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1單燈控制系統(tǒng)組成

萊州市單燈控制系統(tǒng)框圖由路燈監(jiān)控中心、GPRS無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、路燈監(jiān)控終端和安裝于每基路燈燈桿處的單燈控制器組成。該系統(tǒng)利用中國聯(lián)通煙臺(tái)有限公司萊州分公司的GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大區(qū)組網(wǎng)，將監(jiān)控中心局域網(wǎng)與聯(lián)通GPRS核心網(wǎng)絡(luò)接入平臺(tái)進(jìn)行專線鏈接，為每臺(tái)監(jiān)控終端安裝移動(dòng)SIM卡（SIM卡只開啟數(shù)據(jù)傳輸功能），并且配置監(jiān)控中心的IP地址后，即可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心與監(jiān)控終端的數(shù)據(jù)傳輸，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。而監(jiān)控終端通過RS-485接口與單燈集中器連接，采用ISM無線小區(qū)組網(wǎng)方式與安裝在每基燈桿處的單燈控制器進(jìn)行通信，并完成與監(jiān)控中心的通信中轉(zhuǎn)任務(wù)。

1.1單燈控制系統(tǒng)組網(wǎng)方式

1.1.1單燈有線方式（電力線載波）

電力線載波通信的發(fā)展已有很多年了，它是借助電力線，將高頻信號(hào)疊加在電力線上進(jìn)行低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)抄表、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。優(yōu)點(diǎn)：借助原先路燈電力線進(jìn)行通信，無需鋪設(shè)電纜和安裝天線，可實(shí)現(xiàn)長距離數(shù)據(jù)通信；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡(jiǎn)單；維護(hù)方便。缺點(diǎn)：由于路燈線路復(fù)雜多變，燈型和阻抗各有不同，單一載波頻率很難適應(yīng)各種線路，通信成功率不到90%；變壓器對(duì)載波有阻隔作用，電力載波信號(hào)只能在一個(gè)變壓器配電區(qū)域使用，無法實(shí)現(xiàn)跨越。

1.1.2單燈ISM無線方式（433MHZ）

ISM為國際通用的無線頻段，433MHz無線網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，國內(nèi)在遠(yuǎn)程抄表、工業(yè)控制、電子消費(fèi)產(chǎn)品和無線傳感網(wǎng)中均有成功應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：頻率免費(fèi)使用，穿透性和繞射能力強(qiáng)，傳播距離最遠(yuǎn)可達(dá)2000米；發(fā)射功率低，接受靈敏度高，穩(wěn)定可靠；經(jīng)濟(jì)適用。缺點(diǎn)：?jiǎn)我坏?33MHz頻點(diǎn)易受干擾，可通過無線模塊自身特有的十組頻點(diǎn)跳頻技術(shù)來解決；

1.1.3單燈ISM無線方式（Zigbee）

ZigBee是一種無線連接網(wǎng)絡(luò)，工作在2.4GHz頻段，具有最高250kb/s的傳輸速率，它的傳輸距離在10-75米的范圍內(nèi)，類似于WIFI技術(shù)，多用近距離數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)點(diǎn)：功率低，時(shí)延短；協(xié)議通用、開放；采用加密算法和避免碰撞機(jī)制，安全性高，可切換16個(gè)信道。缺點(diǎn)：波長短，只能直線傳輸，無法繞開障礙物；傳輸距離短，超過75米需增加中繼，可靠性大大降低，中繼故障將導(dǎo)致后面鏈路所有通信中斷。

1.2單燈集中器

單燈集中器安裝于路燈控制箱處，與監(jiān)控終端通過RS-485接口對(duì)接，主要實(shí)現(xiàn)承上啟下的作用。一方面，單燈集中器負(fù)責(zé)集中采集所管轄路段所有路燈的電壓、電流、有功、無功、功率因素等參數(shù)，向單燈控制器發(fā)送開關(guān)燈指令；另一方面，單燈集中器與三遙終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，由三遙終端向監(jiān)控中心實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。單燈集中器主要技術(shù)指標(biāo)如下：（1）處理器采用Corex-M332位ARM芯片，運(yùn)行速度快，可靠性高；（2）軟件可遠(yuǎn)程升級(jí)；（3）可容納單燈控制器容量≥256個(gè)；（4）內(nèi)置鋰電池，停電后可使用8小時(shí)以上；（5）具有自身和單燈控制器參數(shù)掉電保存功能；（6）較好的接收靈敏度和抗干擾性能，信道沖突自動(dòng)檢測(cè)；（7）單燈集中器自身故障，可根據(jù)自帶時(shí)鐘及常閉觸點(diǎn)確保路燈正常開關(guān)。（8）供電范圍：AC220V±20%；（9）工作溫度：-40～+70℃；（10）防護(hù)等級(jí)：IP51；（11）防雷等級(jí)4級(jí)；

