浅谈路灯无线监控系统

用前景进行了分析与展望。 相电压9-条负荷线的电流、盈关班间间、板1内硬件时钟的当Blishing太原市路灯监控管理系统的设计方案，是在市场调研的基础上，参照国内外的先进经验，结合太原市路灯照明系统的具体情况做出的。该系统运行后，将使太原市的道路照明控制与管理水平得到较大的提高。 1系统设计说明子站硬件它包括电源、电脑主板、电压检测板、人机交互接口、路灯控制器、电气主回路及通讯用电台。 电脑主板。电脑主板由单片机*小化系统、模拟量输入通道、数字量输入通道、输出通道、板内硬件时钟、串口通讯构成。单片机*小化系统主要由晶振电路、复位电路及AT90S8515单片机组成。复位电路包括手动复位、看门狗自动复位，以保证单片机在死机情况下可以复位。电脑主板的模拟量输入通道主要由以下几部分组成：一是多路转换，二是有效值电路，三是运算放大器，四是压频转换。节点站电脑主板的输入通道要解决的主要问题是将路灯柜中的电压、电流信号分别加以采集、转换、放大，并在模数转换后输入到单片机。 数字量输入通道包括电能检测、烟雾检测、温度检测、开门检测、接触器开关状态量检测。输出通道主要由以下部分组成：有单片机的输出口线及随后用于驱动的8路驱动器，由8只继电器驱动的三极管。驱动器起反相驱动作用，三极管作为继电器吸合的驱动管。板内硬件时钟在主电脑板失电的情况下，仍保证有时钟运行，使主电脑板一旦上电就可得到正确的时间信息。 串行通讯接口主要由调制解调器、接口控制逻辑电路以及信号滤波放大电路组成。串行通讯接口的工作原理是：平时单片机总令调制解调处于接收态；接收来自电台的信号，经解调后的数字信号给单片机的串行口输入端RXD；发射时，单片机先令调制解调RS端为低，允许它进行数据发送；此时，单片机发送串行数据给电台。 相线的输入电压为220V时，可调电阻中心点对应为0.5V（即信号电压输出4.若某相线的输入电压不是恰好等于220V，则信号电压的值可依比例算出。例如若输入某相电压为235V，则依比例220V：0.5V=235V：X，求出X的值0.53V即为输入相电压为235V时应输出的信号电压，调节可调电阻，使输出信号电压等于0.53V即可。 人机交互接口。一般说来，当工作人员到达某一路灯柜节点站时，有两种方法可以作为人与路灯柜电脑主板之间的沟通。一是可将电脑主板内的各种信息显示出来，这些信息包括各走时时间及作为节点通讯地址的栈号等。二是可将工作人员的信息反过来输入给电脑板，如输入一个新的走时时间基准，输入一组新的开关灯时间并立即开关灯等。上面所说的两种方法，**种方法是采用遥控器，组成一个模拟增控宝功能的小三遥系统，一方面它具有上面所说的人机交互功能，另一方面它还可试出节点站的无线通讯状况，如通讯是否失灵等。第二种方法是利用电脑板上的按钮和八位数码管，当需要人机交互时，适当按下面板上的两个小按键，就可实现上述的人机交互功能。这样既可以读出各相电压值及各支路电流值，又可以读出开关灯时间、当前走时时间以及调压设定值和栈号等。反之，数显板也可以像遥控器一样向电脑主板输入信息，诸如送入一组新的开关灯时间、当前走时时间以及新的调压设定值等。 路灯控制器。作为节点辅助监控设备，设计有人机交互输入及可控输出，内部采用*新型的时钟芯片，使其内部时钟能够可靠运行。软件上输入天文台提供的季节变化天象表，根据当地的纬度值，自动计算当天的开关灯时间，使其能准确地开关灯。 电气主回路。它包括主回路的刀形熔断开关、避雷器、熔断器、交流接触器等。电气部分的主要作用是：控制相应的电气和*终控制接触器的通断去执行开、关灯等操作，并检测强电部分的工作状态和接触器的吸合状态。）子站电台。它主要用于完成通讯任务。中控室计算机送出的控制数字信令经调制解调器调制为模拟信号后送至电台的调制端，然后把音频信号调制到射频上，经射频电缆传输到全向天线辐射到各子站，子站定向天线收到射频信号后，经射频电缆送到电台的接收端，接收端把射频信号中的音频信号解调出后送至主板的调制解调器，把模拟信号转换为数字信号，解码后根据主站的信令指示进行控制操作。子站的数据传输到主站通信原理同上。 子站软件节点监控站程序主要由主控程序、人机对话程序、定时采样程序、通讯控制程序等4个功能模块组成。系统层次结构如所示。 1）主控程序。系统启动立即进入主控程序。首先进行单片机内各接口电路的初始化，检查节点地址，检查参数存储区内检参数f储区内容卜1单片机接口初始化）"循环采样控制程序d动通程序容，如未设置或参数错误，则启动数传上报中控室，如一切正常即转入循环控制程序，查询有无按键命令或中控室命令及是否有中断服务申请等。）人机对话程序。为调试和维护方便，节点监控站设置有人机对话接口，通过此接口可用面板上的按钮及数码管检查各种参数，用两只按键可以对如开关灯时间等控制参数进行现场设置、修改及读出。人机对话程序即为服务于以上功能的软件。 定时循环采样控制程序。