基于GPRS城市照明智能控制系統(tǒng)

摘要：本文探討的是一種自動(dòng)化程度高、可靠性高、性價(jià)比高的城市照明智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要采用GPRS網(wǎng)絡(luò)，利用無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，快速建立區(qū)域控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市照明設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，達(dá)到節(jié)電節(jié)能，提高城市照明管理水平的目的?，F(xiàn)根據(jù)我市城市照明工作，淺談基于GPRS智能控制技術(shù)在城市照明方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：城市照明;GPRS;智能控制

中圖分類號(hào)：TU113.666文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）14-0029-01

前言：隨著德陽城市的建設(shè)發(fā)展，人們生活水平不斷提高，大家對(duì)生活環(huán)境的要求也不斷增加。目前，城市照明不僅要滿足了人們的基本生活需求，而且還要服務(wù)社會(huì)發(fā)展和城市競爭的需要?；趪液暧^政策的支持，建設(shè)美麗的生態(tài)城市已成為城市轉(zhuǎn)型的主題，助推了城市照明整體升級(jí)和轉(zhuǎn)型。目前越來越多的三、四線城已經(jīng)開始計(jì)劃和實(shí)施當(dāng)?shù)氐摹俺鞘芯坝^照明”、“夜間經(jīng)濟(jì)”，以提升城市形象和競爭力。那么對(duì)城市照明工作就提出了更智能、更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的高標(biāo)準(zhǔn)要求，需要充分利用技術(shù)手段，因地制宜，解決照明控制領(lǐng)域的實(shí)際問題。

1GPRS智能控制系統(tǒng)的主要作用

本方案采用無線通訊方式GPRS來遠(yuǎn)程監(jiān)控路燈控制箱，無需要到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)即可對(duì)照明設(shè)施實(shí)現(xiàn)遙控、遙測(cè)、遙信。主要以GPRS功能技術(shù)為核心，監(jiān)控中心通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與照明設(shè)施進(jìn)行通訊發(fā)送指令，通過集中控制器控制路燈及照明設(shè)施工作，該系統(tǒng)的主要有遠(yuǎn)程控制通信、多種方式開關(guān)燈控制、故障監(jiān)測(cè)報(bào)警、漏電保護(hù)等功能。同時(shí)，管理維護(hù)人員可以直接使用電腦、手機(jī)app對(duì)道路照明進(jìn)行遠(yuǎn)程集中管理，達(dá)到對(duì)照明設(shè)施進(jìn)行智能化監(jiān)控、提高管理效率和節(jié)能減排的目的。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

按照智能路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和要實(shí)現(xiàn)的功能，將系統(tǒng)分為監(jiān)控中心、集中控制器和路燈控制節(jié)點(diǎn)3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 。

2.1監(jiān)控中心。監(jiān)控中心是整個(gè)系統(tǒng)的最高控制中心，主要對(duì)終端設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和解析，實(shí)現(xiàn)曲線、圖形化監(jiān)測(cè)，以及圖形化對(duì)終端設(shè)備控制。它的硬件主要包括監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)、路由器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Internet接入設(shè)備、與集中控制器通信模塊（本系統(tǒng)通過GPRS模塊與集中控制器通信）等。軟件部分主要包括控制臺(tái)模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、電子地圖模塊等。

2.2集中控制器。以單個(gè)配電箱為范圍進(jìn)行安裝集中控制器，控制器處于監(jiān)控中心和路燈控制器的之間，在整個(gè)系統(tǒng)中起到上傳下達(dá)的作用，主要是負(fù)責(zé)信息的采集和發(fā)送，控制命令的傳遞等，向上通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心通信，向下則與路燈控制器組成區(qū)域小系統(tǒng)，在集中控制器與監(jiān)控中心出現(xiàn)通信故障時(shí)候，也可以獨(dú)立運(yùn)行。主要組成部分有MCU、GPRS模塊、電力線載波模塊、人機(jī)接口、時(shí)鐘電路等。

2.3路燈控制器。路燈控制器直接實(shí)現(xiàn)城市照明設(shè)施的開關(guān)控制以及工作情況信息的實(shí)時(shí)反饋，根據(jù)命令采集路燈運(yùn)行參數(shù)。每個(gè)照明設(shè)施上安裝路燈控制器后，在集中控制器和路燈控制器之間，通過采用電力線載波通信技術(shù)進(jìn)行通信控制，可實(shí)現(xiàn)單燈控制。組成部分有：MCU、電力線載波模塊、載波接口、直流電源電路、繼電器以及電流電壓檢測(cè)電路。

3GPRS系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

目前實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制方法有很多，可以分為有線傳輸和無線傳輸，有線傳輸方式有：電力線載波、RS-485總線以及ADSL等，無線傳輸方式有：GPRS無線通信技術(shù)、GSM短消息、ZIGBEE無線網(wǎng)絡(luò)以及衛(wèi)星通信等，經(jīng)過比較分析，GPRS無線通信技術(shù)，通過無線分組交換的傳輸模式，智能控制系統(tǒng)可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點(diǎn)，能非常優(yōu)秀的實(shí)現(xiàn)路燈的無線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制，我們最終選擇中國移動(dòng)GPRS系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)通信平臺(tái)。

3.1提供保障、提高亮燈率。智能控制系統(tǒng)投運(yùn)后可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)路燈運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，可以做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、隨時(shí)處理，從以前市區(qū)90%的亮燈率提高到95%以上，杜絕了該亮燈時(shí)候不亮燈、白天還有亮燈等現(xiàn)象，減少了不良社會(huì)影響，為市民的基本生活提供了更好的保障。

3.2節(jié)電節(jié)能、減少電費(fèi)支出。對(duì)于普通200W的LED燈組，每小時(shí)消耗0.2度電，假設(shè)每天工作10小時(shí)，將消耗2度電，一年總消耗730度電，采用智能控制系統(tǒng)后，可支持自定義時(shí)間控制策略和自動(dòng)調(diào)整模式（根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)弱或電壓電流閾值），在滿足照度需求的情況下，實(shí)現(xiàn)節(jié)省20%以上的電能，即146度電，假如工業(yè)用電按每度1元計(jì)算，每組200WLED燈一年可節(jié)約146元。

3.3延長壽命、保護(hù)照明設(shè)施。夜間電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大，照明燈具易受電網(wǎng)沖擊損壞，據(jù)測(cè)試，正常電壓（220V）情況下，鈉燈電壓為100V，電網(wǎng)電壓升高后（230V-240V），鈉燈電壓可升至120V-150V;采用路燈控制器節(jié)能運(yùn)行后，鈉燈電壓可維持在100V左右，可保持電壓相對(duì)穩(wěn)定。據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)比，智能控制系統(tǒng)可以延長路燈等照明設(shè)施使用壽命長3-4倍。

綜上所述，基于GPRS的城市照明監(jiān)控管理系統(tǒng)，是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展和智能遠(yuǎn)程控制無技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，也是城市路燈管理系統(tǒng)發(fā)展的必經(jīng)之路，在節(jié)約能源、服務(wù)社會(huì)等方面帶來了顯著的社會(huì)效益。隨著城市大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快推進(jìn)，傳統(tǒng)的路燈照明逐步開始向智慧路燈轉(zhuǎn)型，開啟智慧路燈5G時(shí)代，GPRS城市照明監(jiān)控系統(tǒng)作為成熟的管理系統(tǒng)，將為政府不斷完善城市管理和服務(wù)提供有力支撐。

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作者簡介：黃全栗（男），出生年：1983年，籍貫：四川德陽，民族：漢，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：電子信息技術(shù)。