安瑞科照明系統(tǒng)中的通信技術(shù)分析

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：當(dāng)前，路燈與景觀照明情況能夠?qū)⒁蛔鞘械默F(xiàn)代化水平充分體現(xiàn)出來。而在城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用無線通信技術(shù)，利用無線傳輸與計算機來對路燈管道各項活動進行集中控制，對提高城市路燈監(jiān)控管理有著為重要作用。為此，下文將對城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中的無線通信技術(shù)分析與探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：城市路燈；照明監(jiān)控系統(tǒng)；無線通信技術(shù)；分析；維護；路燈安全用電

 

1當(dāng)前我國城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀 

    這幾年在我國現(xiàn)代化城市進程不斷推進下，城市路燈照明系統(tǒng)作為城市的一項重要基礎(chǔ)設(shè)施，其也獲得了快速發(fā)展，其不但能夠確保城市交通安全，而且還法方便了人民的生活，能夠?qū)⒁蛔鞘械膶嵙εc發(fā)展步伐展現(xiàn)出來。但是就目前看來，我國大部分城市的路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展還存在一定的滯后性，并出現(xiàn)不同程度維護力低，難以統(tǒng)一管理，系統(tǒng)復(fù)雜等問題，也正是因為無法再一時間對路燈的應(yīng)用情況進行掌握與反饋導(dǎo)致維護路燈工作存在安全保障性差、效率慢、性低等問題，并且因為不能對開關(guān)進行控制，而導(dǎo)致嚴重的電力資源浪費。而提高城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)能夠有利于實現(xiàn)城市路燈照明系統(tǒng)的智能化以及自動化管理。

 

2城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用無線通信技術(shù)的原理及其優(yōu)點 

    在城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用無線通信技術(shù)主要是利用計算機與無線傳輸來集中監(jiān)測與控制離散存在受控對象。在此系統(tǒng)中，監(jiān)控終端是街區(qū)路燈控制裝置，其和設(shè)置在路燈管理結(jié)構(gòu)中的監(jiān)控共同構(gòu)成了兩級分布式計算機控制系統(tǒng)，監(jiān)控上位機同時還負責(zé)工程師操作站與管理計算機，用以實現(xiàn)遙信、遙測、、檢索數(shù)據(jù)、分析故障、維護系統(tǒng)、電子顯示、打印報表等內(nèi)容。而下位機則是24小時在線控制機，用以對線路參量、狀態(tài)進行檢測，并對監(jiān)控命令進行查詢，從而實現(xiàn)控制路燈開關(guān)，檢測電能、電壓、電流以及公路因素。使用通用分組無線業(yè)務(wù)通信技術(shù)GPRS來作為各監(jiān)控終端主機和監(jiān)控的通信方式，并使用電力線載波通信技術(shù)來對不同監(jiān)控終端從機以及監(jiān)控終端主機間進行數(shù)據(jù)交換。

    將無線通信技術(shù)應(yīng)用到城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)能夠控制路燈功率，并能夠?qū)β窡艄ぷ鳡顟B(tài)進行自動檢測，從而解決城市路燈照明系統(tǒng)的監(jiān)控與節(jié)能問題。概括來說，城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用無線通信技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在如下幾方面：一，應(yīng)用無線通信技術(shù)能夠減少監(jiān)控成本，且能夠在監(jiān)控中線來對路燈的開關(guān)進行操作與控制。二，無線通信技術(shù)功耗較低，所以具有良好的節(jié)能減耗效果。三，無線通信技術(shù)有著自愈能力，并且能夠隨意更改網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，且不會對整體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成影響。四，無線通信技術(shù)在照明監(jiān)控系統(tǒng)中具有巨大網(wǎng)絡(luò)容量，所以往往僅需使用一個協(xié)調(diào)器便能夠控制該片區(qū)域的路燈，而這也是其他技術(shù)無法達到的。五，因為路燈控制系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)量較少，所以無線通信技術(shù)有著低速率的有點，能夠適用于城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中。

 

