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一、前言
考慮到我國(guó)大部分城市的冬天高寒天氣和夏天高溫天氣，路燈監(jiān)控系統(tǒng)中關(guān)鍵器件一律采用軍用級(jí)的產(chǎn)品。并在出廠前對(duì)產(chǎn)品統(tǒng)一進(jìn)行低溫和高溫老化。
我們可選取GPRS作為系統(tǒng)的通信方式，目前，我國(guó)大部分城市將陸續(xù)開(kāi)通GPRS業(yè)務(wù)，這是今后路燈監(jiān)控系統(tǒng)所采用的主流傳輸資源，是路燈監(jiān)控系統(tǒng)通信方式的必然趨勢(shì)。
以往，路燈巡查對(duì)于市政部門(mén)來(lái)講是一項(xiàng)需要耗費(fèi)大量人力的工作，現(xiàn)在GPRS網(wǎng)絡(luò)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用使巡查工作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。廈門(mén)藍(lán)斯通信有限公司與系統(tǒng)集成商共同為市政部門(mén)專(zhuān)項(xiàng)開(kāi)發(fā)的夜景照明監(jiān)控管理系統(tǒng)，采用先進(jìn)的GPRS網(wǎng)絡(luò)，集計(jì)算機(jī)、通信、機(jī)電、自動(dòng)控制等多種先進(jìn)技術(shù)于一體，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)夜景照明系統(tǒng)和路燈的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，確保高效穩(wěn)定，全天候運(yùn)行。
與其它城市的夜景照明系統(tǒng)相比，它的優(yōu)勢(shì)很明顯。該方案采用的中國(guó)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)，是向第三代移動(dòng)通信發(fā)展的主流技術(shù)和必由之路。具有永遠(yuǎn)在線、快速登錄、高速傳輸、按量收費(fèi)和自由切換等優(yōu)點(diǎn)，克服了有線通信、無(wú)線集群等通信方式所存在的建設(shè)周期長(zhǎng)、投資規(guī)模大、技術(shù)不成熟、終端支持少等缺點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的科技含量，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，大大減少了系統(tǒng)的建設(shè)投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，并為將來(lái)系統(tǒng)升級(jí)打下良好的基礎(chǔ)，是目前最為理想的夜景照明監(jiān)控管理系統(tǒng)。
無(wú)論從功能還是從可靠性來(lái)說(shuō)，沒(méi)有一個(gè)無(wú)線網(wǎng)可以與移動(dòng)通信網(wǎng)相比擬，總體來(lái)說(shuō)，有以下優(yōu)點(diǎn)：
一、覆蓋地域廣，目前移動(dòng)通信網(wǎng)在全國(guó)的覆蓋率95%以上，非邊遠(yuǎn)地區(qū)覆蓋率幾乎100%。GPRS用戶可隨意分布和移動(dòng)自己的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)，無(wú)須擔(dān)心線路的維護(hù)或有線在移機(jī)時(shí)導(dǎo)致的通訊中斷。建設(shè)新的監(jiān)控點(diǎn)無(wú)需進(jìn)行拉線，埋線等工作。較光纖，或?qū)＞€系統(tǒng)投資較少，設(shè)備安裝方便。通信距離遠(yuǎn)，在任何場(chǎng)合都可以設(shè)中心站。覆蓋較好，比較很多無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是最好的。
二、GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無(wú)縫連接。由于GPRS網(wǎng)本身就是一個(gè)分組型數(shù)據(jù)網(wǎng), 支持TCP/IP、X.25協(xié)議，因此無(wú)需經(jīng)過(guò)PSTN等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，直接與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（IP網(wǎng)或X.25網(wǎng)）互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。采用TCP/IP協(xié)議，較以前的無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，GSM短信息）而言，網(wǎng)絡(luò)接入更加直接方便。
三、網(wǎng)絡(luò)可靠性高。首先網(wǎng)絡(luò)有較大的冗余設(shè)備及信道；其次設(shè)備復(fù)用；再次，一旦基站在特殊情況下?lián)p壞，移動(dòng)公司搶修非常及時(shí)。
四、穩(wěn)定性好，一方面抗自然干擾的能力強(qiáng)；另一方面頻段專(zhuān)用，不會(huì)受到人為干擾。GPRS能最好地支持頻繁的、少量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，永不掉線。
