一、概述

隨著時(shí)代的發(fā)展,，城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐不斷加快,，對(duì)城市道路照明及城市亮化工程需求也更大，而能源的供需矛盾也越來越突出,，節(jié)電節(jié)能,、綠色照明的要求越來越迫切，越來越高?，F(xiàn)在再采用那些傳統(tǒng)的手控,、鐘控城市照明系統(tǒng)的方法已不能滿足要求。如何充分利用高科技手段解決上述矛盾也就成為當(dāng)前照明控制領(lǐng)域一個(gè)新的和緊要的課題,。城市道路照明自動(dòng)化控制和智能化管理作為城市現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，它所帶來的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益是十分顯著的,，它的推廣和實(shí)施也將是市政工程建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,。

照明自動(dòng)監(jiān)控與管理系統(tǒng)能夠靈活開/關(guān)燈，隨時(shí)了解運(yùn)行參數(shù),，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,，將傳統(tǒng)的人工“巡燈”制度改為“值班”制度，極大地提高照明系統(tǒng)的管理效率,。系統(tǒng)能將采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行存儲(chǔ),、統(tǒng)計(jì)，并能隨時(shí)進(jìn)行查詢和打印,，極大地提高管理水平,，同時(shí)還能通過全夜燈、半夜燈和智能調(diào)壓等手段,，降低能耗,，提高設(shè)備使用壽命，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益,。

二,、GPRS傳輸方案優(yōu)點(diǎn)

中國(guó)移動(dòng)GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在移動(dòng)通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺(tái)上構(gòu)建油井數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)路燈的無線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò),，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點(diǎn),，而且設(shè)備安裝方便,、維護(hù)簡(jiǎn)單,。經(jīng)過比較分析，我們選擇中國(guó)移動(dòng)的GPRS系統(tǒng)作為環(huán)保信息采集傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信平臺(tái),。

GPRS路燈監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點(diǎn)： 

1,、穩(wěn)定性高：

與SMS短信息方式相比，GPRS DTU采用面向連接的TCP協(xié)議通信,，避免了數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象,，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。中心可以與多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,，互不干擾,。GPRS網(wǎng)絡(luò)本身具備完善的頻分復(fù)用機(jī)制，并具備極強(qiáng)的抗干擾性能,，完全避免了傳統(tǒng)數(shù)傳電臺(tái)的多機(jī)頻段“碰撞”現(xiàn)象,。

2、實(shí)時(shí)性強(qiáng)：

GPRS具有實(shí)時(shí)在線的特性,，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延小,，并支持多點(diǎn)同時(shí)傳輸，因此監(jiān)控中心可以多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)之間快速,，實(shí)時(shí)地進(jìn)行雙向通信,，很好地滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。目前GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在30Kbps左右,，完全能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求,。

3、廣泛應(yīng)用：

GPRS網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)覆蓋,，并且擴(kuò)容無限制,，接入地點(diǎn)無限制，能滿足城市路燈的監(jiān)控需求,。

4,、低成本建設(shè)：

由于采用GPRS公網(wǎng)平臺(tái)，無需建設(shè)網(wǎng)絡(luò),，只需安裝設(shè)備就即可,，建設(shè)成本低；也免去了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用,。 

5,、運(yùn)營(yíng)成本低：

采用GPRS公網(wǎng)通信，全國(guó)范圍內(nèi)均按統(tǒng)一費(fèi)率計(jì)費(fèi),，省去昂貴的漫游費(fèi)用,，GPRS網(wǎng)絡(luò)可按數(shù)據(jù)實(shí)際通信流量計(jì)費(fèi)，（1分-3分/1K字節(jié)）,，也可以按包月不限流量收費(fèi),，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的低成本通信,。

6、集中控制：

通過GPRS數(shù)據(jù)監(jiān)控中心,，可實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的遠(yuǎn)程控制,，例如：遠(yuǎn)程開關(guān)控制，遠(yuǎn)程狀態(tài)查詢等,。

7,、系統(tǒng)的傳輸容量，擴(kuò)容性能好：

路燈監(jiān)控中心要和每一個(gè)路燈監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連接,。由于路燈監(jiān)控器數(shù)量眾多,，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳪PRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要,；由于系統(tǒng)采用成熟的TCP/IP通信架構(gòu),，具備良好的擴(kuò)展性能，一個(gè)監(jiān)控中心可輕松支持幾千個(gè)路燈監(jiān)控器的通信接入,。
 
三,、解決方案介紹 

由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，因此監(jiān)測(cè)中心計(jì)算機(jī)需要一個(gè)固定的IP地址或固定的域名,，各個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用GPRS模塊通過IP地址或域名來訪問該主機(jī),，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1,、路燈控制點(diǎn)： 

