CN201869412U - 一种基于gprs网络的路灯远程监测系统 - Google Patents

一种基于gprs网络的路灯远程监测系统 Download PDF

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Abstract

一种基于GPRS网络的路灯远程监测系统,涉及一种路灯监控系统,采用先进的GPRS网络,及计算机、通信、机电、自动控制等多种先进技术于一体,实现了对路灯照明系统和路灯实时监控和管理。该系统提高了道路照明的质量和服务质量;提高了维护、检修效率,保证城市整体亮灯率和设备完好率;通过节能措施进一步降低能耗、减轻劳动强度,避免无畏的电能和人力物力的浪费,从而提高路灯系统的整体社会效益、管理效益、经济效益和环保效益。另外,在恶劣天气时,根据各路灯监控终端采集的数据情况加以分析,采取相应紧急措施,避免重大交通事故的发生,为整个城市的亮化进程提供强有力的保障。

Description

一种基于GPRS网络的路灯远程监测系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种路灯监控系统,特别是一种基于GPRS网络的路灯远程监测 系统。
背景技术
[0002] 我国改革开放以来,国民经济得到快速增长,以“科技创新,自主创新”成为我国工 业发展的主流。我国工业正逐步向节约型、节能减排、低碳的方向发展。随着经济发展的 快速增长,城市化进程也不断加快,路灯和景观灯数量和质量都有了很大的提高。但大部 分地区的路灯和景观灯控制和管理仍采用较落后模式,谈不上科学有效的监控,路灯和景 观灯的开关由每台箱变或配电柜独立时钟控制,方式落后,随意性大,无法做到精确的统一 控制,从而造成“东方不亮西方亮”、“有令不开”的现象和电力浪费。根据建设部、国家发展 和改革委员会《关于加强城市照明管理促进节约用电工作意见》,文件要求大城市亮灯率要 达到97%,中小城市亮灯率要达到95%的要求,仅凭维护人员夜晚开车巡查和市民举报方 式,即使管理部门花费了大量的人力和物力,仍会出现“夜晚灯不亮,白天亮晃晃”的情况, 很难达到建设部、国家发展和改革委员会对路灯亮灯率的要求。此外,由于季节气候的变化 异常,造成了夏季天还亮就开灯,冬季天黑还不能开灯的种种不合理现象,给照明系统的管 理带来了极大的不方便。为解决这一问题,科研单位和企业技术人员在不断的研究、探索, 利用现代科学技术,虽然在技术上取得了一些进步,但在实际运用中仍然存在着尚未克服 的技术问题。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的在于克服以上不足,提供一种基于GPRS网络的路灯远程监测 系统。能有效的对城市路灯管理自动化,做到集中管理,智能控制,合理利用电能资源,同 时能将采集到的数据自动进行存储、统计,并能随时进行查询和打印,提高了管理水平。该 系统入网速度快,技术先进,安全可靠,经济合理,节约能源,维护简便,运行费用低,实用性 强。
[0004] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:包括路灯监控装置、监控终端、 分控点、GPRS网络、监控中心、计算机、服务器、大屏幕投影显示设备、手机、打印机,每个路 灯上设有各配套的路灯监控装置,每个路灯监控装置设有监控终端,每个路灯监控终端通 过RS232或RS485接口与DTU终端相连,即形成若干个路灯监控终端,若干个监控终端形成 的线路设有分控点,DTU终端将采集的数据信息通过GPRS网络传输到监控中心,监控中心 由计算机、服务器、大屏幕投影显示设备、手机、打印机联成,构成了一种基于GPRS网络的 路灯远程监测联网系统。
[0005] 本实用新型采用的技术原理是:采用先进的GPRS网络,及计算机、通信、机电、自 动控制等多种先进技术于一体,实现了对路灯照明系统和路灯实时监控和管理。每个监控 终端上的路灯监控装置对每个路灯实行全天候M小时监控,采集每个路灯的工作状态信息,每个路灯监控终端也可以自行独立控制并记录每个路灯的历史数据,再通过RS232或 RS485接口与GPRS DTU终端相连,通过GPRS网络传输到路灯管理处的监控中心。每条道 路上的路灯开关控制装置内设有分控点,分控点以高性能的单片机、传感器、接口等组成, 对该道路上的路灯执行开关控制,对路灯各支线的电流、电压及线路状态等参数的检测,同 时又可在无线通讯方式时担任信号中继作用。分控点将路灯各支线检测的数据信息,通过 GPRS网络反馈到监控中心,监控中心对这些数据进行操作、统计、分析、处理和监管。