一、前言
考慮到我國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的產(chǎn)品。并在出廠前對產(chǎn)品統(tǒng)一進行低溫和高溫老化。
我們可選取GPRS作為系統(tǒng)的通信方式，目前，我國大部分城市將陸續(xù)開通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。
以往，路燈巡查對于市政部門來講是一項需要耗費大量人力的工作，現(xiàn)在GPRS網(wǎng)絡(luò)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用使巡查工作實現(xiàn)了自動化。廈門藍斯通信有限公司與系統(tǒng)集成商共同為市政部門專項開發(fā)的夜景照明監(jiān)控管理系統(tǒng)，采用先進的GPRS網(wǎng)絡(luò)，集計算機、通信、機電、自動控制等多種先進技術(shù)于一體，成功實現(xiàn)了對夜景照明系統(tǒng)和路燈的實時監(jiān)控和管理，確保高效穩(wěn)定，全天候運行。
與其它城市的夜景照明系統(tǒng)相比，它的優(yōu)勢很明顯。該方案采用的中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)，是向第三代移動通信發(fā)展的主流技術(shù)和必由之路。具有永遠在線、快速登錄、高速傳輸、按量收費和自由切換等優(yōu)點，克服了有線通信、無線集群等通信方式所存在的建設(shè)周期長、投資規(guī)模大、技術(shù)不成熟、終端支持少等缺點，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)投資和運營費用，并為將來系統(tǒng)升級打下良好的基礎(chǔ)，是目前最為理想的夜景照明監(jiān)控管理系統(tǒng)。
無論從功能還是從可靠性來說，沒有一個無線網(wǎng)可以與移動通信網(wǎng)相比擬，總體來說，有以下優(yōu)點：
一、覆蓋地域廣，目前移動通信網(wǎng)在全國的覆蓋率95%以上，非邊遠地區(qū)覆蓋率幾乎100%。GPRS用戶可隨意分布和移動自己的網(wǎng)絡(luò)點，無須擔(dān)心線路的維護或有線在移機時導(dǎo)致的通訊中斷。建設(shè)新的監(jiān)控點無需進行拉線，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，在任何場合都可以設(shè)中心站。覆蓋較好，比較很多無線數(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)的無縫連接。由于GPRS網(wǎng)本身就是一個分組型數(shù)據(jù)網(wǎng), 支持TCP/IP、X.25協(xié)議，因此無需經(jīng)過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，移動公司搶修非常及時。
四、穩(wěn)定性好，一方面抗自然干擾的能力強；另一方面頻段專用，不會受到人為干擾。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資費便宜，計費合理。GPRS 資費包月比有線電話網(wǎng)絡(luò)資費還便宜。路燈監(jiān)控數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)沒有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費很高的專線（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)量進行計費。在GPRS網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道并被計費，保持時不占用信道不計費。這樣，營業(yè)點即不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費用。
GPRS是移動通信網(wǎng)中的一種新技術(shù)，完成了無線Internet接入，這種技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸時，將數(shù)據(jù)進行分組（TCP/IP）傳送，并提供透明通道。網(wǎng)絡(luò)容量僅在需要時才分配，一旦分組完成發(fā)送任務(wù)，信道容量立即釋放，所以提供了即時連接和高效傳輸，實現(xiàn)了實時在線的功能。因此，它是一種經(jīng)濟高效的分組數(shù)據(jù)技術(shù)。
組網(wǎng)方面主站和從站設(shè)備均可使用動態(tài)IP和固定IP兩種工作方式，當(dāng)組成小規(guī)模監(jiān)測網(wǎng)時，主站和從站均采用動態(tài)IP方式，用動態(tài)域名解析使用公網(wǎng)，可節(jié)省費用（不用專門租用DDN等專線）；組成大網(wǎng)時，主機可采用固定IP，并用專網(wǎng)，以提高系統(tǒng)的效率，但在條件不具備時仍可使用動態(tài)IP和公網(wǎng)，此時效率僅比固定IP低0.2%。
二、技術(shù)方案概述
2.1 技術(shù)特點
我們的設(shè)計主要特點如下：
1） 網(wǎng)絡(luò)版軟件設(shè)計，可以方便地在任何聯(lián)網(wǎng)的一臺電腦上進行操作，非常易于實現(xiàn)遠程聯(lián)網(wǎng)。可以利用電話線在外地撥通監(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)能夠安全的運行，監(jiān)控中心采用了多級操作口令，監(jiān)控中心和分控點之間采用了自動動態(tài)密碼保護，白天開燈時監(jiān)控中心對分控點發(fā)雙重命令才能執(zhí)行控制命令，保證對分控點遙控操作的絕對安全性。
3） 完全自行開發(fā)研制的高度智能化數(shù)據(jù)采集器，擁有自主的知識產(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)計而不會受到非自行設(shè)計產(chǎn)品帶來的約束。
