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1單燈控制系統(tǒng)組成

萊州市單燈控制系統(tǒng)框圖由路燈監(jiān)控中心、GPRS無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、路燈監(jiān)控終端和安裝于每基路燈燈桿處的單燈控制器組成。該系統(tǒng)利用中國聯(lián)通煙臺有限公司萊州分公司的GPRS網絡進行大區(qū)組網，將監(jiān)控中心局域網與聯(lián)通GPRS核心網絡接入平臺進行專線鏈接，為每臺監(jiān)控終端安裝移動SIM卡（SIM卡只開啟數(shù)據(jù)傳輸功能），并且配置監(jiān)控中心的IP地址后，即可實現(xiàn)監(jiān)控中心與監(jiān)控終端的數(shù)據(jù)傳輸，達到遠程監(jiān)控的目的。而監(jiān)控終端通過RS-485接口與單燈集中器連接，采用ISM無線小區(qū)組網方式與安裝在每基燈桿處的單燈控制器進行通信，并完成與監(jiān)控中心的通信中轉任務。

1.1單燈控制系統(tǒng)組網方式

1.1.1單燈有線方式（電力線載波）

電力線載波通信的發(fā)展已有很多年了，它是借助電力線，將高頻信號疊加在電力線上進行低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g，廣泛應用于自動抄表、智能電網等領域。優(yōu)點：借助原先路燈電力線進行通信，無需鋪設電纜和安裝天線，可實現(xiàn)長距離數(shù)據(jù)通信；網絡協(xié)議簡單；維護方便。缺點：由于路燈線路復雜多變，燈型和阻抗各有不同，單一載波頻率很難適應各種線路，通信成功率不到90%；變壓器對載波有阻隔作用，電力載波信號只能在一個變壓器配電區(qū)域使用，無法實現(xiàn)跨越。

1.1.2單燈ISM無線方式（433MHZ）

ISM為國際通用的無線頻段，433MHz無線網絡廣泛應用于工業(yè)、科學和醫(yī)學領域，國內在遠程抄表、工業(yè)控制、電子消費產品和無線傳感網中均有成功應用。優(yōu)點：頻率免費使用，穿透性和繞射能力強，傳播距離最遠可達2000米；發(fā)射功率低，接受靈敏度高，穩(wěn)定可靠；經濟適用。缺點：單一的433MHz頻點易受干擾，可通過無線模塊自身特有的十組頻點跳頻技術來解決；

1.1.3單燈ISM無線方式（Zigbee）

ZigBee是一種無線連接網絡，工作在2.4GHz頻段，具有最高250kb/s的傳輸速率，它的傳輸距離在10-75米的范圍內，類似于WIFI技術，多用近距離數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)點：功率低，時延短；協(xié)議通用、開放；采用加密算法和避免碰撞機制，安全性高，可切換16個信道。缺點：波長短，只能直線傳輸，無法繞開障礙物；傳輸距離短，超過75米需增加中繼，可靠性大大降低，中繼故障將導致后面鏈路所有通信中斷。

1.2單燈集中器

單燈集中器安裝于路燈控制箱處，與監(jiān)控終端通過RS-485接口對接，主要實現(xiàn)承上啟下的作用。一方面，單燈集中器負責集中采集所管轄路段所有路燈的電壓、電流、有功、無功、功率因素等參數(shù)，向單燈控制器發(fā)送開關燈指令；另一方面，單燈集中器與三遙終端進行數(shù)據(jù)傳遞，由三遙終端向監(jiān)控中心實時傳輸數(shù)據(jù)。單燈集中器主要技術指標如下：（1）處理器采用Corex-M332位ARM芯片，運行速度快，可靠性高；（2）軟件可遠程升級；（3）可容納單燈控制器容量≥256個；（4）內置鋰電池，停電后可使用8小時以上；（5）具有自身和單燈控制器參數(shù)掉電保存功能；（6）較好的接收靈敏度和抗干擾性能，信道沖突自動檢測；（7）單燈集中器自身故障，可根據(jù)自帶時鐘及常閉觸點確保路燈正常開關。（8）供電范圍：AC220V±20%；（9）工作溫度：-40～+70℃；（10）防護等級：IP51；（11）防雷等級4級；

1.3單燈控制器

單燈控制器主要應用于路燈照明，可以實時在線監(jiān)控每一個燈桿每一盞燈的工作，采用國際上先進的物聯(lián)網技術，經精心研制而推出的新產品。單燈控制器安裝于路燈燈桿底部，防塵、防水設計，達到IP54防護等級，可根據(jù)燈桿尺寸和內部空間采用永磁吸附燈桿內壁或內壁懸掛固定。主要技術指標如下：（1）采用軍品級MCU處理芯片和電力計量專用芯片，運算速度快，采樣數(shù)據(jù)精度高；（2）采用無線或載波通訊方式與單燈集中器通信，通信距離最遠可達2KM；（3）檢測回路：2路，可檢測電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)；（4）數(shù)據(jù)采集精度優(yōu)于1％；（5）采用IP54防護等級，防水、防潮；（6）采用看門口電路、軟件優(yōu)化等方法進行抗干擾設計；（7）可適應高壓鈉燈、金鹵燈、LED燈和節(jié)能燈等不同光源；（8）外形尺寸設計小巧，安裝方便，采用透明外殼和指示燈，方便現(xiàn)場接線和維護；（9）工作溫度：-40～+70℃；防護等級：IP65；（10）輸入電壓：220±20%VAC；（11）絕緣等級ClassI；

2單燈控制系統(tǒng)主要功能

（1）實現(xiàn)單、雙、三頭（臂、火）的控制、調光和檢測；（2）通過中心站軟件或手機APP指令實現(xiàn)片區(qū)、街道、間隔和一側（單、雙數(shù)）等控制方案，以及主道開燈、輔道開燈、主輔全開、主道調光、輔道調光和主輔調光等控制模式；（3）可實現(xiàn)3路0-10V獨立調光輸出控制；（4）具有異常開關燈、電壓電流超限、燈具故障、燈桿漏電、通信失敗等報警功能；（5）可按照周計劃、日計劃自主獨立運行；（6）能夠檢測各個燈頭的電壓、電流、有功、無功和功率因素；（7）實現(xiàn)了通過更換通信模塊，即可實現(xiàn)433MHZ、Zigbee和電力線載波三種不同得通信方式，確保通信無盲區(qū)覆蓋。（8）實現(xiàn)白天修燈只開啟需要維修的單盞路燈，無需開啟整條路段路燈。

3結語

萊州單燈控制系統(tǒng)建成后，只要在監(jiān)控中心就可掌握全市主要路段每盞路燈的亮燈情況，路燈故障可直接定位，準確及時的維修，大大提高工作效率，同時也為管理者精細化管理奠定了技術基礎。另外通過設置各路段每天亮燈方案，隔燈亮、半夜關閉廣告燈箱、奇偶日輪換亮燈等方式不僅節(jié)約了大量電費還大大延長了燈具的使用壽命。因此該系統(tǒng)的建設獲得了很好的社會效益和經濟效益。

作者：李寧華 單位：南京理工科技系統(tǒng)有限公司