3基于無線通信技術(shù)城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中的主要功能 

3.1監(jiān)控的主要功能

    一，監(jiān)控能夠監(jiān)測便也器各相電流、電壓，以及運行環(huán)節(jié)溫度情況。能夠監(jiān)測線路開關(guān)情況以及整體系統(tǒng)點亮以及有功功率情況等內(nèi)容，而且還能監(jiān)測故障報警系統(tǒng)是否正常。二，能夠統(tǒng)一操作整條線路開關(guān)，也能夠單獨控制單一路燈。三，能夠根據(jù)光照情況來控制路燈開關(guān)，即常見的光控方法；或是能夠設(shè)定特定時間來按照設(shè)定好的時間順序來控制路燈，即常見的時控方法；在一般情況下，控制路燈并非單一使用特定方式來進行，通常是聯(lián)合多種方式來完成。四，監(jiān)控能夠更改系統(tǒng)配置文件，從而實現(xiàn)科學(xué)配置系統(tǒng)。并且能夠通過計算來和管理本地工作站。五，一旦監(jiān)控終端發(fā)出報警信號或是利用調(diào)度端的遙測功能發(fā)現(xiàn)有報警情況，則系統(tǒng)能夠自動實施語音報警。如若沒有人值班時，監(jiān)控還具有電子值班的功能，其能夠?qū)⒗枚绦欧绞絹韺⒈Ьo信號發(fā)送給工作人員。六，監(jiān)控可以結(jié)合具體情況來設(shè)定合理時間表，如半夜燈時間表和臨時時間表等。七，監(jiān)控還可以結(jié)合系統(tǒng)在的不同電力參數(shù)來計算出路燈的燈亮率，并且采集數(shù)據(jù)具有較高精度，從而保證亮燈率較高。八，具備地理信息功能。使用地理信息系統(tǒng)作為開發(fā)平臺，結(jié)合其地理信息管理與照明監(jiān)控。地圖能夠分層以及縮放來現(xiàn)實，全貌可以顯示全系統(tǒng)地理位置，局部可以顯示某控制點的詳細內(nèi)容。地理信息是界面的主體，有地理地貌信息、各路段及終端設(shè)備的安裝位置，各種設(shè)備的參數(shù)、運行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。九，能夠發(fā)布Web信息以及遠程實施查詢。采用無線電子通信技術(shù)能夠通過WWW網(wǎng)來發(fā)布該系統(tǒng)中各項數(shù)據(jù)，從而讓工作人員能夠通過撥號網(wǎng)絡(luò)或?qū)拵?，在web瀏覽器上觀察不同路段照明系統(tǒng)的運行情況。十，能夠通過電話語音訪問方式，即通過電話撥號的加密查詢方法來讓工作人員對實時路段監(jiān)控系統(tǒng)的情況以及故障情況進行訪問。

 

3.2監(jiān)控終端的主要功能

    在照明監(jiān)控終端，利用跟蹤采樣以及自動校準(zhǔn)技術(shù)，從而可以實現(xiàn)系統(tǒng)的免調(diào)節(jié)、免維護，從而確保系統(tǒng)得以連續(xù)、穩(wěn)定的運行。歸納來說，監(jiān)控終端的功能主要表現(xiàn)在以下幾點：一，能夠控制路燈的開關(guān)操作。二，能夠?qū)崟r采集路燈的運行數(shù)據(jù)，并且能夠采集路燈運行過程中個另類電力參數(shù)數(shù)據(jù)。在實際采集時又存在開關(guān)量、數(shù)字量以及模擬量等不同，所以其還能夠結(jié)合各類數(shù)據(jù)特點來判斷出路燈的運行情況。三，具有通話功能。將數(shù)傳電臺設(shè)置于監(jiān)控終端，將麥克插入便能夠和控制通話，從而能將故障信息在時間內(nèi)傳送給工作人員，便與其開展維修工作。四，監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)遠方復(fù)位，一旦終端突然出現(xiàn)故障，則能夠運用控制遠方復(fù)位命令來初始化終端程度，從而確保系統(tǒng)的穩(wěn)定與可靠。五，基于無線通信技術(shù)的路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)能夠利用無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)來把路燈運行環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)返回至控制。六，監(jiān)控終端還能夠自動上報故障信息至控制中線，如若路燈出現(xiàn)停電、在不該亮燈的情況下亮燈，在不該熄滅的時候路燈熄滅等情況，終端能夠?qū)毿判盘栕詣觽魉椭量刂啤Ｆ?，監(jiān)控終端還鞥能夠?qū)⒏黝悹顟B(tài)信息輸出，如，各個信號的輸入狀態(tài)、繼電器位置等。

 

4安科瑞路燈安全用電平臺介紹 

4.1平臺架構(gòu)

對路燈控制箱進行監(jiān)測，通過監(jiān)測路燈線路的電流和電壓值來判斷路燈的工作情況

直接接入ARCM310儀表，監(jiān)控每個路燈的電壓、電流等電參量進行預(yù)警和報警，也可設(shè)置定時通斷時間并遠程控制路燈通斷

4.2平臺介紹

    安科瑞路燈安全用電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區(qū)域路燈的用電狀態(tài)進行不間斷地數(shù)據(jù)監(jiān)測。安全用電通過監(jiān)測路燈線路的電流和電壓值來判斷路燈的工作情況，任何不正常的工作狀態(tài)，平臺都能進行監(jiān)測和預(yù)警，預(yù)警信息通過手機APP推送，短信，語音電話和郵件等，時間到達責(zé)任人的身邊，提醒運行人員接觸器跳閘，電源失壓等等。平臺也可以設(shè)置開合閘時間，每天定時控制路燈控制器的啟動和關(guān)閉。