4） 分控點可以自行獨立控制路燈設(shè)備并記錄歷史數(shù)據(jù)，即使監(jiān)控中心發(fā)生故障，也不會影響正常開關(guān)燈。
5） 智能型電量變送設(shè)備，可精確計算電壓、電流等真有效值，可測量復(fù)雜波形的功率因數(shù)等參量。
6） 除利用ADSL專線（主路由）工作外，同時支持備份路由工作（建議提供一條撥號線路或電話專線），這樣即使主路由發(fā)生故障，備份路由可自動接替工作，保證了對監(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)控中心和分控點全部采用不間斷供電設(shè)計。
9） 在分控點上，為了防止DTU脫網(wǎng)，增加了WATCH DOG（看門狗）功能，當(dāng)DTU發(fā)生脫網(wǎng)時可自動使其復(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） 支持遠程語音查詢、遠程語音告警和手機短消息告警，短消息可以以英文或中文方式顯示在維護人的手機上。
2.2 設(shè)計依據(jù)及參考資料
設(shè)計主要依據(jù)為：
北京市路燈管理處《關(guān)于路燈監(jiān)控系統(tǒng)的幾點說明》
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》
信息產(chǎn)業(yè)部電信總局《郵電局房動力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)》
同時，系統(tǒng)的設(shè)計還參照如下技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：
GB8566 計算機軟件開發(fā)規(guī)范
GB/T12504 計算機軟件質(zhì)量保證計劃規(guī)范
GBJ93-86 工業(yè)電氣自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范
GBJ232-82 電氣裝置安裝工程施工及驗收規(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 低壓開關(guān)和控制設(shè)備的外殼防護等級
ANS1488 可編程儀器的數(shù)字接口
2.3 系統(tǒng)設(shè)計原則
本著以可靠性、實用性為前提，兼顧先進性的原則制訂本系統(tǒng)設(shè)計方案。
1) 先進性：整個系統(tǒng)在五年內(nèi)保持先進，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)新的分控點時，只需簡單地增加少量部件。
3) 開放性：整個網(wǎng)絡(luò)是一個開放系統(tǒng)，能容入不同廠商的產(chǎn)品，而不是由個別供應(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，將各類型資源的利用，都溶入組網(wǎng)方案之中。能滿足不同分控點的業(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) 可操作性和可維護性：系統(tǒng)操作簡單易學(xué)，操作人員可快速掌握使用方法。監(jiān)控器本身和現(xiàn)場設(shè)備之間具有明晰的接口，出現(xiàn)問題時可迅速找出故障原因，便于使用維護。
7) 實用性：從用戶角度出發(fā)，系統(tǒng)能使路燈控制箱少人值守或無人值守成為可能。充分利用現(xiàn)有資源，盡量降低選購設(shè)備成本，使系統(tǒng)具有較高的性能價格比。
8) 實時性：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)計考慮
（1） 監(jiān)控對象
目前我國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個出線回路低壓出線測點的電流量，電流值10-100A
b、低壓線線電壓值，0-450V(a、b、c三相，按三個電壓值設(shè)計)
c、有1-4個100A交流接觸器的“開”“關(guān)”控制量（按四個交流接觸器計算）
2） 臺架變壓器（無高壓系統(tǒng)）
A. 低壓系統(tǒng)：同箱式變壓器。
B. a、12-24個出線回路低壓出線監(jiān)測點電流量，電流值10-100A（按24個出線計算）
b、低壓母線電壓值，0-450V（a、b、c三相，按三個電壓值設(shè)計）
c、有1-4個100A交流接觸器的“開”“關(guān)”控制量（按四個交流接觸器計算）
3） 其它獨立低壓供電系統(tǒng)（無變壓器配電箱）
3-12個低壓供電回路的電流量，電流值10-100A（按12個電流量計算）
4） 高壓供電系統(tǒng)
A. 高壓控制中心1-4個電流進出線的配電柜的操作回路“開”“關(guān)”控量（按4個控制量計算）。
B. 3-12個進出線高壓電流值（按12個電流值計算）。
C. 3個高壓母線的電壓值（按3個電壓值計算）
D. 高壓系統(tǒng)的功率因數(shù)值。
E. 主進電流的功率值（按一個功率量計算）。
F. 2-4個高壓進出線的帶電指示（按12個帶電顯示信號計算）。
5） 配電房
安全運行參量：
配電箱漏電電壓
配電箱環(huán)境溫度
配電箱門開告警
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卡式或密碼鍵盤式開鎖系統(tǒng)（配電房用）
變壓器油溫（當(dāng)使用干變或油溫測量不方便時，也可測量變壓器表面溫度）
電纜故障
（2） 監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模
監(jiān)控系統(tǒng)為二級結(jié)構(gòu)：
1 個監(jiān)控中心：設(shè)在路燈管理部門值班中心。
N個分控點：每個控制箱設(shè)一分控點。
系統(tǒng)最多支持2048個分控點同<