路灯照明智能控制系统设计 -

标题: 路灯照明智能控制系统设计 [打印本页]

作者: hkt5352789 时间: 2017-4-30 23:40
标题: 路灯照明智能控制系统设计
　　本系统采用电力载波通信技术，实现照明路灯的单灯节能与集中控制、监测，同时具备线路防盗功能。通过先进的科技手段，有效地保证路灯设施科学管理和按需照明。
　　一、系统组成图

      　　二、系统特点
      　　1、完善的功能：“四遥” 功能、单灯监控和节能功能、室外气象功能、电缆防盗功能、自动抄表功能、监控中心的动态电子地图显示功能、数据统计分析功能。
      　　“四遥”功能：遥控、遥测、遥信、遥调。
      　　◆ 遥控功能---控制回路或单灯的开或关；
      　　◆ 遥测功能---遥测总电压、电流和各回路电压电流；
      　　◆ 遥信功能---反馈各种开关的状态；
      　　◆ 遥调功能---远程调整单灯电流，实现单灯节能。
      　　2、单灯控制功能：利用本公司先进的电力线载波通信技术，实现单灯的控制、检测和节能。
      　　3、室外气象功能：监测路灯所处区域的环境温湿度、光照度等，作为天气突变和事故灾害等突发情况处理依据。
      　　4、防盗报警功能：监控电力电缆，防盗报警，不管有电没电，都可以监控和报警。同时可监测变压器房门的非正常开启。
      　　5、自动抄表功能：及时掌握电能消耗，且电能数据符合电力部门计量要求。
      　　6、监控中心动态电子地图显示，及时掌握照明动态。监控中心还具有GPS定时功能。
      　　7、数据统计分析功能：系统具备定时记录功能，形成历史开关灯记录、故障率、用电量等统计报表。
      　　三、系统主要设备
      　　1. 监控中心服务器
      　　主控电脑，安装系统软件，包括CS主服务程序、短信处理程序、BS公网发布程序。管理员以授权形式，登录系统进行操作。
      　　2. GPRS/CDMA数据传输单元（DTU）
      　　利用GPRS/CDMA网络，将各个智能控制终端组网接入监控中心。利用移动网络，通过短信方式通知管理员系统状态，或反向查询。
      　　3. 集中控制器（集控器RTU）
      　　集中控制器内部包括电力线载波通信模块、ARM主板、以太网模块以及电源电路四部分。丰富的外界接口资源，具有外接232通信接口、485通信接口，USB HOST接口。
      　　集控器是本系统的中间级，向上通过GPRS同监控中心通信，向下通过电力载波电网同终端控制器通信。电力线载波通信是基于BPSK原理，半双工通信方式，数据传输速率为1200bps。集控器以变压器为单位设置，每一个变压器需要一台集控器。集控器向上接DTU，向下接三相四线的低压电网。
      　　主要技术指标：
      　　1）工作。电源：85VAC-250VAC，50Hz/60Hz
      　　2）工作温度：-20oC -- +70oC
      　　3）相对湿度：95%，不凝结
      　　4）功耗：静态350mW，动态（通信瞬间）：10W
      　　5）电磁兼容性：符合IEC1000-4-2、3、4、5标准
　4. 终端控制器（分控器RTU）
      　　终端控制器适用于单路路灯亮度调节控制，可监控的负载电流达到35A。它接收来自电力线的控制或检测命令，对所控负载实施通断控制，并可以将控制结果或当前状态反馈给上位机。
      　　主要技术指标：
      　　1）地址编码：0～1024；
      　　2）控制负载电流：≦35A
      　　3）功耗：静态300mW，动态（通信瞬间）：10W
      　　4）电源：85VAC-250VAC，50Hz/60Hz；
      　　5. 采集终端（采集RTU）
      　　采集终端用于电表电力参数、室外温湿度、光照参数采集，实现自动抄表与室外气象采集功能等。
      　　1）地址编码：0～1024；
      　　2）电源：85VAC-250VAC，50Hz/60Hz；
      　　6. 电缆监控器
      　　电缆监控器一般安装于供电电路的未端，定时检测线路的供电情况，当集控器工作中检测到电缆监控器异常时，表明线路供电异常，通过集控器及时报警通知主控中心，通过主控中心对本系统中分控器或采集终端的分析，及时找到故障位置（包含线路断线或被盗）。
      　　7. 路灯亮度调制器
      　　根据不同类型路灯灯具，选择合适的灯具调节器，达到灯具亮度可调节功能，其上端与分控器连接，便于系统实施远程调节，下端直接接灯具供电电路。
      　　四、软件设计思路
      　　软件系统的设计是基于Web Service结构，即是一个基于组件／服务模式的分布式应用系统，系统的开发具有先进性、可靠性、开放性、灵活性和通用性，也考虑到系统容量、功能的可扩充性，另外也要考虑软件系统的易维护性。尤其重要的是软件系统的可靠性，在本系统中，软件的可靠性与硬件的可靠性同样重要，所以在软件开发的过程中采用OOP面向对象的设计方法，使用UML进行全程建模，并采用模块化设计方法进行功能结构划分设计。
      　　软件的开发过程遵循软件工程的设计思想，对应用需求做了大量的调研和分析，并借助DESIGN 2000之类先进的CASE工具进行数据库的辅助设计，使数据库结构非常规范，一般至少符合3NF（第三范式），避免了数据冗余和数据插入、删除异常。
      　　为了满足数据采集控制、数据分析处理、辅助决策、信息查询等功能的要求，我们采用以C/S和B/S相结合，以B/S为主的体系结构。该方案能很好地满足用户的需求，符合可持续发展的原则，使系统有较好的开放性和易扩展性，该系统采用全新的软件设计方法，以VS.TET 2003前台开发工具与Microsoft SQL Server 2000后台数据库管理系统的组合作为开发平台，运行于Windows98/ Windows2000/XP操作系统。GIS采用Mapinfo进行二次开发。
      　　考虑数据的远程共享，软件系统的设计以B/S结构为主，为了保证系统数据的安全性，系统对软件的使用权限和密码进行严格的管理。
      　　五、软件系统的组成

      　　1、机构用户管理：
      　　设置不同用户的防问管理权限；设备分组，根据路灯的不同类型或行政划区，进行不同的分组，方便以分组的方式对多个路灯进行统一控制。
      　　2、路灯控制系统
      　　灯具的开关控制、调光控制
      　　3、路灯采集系统
      　　照明灯具状态、电流、电压、电量等数据查询，线缆防盗、电力线路故障检测，室外温湿度、光照度检测。
      　　4、参数设置系统
      　　远程自控参数设置，例如：设备定时校时，灯具定时开关时间等。
      　　5、报警系统
      　　灯具、线路故障报警，白天能见度过低提示（报警短信同步发送给区域管理员）。
      　　6、数据统计分析系统
      　　数据存储，远程查询，用电量、故障率等各项统计分析，绘制报表等。

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