基于無線通訊的智能路燈控制系統

摘要 介紹了一種基于無線通訊方式的智能路燈控制系統，該系統在監控中心實現對各分控點的遙測、遙信和遙控功能，實時監視分控點狀態和運行參數，接收故障告警信息，通過終端智能設備下達測控命令。系統還具有分級報警、操作權限控制、統計報表打印和電話報警功能等。
關鍵詞 智能路燈控制：GPRS；數傳電臺

當今城市路燈照明系統的功能已不再局限于提供照明便利，正在轉變為展示城市形象的手段，成為代表城市功能改善投資環境的重要組成部分。此外能源的供需矛盾也越發突出，節電節能、綠色照明的要求迫切。如今再采用傳統的手控、鐘控城市照明系統的方法已無法滿足節能的要求。如何緩解上述矛盾，并平衡二者之間的關系，實現“按需照明”，使路燈管理智能化，讓照明系統自身也產生經濟效益，成為路燈管理者的重要課題。

1 系統方案設計
智能路燈控制系統是由終端控制器和分布在市區路燈控制箱的節點監控，所組成的集散式控制系統結構。通過無線方式，對其分布在室外數十個至數百個控制點進行遠程遙控。圖1為系統網絡圖。

(1)監控中心部分。由一臺局端主機和大屏幕彩色顯示器、GPRS模塊／數傳電臺收發機構成，中心主機安裝有路燈遠程監控管理軟件。
(2)監控終端部分。每個箱配一個監控終端，其主要由GPRS或數傳電臺、數據檢測、故障檢測與智能控制等組成。
考慮到路燈的運行特點和長遠的發展前景，從經濟性和實用性等方面考慮，智能路燈控制系統將采取GPRS公網通訊和數傳電臺的方式進行組網。
1．1 GPRS通訊方式
GPRS是基于GSM的移動分組數據業務，在現有GSM網絡基礎上疊加的一個新網絡，可為用戶提供端到端的、廣域無線IP連接。GPRS是一項無線高速數據傳輸技術，以分組交換技術為基礎，用戶通過GPRS可在移動狀態下使用各種高速數據業務。

基于GPRS通訊方式的智能路燈控制系統框圖如圖2所示，主要由路燈智能控制終端、無線傳輸模塊(DTU)和監控機組成。監控機根據需要發出的控制命令經由Intelnet發布，相應的無線傳輸模塊(DTU)接收到命令解碼并傳送給智能控制終端，智能控制終端根據命令控制相應路段的路燈。同時，智能控制終端能實時監控路燈運行狀況，并將故障信息經由DTU傳給監控室。這就使路燈巡查工作實現了自動化，為工作提供了便利，實現了對城市照明系統的實時監控和管理，確保高效穩定，全天候運行。
GPRS城市路燈監控網絡輸出、按量收費和自由切換等優點，克服了有線通信、無線集群等通信方式所存在的建設周期長、投資規模大、技術不成熟以及終端支持少等缺點，提高了系統的科技含量，保證了系統的穩定性，減少了系統的建設投資和運營費用，并為系統升級打下基礎，是目前較為理想的城市照明監控管理系統。
1．2 數傳電臺通訊方式
數字傳輸電臺的結構框圖如圖3所示。

該技術目前已較為成熟，采用微處理機控制和數字信號處理(DSP)技術，帶根雙二進制過濾的連續相位頻率鍵控調制(CPFSK)，解調采用Virterbi解碼器和均衡軟判解碼，軟件主力增益達7 dB。電臺的通訊范圍在50公里以上，支持話音通訊，通過復用器可實現數話同傳。數字傳輸電臺的主要優勢在于無需依托移動網絡和Internet網絡，適合中小城市的照明監控系統組建。與GPRS比較，數傳電臺無需運營費用，屬一次性投資，但安裝費用相對較高。
1．3 智能控制終端
智能控制終端是系統重要組成部分，其不僅能接收來自控制中心的命令對該節點路燈進行遙信、遙控和遙測，且遇到通訊障礙時，微控制器也可獨立工作，并通過內部時鐘和經緯度信息計算出日出日落時間來控制開關時間，使該節點路燈正常運行，其結構框圖如圖4所示。