节能监控－中国道路照明网

本路灯监控系统以“先进、实用、经济”为基本原则设计，采取前置终端与后台中心站应用程序相结合的方式。本系统是一种远程控制终端系统（ RTU ），将安装在现场的路灯变压器的各种参数、运行状态、模拟量和状态量进行采样之后，并向监控中心进行传送。一方面传送各类信息，另一方面负责执行调度中心的各种控制命令。本系统包括硬件与软件两部分，两者相互结合应用。硬件主要是监控各种信息，并且随时响应监控中心的召测。软件主要是发射遥测信号给 RTU, 查看终端信息。软件设计功能全面，界面大方、明了，用户操作简单，为人一机提供了良好的对话环境。为了用户使用的安全性，软件的使用权需要用户登录，以限制不明身份的用户非法使用，增强系统的安全性。软件设计功能齐全，可以随时测试路灯电压、电流、温度、电量等信息。一旦路灯出现不良状况，可以立刻采取措施，做出快速反应。

总的来说，本系统适用性强、功能强大，节约大量的人力、物力，而且测量误差大大减小。

一、功能说明

★ 电台

为了便于现场安装调试和维修的需要，我们对整机进行了模拟化设计。数传电台采用ＦＭ－２ＦＳＫ体制。它的主要功用是接收和发送数据。主台发送采用无线调频信号。首先由接收机解调出频率键控信号，然后再由解调电路还原为数据信号，经接口电路送至工控机。工控机发送的数据信号首先要经接口电路完成，极性转换再发送至发射机中，先变成频率键控信号，再对发射机主振进行调频，经倍频放大向主台发射。

数传电台是由发送单元、接受单元、接口单元和电源单元等四部分组成。通常设备处于接收状态，发射处于等待状态，收发状态转换由接口单元进行控制，通过控制电平０Ｖ—１２Ｖ和１２Ｖ－０Ｖ的转换而完成。发射机的主振电路（包括调制器）是一直在工作的。

调频信号从天线端口进入时，收发转换开关将端口讯号直接输入至接收单元，然后经高频滤波放大，二次混频，中频放大，鉴频，将调频信号中的数据的两个特征频率信号或语言信号检测出来，分别送解调电路恢复数据或语音发大电话，通过喇叭放音。当需要发射数据信号时，先由终端通信号口发请求发送信号（ＲＴＳ为低电平）。此时在接口电话中把控收信号转为低电平，控发信号转为高电平，即关闭收机，打开发机。ＲＴＳ置低电平，过几毫秒后，终端在ＩＯ口上送出数据信号，经接口电路极性处理后送发射单元产生２ＦＳＫ信号。经缓冲放大，倍频放大后，再通电子开关进入天线端口发送出去。

★ 交流采样及智能控制单元

我们采用的是先进的ＭＣＳ－９６微型计算机为主控单元，同时采用交流采样技术，用以监测系统的交流参数。

硬件中包括定时器／计数器，中断控制器等系统部分。

交流采样系统中包括：电流、电压值及各种温度参数、环境变量。这些变量采集完成后经过串口传送至工控机单元。

ＥＰＲＯＭ用来存放系统的程序代码，ＲＡＭ存放系统运行的临时数据，定时器用于监测系统运行状态。

Ｉ／Ｏ输入／输出主要是交流参数输入和控制命令输出。这部分中除了正常的交流采样系统以外，还包括对环境温度的监测，何时启动加热和风扇冷却。

★ 工控机单元

这部分包括工控机板卡单元、电子硬盘及电源部分。其主要功能是从串口来接收交流采样单元的数据以及进行数据初步分析和数据计算及存储。

工控机单元还要完成对电台的控制，以便将各种数据上传至中心站台，以及接收各种控制命令传递至执行机构进行执行。

★ 电源系统

本机为了充分保证系统可靠性，在交流电源系统中设置了电源滤波电路及Ｒ型隔离变压器 , 以保证电源的纯净性。同时为了保证系统运行中的电源抗干扰能力，尤其是电台工作时，在直流上对计算机系统可能造成的干扰，将直流开关电源部分采用了两台开关电源，分别给计算机系统及无线数传电台系统进行供电。

这样在电台中直流电流变动较大的情况下，也保证了计算机系统的工作可靠性。

★ 外壳及保护

本 RTU 采用的是防尘防淋雨的双层箱式结构。具有风扇冷却系统及 RTU 陶瓷加热系统，以提高系统的环境适应能力。

在保护方面还有系统的防雷击的氧化锌系统，以防止电源系统在恶劣气候环境下的损坏。

为了保证系统运行的可靠性，亦充分利用系统工作特性，由系统采样装置如工控机系统单元分别对对方的运行状态进行监测。如一旦发生死机现象，则可以相互切断电源并恢复启动，以提高限度地提高系统的可用性。为了便于维修，系统还有无线通话功能，可以通过人工对话以达到系统调试要求。

★ 后台系统技术介绍

在后台管理平台上，我们设计了系统的多样功能以满足实际使用的要求。

★ 系统的拥护管理功能，因为本系统的操作将影响全市的路灯照明，所以对本系统的使用应有严格的日志文件进行追踪与记录，以确保系统的实际操作的真实记录，以用来提高操作人员的责任心及值班行为的评估。

★ 在系统数据分析功能上，对后台数据库的终端各种数据的记录，可以通过本系统提供的数据控掘得出各种游泳的数据，如亮灯率，以及故障报警及设备的累计运行时间的预报警。

★ 系统与 GIS 系统设备台帐及班组软件均有良好接口，在本后台系统中，设备及路灯的状态均可在系统的 GIS 图形上予以显示，而设备台帐也有系统的多种设备的使用记录。