1.3單燈控制器

單燈控制器主要應(yīng)用于路燈照明，可以實(shí)時(shí)在線監(jiān)控每一個(gè)燈桿每一盞燈的工作，采用國際上先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，經(jīng)精心研制而推出的新產(chǎn)品。單燈控制器安裝于路燈燈桿底部，防塵、防水設(shè)計(jì)，達(dá)到IP54防護(hù)等級(jí)，可根據(jù)燈桿尺寸和內(nèi)部空間采用永磁吸附燈桿內(nèi)壁或內(nèi)壁懸掛固定。主要技術(shù)指標(biāo)如下：（1）采用軍品級(jí)MCU處理芯片和電力計(jì)量專用芯片，運(yùn)算速度快，采樣數(shù)據(jù)精度高；（2）采用無線或載波通訊方式與單燈集中器通信，通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)2KM；（3）檢測(cè)回路：2路，可檢測(cè)電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)；（4）數(shù)據(jù)采集精度優(yōu)于1％；（5）采用IP54防護(hù)等級(jí)，防水、防潮；（6）采用看門口電路、軟件優(yōu)化等方法進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)；（7）可適應(yīng)高壓鈉燈、金鹵燈、LED燈和節(jié)能燈等不同光源；（8）外形尺寸設(shè)計(jì)小巧，安裝方便，采用透明外殼和指示燈，方便現(xiàn)場(chǎng)接線和維護(hù)；（9）工作溫度：-40～+70℃；防護(hù)等級(jí)：IP65；（10）輸入電壓：220±20%VAC；（11）絕緣等級(jí)ClassI；

2單燈控制系統(tǒng)主要功能

（1）實(shí)現(xiàn)單、雙、三頭（臂、火）的控制、調(diào)光和檢測(cè)；（2）通過中心站軟件或手機(jī)APP指令實(shí)現(xiàn)片區(qū)、街道、間隔和一側(cè)（單、雙數(shù)）等控制方案，以及主道開燈、輔道開燈、主輔全開、主道調(diào)光、輔道調(diào)光和主輔調(diào)光等控制模式；（3）可實(shí)現(xiàn)3路0-10V獨(dú)立調(diào)光輸出控制；（4）具有異常開關(guān)燈、電壓電流超限、燈具故障、燈桿漏電、通信失敗等報(bào)警功能；（5）可按照周計(jì)劃、日計(jì)劃自主獨(dú)立運(yùn)行；（6）能夠檢測(cè)各個(gè)燈頭的電壓、電流、有功、無功和功率因素；（7）實(shí)現(xiàn)了通過更換通信模塊，即可實(shí)現(xiàn)433MHZ、Zigbee和電力線載波三種不同得通信方式，確保通信無盲區(qū)覆蓋。（8）實(shí)現(xiàn)白天修燈只開啟需要維修的單盞路燈，無需開啟整條路段路燈。

3結(jié)語

萊州單燈控制系統(tǒng)建成后，只要在監(jiān)控中心就可掌握全市主要路段每盞路燈的亮燈情況，路燈故障可直接定位，準(zhǔn)確及時(shí)的維修，大大提高工作效率，同時(shí)也為管理者精細(xì)化管理奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。另外通過設(shè)置各路段每天亮燈方案，隔燈亮、半夜關(guān)閉廣告燈箱、奇偶日輪換亮燈等方式不僅節(jié)約了大量電費(fèi)還大大延長了燈具的使用壽命。因此該系統(tǒng)的建設(shè)獲得了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

作者：李寧華 單位：南京理工科技系統(tǒng)有限公司