路燈監(jiān)控器通通過RS232或RS485接口與GPRS DTU終端相連，監(jiān)控中心的控制命令通過GPRS DTU終端的傳送給路燈監(jiān)控器,，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,，路燈監(jiān)控器采集的信息通過GPRS DTU內(nèi)發(fā)送到GPRS無線網(wǎng)絡(luò)。

2,、控制中心站： 

a）公網(wǎng)接入方案 

服務(wù)器采用公網(wǎng)方式接入Internet,，如ADSL撥號(hào)/電信專線寬帶上網(wǎng)等，申請(qǐng)公網(wǎng)固定IP地址,；可以實(shí)現(xiàn)中小容量的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用,。

b）專網(wǎng)接入方案

服務(wù)器采用省移動(dòng)通信公司提供的DDN專線，申請(qǐng)配置固定IP地址,，與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連,。由于DDN專線可提供較高的帶寬，當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加,，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求,，可實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。

監(jiān)控中心RADIUS服務(wù)器接受到GPRS網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)后先進(jìn)行AAA認(rèn)證,，后傳送到監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)主機(jī),，通過系統(tǒng)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示,，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這樣進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信安全性能,。

3,、GPRS/GSM移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：

路燈監(jiān)控器的數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式,，通過中國(guó)移動(dòng)的GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,，最終傳送到監(jiān)控中心IP地址。

（二）系統(tǒng)方案

各路燈監(jiān)控點(diǎn)使用夢(mèng)網(wǎng)科技公司的MRM6155 DTU透明數(shù)據(jù)傳輸終端,，通過移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相連,。各監(jiān)控點(diǎn)使用移動(dòng)通信公司的GPRS普通數(shù)據(jù)卡或APN專用數(shù)據(jù)卡，同時(shí)監(jiān)控中心對(duì)各點(diǎn)GPRS終端編號(hào)進(jìn)行登記,，并與路燈點(diǎn)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián),，以便識(shí)別和維護(hù)處理。路燈控制中心運(yùn)行監(jiān)控軟件,，實(shí)現(xiàn)路燈信息監(jiān)控,。

經(jīng)授權(quán)的監(jiān)控點(diǎn)均可以使用本系統(tǒng)：

1、監(jiān)控點(diǎn)必須使用移動(dòng)統(tǒng)一的APN卡,，用戶使用本卡只能用于與路燈監(jiān)控中心通信,。

2、終端設(shè)備使用夢(mèng)網(wǎng)科技公司提供的GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)通信終端,。

3,、用戶登記：符合市政管理部門的規(guī)定。

（三）產(chǎn)品特性

系統(tǒng)采用MRM6155 DTU無線透明數(shù)據(jù)傳輸終端,。產(chǎn)品基于中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò),，具有高性能、高可靠及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),，提供標(biāo)準(zhǔn)RS232/RS485接口,，可直接與PC、單片機(jī)系統(tǒng),、RTU測(cè)控終端,、PLC、GPS接收機(jī),、數(shù)據(jù)集中器等連接,，具有遠(yuǎn)程診斷、測(cè)試,、監(jiān)管功能,，滿足各行業(yè)調(diào)度或控制中心與眾多遠(yuǎn)端站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)采集和控制。

高度集成GPRS和TCP/IP技術(shù),，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn),，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)等靈活的無線組網(wǎng)方式,；

內(nèi)置嵌入式CPU完成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持PPP,、ICMP,、TCP、UDP,、DNS等協(xié)議,，為用戶數(shù)據(jù)提供透明傳輸通道；

性能穩(wěn)定,，保證野惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期可靠工作,，內(nèi)置看門狗電路；

支持永遠(yuǎn)在線模式,，用戶可設(shè)置心跳間隔時(shí)間和心跳包,，保持設(shè)備長(zhǎng)期在線；

在網(wǎng)絡(luò)故障或中心關(guān)閉等情況下,，DTU具有條件恢復(fù)后自動(dòng)重連功能,；

DTU能夠工作在全透明傳輸方式下保證100%不丟失，除非網(wǎng)絡(luò)故障,；

DTU能夠工作在全透明傳輸模式和用戶指令模式,，以給DTU傻瓜型和靈活性雙重角色；

支持中心為固定IP方式或動(dòng)態(tài)IP+動(dòng)態(tài)域名解析方式,；

提供RS232/RS485/RS422通訊接口,，波特率可選擇，從300bps到115200bps,，開始位/停止位/奇偶校驗(yàn)可選,，RTS/CTS流控可選；

支持近端和遠(yuǎn)程參數(shù)配置與訪問,；

支持遠(yuǎn)程喚醒；

內(nèi)置FLASH存儲(chǔ)器,，能夠長(zhǎng)期保存用戶配置的參數(shù),；

支持串口升級(jí)固件程序；

支持APN數(shù)據(jù)專網(wǎng)業(yè)務(wù),；

抗干擾設(shè)計(jì),，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用場(chǎng)合。 

（四）安全措施 

本系統(tǒng)需要極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性,。安全保障主要是防止來自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(huán),，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施包括信道加密、信源加密,、登錄防護(hù),、訪問防護(hù),、接入防護(hù)、防火墻等,。穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時(shí)不間斷運(yùn)行,，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運(yùn)行,。

