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一、產品介紹
【集睿】GPRS/ZIGBEE無線照明系統，利用無線技術，對照明設備進行智能化控制，實現進行單燈遠程控制和監控。適用于路燈、廠房、辦公樓宇、居民區等環境。
章緒論
道路照明是城市公共設施的重要組成部分，目前國內的道路照明系統大部分沒有采用網絡化監控管理，只能以區域為單位對照明設備進行簡單的開關燈控制，這樣的控制方法不能實時的獲得每盞路燈的狀況，也無法根據具體情況調整路燈亮度，不能有效的節省電能。
國內多數城市路燈的開、關控制仍由每臺變壓器(配電箱)分散控制，很少有對路燈進行單燈控制和監控，這樣的控制方式缺乏靈活多變的操作系統。
因此存在著以下4個的問題：
(1)系統復雜，難以統一管理。
(2)路燈覆蓋面廣，維護困難，維護力量嚴重不足，疲于應付。路燈損壞情況不能及時掌握以及反饋，給快速維護帶來困維，同時給道路上行駛的人們帶來不便。
(3)開關控制效率低，用電浪費現象嚴重。目前大部分城市燈光采用的是人工管理模式：一是使用人工開關燈控制，由工作人員在需要的地段和需要的時間，人工開關燈；二是使用機械鐘控開關燈控制方式，如果需要調整開關燈時間，則必須人工到各現場調整每一個機械時鐘控制器，工作難度大，造成開關燈時間不能及時變更，難以做到合理開關燈，用電浪費嚴重。
(4)存在安全隱患，無法快速掌握路燈運行狀態，無安全保障，統計困難。
4. 道路照明路燈系統龐大復雜，對各種漏電、觸電、短路、跳閘，電纜和燈具被盜、破壞等現象不能及時發現，存在較大安全隱患。也無法對整個系統每盞燈的電壓、電流、功率等數據進行每天統計，不能及時快速地掌握燈光系統的運行狀態。
針對上述的缺點及道路照明監控系統研究現狀中提到的不足，為城市道路照明開發出了一套智能化的路燈監控系統。
1. ZigBee技術的網絡容量十分巨大，理論上一個協調器能容納節點個數可以達至65535個，每個路由器也能容納255個節點。這在照明監控系統應用上是其它技術的優勢。
(1)在路燈控制系統中，需要傳輸的數據量很少，只需幾分鐘甚至幾十分鐘發送一次數據,每次發送的數據量也很小，所以ZigBee技術的低速率的特點恰好適合應用在這個控制領域中。利用ZigBee技術低功耗的特點，實現節能的目的。ZigBeeI作在2.4G的免費頻段上。
(2)ZigBee技術是一種自組織網絡，網絡拓撲結構可以隨意變動，而且ZigBeeN絡具有自愈功能，網絡不會因為一個或幾個節點壞掉而癱瘓；也不會因為增加一個或幾個節點而影響整個網絡的工作。ZigBee技術可以多跳路由，與普通的多跳不同，自組織網絡的多跳路由是一塊普通的節點來完成的。這些優點應用在道路照明監控系統中是十分有利的，因為道路的環境比較復雜。假如兩盞路燈之間遇到大的障礙物時，我們可以通過增加冗余節點的方式來改變網絡的拓撲結構，從而繞過障礙物使整個網絡暢通。
(3)利用ZigBee技術可以節省監控系統的成本，而且可以在監控中心控制路燈的開關，更加靈活的操作。
第二章無線路燈智能管理系統 概述與構成
本系統針對目前LED路燈、高壓鈉燈、金鹵燈、太陽能路燈以及景觀亮化實現智能化控制和單燈監控。
使用智能照明控制系統可及時了解每盞燈的系統運行狀態，對發現的異常情況做出處理，降低人工勞動強度，提高設備可靠性、穩定性，緩解設備運行和管理上的壓力。系統還可以按實際的需求對燈進行 策略控制、任意組合控制、奇偶控制等方式，把節能減排落到實處。
研究對道路照明智能管理和通過管理的模式進行節電，并形成數據存儲在控制中心軟件，為環境和節能減排管理者分析當地的能源利用情況提供了科學依據。
