安瑞科照明系統(tǒng)中的通信技術分析

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：當前，路燈與景觀照明情況能夠將一座城市的現(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)中應用無線通信技術，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)中的無線通信技術分析與探討，以供參考。

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

 

1當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設施，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，能夠將一座城市的實力與發(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)復雜等問題，也正是因為無法再一時間對路燈的應用情況進行掌握與反饋導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進行控制，而導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)中應用無線通信技術的原理及其優(yōu)點 

    在城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中應用無線通信技術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，其和設置在路燈管理結構中的監(jiān)控共同構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，檢測電能、電壓、電流以及公路因素。使用通用分組無線業(yè)務通信技術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。

    將無線通信技術應用到城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)能夠控制路燈功率，并能夠對路燈工作狀態(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)中應用無線通信技術的優(yōu)點主要體現(xiàn)在如下幾方面：一，應用無線通信技術能夠減少監(jiān)控成本，且能夠在監(jiān)控中線來對路燈的開關進行操作與控制。二，無線通信技術功耗較低，所以具有良好的節(jié)能減耗效果。三，無線通信技術有著自愈能力，并且能夠隨意更改網(wǎng)絡拓撲結構，且不會對整體網(wǎng)絡系統(tǒng)造成影響。四，無線通信技術在照明監(jiān)控系統(tǒng)中具有巨大網(wǎng)絡容量，所以往往僅需使用一個協(xié)調器便能夠控制該片區(qū)域的路燈，而這也是其他技術無法達到的。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)當中。

 

3基于無線通信技術城市路燈照明監(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)測線路開關情況以及整體系統(tǒng)點亮以及有功功率情況等內容，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，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，即常見的光控方法；或是能夠設定特定時間來按照設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，其能夠將利用短信方式來將抱緊信號發(fā)送給工作人員。六，監(jiān)控可以結合具體情況來設定合理時間表，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、各路段及終端設備的安裝位置，各種設備的參數(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)絡或寬帶，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技術，從而可以實現(xiàn)系統(tǒng)的免調節(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操作。二，能夠實時采集路燈的運行數(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量、數(shù)字量以及模擬量等不同，所以其還能夠結合各類數(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傳送給工作人員，便與其開展維修工作。四，監(jiān)控能夠實現(xiàn)遠方復位，一旦終端突然出現(xiàn)故障，則能夠運用控制遠方復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，終端能夠將寶信信號自動傳送至控制。七，監(jiān)控終端還鞥能夠將各類狀態(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

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警和報警，也可設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)測預警系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術對安裝在城市各區(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)測和預警，預警信息通過手機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。平臺也可以設置開合閘時間，每天定時控制路燈控制器的啟動和關閉。

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，則進行預警；

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

3.判斷路燈功率和線路損耗，當電流超出閾值范圍時進行預警；

4.可以設置路燈的異常個數(shù)，超出異常個數(shù)進行預警通知；

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

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

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

8.自動開關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及報警消息

隱患統(tǒng)計以曲線圖的方式展示當月隱患數(shù)量

地圖顯示相關點位

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)調度和統(tǒng)計。

地圖顯示

設備監(jiān)控可以按監(jiān)控設備識別號、項目篩選，顯示設備識別號、設備詳情、設備實時數(shù)據(jù)點擊“設備"后進入設備實時數(shù)據(jù)頁面?？刹榭礆v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、導線溫度等火災危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理。

    應用：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、導線溫度等火災危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理。

    裝置采用先進的微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡化于一身，是建筑監(jiān)控裝置預防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預估等的理想選擇。作為一種先進的智能化、數(shù)字化的采集元件，該裝置已廣泛應用于學校、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)采集設備，采用嵌入式設計，內嵌TCP/IP協(xié)議棧，同時采用了功能強大的微處理芯片，配合內置看門狗，性能可靠穩(wěn)定。

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

GSM400-4G圖片

4.5用戶體驗

 

4.6現(xiàn)場安裝

 

 

5結語 

    總而言之，在城市路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)中應用無線通信技術不但能夠提高路燈管理質量與水平，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)代化的一個重要標志，因此，在實際應用過程中，工作人員應當要積進行經(jīng)驗總結，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)中的無線通信技術分析

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

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2020.06版