程序升级功能。（5）初始化功能集中控制器接收管理中心下发的重置和重启命令，初始化命令分为以下两种方式：硬件初始化（重启）：集中控制器硬件复位一次； 数据区初始化（重置）：集中控制器对数据存储区进行初始化。（6）GPRSI中控制器告警功能当集中控制器检测到单灯存在异常时立即向管理中心上报相应的告警。（7）扩展功能1、门磁检测支持门磁开关量检测，当控制柜被异常开启时产生报警。2、超负荷检测可以设定线路最大允许负荷，当负载超限时提供报警。2.4单灯控制器单灯控制器是用于单个照明灯具控制的核心模块。它能利用低压电力线作为
15、通信媒介， 实现数据传输及网络控制等功能。单灯控制器具有充足的硬件资源，能够应对复杂的电力线 通讯环境。其实现的主要功能有：PWM 0-10V调光、控制开关、电流、电压、功率数据采 集，故障检测等功能。单灯控制器载波模块符合 EIA-709.1 , EIA-709.2和EN50065-1等国际标准，内部集成了 ANSI 709.1七层协议、自动路由自适应算法。通过此模块，可以将一个通信节点动态配置为一个路由或普通节点，其出色的物理层性能和自动路由的特点为用户提供了可靠的网络通信 性能。功能特点（1）特点单灯控制器为智能路灯节能产品，可以为LED调光恒流源驱动或可调光电子镇流器提供远程开关、调光和通讯接口，具有 PW碉光（默认）或者模拟0-10V调光功能。具备远程开关功能（过零开关灯），内部最大16A继电器输出； 具备调光接口 PWM或者0-10V;具备电流、电压、功率远程读取功能；具备钠灯灯泡、LED灯（定制）故障检测功能；具备钠灯补偿电容损坏检测功能；具备故障信息主动上报功能；（2）应用范围各种大功率路灯单灯远程
