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摘 要：文章介绍了城市路灯监控系统的总体结构，对系统的结构体系及主要功能进行了详细阐述，通过验证得知该系统工作稳定、可靠，能够实时监测到路灯系统的关键数据和运行状态，实现了对路灯系统的远程监测和控制。
关键词：路灯；无线监控；总体结构；主要功能
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）30－0149－02
随着社会和经济的发展，以及城市夜生活的丰富多彩，城市照明对城市交通安全、人民生活、美化环境等起着重要作用。但由于路灯控制和管理模式较为落后，没有做到科学管理，造成电力浪费，城市照明系统功能得不到有效的发挥。因此建设城市路灯监控系统十分必要。
1 路灯监控系统的总体结构
基于无线通信的路灯监控系统主要由监督级、监控级与现场控制级三部分组成，其总体结构图见图1。
1.1 现场控制级
现场控制级主要由远程测控终端（RTU）、检测装置及开关装置构成，直接完成对路灯设备控制并完成路灯状态参数的检测。现场控制级构成了广域（通常以路为控制单元）分布控制。该系统的RTU站点能够支持多种通信方式，即不仅能支持无线电台通信，而且还能支持GPRS同步传输和SMS通信等。
1.2 监控级
监控级主要由主控系统、数据库管理系统等构成。该级直接管理、控制广域分布的RTU站点。通过汇集各个RTU采集的路灯现场信息，构成一个典型的集中/分布式控制系统。主控系统的结构仍与现有系统的主控系统相同，采用两台工业控制级进行监控，通过100 M以太网与数据库管理系统进行信息交互；数据库管理系统与现有系统的不同之处在于新型系统中的数据库管理系统提供远程访问服务，远程客户端可以通过网络查看数据库中的信息。
1.3 监督级
监督级主要由远处监督系统构成，用户可以通过局域/广域网连接到主监控系统及时获取监控系统以及路灯现场的当前运行状态。通过访问的途径不同，此监督系统分为两种类型：一种是通过局域网访问；一种是通过广域网访问。局域网访问主要用于路灯管理处的工作人员查看路灯运行状况，不能向主控室的监控中心发送命令。广域网访问主要用于上一级管理人员查看路灯运行的历史信息和实时信息，如果需要还能向主控室监控中心发送命令。
2 路灯监控系统的无线通信体系结构
该路灯监控系统采取多种通信方式，图2表示了路灯监控系统的无线通信体系结构。该体系结构的组成模块如下：
监控/诊断模块：提供一个友好的操作界面；执行操作人员的开关灯规律，实现对路灯的开关操作；对来自路灯RTU站点的信息进行智能诊断，生成各种形式的报警信息，并处理故障报表；利用局域网和计算机系统的TCP/IP协议，实现与服务器上数据库的交互和数据存取；完成对服务器数据库关键数据信息的本地备份，当发生网络故障或服务器故障时，监控系统可以利用备份的数据继续执行监控任务。
通信处理模块：利用通信模块所提供的服务为监控/诊断模块提供通信服务，使监控/诊断模块无需修改就可利用电台/GPRS/SMS任意一种通讯方式与监控终端通讯。当通信模块发生变化时，只要层间关系保持不变，则监控/诊断模块不受影响。
通信模块：在该系统中，将电台通信、GPRS通信、SMS通信和TCP/IP通信有机的结合，实现四种通信功能：①电台通信：利用RS232C串口，完成无线电台收发信息；②GPRS通信：利用GPRS模块完成与远程测控终端的通信；③SMS通信：利用SMS模块完成与远程测控终端的通信；④TCP/IP通信：利用TCP/IP协议完成监控中心的局域网通信以及远程监督功能。从本质上来说，GPRS通信方式也是使用TCP/IP协议实现。
3 系统的主要功能
3.1 开关灯控制功能
具有RTU站点自动控制、遥控开关灯控制及光敏修正自动控制三种方式。
3.2 开关灯时刻表设置功能
监控中心可根据城市所在地地理位置（经纬度）自动生成一年中每天开关灯的时刻表，并通过人为干预修正，监控中心将以广播命令方式发送至每个RTU站点，RTU站点将根据该表每天定时开关灯。
3.3 改变RTU站点工作方式功能
监控中心可通过对RTU站点发布命令以改变其某些工作方式，如半夜灯工作方式、周末灯工作方式、交替节能方式等。
3.4 遥信功能
监控中心主动呼叫RTU站点以获取RTU站点开关状态以及RTU站点故障等参数，通过监控中心软件界面可以了解各RTU站点开关状态以及装置故障等信息。
