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一、系統(tǒng)建設(shè)總體框架

1.1系統(tǒng)總體框架

城市照明單燈監(jiān)控系統(tǒng)分為三層系統(tǒng)架構(gòu)，分別是

*監(jiān)控管理中心、

*通訊層

*前端三部分組成，整個糸統(tǒng)是安全的、開放的、可擴展的綜合性管理平臺。系統(tǒng)可為智慧城市、數(shù)字城管提供一個統(tǒng)一的入口，共享各種照明監(jiān)控系統(tǒng)和信息資源，并對其進行統(tǒng)一的管理

• Ø 監(jiān)控管理中心

監(jiān)控管理中心，是整個系統(tǒng)的核心部分。其硬件主要由燈光監(jiān)控主機和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、無線接入設(shè)備、短信息模塊、顯示系統(tǒng)（高清電視墻）、平板電腦等設(shè)施組成。 監(jiān)控管理中心通過帶有固定IP地址的光纖網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)（GPRS/CDMA），實現(xiàn)了與所有前端設(shè)備的通訊、數(shù)據(jù)、命令的傳輸。管理人員也可通過工作站、筆記本、智能手機、移動終端設(shè)備等與系統(tǒng)服務(wù)端連接，實現(xiàn)對系統(tǒng)的實時監(jiān)控和管理。

• Ø 通訊層

監(jiān)控管理中心采用接入配置固定IP地址的光纖，實現(xiàn)無線通訊（寬帶4-10M）；

監(jiān)控管理中心與單燈監(jiān)控終端采用GPRS/CDMA的通信平臺進行數(shù)據(jù)交互（按流量向運營商付費）。

監(jiān)控終端與單燈監(jiān)控末端之間通信選用Zigbee無線通信或電力載波通信（不需要運營費）。

報警信息在管理中心是采用聲光報警顯示、無人值守的報警時，是通過手機短信方式，發(fā)送到相關(guān)人員的手機上（按流量向運營商付費）。

• Ø 前端

由安裝在路燈開關(guān)箱內(nèi)的單燈監(jiān)控終端、安裝在燈具內(nèi)的單燈監(jiān)控末端等設(shè)備組成，對全區(qū)域照明設(shè)施實現(xiàn)單獨控制、運行數(shù)據(jù)采集以及故障報警等功能。

1.2服務(wù)內(nèi)容的功能架構(gòu)圖

本系統(tǒng)通過智能控制終端系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、云計算中心系統(tǒng)及地理信息系統(tǒng)（GIS）等模塊進行融合，實現(xiàn)城區(qū)范圍內(nèi)路燈單燈的遙控、遙測、遙信、遙調(diào)等監(jiān)控、管理，為政府提供分析決策平臺，該系統(tǒng)具有高度的可靠性、實用性、可擴展性和經(jīng)濟性。

二、監(jiān)控管理中心

2.1硬件部分

監(jiān)控管理中心是整個系統(tǒng)的核心部分，其硬件主要由燈光監(jiān)控主機和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、無線接入設(shè)備、短信息模塊、GPS校時設(shè)備、顯示系統(tǒng)、操控臺等外圍設(shè)備組成。顯示系統(tǒng)可選PC機、背投、液晶顯示。

路燈單燈監(jiān)控管理中心的核心設(shè)備為燈光監(jiān)控主機，其余配套硬件在實現(xiàn)系統(tǒng)基本功能的基礎(chǔ)上，可視客戶實際需求或投資額度增加組合。系統(tǒng)支持多平臺監(jiān)控，用戶可在不同地方安裝多個監(jiān)控平臺實時監(jiān)控系統(tǒng)當前工作狀況。

監(jiān)控管理中心效果圖

工程案例實景圖

2.2軟件部分

管理中心系統(tǒng)軟件，由監(jiān)控管理中心系統(tǒng)軟件、單燈監(jiān)控終端底層軟件、單燈監(jiān)控末端底層軟件組合而成，這三部分的軟件相互配合，聯(lián)動工作。糸統(tǒng)軟件除處理日常的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)狀態(tài)檢測、系統(tǒng)故障報警等日常事務(wù)外，還提供友好的人機界面和完善的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)查詢、故障統(tǒng)計、開關(guān)燈統(tǒng)計等功能，幫助客戶完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、管理權(quán)限參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)查詢、遠程手動命令等需求。

管理中心的系統(tǒng)軟件--Windows操作系統(tǒng)，為操作平臺，在設(shè)計上采用了面向用戶的視窗化編程語言。用戶界面友好，內(nèi)容豐富，操作人員只需運用鼠標即可完成相關(guān)操作，簡便快捷。

