硅谷杂志：浅谈城市路灯GPRS监控系统 |
| 2012-08-07 11:02 作者：吴聚辉 董新丰 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网8月7日消息 《硅谷》杂志2012年第13期刊文称,详细介绍路灯GPRS监控系统的组成、工作原理、及主要功能。并通过分析系统的优点，阐明GPRS路灯监控系统不管是在经济效益、社会效益、稳定性上相比以前无线专网监控模式都有质的提高。
随着城市现代化建设步伐的不断加快，路灯设施的规模和数量有了很大提高，这就对路灯监控系统提出了更高的要求。原有的无线电专网模式监控系统，由于城市规模扩大、高层建筑增多及无线电干扰，导致无线电通信不畅，无法对基站进行有效监控，极大影响了事故维修及时率。因此，路灯GPRS监控系统作为一种不受地域限制和无线电干扰的路灯监控系统对未来路灯发展具有重意义。
1系统的组成
路灯GPRS监控系统主要由监控中心、若干个终端控制系统以及通信设备组成，如图1系统框图所示。监控中心是整个监控系统的“大脑”，通过GPRS公共通信网络连接各个终端控制系统，从而实现整个系统的操作、处理、信息采集、分析和监管。监控终端系统负责路
灯的供电、故障报警、开关灯时间及将实时信息传送到监控中心。而在每一个远程终端的通信模块上都会配置移动SIM（SIM卡只开放数据传输功能）卡，用于和监控中心进行数据的交换。
2工作原理
本文所阐述的路灯GPRS监控系统是通过移动GPRS公共通信网络和监控计算机，实现对路灯设施进行集中的监测和管理。在GPRS核心网络上配置专有的APN接入号。在远程终端的通信模块上配置移动SIM卡（SIM卡只开放数据传输功能），采用动态或者静态IP地址分配方式。远程终端在配置和获取专有APN号码以及IP地址后，激活GPRSVPN链接，从而实现对监控中心的数据传递，完成遥控、遥测、遥信、故障分析、报警处理、打印、自动和手动遥控灯功能。
3主要功能
1）报警处理。当监控终端主动报警或调度端在巡测时发现有数据异常或监控终端设备被非法操作、偷盗时，前置微机自动发出语音报警、自动存盘并在地图上显示相应的位置和故障类型，在电子地图以及大屏幕上显示相应位置，并可转移至相关人员的手机上。报警内容包括：白天亮灯、晚上熄灯、电压、电流超限、供电线路故障或偷盗等故障。
2）远程抄表及计算用电量。如果在照明控制箱内安装带有远程抄表接口的电子电表，则可通过终端机的RS-485接口，直接读取用电电度值，实现远程抄表。系统可以根据抄表结果自动准确的计算每个月的用电量。如果系统没有进行抄表，系统也可以根据电流、电压以及功率自动计算每个月的大概用电量。
3）远程实时查询打印。可通过各种上网方式，实现微机的远程实时查询，查询内容包括各监测终端的最新以及历史数据和故障情况，实现异地远程接入访问，显示的表格、曲线图、直方图均可打印。系统预留远程抄表、远程节能遥调、远程单灯监控系统接口。
4）自动、手动巡测和选测。调度端能按设定的时间周期自动进行定时巡测。操作者也可随时手动巡测和选测各监控终端的电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数。
5）照明监控和管理。采用浏览器/服务器（B/S）与客户机/服务器（C/S）相结合的组网方案，并支持Internet远程查询和访问。服务器采用Windows2003中文版操作系统和SQLServer2000数据库平台，可以与Internet实现连接，实现远程访问。应用软件操作系统均为中文WindowsXP，视窗化语言进行设计，运用地理信息系统（GIS），支持浏览器/服务器查询模式。包括操作系统与数据库软件、照明监控系统应用软件、照明监控地理信息系统（GIS）、市政设施地理信息软件、短消息报警模块、卫星自动校时（GPS）软件模块等。
4系统的优点和优势
1）社会效益好。采用路灯GPRS监控系统后，可对路灯设施的运行状态进行高效快速的巡测，当路灯设施发生故障后，工作人员可及时了解故障地点及状态，极大提高了事故维修的及时率。路灯维修及时，可以减少对照明管理部门的投诉、减少道路交通事故发生，有利于城市的治安，产生极大的社会效益，从而进一步提升城市形象。
2）灯具寿命延长。目前，我国城市电网的现状，造成线路的电压波动大大超过了国际标准，上半夜是用电高峰，电网电压往往低于额定电压，后半夜用电负荷减少，使得电压攀升，照明用电量的功耗也随之上升，缩短了灯泡的寿命，采用路灯GPRS系统后，可对变压器内电压、电流进行实时监测，并通过变压器二次侧安装的调压装置进行电压调节，从而保证输出最佳的照明系统工作电压，不仅可以延长灯具使用寿命，同时也可通过降压而实现节电，做到双重节能的效果。
3）覆盖面积广。目前GPRS移动通信网络全国覆盖率达到95%以上，非边远区域覆盖率几乎达到100%，用户可随意分布和移动自己的网络点，无须担心线路维护或有线移机时导致通讯中断，相比于以前无线专网模式监控系统来说，其通信距离远，通信流畅，任何场合都可设置中心站，网络覆盖好。
4）建设、运营成本低。由于采用GPRS公网平台，无需建设网络，只需安装设备就即可使用，建设成本低，免去了网络维护费用。同时用户只需要为接收和发送的数据报支付费用，全国范围内均按统一费率计费（1分-3分/1K字节），也可以按包月流量收费，从而实现了系统的低成本运营。
5）稳定性好。通信网络的畅通和可靠是无线监控系统可靠运行的关键。为保证本监控系统的实时性、可靠性，路灯GPRS照明监控系统利用GSM/GPRS核心网络以及SDH传输网进行组网。首先利用移动SDH传输网实现照明监控中心局域网与移动GPRS核心网络接入平台专线链接，并在专线中使用标准的Internet隧道协议如Ipses、L2TP、GRE网络协议直接与监控中心网络的VPNGateway连接，以保证传输上的安全性。
GPRS网络本身具备完善的频分复用机制，并具备极强的抗干扰性能，完全避免了传统利用无线传输出现的多机频段“碰撞”现象。并且，系统在无人职守的情况下，当前置机出现意外情况而无法正常运行时，系统应当能够自动切换到备份机正常运行，以确保监控系统的可靠性和稳定性。
6）传输容量大，扩容性好。路灯监控中心要和每一个路灯监控器实现实时连接。由于路灯监控器数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要；由于系统采用成熟的TCP/IP通信架构，具备良好的扩展性能，一个监控中心可轻松支持几千个路灯监控器的通信接入。
7）实时性强。GPRS具有实时在线的特性，数据传输时延小，并支持多点同时传输，因此监控中心可以多个监控点之间快速，实时地进行双向通信，很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足系统数据传输速率（≥10Kbps）的需求。
5结语
路灯GPRS监控系统集合了计算机技术、通信技术、自动化控制技术、全球卫星定位技术，极大的提高了路灯设施的管理效率，同时，工作人员可对路灯设施的运行状态进行高效快速的巡测，提高了事故维修的及时率，它的采用和推广不仅能实现城市道路照明高效、可靠、全方位的管理，更重要的是在提升城市形象、节约能源、保障公共安全等方面产生较大的经济效益和社会效益。（原文载于《硅谷》杂志2012年第13期，硅谷网及《硅谷》杂志版权所有，未经允许禁止转载）
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