五、GPRS資費(fèi)便宜，計(jì)費(fèi)合理。GPRS 資費(fèi)包月比有線電話網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)還便宜。路燈監(jiān)控數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)沒(méi)有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費(fèi)很高的專(zhuān)線（DDN、幀中繼）。GPRS還可根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。在GPRS網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立一次連接，就可長(zhǎng)時(shí)間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)才占用信道并被計(jì)費(fèi)，保持時(shí)不占用信道不計(jì)費(fèi)。這樣，營(yíng)業(yè)點(diǎn)即不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時(shí)的費(fèi)用。
GPRS是移動(dòng)通信網(wǎng)中的一種新技術(shù)，完成了無(wú)線Internet接入，這種技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行分組（TCP/IP）傳送，并提供透明通道。網(wǎng)絡(luò)容量?jī)H在需要時(shí)才分配，一旦分組完成發(fā)送任務(wù)，信道容量立即釋放，所以提供了即時(shí)連接和高效傳輸，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)在線的功能。因此，它是一種經(jīng)濟(jì)高效的分組數(shù)據(jù)技術(shù)。
組網(wǎng)方面主站和從站設(shè)備均可使用動(dòng)態(tài)IP和固定IP兩種工作方式，當(dāng)組成小規(guī)模監(jiān)測(cè)網(wǎng)時(shí)，主站和從站均采用動(dòng)態(tài)IP方式，用動(dòng)態(tài)域名解析使用公網(wǎng)，可節(jié)省費(fèi)用（不用專(zhuān)門(mén)租用DDN等專(zhuān)線）；組成大網(wǎng)時(shí)，主機(jī)可采用固定IP，并用專(zhuān)網(wǎng)，以提高系統(tǒng)的效率，但在條件不具備時(shí)仍可使用動(dòng)態(tài)IP和公網(wǎng)，此時(shí)效率僅比固定IP低0.2%。
二、技術(shù)方案概述
2.1 技術(shù)特點(diǎn)
我們的設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)如下：
1） 網(wǎng)絡(luò)版軟件設(shè)計(jì)，可以方便地在任何聯(lián)網(wǎng)的一臺(tái)電腦上進(jìn)行操作，非常易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)?？梢岳秒娫捑€在外地?fù)芡ūO(jiān)控中心，瀏覽監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)信息。
2） 為保證在公共網(wǎng)絡(luò)上系統(tǒng)能夠安全的運(yùn)行，監(jiān)控中心采用了多級(jí)操作口令，監(jiān)控中心和分控點(diǎn)之間采用了自動(dòng)動(dòng)態(tài)密碼保護(hù)，白天開(kāi)燈時(shí)監(jiān)控中心對(duì)分控點(diǎn)發(fā)雙重命令才能執(zhí)行控制命令，保證對(duì)分控點(diǎn)遙控操作的絕對(duì)安全性。
3） 完全自行開(kāi)發(fā)研制的高度智能化數(shù)據(jù)采集器，擁有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并且在電信系統(tǒng)已全面普及應(yīng)用，我們可以根據(jù)用戶的需要自由更改設(shè)計(jì)而不會(huì)受到非自行設(shè)計(jì)產(chǎn)品帶來(lái)的約束。
4） 分控點(diǎn)可以自行獨(dú)立控制路燈設(shè)備并記錄歷史數(shù)據(jù)，即使監(jiān)控中心發(fā)生故障，也不會(huì)影響正常開(kāi)關(guān)燈。
5） 智能型電量變送設(shè)備，可精確計(jì)算電壓、電流等真有效值，可測(cè)量復(fù)雜波形的功率因數(shù)等參量。
6） 除利用ADSL專(zhuān)線（主路由）工作外，同時(shí)支持備份路由工作（建議提供一條撥號(hào)線路或電話專(zhuān)線），這樣即使主路由發(fā)生故障，備份路由可自動(dòng)接替工作，保證了對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的不間斷工作。
7） 除了主傳輸資源外，我們還可以提供備用傳輸資源，一旦主傳輸資源產(chǎn)生故障，備用傳輸資源可以立刻接替工作，保證監(jiān)控系統(tǒng)不間斷工作。
8） 監(jiān)控中心和分控點(diǎn)全部采用不間斷供電設(shè)計(jì)。
9） 在分控點(diǎn)上，為了防止DTU脫網(wǎng)，增加了WATCH DOG（看門(mén)狗）功能，當(dāng)DTU發(fā)生脫網(wǎng)時(shí)可自動(dòng)使其復(fù)位連上網(wǎng)絡(luò)。WATCH DOG可以有效地防止他人誤連和DTU脫網(wǎng)現(xiàn)象。
10） 支持遠(yuǎn)程語(yǔ)音查詢(xún)、遠(yuǎn)程語(yǔ)音告警和手機(jī)短消息告警，短消息可以以英文或中文方式顯示在維護(hù)人的手機(jī)上。
2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)及參考資料
設(shè)計(jì)主要依據(jù)為：
北京市路燈管理處《關(guān)于路燈監(jiān)控系統(tǒng)的幾點(diǎn)說(shuō)明》
深圳市路燈管理處《深圳市路燈集中監(jiān)控系統(tǒng)招標(biāo)需求》
哈爾濱市路燈管理處《路燈監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》
《電信傳輸手冊(cè)》
信息產(chǎn)業(yè)部電信總局《郵電局房動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)》