2.2.1糸統(tǒng)“四遙”功能

• Ø 遙控:遠程控制一盞燈，或奇偶數(shù)、或自定義分組、或分區(qū)全區(qū)的路燈的開或關(guān)。
• Ø 遙測: 遠程測量路燈開關(guān)箱及每盞路燈的電氣參數(shù)和開關(guān)狀態(tài)，如電流，電壓，功率因素等，交流接觸器、空開是否閉合或斷開等等；
• Ø 遙信:監(jiān)控管理中心、終端、末端三個物理層，實現(xiàn)雙向信息的交流，設(shè)備故障信息和自診斷信息實時主動上報,便于管理部門及時處理；
• Ø 遙調(diào):遠程調(diào)整任一盞燈的亮度，及單燈監(jiān)控終端或單燈監(jiān)控末端的參數(shù);

2.2.2 調(diào)光功能

系統(tǒng)支持對單燈進行獨立調(diào)光和分時段調(diào)光（燈具電源必須具備調(diào)光功能）。亮度及時間段調(diào)光可任意設(shè)定、修改，或按設(shè)定自動進行節(jié)能調(diào)控。

系統(tǒng)對單燈進行智能控制和精細管理，確保每天的開關(guān)燈時間準確，避免浪費，可以實現(xiàn)節(jié)能5%的電能；對單燈實行分時段調(diào)光管理，實現(xiàn)二次節(jié)能25%。

2.2.3 報警處理功能

監(jiān)控終端在發(fā)生系統(tǒng)異常時，主動向監(jiān)控管理中心發(fā)出報警信息，并在監(jiān)控軟件上以彈窗、閃爍或者語音等方式發(fā)出提示。當啟用無人值守功能時，可通過短信發(fā)送，將終端報警信息發(fā)送到值班人員手機。

報警內(nèi)容：

燈具異常、過流過壓、終端設(shè)備非法操作、設(shè)備被盜、配電柜門異常打開、白天意外亮燈、夜晚意外熄燈（包括接觸器斷路和粘連）等需要引起操作員注意的情況，產(chǎn)生報警信息；

2.2.4數(shù)據(jù)查詢及打印功能

l 可按時間順序、終端順序、日期時間段等多種查詢方式查詢檢測數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、用戶操作記錄等，并進行打印、備份和整理。

l 所有查詢數(shù)據(jù)可導(dǎo)出到EXCEL，方便用戶打印、統(tǒng)計分析。

2.2.5多平臺監(jiān)控功能

系統(tǒng)能實現(xiàn)不定點監(jiān)控，如領(lǐng)導(dǎo)或工作人員在外地出差，或在戶外工作時，隨時隨地能訪問監(jiān)控情況，對路燈進行控制，支持手機、平板電腦（PDA）遠程登錄，支持C/S架構(gòu)與BS架構(gòu)（支持WEB版監(jiān)控）,支持手機短信設(shè)置監(jiān)控參數(shù)，從而實現(xiàn)不同操作權(quán)限的工作人員通過網(wǎng)絡(luò)連接到系統(tǒng)主機，查詢系統(tǒng)主機實時運行狀況及運行參數(shù)，進行系統(tǒng)畫面顯示。也可實現(xiàn)異地遠程接入訪問，遠程訪問人員獲取控制權(quán)限后，可對系統(tǒng)終端設(shè)備進行在線巡查、控制等操作。

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2.2.6 GPS/北斗與國家NTP時間服務(wù)器授時

采用GPS/北斗授時系統(tǒng)與國家NTP時間服務(wù)器授時相結(jié)合，可實現(xiàn)系統(tǒng)主機時間同步校準。系統(tǒng)主機通過校時功能，定時校準單燈監(jiān)控末端時間，確保監(jiān)控主機時間與各單燈監(jiān)控末端時間同步 。

2.2.7 GIS照明地理信息系統(tǒng)功能

系統(tǒng)提供實時網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的百度、谷歌等電子地圖的GIS系統(tǒng)，實現(xiàn)全國范圍的照明監(jiān)控和地理信息有機結(jié)合。通過電子地圖，完成相應(yīng)的地理圖形的顯示、放大、縮小及查詢，實時監(jiān)控照明設(shè)施的運行狀態(tài)，在事故發(fā)生時，直觀反映出事故發(fā)生地點和周圍的交通情況，方便進行統(tǒng)一指揮和調(diào)度，加快救援的速度。用戶在系統(tǒng)界面能夠顯示出城區(qū)結(jié)構(gòu)地圖，并可隨意放大縮小、漫游到任意一點，需隨意切換百度衛(wèi)星地圖，網(wǎng)格衛(wèi)星圖等多種地圖觀察無關(guān)燈情況。

2.2.8能耗監(jiān)測與分析

針對不同的監(jiān)控終端，采集、統(tǒng)計詳盡的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，電能統(tǒng)計方面，分別對每個照明設(shè)施對象進行按照日、月、季度、年的電能使用情況統(tǒng)計，便于管理和決策。