數(shù)據(jù)中心可通過公網(wǎng)接入,，或者到移動(dòng)專網(wǎng)接入，采用公網(wǎng)接入方式成本比較低,，企業(yè)不用租用專線,，而使用數(shù)據(jù)專線接入時(shí)，GPRS數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備要經(jīng)過Radius服務(wù)器的認(rèn)證,，整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過程得到了加密保護(hù),，安全性比較高，可充分保障速度和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量,。

1,、APN數(shù)據(jù)專網(wǎng)模式：企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中配置APN服務(wù)器，移動(dòng)終端使用APN數(shù)據(jù)專網(wǎng),，由于采用數(shù)據(jù)專網(wǎng),，服務(wù)器與公網(wǎng)Internet隔離，可以有效避免非法入侵,。

2,、用SIM卡的唯一性，對(duì)用戶SIM卡手機(jī)號(hào)碼進(jìn)行鑒別授權(quán),，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)SIM卡號(hào)和APN進(jìn)行綁定,，劃定用戶可接入某系統(tǒng)的范圍，只有屬于指定行業(yè)的SIM卡手機(jī)號(hào)才能訪問專用APN,，移動(dòng)終端與數(shù)據(jù)中心采用中國(guó)移動(dòng)分配的專門的APN進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)接入,，普通手機(jī)的SIM卡號(hào)無法呼叫專門的APN。

3,、可以為每個(gè)GPRS數(shù)據(jù)傳設(shè)備單獨(dú)配置DTU ID號(hào)和密碼,，通過數(shù)據(jù)中心在其登陸時(shí)進(jìn)行應(yīng)用層認(rèn)證，其他沒有數(shù)據(jù)中心分配的DTU ID號(hào)和密碼的GPRS的設(shè)備將無法登錄進(jìn)入系統(tǒng),，系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng),。

4、數(shù)據(jù)加密：可對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過程進(jìn)行加密保護(hù),。

5,、網(wǎng)絡(luò)接入安全鑒定機(jī)制：采用防火墻軟件，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)和安全防范功能，保障系統(tǒng)安全,。

四,、使用該系統(tǒng)帶來的好處： 

1、提高亮燈率

系統(tǒng)投運(yùn)后可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)路燈運(yùn)行中出現(xiàn)的問題,，隨時(shí)處理,，提高亮燈率。

2,、節(jié)約能源,，減少電費(fèi)支出

在系統(tǒng)投入使用后，可在深夜行人稀少和交通量減少的情況下,，執(zhí)行“隔一亮一”或“隔二亮一”的照明方式,，既給夜間出行的行人帶來主便又能節(jié)約大量的電費(fèi)支出。在實(shí)現(xiàn)單控后,，由于隔盞關(guān)燈進(jìn)行控制一般是通過敷設(shè)雙線電纜實(shí)現(xiàn)的,，現(xiàn)在最少還能節(jié)約50%的電纜成本及其施工費(fèi)用。這對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的改造十分方便,，無須敷設(shè)額外線纜,。

3、延長(zhǎng)燈具壽命

采用路燈智能控制終端智能調(diào)壓方式節(jié)能運(yùn)行后,，可保持每盞燈電壓相對(duì)穩(wěn)定,，尤其是在后半夜電壓升高的情況下。據(jù)測(cè)試,，正常電壓（220V）情況下,，鈉燈電壓為100V，電壓升高后（230V-240V）,，鈉燈電壓可升至120V-150V,；正常電壓環(huán)境下降壓節(jié)能運(yùn)行后，鈉燈電壓一般為85V,，電壓升高環(huán)境下,，鈉燈電壓可保持在100V左右。從理論和實(shí)際使用環(huán)境,，采用調(diào)壓控制節(jié)能可以延長(zhǎng)路燈使用壽命,。因此，調(diào)節(jié)電壓方式具有雙重節(jié)能的效果,。

4、節(jié)約人力,、物力,，提高管理水平

由于可實(shí)時(shí)監(jiān)控每盞路燈、每個(gè)路段及亮化工程點(diǎn)工作狀態(tài),，計(jì)算機(jī)可以及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行匯總,，寫入數(shù)據(jù)庫(kù),，以便次日進(jìn)行維修；利用動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)模擬顯示屏,，監(jiān)視全市路燈,，值班員在中央控制室就可以概覽路燈現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況，從而減少巡燈的維護(hù)成本和減輕巡檢人員工作強(qiáng)度,，大大提高工作效率,。另外，在惡劣天氣時(shí),，根據(jù)各路燈控制智能終端采集的數(shù)據(jù)情況加以分析,，采取相應(yīng)緊急措施，避免重大交通事故的發(fā)生,。