3.5 遥测功能
监控中心主动呼叫RTU站点上传实时采集数据，监控中心可以采用巡检或随机检测两种方式呼叫RTU站点。监控中心根据上传数据建立历史数据库、估计亮灯率以及路灯故障监测报警等。
3.6 遥测冻结功能
主机通过广播命令要求所有RTU站点在同一时刻封存采集的电压电流等数据，而后监控中心将逐一呼叫RTU站点上传冻结的采集数据，以获得系统内同一时刻参数，以便计算系统总功率、总线损等。
3.7 故障报警功能
监控中心的数据库根据预先设置好的报警条件，分析RTU站点上传信息，给出当前数据的报警信息，并将此信息交给主控计算机用于显示与语音报警。
4 结束语
城市路灯监控系统是现代计算机技术运用于城市市政建设中有效的产物，实现了城市路灯系统的计算机集中控制、监测与管理。随着各项技术的不断发展，它将在节约能源、保护环境、保证公共安全等方面产生较大的经济效益和社会效益。
城市路灯监控管理作为城市现代化的标志之一，它所带来的经济和社会效益十分显著，它的推广和实施也将是市政工程建设中的一项重要内容。
参考文献
1 陈大庆.浅谈微机无线路灯监控系统信道设计［J］.道路照明，2003（02）
2 钱冬杰、谈向萍.浅谈无线网络路灯控制系［J］.科技致富向导，2011（23）
On the Street Wireless Monitoring System
Wu Tianli
Abstract: This paper introduces the overall urban structure of street surveillance system, the system architecture and major features of the detail, the system works by verifying that a stable, reliable, real－time monitoring of critical system data to the street and running, system of lights to achieve the remote monitoring and control.
Key words: street; wireless monitoring; overall structure; main function
关键词：路灯；无线监控；总体结构；主要功能
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）30－0149－02
随着社会和经济的发展，以及城市夜生活的丰富多彩，城市照明对城市交通安全、人民生活、美化环境等起着重要作用。但由于路灯控制和管理模式较为落后，没有做到科学管理，造成电力浪费，城市照明系统功能得不到有效的发挥。因此建设城市路灯监控系统十分必要。
1 路灯监控系统的总体结构
基于无线通信的路灯监控系统主要由监督级、监控级与现场控制级三部分组成，其总体结构图见图1。
1.1 现场控制级
现场控制级主要由远程测控终端（RTU）、检测装置及开关装置构成，直接完成对路灯设备控制并完成路灯状态参数的检测。现场控制级构成了广域（通常以路为控制单元）分布控制。该系统的RTU站点能够支持多种通信方式，即不仅能支持无线电台通信，而且还能支持GPRS同步传输和SMS通信等。
1.2 监控级
监控级主要由主控系统、数据库管理系统等构成。该级直接管理、控制广域分布的RTU站点。通过汇集各个RTU采集的路灯现场信息，构成一个典型的集中/分布式控制系统。主控系统的结构仍与现有系统的主控系统相同，采用两台工业控制级进行监控，通过100 M以太网与数据库管理系统进行信息交互；数据库管理系统与现有系统的不同之处在于新型系统中的数据库管理系统提供远程访问服务，远程客户端可以通过网络查看数据库中的信息。
1.3 监督级
监督级主要由远处监督系统构成，用户可以通过局域/广域网连接到主监控系统及时获取监控系统以及路灯现场的当前运行状态。通过访问的途径不同，此监督系统分为两种类型：一种是通过局域网访问；一种是通过广域网访问。局域网访问主要用于路灯管理处的工作人员查看路灯运行状况，不能向主控室的监控中心发送命令。广域网访问主要用于上一级管理人员查看路灯运行的历史信息和实时信息，如果需要还能向主控室监控中心发送命令。
2 路灯监控系统的无线通信体系结构
