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1單燈控制系統組成

萊州市單燈控制系統框圖由路燈監控中心、GPRS無線數據通信系統、路燈監控終端和安裝于每基路燈燈桿處的單燈控制器組成。該系統利用中國聯通煙臺有限公司萊州分公司的GPRS網絡進行大區組網，將監控中心局域網與聯通GPRS核心網絡接入平臺進行專線鏈接，為每臺監控終端安裝移動SIM卡（SIM卡只開啟數據傳輸功能），并且配置監控中心的IP地址后，即可實現監控中心與監控終端的數據傳輸，達到遠程監控的目的。而監控終端通過RS-485接口與單燈集中器連接，采用ISM無線小區組網方式與安裝在每基燈桿處的單燈控制器進行通信，并完成與監控中心的通信中轉任務。

1.1單燈控制系統組網方式

1.1.1單燈有線方式（電力線載波）

電力線載波通信的發展已有很多年了，它是借助電力線，將高頻信號疊加在電力線上進行低速數據傳輸的技術，廣泛應用于自動抄表、智能電網等領域。優點：借助原先路燈電力線進行通信，無需鋪設電纜和安裝天線，可實現長距離數據通信；網絡協議簡單；維護方便。缺點：由于路燈線路復雜多變，燈型和阻抗各有不同，單一載波頻率很難適應各種線路，通信成功率不到90%；變壓器對載波有阻隔作用，電力載波信號只能在一個變壓器配電區域使用，無法實現跨越。

1.1.2單燈ISM無線方式（433MHZ）

ISM為國際通用的無線頻段，433MHz無線網絡廣泛應用于工業、科學和醫學領域，國內在遠程抄表、工業控制、電子消費產品和無線傳感網中均有成功應用。優點：頻率免費使用，穿透性和繞射能力強，傳播距離最遠可達2000米；發射功率低，接受靈敏度高，穩定可靠；經濟適用。缺點：單一的433MHz頻點易受干擾，可通過無線模塊自身特有的十組頻點跳頻技術來解決；

1.1.3單燈ISM無線方式（Zigbee）

ZigBee是一種無線連接網絡，工作在2.4GHz頻段，具有最高250kb/s的傳輸速率，它的傳輸距離在10-75米的范圍內，類似于WIFI技術，多用近距離數據傳輸。優點：功率低，時延短；協議通用、開放；采用加密算法和避免碰撞機制，安全性高，可切換16個信道。缺點：波長短，只能直線傳輸，無法繞開障礙物；傳輸距離短，超過75米需增加中繼，可靠性大大降低，中繼故障將導致后面鏈路所有通信中斷。

1.2單燈集中器

單燈集中器安裝于路燈控制箱處，與監控終端通過RS-485接口對接，主要實現承上啟下的作用。一方面，單燈集中器負責集中采集所管轄路段所有路燈的電壓、電流、有功、無功、功率因素等參數，向單燈控制器發送開關燈指令；另一方面，單燈集中器與三遙終端進行數據傳遞，由三遙終端向監控中心實時傳輸數據。單燈集中器主要技術指標如下：（1）處理器采用Corex-M332位ARM芯片，運行速度快，可靠性高；（2）軟件可遠程升級；（3）可容納單燈控制器容量≥256個；（4）內置鋰電池，停電后可使用8小時以上；（5）具有自身和單燈控制器參數掉電保存功能；（6）較好的接收靈敏度和抗干擾性能，信道沖突自動檢測；（7）單燈集中器自身故障，可根據自帶時鐘及常閉觸點確保路燈正常開關。（8）供電范圍：AC220V±20%；（9）工作溫度：-40～+70℃；（10）防護等級：IP51；（11）防雷等級4級；

1.3單燈控制器

單燈控制器主要應用于路燈照明，可以實時在線監控每一個燈桿每一盞燈的工作，采用國際上先進的物聯網技術，經精心研制而推出的新產品。單燈控制器安裝于路燈燈桿底部，防塵、防水設計，達到IP54防護等級，可根據燈桿尺寸和內部空間采用永磁吸附燈桿內壁或內壁懸掛固定。主要技術指標如下：（1）采用軍品級MCU處理芯片和電力計量專用芯片，運算速度快，采樣數據精度高；（2）采用無線或載波通訊方式與單燈集中器通信，通信距離最遠可達2KM；（3）檢測回路：2路，可檢測電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數；（4）數據采集精度優于1％；（5）采用IP54防護等級，防水、防潮；（6）采用看門口電路、軟件優化等方法進行抗干擾設計；（7）可適應高壓鈉燈、金鹵燈、LED燈和節能燈等不同光源；（8）外形尺寸設計小巧，安裝方便，采用透明外殼和指示燈，方便現場接線和維護；（9）工作溫度：-40～+70℃；防護等級：IP65；（10）輸入電壓：220±20%VAC；（11）絕緣等級ClassI；

2單燈控制系統主要功能

（1）實現單、雙、三頭（臂、火）的控制、調光和檢測；（2）通過中心站軟件或手機APP指令實現片區、街道、間隔和一側（單、雙數）等控制方案，以及主道開燈、輔道開燈、主輔全開、主道調光、輔道調光和主輔調光等控制模式；（3）可實現3路0-10V獨立調光輸出控制；（4）具有異常開關燈、電壓電流超限、燈具故障、燈桿漏電、通信失敗等報警功能；（5）可按照周計劃、日計劃自主獨立運行；（6）能夠檢測各個燈頭的電壓、電流、有功、無功和功率因素；（7）實現了通過更換通信模塊，即可實現433MHZ、Zigbee和電力線載波三種不同得通信方式，確保通信無盲區覆蓋。（8）實現白天修燈只開啟需要維修的單盞路燈，無需開啟整條路段路燈。

3結語

萊州單燈控制系統建成后，只要在監控中心就可掌握全市主要路段每盞路燈的亮燈情況，路燈故障可直接定位，準確及時的維修，大大提高工作效率，同時也為管理者精細化管理奠定了技術基礎。另外通過設置各路段每天亮燈方案，隔燈亮、半夜關閉廣告燈箱、奇偶日輪換亮燈等方式不僅節約了大量電費還大大延長了燈具的使用壽命。因此該系統的建設獲得了很好的社會效益和經濟效益。

作者：李寧華 單位：南京理工科技系統有限公司