★ 系统也预留了今后与 GPS 系统的接口，在今后开通检修车辆、巡查人员的 GPS 定位系统后，亦可与本系统进行良好的接口，并进一步拓展系统的功能。

★ 由于采用了开放式数据库接口，因此本系统的数据也可以为局办 MIS 系统以及其它 WEB 应用系统开放并进行使本系统数据得到充分利用，并可以将数据通过计算机联网，将有重要数据传送给政府相关部门。

★ 菜单介绍

系统工作基本环境

软件要求： 1. 运行环境： Win3x 、 Win9x 操作系统

2 ．辅助环境： Visual Basic 5.0

硬件要求： PC 机一台，专线 Modem

★ 系统管理

★ 系统配置

击中此菜单，进入界面，串口用来说明与 Modem 连接情况，根据通信规约： 1 位启动位， 8 位数据位。 1 位偶校验收， 1 位停止位，电台发送帧的前延时为 330~400ms ，后延时 ms ，接收等待时间外可变参数（根据接收帧长短类别和是否二级或三级终端决定）。这些时间单位为 ms 。若 Modem 与 Coml 相连，则用鼠标在“可用标志”前单击一下，出现“ √ ”，若与 Com2 相连，操作一样。在“其它通信配置”一栏中，根据实际情况，调整信息（时间）大小，数据库配置完毕后，单击下面“生成”出现提示信息，确定后，在击“确认”，配置完毕。一级、二级、三级终端超时是指发出召测信号后，在一次重发召测信息所需等待时间间隔，数据越大，等待时间相应越长。

★ 终端配置

用来配置路灯情况： ① 基本信息，用来指明物理地址、中继组号、终端类型（ 1 、 2 、 3 级）、中继地址（ 1 、 2 ）、道路名、线路名、地理位置以及通信方式； ② 参数信息，用来给出电流、电压、温度的权限值； ③ 其它配置，指出发射站号、配置时间以及可以选定自动巡测 15 分钟数据，电量数据； ④ 各种功能键； ⑤记录位置，用来指明当前的道路段名在在整个道路段名数据库中排列位置。

★ 维护站配置

此菜单用来配置前面菜单中的道路名，进入界面，右边功能键分别为：创建一个新的道路名，删除、修改存在的道路名。另外，还可以在“其它信息”一栏中写入一些相关信息，比如“道路畅通”等。

★ 地理位置、设备库、线路库配置

这三种菜单分别用来说明，库号以及道路号在线路库中的位置，其界面与上面菜单大致相同。

★ 密码管理

用来登记用户进入系统的口令、密码，此外还可以增加、删除、修改口令。

★ 系统运行日志、用户操作记录，系统失败记录。

详细介绍了用户名称、操作内容、操作时间以及失败原因，它便于用户查看、分析系统的运行情况，以便进一步修改各种系统配置。

★ 终端状况查询

前面介绍了系统的各种配置，此菜单才是真正用来查询在配置前提下各种状态。单击菜单，弹出 5个下拉式菜单。

★ 当前状况：单击此菜单，进入界面，左边为待查询的终端地址、时间、电压、电流、有（无）功率， COSφ、频率、温度、YX等情况，右边为道路段名，终端地址。

★ 终端参数：用来查询终端参数的极限值，具体参数为电压、电流、温度等。

★ 事件记录：用来查询终端各种事件发生时间、序号、类型，如掉电记录、上电记录、参数更改、终端复位等。

★ 电量数据：用来查询已知道路段名中的上月、本月的有功功率。

★ 十五分钟数据查询：单击鼠标，进入画面，左边为召测十五分钟数据，可以看见一次能召测六个连续时间段（ 6个小时）。

（三）、测试与校核参数

★ 测试可以分为手动巡测，串口通信监视。

★ 广播校时：进入菜单，可以看见菜单分为三栏： 1.维护站。用来确定数据库中已

经存在的维护站名。 2.物理地址。用来确定维护站对对应的物理地址。3.校正时间。此时间为现在机器所运行时间。选择好后，单击“安装”，则可以看出发出一个帧信号，通过它对终端广播校时，确定终端年、月、日、时间（精确到秒），然后单击“退出”，返回上一级菜单。

★ 终端校时：用来校正终端时间。其基本操作与广播校时相同。

★ 设置参数：用来设置终端的各种类型参数，如中继组号、电流比、电压极限、温度等。

★ 清除参数：清除内容有：总清除、事件计数、复位计数、参数、清除参数。操作时首先选择好道路名、终端地址，在确定清除什么内容，最后单击“安装”即可。

★ 帮助与工具栏

★ 帮助栏的作用主要有系统的登陆、注销、退出。系统登陆后，若想注销，单击帮助菜单中“系统注销”，则可以看见原来被击活的菜单现在又变的暗淡了。“系统退出”，为退出本操作软件。

★ 工具栏与“终端状态查询”下拉式菜单功能一样，并且用法比它们简单、快捷，只需单击图标即可

★ 路灯监控系统的发展方向

对于今后路灯监控系统的发展方向，我们认为，有以下几个趋势值得重视：

★ 系统要向更为细化的方向发展。如与 GIS系统衔接，图数结合，使系统更直观。对于特殊场景，可以使用预设的场景照明模式，这些都值得研究。

★ 系统要向更大规模的自动化迈进。以前的路灯监控系统都是在变压器范围以内实施，而在全市范围内亦必须可以建立起有机联系的自动化处理工程。比如路灯的全市范围的同意场景照明以及跨变压器的路灯效果照明等。

★ 系统要向多功能方向拓展，比如通过对电量以及电费率的计算，增加系统的计费考核功能，尤其是对一些公用变压器上路灯的电费以及路灯广告费的核算考核都必将成为系统管理功能的拓展方向。