该路灯监控系统采取多种通信方式，图2表示了路灯监控系统的无线通信体系结构。该体系结构的组成模块如下：
监控/诊断模块：提供一个友好的操作界面；执行操作人员的开关灯规律，实现对路灯的开关操作；对来自路灯RTU站点的信息进行智能诊断，生成各种形式的报警信息，并处理故障报表；利用局域网和计算机系统的TCP/IP协议，实现与服务器上数据库的交互和数据存取；完成对服务器数据库关键数据信息的本地备份，当发生网络故障或服务器故障时，监控系统可以利用备份的数据继续执行监控任务。
通信处理模块：利用通信模块所提供的服务为监控/诊断模块提供通信服务，使监控/诊断模块无需修改就可利用电台/GPRS/SMS任意一种通讯方式与监控终端通讯。当通信模块发生变化时，只要层间关系保持不变，则监控/诊断模块不受影响。
通信模块：在该系统中，将电台通信、GPRS通信、SMS通信和TCP/IP通信有机的结合，实现四种通信功能：①电台通信：利用RS232C串口，完成无线电台收发信息；②GPRS通信：利用GPRS模块完成与远程测控终端的通信；③SMS通信：利用SMS模块完成与远程测控终端的通信；④TCP/IP通信：利用TCP/IP协议完成监控中心的局域网通信以及远程监督功能。从本质上来说，GPRS通信方式也是使用TCP/IP协议实现。
3 系统的主要功能
3.1 开关灯控制功能
具有RTU站点自动控制、遥控开关灯控制及光敏修正自动控制三种方式。
3.2 开关灯时刻表设置功能
监控中心可根据城市所在地地理位置（经纬度）自动生成一年中每天开关灯的时刻表，并通过人为干预修正，监控中心将以广播命令方式发送至每个RTU站点，RTU站点将根据该表每天定时开关灯。
3.3 改变RTU站点工作方式功能
监控中心可通过对RTU站点发布命令以改变其某些工作方式，如半夜灯工作方式、周末灯工作方式、交替节能方式等。
3.4 遥信功能
监控中心主动呼叫RTU站点以获取RTU站点开关状态以及RTU站点故障等参数，通过监控中心软件界面可以了解各RTU站点开关状态以及装置故障等信息。
3.5 遥测功能
监控中心主动呼叫RTU站点上传实时采集数据，监控中心可以采用巡检或随机检测两种方式呼叫RTU站点。监控中心根据上传数据建立历史数据库、估计亮灯率以及路灯故障监测报警等。
3.6 遥测冻结功能
主机通过广播命令要求所有RTU站点在同一时刻封存采集的电压电流等数据，而后监控中心将逐一呼叫RTU站点上传冻结的采集数据，以获得系统内同一时刻参数，以便计算系统总功率、总线损等。
3.7 故障报警功能
监控中心的数据库根据预先设置好的报警条件，分析RTU站点上传信息，给出当前数据的报警信息，并将此信息交给主控计算机用于显示与语音报警。
4 结束语
城市路灯监控系统是现代计算机技术运用于城市市政建设中有效的产物，实现了城市路灯系统的计算机集中控制、监测与管理。随着各项技术的不断发展，它将在节约能源、保护环境、保证公共安全等方面产生较大的经济效益和社会效益。
城市路灯监控管理作为城市现代化的标志之一，它所带来的经济和社会效益十分显著，它的推广和实施也将是市政工程建设中的一项重要内容。
参考文献
1 陈大庆.浅谈微机无线路灯监控系统信道设计［J］.道路照明，2003（02）
2 钱冬杰、谈向萍.浅谈无线网络路灯控制系［J］.科技致富向导，2011（23）
On the Street Wireless Monitoring System
Wu Tianli
Abstract: This paper introduces the overall urban structure of street surveillance system, the system architecture and major features of the detail, the system works by verifying that a stable, reliable, real－time monitoring of critical system data to the street and running, system of lights to achieve the remote monitoring and control.
Key words: street; wireless monitoring; overall structure; main function