如某个 路灯监控终端出现异常信息,该路灯所在的线路上的数据信息将发生变化,同时并发出警 报,监控中心对该数据进行分析处理,并采取相应控制命令措施。GPRS是Gerneral Packer Radio Service的英文缩写,中文译为通用无线分组业务,具体来讲,GPRS是一项高速数据 处理的科技,即以分组的“形式”把数据传送到用户手上。GPRS网络在整个路灯远程监测 系统中起到传输媒介的作用,它具有覆盖范围广,入网速度快,投资成本低,安装简便,实时 在线,按量计费,使用费用低,以及高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点,不受城市建设、 天气及其他干扰的影响。监控中心由计算机、服务器、大屏幕投影显示设备、手机、打印机 联成,路灯管理处的监控中心上的计算机,完成整个路灯远程监测系统的数据集中处理和 对各分控点统一发布命令的功能。计算机上设有中心监控软件,该软件与GIS地理信息系 统是紧密结合在一起,监控中心通过大屏幕投影显示设备,在大屏幕上可以精确的显示每 个路灯监控监控终端的位置,以及分控点的位置。系统功能:(1)遥控:监控中心的计算机 按设定好的经纬时间曲线自动控制全市路灯的开/关状态,也可在监控中心手动控制任意 的每个路灯监控终端和分控点的开/关状态;(¾遥测:自动巡测或随机检测各个终端亮灯 率、电压、电流、功率因数、有功和频率等工作参数,在自动运行时只要终端有变化,它便立 即将变化数据向监控中心传输,无须监控中心巡检;(3)遥信:对各个路灯监控终端开/关 状态、故障和报警等信息的获取,保证系统有效正常地运行。监控中心是整个路灯监控系统 的操作、维护、处理、统计、分析和监管的中心,肩负着与其它管理网络互联业务。
[0006] 本实用新型的有益效果是:该系统提高了道路照明的质量和服务质量;提高了维 护、检修效率,保证城市整体亮灯率和设备完好率;通过节能措施进一步降低能耗、减轻劳 动强度,避免无畏的电能和人力物力的浪费,从而提高路灯系统的整体社会效益、管理效 益、经济效益和环保效益。另外,在恶劣天气时,根据各路灯监控终端采集的数据情况加以 分析,采取相应紧急措施,避免重大交通事故的发生,为整个城市的亮化进程提供强有力的 保障。
附图说明
[0007] 以下结合实施例对本实用新型进一步说明:
[0008] 图中是一种基于GPRS网络的路灯远程监测系统的架构图
[0009] 在图中:1.路灯监控装置、2.监控终端、3.分控点、4. GPRS网络、5.监控中心、 6.计算机、7.服务器、8.大屏幕投影显示设备、9.手机、10.打印机。
具体实施方式
[0010] 在图中:在图中:监控中心采用中心监控软件,该软件采用全中文的视窗化操作 界面,操作简便、稳定可靠,符合行业的使用习惯。该软件实现的主要功能如下:[0011] 1)遥控
[0012] 系统可以根据不同类型的路灯和景观灯控制要求,把路灯和景观灯分成若干个 组,各组按工作日、周末、节日和特殊活动等方式自动运行。常规控制为时控和光控相结合, 软件按某城市的经纬度自动生成全年365天的开关时间,并能够根据当天的实际光照度, 提前开灯或延时关灯。
[0013] 光敏探头选用德国Theben公司的LUNAl 10,确保光照度检测的合理性和可靠性。 在特殊情况下,可实现白天亮灯。
[0014] 2)遥测
[0015] 监控中心5能按设定的时间周期(可以根据开/关灯前后任意选取不同的周期) 自动进行定时巡测。操作者也可随时手动巡测和选测各路灯监控终端2的运行情况。每个 监控终端1上的路灯监控装置1,能自行独立控制并记录每个路灯的历史数据。
[0016] 分控点3工况参数有:电压/电流、有功功率、无功功率、功率因数、用电量、通信状 态、开关状态以及故障信息,数据采集精度优于1%。程序按规定的时间周期(可以根据开 灯、关灯和开关灯前后任意地选取不同的周期)3〜20分钟自动进行定时巡测,并自适应计 算出亮灯率,同时将测量结果自动存入数据库。操作员也可随时手动指定任意站点进行检 测,达到组测、抽测和单测的目的。
[0017] 3)报警处理
[0018] 当路灯监控终端1主动报警或调度端在遥测时发现有警时,监控中心5的计算机 6进行报警处理。报警内容包括:异常开灯、异常关灯、电压/电流越限和供电线路停电、开 关跳闸/保险熔断、昼夜电缆失盗等故障。
[0019] 系统自动对以上故障进行采集并用声光和语音报警,直到值班员干预为止。同时 显示出该报警的数据,并将有关情况存盘,用于后续处理,并可通过设定的手机9号码,向 值班人员或执法部门有关人员用短消息报警。
[0020] 4)自动计算亮灯率