同時(shí)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還參照如下技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：
GB8566 計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范
GB/T12504 計(jì)算機(jī)軟件質(zhì)量保證計(jì)劃規(guī)范
GBJ93-86 工業(yè)電氣自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范
GBJ232-82 電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范
GB11920-89 電站電器部分集中控制裝置通用技術(shù)條件
GB4720-84 低壓電器電控設(shè)備
JECC144 低壓開(kāi)關(guān)和控制設(shè)備的外殼防護(hù)等級(jí)
ANS1488 可編程儀器的數(shù)字接口
2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
本著以可靠性、實(shí)用性為前提，兼顧先進(jìn)性的原則制訂本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
1) 先進(jìn)性：整個(gè)系統(tǒng)在五年內(nèi)保持先進(jìn)，系統(tǒng)所采用的設(shè)備與技術(shù)能適應(yīng)以后發(fā)展。
2) 可擴(kuò)展性：能夠適應(yīng)不斷增加的業(yè)務(wù)需求，當(dāng)增設(shè)新的分控點(diǎn)時(shí)，只需簡(jiǎn)單地增加少量部件。
3) 開(kāi)放性：整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，能容入不同廠商的產(chǎn)品，而不是由個(gè)別供應(yīng)商提供的系統(tǒng)。
4) 靈活性：系統(tǒng)組網(wǎng)方式靈活，系統(tǒng)功能配置靈活，利用現(xiàn)有資源靈活，將各類(lèi)型資源的利用，都溶入組網(wǎng)方案之中。能滿足不同分控點(diǎn)的業(yè)務(wù)需要，軟件功能全面，配置方便；
5) 可靠性：組網(wǎng)設(shè)備可靠，組網(wǎng)方案可靠，可根據(jù)路燈管理處需要采用備份路由。
6) 可操作性和可維護(hù)性：系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單易學(xué)，操作人員可快速掌握使用方法。監(jiān)控器本身和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間具有明晰的接口，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可迅速找出故障原因，便于使用維護(hù)。
7) 實(shí)用性：從用戶角度出發(fā)，系統(tǒng)能使路燈控制箱少人值守或無(wú)人值守成為可能。充分利用現(xiàn)有資源，盡量降低選購(gòu)設(shè)備成本，使系統(tǒng)具有較高的性能價(jià)格比。
8) 實(shí)時(shí)性：系統(tǒng)具有很快的響應(yīng)性能。
2.4 路燈監(jiān)控系統(tǒng)概述及設(shè)計(jì)考慮
（1） 監(jiān)控對(duì)象
目前我國(guó)各城市的路燈配電設(shè)備大體不外乎以下幾種：
1） 箱式變壓器
A. 低壓系統(tǒng)：
B. a、12-24個(gè)出線回路低壓出線測(cè)點(diǎn)的電流量，電流值10-100A
b、低壓線線電壓值，0-450V(a、b、c三相，按三個(gè)電壓值設(shè)計(jì))
c、有1-4個(gè)100A交流接觸器的“開(kāi)”“關(guān)”控制量（按四個(gè)交流接觸器計(jì)算）
2） 臺(tái)架變壓器（無(wú)高壓系統(tǒng)）
A. 低壓系統(tǒng)：同箱式變壓器。
B. a、12-24個(gè)出線回路低壓出線監(jiān)測(cè)點(diǎn)電流量，電流值10-100A（按24個(gè)出線計(jì)算）
b、低壓母線電壓值，0-450V（a、b、c三相，按三個(gè)電壓值設(shè)計(jì)）
c、有1-4個(gè)100A交流接觸器的“開(kāi)”“關(guān)”控制量（按四個(gè)交流接觸器計(jì)算）
3） 其它獨(dú)立低壓供電系統(tǒng)（無(wú)變壓器配電箱）
3-12個(gè)低壓供電回路的電流量，電流值10-100A（按12個(gè)電流量計(jì)算）
4） 高壓供電系統(tǒng)
A. 高壓控制中心1-4個(gè)電流進(jìn)出線的配電柜的操作回路“開(kāi)”“關(guān)”控量（按4個(gè)控制量計(jì)算）。
B. 3-12個(gè)進(jìn)出線高壓電流值（按12個(gè)電流值計(jì)算）。
C. 3個(gè)高壓母線的電壓值（按3個(gè)電壓值計(jì)算）
D. 高壓系統(tǒng)的功率因數(shù)值。
E. 主進(jìn)電流的功率值（按一個(gè)功率量計(jì)算）。
F. 2-4個(gè)高壓進(jìn)出線的帶電指示（按12個(gè)帶電顯示信號(hào)計(jì)算）。
5） 配電房
安全運(yùn)行參量：
配電箱漏電電壓
配電箱環(huán)境溫度
配電箱門(mén)開(kāi)告警
其它可選參量：
煙霧告警（具有變壓器的配電箱用）
水浸告警（落地式配電箱用）
紅外告警（配電房用）
ID卡式或密碼鍵盤(pán)式開(kāi)鎖系統(tǒng)（配電房用）
變壓器油溫（當(dāng)使用干變或油溫測(cè)量不方便時(shí)，也可測(cè)量變壓器表面溫度）
電纜故障
（2） 監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模
監(jiān)控系統(tǒng)為二級(jí)結(jié)構(gòu)：
1 個(gè)監(jiān)控中心：設(shè)在路燈管理部門(mén)值班中心。
N個(gè)分控點(diǎn)：每個(gè)控制箱設(shè)一分控點(diǎn)。
系統(tǒng)最多支持2048個(gè)分控點(diǎn)同<