1.監(jiān)測路燈的開閉，使用時長，非工作時間開啟，或開啟時間過短，則進行預(yù)警；

2.監(jiān)測路燈的電流電壓工作狀態(tài)，可以分級設(shè)置預(yù)警值和報警值，當(dāng)超出閾值范圍時進行預(yù)警和報警，

3.判斷路燈功率和線路損耗，當(dāng)電流超出閾值范圍時進行預(yù)警；

4.可以設(shè)置路燈的異常個數(shù)，超出異常個數(shù)進行預(yù)警通知；

5.對路燈回路的漏電流和導(dǎo)線溫度進行監(jiān)測，如果漏電過大，線纜溫度過高則進行預(yù)警或報警；

6.可以設(shè)置開合閘時間，定時對路燈控制器進行操作，觸發(fā)頻率可以設(shè)置成一次或者每天。

7.多種開關(guān)燈執(zhí)行方案設(shè)定，可設(shè)置普通（平時）方案、周末方案、節(jié)（假）日方案、臨時方案，并可設(shè)定方案執(zhí)行的方式和優(yōu)先級；

8.自動開關(guān)燈管理可選擇定時模式、按季節(jié)變化的日出日落自動跟隨模式、光照度輔助開關(guān)燈模式；

9.能夠自動進行亮燈率計算，形成亮燈率報表首頁

消息提醒顯示需要處理的任務(wù)及報警消息

隱患統(tǒng)計以曲線圖的方式展示當(dāng)月隱患數(shù)量

地圖顯示相關(guān)點位

監(jiān)控模塊提供數(shù)據(jù)監(jiān)控監(jiān)控功能，包含大數(shù)據(jù)調(diào)度和統(tǒng)計。

地圖顯示

設(shè)備監(jiān)控可以按監(jiān)控設(shè)備識別號、項目篩選，顯示設(shè)備識別號、設(shè)備詳情、設(shè)備實時數(shù)據(jù)點擊“設(shè)備"后進入設(shè)備實時數(shù)據(jù)頁面。可查看歷史曲線，巡檢記錄，報警信息，控制日志和、視頻監(jiān)控

隱患管理包括隱患巡查、隱患派發(fā)、隱患處理、隱患分析

運維管理

能耗分析

 

4.3產(chǎn)品選型介紹

4.4功能介紹

    智慧用電在線監(jiān)控裝置是針對0.4kV以下的TT、TN系統(tǒng)設(shè)計的智能電力裝置，具有單、三相交流電測量、四象限電能計量、諧波分析、遙信輸入、遙信輸出功能，以及RS485通訊或GPRS無線通訊功能，通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理。

    應(yīng)用：用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、、電信等

    ARCM310功能：ARCM310智慧用電在線監(jiān)控裝置（以下簡稱裝置）是針對0.4kV以下的TT、TN系統(tǒng)設(shè)計的智能電力裝置，具有單相交流電測量、漏電監(jiān)測、溫度監(jiān)測、內(nèi)控開合閘以及RS485通訊或GPRS無線通訊功能，通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理。

    裝置采用先進的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化于一身，是建筑監(jiān)控裝置預(yù)防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。作為一種先進的智能化、數(shù)字化的采集元件，該裝置已廣泛應(yīng)用于學(xué)校、醫(yī)院、商場、銀行、古建筑等眾多場所。

 

ARCM310圖片

    GSM400-4G功能：AF-GSM是安科瑞電氣推出的新型的4G遠程無線數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采用嵌入式設(shè)計，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧，同時采用了功能強大的微處理芯片，配合內(nèi)置看門狗，性能可靠穩(wěn)定。

    本產(chǎn)品提供標(biāo)準(zhǔn)RS485數(shù)據(jù)接口，可以方便的連接RTU、PLC、工控機等設(shè)備，僅需一次性完成初始化配置，就可以完成對MODBUS設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，并且與安科瑞服務(wù)器進行通訊，

GSM400-4G圖片

4.5用戶體驗

 

4.6現(xiàn)場安裝

 

 

5結(jié)語 

    總而言之，在城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用無線通信技術(shù)不但能夠提高路燈管理質(zhì)量與水平，而且還能節(jié)約能源，保護環(huán)境。其是現(xiàn)代化城市監(jiān)控與管理路燈的必然發(fā)展趨勢，并且是一座城市實現(xiàn)現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志，因此，在實際應(yīng)用過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)要積進行經(jīng)驗總結(jié)，并進行不斷的完善與探索，盡可能將城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)作用充分發(fā)揮出來。

 

參考文獻： 

[1]張豪，俞睿.城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中的無線通信技術(shù)分析

[2]姚凱學(xué),孫為國.路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].貴州大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2005,22(4):412-414.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2020.06版