該無線控制網絡由GPRS網絡和ZigBee網絡組成，系統拓撲結構圖
無線智能路燈管理系統的組成單元： 1、路燈控制器 主要功能有：控制路燈開關、亮度調節、電流采集、電壓采集、計算功率以及功率因數等。 在有限的路由深度和網絡容量的前提下，不但具有路燈控制器的各項功能，而且還具備中繼路由功能。 2、集中管理器（ZigBee協調器+GPRS數傳終端） 主要功能有：接收和發送子網內的所有路燈控制信號、數據記錄、報警處理等。它負責控制子網內的路燈控制器運行，將系統中心的命令下達給路燈控制器，將路燈控制器及線路信息反饋系統中心。集中控制器處于系統中心和路燈控制器的中間，向上通過GPRS方式與系統中心通信，向下則是通過ZigBee通訊協議方式，同各個路燈控制器通信。 3、系統中心（計算機系統+監控平臺+集中管理器） 系統中心主要實現通過系統控制軟件對不同（集中管理器）下的路燈控制器進行遠程數據訪問和控制，包括參數配置，控制命令發送、現場燈具狀態收集等。能夠顯示路燈狀態（亮度、電壓、電流、功率和功率因數）信息，能夠遠程控制路燈的開關和調節路燈的亮度，可以實現時序調度事件、讀取數據記錄、監視事件和報警應答等操作。 第三章監控功能實現 采用這套*的路燈無線控制智能管理系統，可以對城市的路燈實施統一啟閉，對夜間照明系統和路燈的實時監控和管理，確保高效穩定，全天候運行，控制不必要的“全夜燈照明”，有效節約電能消耗。對于城市公共照明系統來說，采用智能化的管理系統是實現能源節約、減少資源浪費、滿足人們生活要求、顯示現代化城市靚麗風景的科學解決方案。 (1)自動巡測功能：系統中心可以自動巡測每路路燈的開關狀態。 (2)數據采集功能：采集電流電壓、電量、功率因素等數據 (3)節能評估：方便客戶進行有功功率，無功功率的計算,為節能評估打下數字基礎； (4)電量計算：帶有電表計量采集可統計每天每月的用電量生成報表顯示. (5)控制功能：系統中心可以隨意開關任何一路路燈或開關自定義群組的路燈。 (6)自動控制功能：現場按預先設計好的時間計劃自動調節路燈開關時間。 (7)報警功能：將過去的式維護報警改為預防式等待報警，這樣系統中心可以得到手資料從而迚行調度協調。故障出現后，系統中心可以準確獲取故障燈的位置信息，工作人員可以在最短時間內趕到現場迚行維護。通過采集電力線的電流、電壓值，通知系統中心，從而進行防盜處理。 (8)數據存儲功能：可對路燈安裝和時間、地點、運行參數、工作時間等用戶關心的信息進行記錄存儲。 (9)數據查詢功能：系統中心可以通過互聯網查詢任意時間段每路路燈數據信息。 (10)報表功能：可以生成電流、電壓、功率因素、亮燈率、開關時間的分析曲線和報表。 (11)遠程維護功能：進程網絡維護，控制模塊具備遠程參數設置和維護功能。 (12)拓展功能：如調光控制，配合LED調節燈光亮度，在不影響照明前提下，達到節能效果。系統可自由增減路燈控制器的數量；路燈控制器可以擴展其它功能，配合其他節電控制技術進一步降低路燈能耗。 第四章 系統特點 (1)節省成本：安裝施工簡易快捷，無需鋪設專線；每個路燈只需要一個路燈控制器，最多每100至500個路燈配備一臺集中控制器，節省了GPRS流量。不用改變既有的電力線架設和配電控制網絡，一方面節省了人力物力；一方面自動組網的ZigBee模塊不受天氣和地形的影響，也保證了通訊的可靠性。 (2)每天可進行自動通、斷電操作；可保證工作日、節假日按不同的時間自動通、斷電；可對用電設備進行分區、分線路管理。 (3)控制燈具的開/關和亮度，從而可以顯著延長燈具的有效壽命，減少燈具更換次數，節約資源，減少有害氣體污染環境。