节点站监控机按照固定的时间周期循环采集各模拟通道的数据，进行简单运算处理后存储起来，供中控室招测传送。对于实时性较强的故障如停电、缺相、短路等状态则直接发出报警报文，及时告知中控室。监控机随时将当前时间与由中控室发布或由人工现场置入的路灯开关灯时间相比较，发出相应的开关灯命令。 通讯程序。通讯程序用于实现节点监控站与中央控制室的数据传输。由于无线通讯效果受环境影响较大，为确保数据可靠，在通讯报文中采用了报头设置口令码、报尾设置校验码的方法，使信道干扰不致影响正常控制和检测。 主站硬件主站硬件包括：带有21〃彩色显示器的计算机2台、数传箱2台、投影仪1台、全向天线2副及UPS电源等。 主站软件主站软件包括路灯监控软件、车辆卫星定位地理监控软件、GPS卫星校时软件、远程实时查询软件。 1）路灯监控软件。路灯监控软件是基于Window环境下的，并且兼容Windows9x、WINXP、Windows2000，由于Windows是多任务事件驱动的窗口操作系统，用鼠标操作，界面美观友好，所以对操作人员来说操作更简单直观，软件提供的信息量更大。多媒体技术的应用使数据显示、报警、查询更形象、具体。路灯监控软件的功能：一是遥控功能。路灯监控软件的控制功能主要是通过发送开关灯时间来实现的，中控室计算机可以根据当曰的日照度发出开关灯时间到节点，路灯监控软件发出开关灯时间使街道正常亮灯。另一个遥控功能是，中控室可以随时控制任意节点的任一接触器的吸合和断开，便于维修人员的检修。此外，为保证节点开关灯时间的准确，中控室可以对节点进行校时，保证节点有准确的时间基准，时间精确到秒级。当各节点统一校时后，市区的路灯会出现齐亮齐灭的壮观景象。二是遥测功能。路灯监控软件可以定时或随机地遥测全市各节点监控站的工作状态。监测的数据主要有电流、电压、接触器状态等。通过对这些数据的分析可以得到线路状态、亮灯率、故障原因等很有用的数据资料。亮灯、接触器吸合、故障位置均以动画的形式表现，街道图形基本保持原貌，便于操作人员进行故障定位。三是故障分析。各个节点可以分析自身的故障状况，并主动向中控室报警，以保证及时处理故障。通过直接检测或对检测的数据进行分析后，可提供以下故障类型：线路漏电、线路断路、接触器损坏、停电或电源侧熔断器烧断、短路故障引起空气开关跳开、过/欠电压。四是数据查询。查询的内容包括：历史数据、前一次数据、按经纬度计算出的当地一年开关灯时刻表、某日某节点的亮灯率、某月某节点的亮灯率和全市总亮灯率、各节点的路灯型号、全夜/半夜灯设置情况。五是系统维护。包括报警值的设定、开关灯时间修正、节点基本配置维护、邮箱选用、全/半夜设置、线路走向维护、标准数据维护、巡测周期。六是路灯地理信息功能。包括地图浏览、地图查询。七是网络功能。可以进行远程查询。八是打印功能。九是故障报警功能。 车辆卫星定位地理监控软件。在路灯处的B部检修车上安装GEF接收器，中控室接收GEF接收器返回的经纬度数据，采用当今流行的mapinfo技术，在地图上实现地理定位，为合理调度车辆提供依据。 GPS卫星校时软件。中控室GPS卫星校时接收装置每1s采集一次卫星上的时钟数据，并通过串口传入监控主机，GPS卫星校时软件每6s将系统时钟与卫星时钟比较一次，如果不一致则自动修正系统时钟。 远程实时查询软件。在中控室监控主机有一WEB服务器程序与监控软件同时运行，并共享监控软件数据库中的数据，当WEB服务器程序收到来自网络中其他终端的访问请求时，通过ASP技术向其传送美观的网页画面及监控数据，实现远程查询功能。 2经济效益与社会效益分析实践表明，城市路灯监控管理系统能有效地提高城市路灯监控人员的工作效率，彻底改善以往监控人员整日人工监测路灯开关运行情况和定时手工开关灯操作的状况，使路灯监控管理工作进入了一个智能化的时代。其简单、直观的界面和‘傻瓜式“的操作，真正实现了人机之间的零距离，使任何监控人员都能跨过电脑学习的门槛，直接应用本软件为您服务。数据自动采集与产生、系统对故障的自动监测与报警，充分体现了高科技、智能化、信息化的发展潮流对路灯监控管理工作带来的巨大变革。报表数据资料的电脑自动存储、查询、修改改变了路灯监控管理系统的报表数据存档、查找工作的现状，大大降低了人工劳动强度，提高了工作效率。它具备当今先进的远程系统遥测、遥控、遥调、遥讯等功能，并集路灯的随机优化指令控制、自动智能调整控制、备用控制于一身，可以随时监控到全市区路灯系统运行情况。为了适应不同城市的环境条件，采用了多级电子邮箱技术和防干扰、防高温、防腐蚀等多项措施，这样既可使无线讯号畅通无阻地经过中间障碍物，同时又能提高系统运行和信号传输的可靠性和稳定性。 综上所述，城市路灯监控管理系统的开发与应用，让城市路灯监控管理系统的工作步入了高效、快捷的智能化时代，同时本系统所具有的GPS卫星定位系统、远程诊断维护系统、电子抄表及自动稳压等功能添补了国内在此技术上的空白，它所产生的经济效益和社会效益是巨大的。