智能路燈控制系統設計與應用研究
2 智能控制型路燈實現基本功能
2.1 遠程遙控功能
采用智能控制系統的路燈開關、亮度調節、時間控制等方式都能實現遠程遙控,達到時控模式、光控模式、壓控模式、聲控模式、旁路模式的目的。下載開關燈時間表到分站控制器,根據經緯度、季節、節假日及不同的天氣情況進行的“時控”,可實現路燈全夜燈和半夜燈自動定時控制,管理人員可針對具體的情況對某一個或多個終端隨時進行開關控制(分組、分區、全市開關等方式);還可根據季節和天氣的變化進行的“光控”和“壓控”,通過分站集中控制器調節特殊天氣和時段條件下的電壓,從而實現路燈的光照強度的改變,達到“光控”的目的,這樣不僅節約電能,而且也保護了路燈,延長了它們的使用壽命;還可根據路燈上的傳感器感應公路上行車和行人的聲音、速度,將這些信息反饋給分站控制中心,由分站智能控制器決定是否打開燈,以及打開燈的數量和光照強度。上述設計遙控模式,可根據具體情況酌情考慮選用。
2.2 遙測、遙信功能
通過分站集中控制器對區域內路燈數據(如實時電壓、電流、接觸器狀態、有功功率、無功功率、功率因數、用電量等)的檢測和采集,再由無線或有限通訊手段,將數據反饋給主站控制中心,進而分析各區域內每盞路燈的工作情況,了解它們的實際使用功率,開關次數、關照強度、亮燈率、節約電能資源等方面。
2.3 遙監、遙視功能
對于現場檢測的數據和信息,通過網絡傳輸給控制中心,可由控制中心的電腦LCD進行圖文顯示,如配上GIS和GPS的相關硬件和軟件,則可對這些數據和信息,進行實時監視和管理,真正意義上體現出管理無人化、系統服務高效化、反應維護快速化的特點。
2.4 自動檢測、反饋、報警功能
通過中心控制主站對分站集中控制器的命令,集中控制中心對區域內各路燈進行實時監控和巡查,如果發現異常情況,如在不該亮燈和熄燈的時候發生“時控”失靈故障、電流和電壓超過高低限造成“光控”失靈、還有導致電燈無法正常工作的其他設備和控制器故障等,就將這些數據通過通訊手段反饋給中心控制主站,主站通過聲音報警來引起注意,如有GIS地理信息系統,則能迅速顯示出故障點區域信息,再由中心職務人員或電腦、網絡自動聯系相關維修人員,這樣不僅大大提高檢測、巡查工作的效率,減少了人員工作強度,而且提高了整個路燈系統的反應機制和處理突發事件的能力。
2.5 統計、查詢和打印功能
智能控制系統中心能對采集反饋的實時數據和信息進行存儲、統計和分類,以表格、曲線、直方圖等顯示出來,可根據年、月、日統計數據進行查詢,同時可通過本文打印出來作分析和研究。還可配上相關管理軟件,對實測數據和信息進行管理和分類,以便更加直觀地了解整體路燈運行情況,如每月故障類別分類統計,某區域內路燈開關、持續工作時間、亮燈率情況,電源點電量統計,電源過負荷故障分析情況,“時控和光控”條件下的電量節約情況等。
2.6 其他功能
可根據需要,進行衛星校時、信息存儲管理、終端設置管理等功能。
3 基于通訊網絡的智能路燈控制系統設計與應用
無論是何種智能路燈控制系統,都需要進行遠程監測和管理,這必然需要通訊網絡,而通訊方式有很多種,如采用電信系統網絡、Internet、或其他網絡等。其中屬Internel.功能最強大、速度和效率最快,它可以通過各地域的分控制器或控制柜,嵌人計算機模塊,實現它們的TCP/IP協議,從而能夠使得分控制器能夠接受主控制中心的遠程命令和管理,同時它也能根據需要就信息數據給予中心及時的反饋,這種方式是值得提倡和推廣的。現介紹幾種其他通訊方式的應用。
3.1 基于GSM/GPRS的智能路燈控制系統設計與應用
智能控制型路燈的遠程通訊方法很多,采用電信系統中的GSM(Global System for Mobile Communieation,全球移動通信系統)或GPRS(General Packet RadioService,通用分組無線業務)網絡來實現智能控制路燈的遠程管理和監控,利用GSM的成本低、頻譜利用率高、系統容量大、保密性好、抗干擾能力強、自動漫游等優點,直接把要發的信息加上目的地址發送即可;而GPRS是在GSM系統的基礎上利用分組交換技術建立的,它在兼容GSM的同時能在網絡上傳輸高速數據,利用GPRS的資源利用率高、傳輸速度快、接入時間短、隨時在線訪問查詢、支持TCP/IP協議等優點,故GPRS網絡特別適合于頻發小數據量的實時傳輸,這正好符合智能控制路燈的遙控設計思路。
路燈智能監控系統是一個分布式、集散型、網絡化、全開放的監控系統。監控中心對整體路燈系統控制,向分控點發出命令,對分控點的運行狀態、電流、電壓、電量等參數進行采集,并將信息反饋給監控中心,供顯示屏顯示、打印機打印及管理人員分析處理,同時對分站內路燈進行開/關控制,如圖2所示。
隨著計算機嵌入式技術的發展,通常可以利用GSM和GPRS的技術模塊嵌入到現場單片機控制器中,從而實現無線遠程路燈的智能監控和管理,為交通運輸工程提供高速、在線、透明的數據通訊網絡,如圖3所示。
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