可以遠程設置節點控制參數，實現節點的靈活控制。在后半夜車稀人少時，則控制路燈保持較低照度的照明（或者實行“半夜燈”調節控制）。這樣做主要優點就是在調光的同時，也大幅降低了電耗，節約用電，同時還可以延長燈源壽命。 (4)根據天氣情況和實際光的照度，自動控制燈具的開/關和燈具的亮度，如在不好的天氣時及時打開路燈，對于安裝在橋下或隧道的路燈，路據實測光強，來自動以的亮度打開路燈，提高公眾滿意度，在災害天氣使路燈更人性化。 (5)通過系統中心設置，防止非人操作，確保系統控制安全可靠。依據采集數據情況，可判斷終端設備運行狀態情況。所有運行參數（自動通斷電時間，區域劃分）可在管理終端隨時設置，隨時啟用，管理方便。 第五章智能照明管理系統介紹 1、操作系統 系統適用于Microsoft 公司的 Windwos 7中文版操作系統，服務器采用Windows2000 Server/2003 Server。系統具有多窗口、多任務、多線程的特點。充分發揮計算機不斷發展的硬件資源使*的設計思想和技術得以實現，從而使程序運行快捷、穩定可靠。同時，系統提供了完備的中文環境。在此平臺上開發的照明集中管理系統既能做到實時監控、任務處理，又有的友善的中文界面。 |
2、軟件結構與特點
系統軟件的主要目的是向用戶提供友善的人機接口和高級管理功能，配合硬件使各種繁重、復雜、重復的工作在極短的時間內自動完成。路燈監控管理系統的軟件完成了系統各模塊間的總級聯和總管理。計算機根據值班員的意愿，不折不扣地完成各項任務。
3、友善的人機界面和高級管理功能
系統軟件適用于Windows98/NT/2000/XP/7平臺，簡便易學。整個操作過程中幾乎不*鍵盤，只用鼠標點擊即可，非常適用于一般的操作人員掌握。
網絡化信息管理與數據共享。采用實時數據庫和歷史管理數據庫相結合的管理模式。采用開放的數據結構，管理人員可以通過系統網絡鏈接成為分控終端，方便查詢系統運行數據，并可與常用的數據庫如FOXPRO、ACCESS、EXCEL等直接接口，以實現廣泛的數據共享，還可以通過Internet對控制室數據進行遠程調閱。
4、實時/歷史數據圖表
提供各分站的一次接線圖，實時顯示RTU的運行電壓、電流、亮燈率、運行狀態、開關狀態等。同時可以查詢或打印分站的歷史運行數據如電壓、電流圖、亮燈率直方圖等。
5、亮燈率計算
系統會根據每個分站的運行電壓、電流、有功功率和功率因數等自動計算并存貯亮燈率，同時會計算出系統的實時總亮燈率，顯示在主窗口上。
6、策略控制
系統可根據用戶的設置，實現節假日及每月，每周，每天，每時段的自行亮燈方式，策略可保存可重復到日期。
7、故障管理
提供一組完整的工具軟件，幫助值班員通過對RTU采集的數據進行分析，快速而準確的確定路燈網設備所發生的故障，在電氣接線圖上以閃爍和動畫的形式顯示出故障電氣點的位置，并給出處理故障的基本方法，用以形成故障搶修的安排，并在故障恢復后可以生成一定時間周期內的故障報告。
8、人機界面
人機界面友好，全圖形顯示，提供鷹眼導覽窗口，可對電子地圖進行自由縮放、漫游，方便觀察局部或全局情況；操作簡便，基于MDI 窗口方式，操作人員可在主窗口內任意拼裝多個獨立子窗口；色彩豐富，在路燈系統接線圖上顯示路燈網的運行狀態如運行、檢測修等設備的狀態；線路電壓、電流、負荷等情況；運行電壓電流越限、設備故障報警等信息，并實時刷新。
第六章 方案適用范圍
一． 道路照明：可以結合LED路燈,高壓鈉燈，金鹵燈等配套使用
二． 太陽能路燈：可結合太陽能路燈或風光互補路燈
三． 景觀 燈：可實現對景觀燈的開關等多路控制方式
四． 廠房照明：可對廠房內的照明進行監控和控制