[0021] 能根据电压、电流、有功功率和功率因子的变化自动进行亮灯率估算。路灯监控终 端2采用欧洲32位军品级ARM处理器和专用计量芯片,模拟采集精度优于1 %,确保了亮灯 率的统计的准确性。
[0022] 5)查询打印功能
[0023] 系统可以对各路灯监控终端2任意定时数据和年、月、日统计数据(电压/电流、 亮灯率、故障)进行查询,显示的表格、曲线图、直方图均可通过打印机10打印;还可以对任 意一天的实际开关灯时间、当时的照度值和日出日落时间等记录进行查询,显示的表格、曲 线图、直方图均可打印;也可以对历史故障进行查询和打印。
[0024] 6)电子地图(GIS)系统
[0025] 系统采用美国Mapinf07. 0专业版GIS系统,如用户提供某城市的矢量地图,可实 现某城市地图的无级缩放与平滑浏览,达到了图文并茂和使用方便的效果;如用户无法提 供矢量地图,可采用平面地图扫描方式。每个路灯监控终端2的位置可以在地图上精确地 显示,选中终端查询时,即可显示各种数据(站号、站址、灯型、灯数、管辖路段)及该终端的 电压/电流等实时参数,方便实现监控中心5的管理功能。
[0026] 7)卫星自动校时系统(GPS)[0027] 运用全球卫星定位系统GPS与计算机6技术,实现对系统的准确校时,保证系统内 所有计算机6和路灯监控终端2的时钟的准确性和一致性,选用美国GARMIN公司的GPS15L 模块来实现卫星校时功能,该模块在使用时通过串口与服务器7对接。同时还可按照用户 的要求再加装车载模块,通过无线电台、GPRS网络4或手机9短消息的方式实现某城市路 灯所所有车辆的GPS定位,这将大大促进巡检车辆调度和管理。
[0028] 8)远程实时查询和TOB浏览
[0029] 上级领导、局域网内的其它工作站均可通过局域网,实现远程实时查询,进行系统 画面显示和WEB浏览,查询内容包括各路灯监控终端2的最新以及历史数据和故障情况,还 也可以通过公网实现异地远程接入访问。系统设有远程访问权限,远程访问人员获取控制 权限后,可对该路灯监控终端2进行在线测量、控制等操作。
[0030] 9)大屏幕显示功能
[0031] 监控中心设有大屏幕投影显示设备8,大屏幕显示能达到直观、形象、清晰和气派 的效果。随着技术的不断进步,目前的大屏幕显示主要采用高亮度、高分辨率的投影机或 DLP拼接墙实现。投影系统的画面可大可小,完全反映计算机6的显示画面,图像更加逼真、 清晰,且画面可随软件任意修改。“某城市路灯监测系统”设计采用120"正投屏方案,投影 机选用 HP ProLiant DL380 G6 (491332-AA1),分辨率为 1024X 768,亮度为 5000IS0 流明; 投影屏选用韩国摩科120"正投金属硬屏,画面清晰、反光率高,其显示画面由计算机6控 制,动态显示整个路灯监测系统的数据和图像,中心软件和视频图像可切换显示。
[0032] 10)远程抄表功能
[0033] 系统具备远程抄表和自动计量功能,可免去维护人员每月一次的人工巡查抄表之 苦。要求在每一台路灯或景观箱式变压器、配电箱(路灯监控终端2处)加装符合原电力 部DL/T645-2007标准、带RS-485接口的数字电表。
[0034] 11)系统参数设置和站点参数的远程修改
[0035] 系统可按不同灯型、不同区域、不同路段、不同时段在线设置控制参数和开/关灯 模式。同时也可对分控点3各项参数、图形显示及终端各项运行参数、告警保护参数进行在 线调置及修改。路灯监控终端1工作参数包括:站点名称、支路数、变比、标准电压/电流值寸。
[0036] 12)显示查询全年的开关灯时间曲线
[0037] 整个路灯监测系统根据某城市的地理经纬度编制了全年365天的开/关灯时间曲 线。可以按月显示全年中每一天的关灯和开灯时间表及曲线。可以对任意一天的实际开关 灯时间、日出日落时间等记录进行查询。“开关灯时间曲线”可根据具体使用情况设定上下 波动范围。
6

Claims (1)

1. 一种基于GPRS网络的路灯远程监测系统,其特征是:包括路灯监控装置、监控终端、 分控点、GPRS网络、监控中心、计算机、服务器、大屏幕投影显示设备、手机、打印机,每个路 灯上设有各配套的路灯监控装置,每个路灯监控装置设有监控终端,每个路灯监控终端通 过RS232或RS485接口与DTU终端相连,即形成若干个路灯监控终端,若干个监控终端形成 的线路设有分控点,DTU终端将采集的数据信息通过GPRS网络传输到监控中心,监控中心 由计算机、服务器、大屏幕投影显示设备、手机、打印机联成,构成了一种基于GPRS网络的 路灯远程监测联网系统。
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