對全部用電量進行統(tǒng)計，實現(xiàn)城市公共照明的能耗統(tǒng)計。

對各種用電量、能耗質(zhì)量、電表數(shù)據(jù)、亮燈率等數(shù)據(jù)信息進行全面而準確的統(tǒng)計分析，進行多樣化的橫向、縱向比較，并形成可視直觀的圖表，實現(xiàn)對能耗全面的統(tǒng)計和管理。

2.2.9預(yù)測趨勢分析功能

城市照明監(jiān)測系統(tǒng)，具有城市道路燈具類型、數(shù)量統(tǒng)計功能，根據(jù)這些基本數(shù)據(jù)，計算出年、月、日所需要消耗的電能。

根據(jù)經(jīng)緯度原理，不同季節(jié)開關(guān)燈時間差異，可以預(yù)知每天開關(guān)時間，并計算電能消耗數(shù)據(jù)，為科學(xué)用電提供依據(jù)。

2.2.10專家分析系統(tǒng)

系統(tǒng)具備專家分析系統(tǒng)，具有完善的能耗統(tǒng)計功能，可以對各終端設(shè)備任意定時數(shù)據(jù)和年、月、日統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行查詢，顯示的表格、曲線圖、直方圖均可打印，可以對歷史故障進行查詢和打印。

三、單燈監(jiān)控終端

單燈監(jiān)控終端是作為監(jiān)控管理中心和單燈監(jiān)控末端的聯(lián)系紐帶，安裝在路燈開關(guān)控制箱內(nèi)。監(jiān)控終端具備物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、低壓配電管理技術(shù)。

監(jiān)控終端可獨立運作，當監(jiān)控管理中心出現(xiàn)故障時，監(jiān)控終端按原程序工作，保證照明系統(tǒng)正常運行。

單燈監(jiān)控終端與監(jiān)控管理中心采用GPRS/CDMA的通信平臺進行數(shù)據(jù)交互（按流量向運營商付費）。

監(jiān)控終端與單燈監(jiān)控末端之間，可選用Zigbee無線通信或電力載波通信（不需要運營費）。

具體功能：

1、本地控制：監(jiān)控終端可脫離監(jiān)控主機獨立運行,在監(jiān)控主機不能正常運行時根據(jù)監(jiān)控終端本地保存的運行參數(shù)保證照明系統(tǒng)的正常工作；

2、通過GPRS/CDMA傳輸方式與監(jiān)控中心組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；

3、通過步進傳輸方式,實時采集監(jiān)控終端下屬各單燈監(jiān)控末端的系統(tǒng)參數(shù),包括電壓,電流,開關(guān)狀態(tài)等；

4、轉(zhuǎn)發(fā)遠程控制指令,使能遠程監(jiān)控終端可對單燈監(jiān)控末端進行遠程操控；

5、永久存儲本控制終端下屬各單燈監(jiān)控末端的系統(tǒng)參數(shù)；

6、具備低壓配電管理功能，檢測各種開關(guān)狀態(tài)及電參量,如門禁,空開狀態(tài),停電狀態(tài),三相電壓電流,功率,功率因數(shù)，交流接觸器、空開是否閉合或斷開，系統(tǒng)是否漏電等等；

7、終端異常狀態(tài)及單燈監(jiān)控末端異常狀態(tài)報警等；

四、單燈監(jiān)控末端

單燈監(jiān)控末端是實現(xiàn)單燈監(jiān)控的具體操作單元，安裝在每條電燈桿內(nèi)，負責燈具的開啟、關(guān)閉，采集燈具電壓、電流，開關(guān)狀態(tài)等信息，還可實現(xiàn)對燈具的調(diào)光功能。監(jiān)控終端與下屬的各單燈監(jiān)控末端之間可選用Zigbee無線通信或電力載波通信手段，此傳輸方式不會產(chǎn)生營運費用。

單燈監(jiān)控末端可獨立運行,在監(jiān)控主機或監(jiān)控終端不能正常運行時，會根據(jù)單燈監(jiān)控末端本地保存的運行參數(shù)保證照明系統(tǒng)的正常工作。在單燈監(jiān)控末端不能正常運行時，也不會影響亮燈。

1、測量本燈桿的負載電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等；

2、作為控制燈具的執(zhí)行單元,可接收來自監(jiān)控終端的開關(guān)燈,調(diào)光等信號,實施對燈具進行開關(guān)操作、調(diào)光處理；

3、檢測燈具狀態(tài),故障時可將故障狀態(tài)傳輸?shù)奖O(jiān)控終端,再由監(jiān)控在終端通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控管理中心。

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