G无线网络路灯监控系统解决方案.doc

一、 概述
　　 伴随时代发展, 城市现代化建设步伐不停加紧, 对城市道路照明及城市亮化工程需求也更大, 而能源供需矛盾也越来越突出, 节电节能、 绿色照明要求越来越迫切, 越来越高。现在再采取那些传统手控、 钟控城市照明系统方法已不能满足要求。怎样充足利用高科技手段处理上述矛盾也就成为目前照明控制领域一个新和紧要课题。城市道路照明自动化控制和智能化管理作为城市现代化标志之一, 它所带来经济和社会效益是十分显著, 它推广和实施也将是市政工程建设中一项关键内容。 
　　照明自动监控与管理系统能够灵活开/关灯, 随时了解运行参数, 立刻发觉故障, 将传统人工“巡灯”制度改为“值班”制度, 极大地提升照明系统管理效率。系统能将采集到数据自动进行存放、 统计, 并能随时进行查询和打印, 极大地提升管理水平, 同时还能经过全夜灯、 午夜灯和智能调压等手段, 降低能耗, 提升设备使用寿命, 取得良好经济效益。 
　　本系统是由厦门才茂通信科技有限企业自行开发研制2G/3G/4G无线透明传输终端(DTU)与路灯智能监控器和管理系统, 采取优异计算机通信技术和数字信号处理(DSP) 技术, 经过交流采样方法, 完成现场电流、 电压以及功率、 功率原因等参数采样、 运算、 存放、 显示, 并依据预置参数或调度端命令自行完成数据传送, 并实现对路灯、 景观灯远程监控, 从而实时掌握照明系统运行情况, 快速发觉路灯故障、 偷窃等并能主动报警, 确保照明系统可靠运行, 提升路灯运行质量。

二、 系统框图

三、 终端设备
厦门才茂通信科技有限企业2G/3G/4G DTU 厦门才茂2G/3G/4G DTU采取ARM9高性能工业级嵌入式处理器, 以实时操作系统为软件支撑平台,超大内存,内嵌自主知识产权TCP/IP协议栈。为用户提供高速, 稳定可靠, 数据终端永远在线, 多个协议转换虚拟专用网络。针对网络流量控制用户, 产品支持语音, 短信, 数据触发上线以 及超时自动断线功效。同时也支持双数据中心备份, 以及多数据中心同时接收数据等功效。企业产品已广泛应用于金融, 水利, 环境保护, 电力, 邮政, 气象等行业。

　　　　　　　　　　　　产品实物图（2G/3G/4G DTU）

一、 硬件系统
CPU: 工业级高性能嵌入式处理; 带缓存, 高速缓存数据, 加紧高速数据访问速度; 高速指令缓存, 加强了指令处理速度
MMU: CPU带MMU内存管理单元, 能够预防内存溢出造成系统异常
FLASH: 64Mbits（可扩充到256Mbits）有足够大内存来存放程序和数据（不一样型号有差距以实际型号为准）
SDRAM: 256Mbits(可扩充到2048Mbits)>=256Mbits, 有足够大缓存来提升系统运算速度（不一样型号有差距以实际型号为准）
二、 软件功效
工业级设计:
1.工业级CPU: 工业级高性能嵌入式处理, 高速缓存数据, 加紧高速数据访问速度; 带缓村, 高速指令缓存, 加强了指令处理速度。
2.工业级无线模块: 采取工业级无线模块, 抗干扰强, 传输稳定。
3.实时操作系统: 采取LINUX2.6操作系统, 带内存管理单元, 实时性强, 功效升级快, 系统稳定, 带完善TCP/IP协议栈; 或者嵌入式UCOS操作系统。
4.强化电路板: PCB采取遵照20H和3W标准, 同时企业全部产品电路板都采取生益材质来生产, 确保板材稳定可靠。
5.工业级元器件: 整机元器件采取严格筛选工业级元器件来生产。
6.工业级电源: 宽压电源设计, 电源适应范围为DC6V~DC32V, 内置电源反向保护和过压过流保护。
稳定可靠:
1.三层系统保护: 在原来两级（软件保护+CPU内置看门狗WDT保护）系统保护基础上, 增加一级系统虚拟值守VWM（Virtual Man Watch）检测保护功效, 确保系统稳定可靠
2.UIM/SIM卡ESD保护: 1.8V/3V/5V标准推杆式用户卡接口, 内置15KV ESD保护。
3.串口ESD保护: RS232/RS485/TTL/RS422,内置15KV ESD保护。
4.金属外壳: 采取金属外壳, 防辐射, 抗干扰; 外壳和系统安全隔离, 防雷设计; 符合电力安规要求; 防护等级为IP41; 尤其适合于环境恶劣工业控制领域。
5.全部没有线模块都有经过CGD认证或者FCC认证或者CE认证。
6.高速处理CPU: 采取高速性能工业级CPU, 能够愈加高速地处理多种协议数据转换; 处理了业内“假在线”、 “假死机”、 “当机”等疑难问题。
7.超大内存: FLASH64Mbits, SDRAM, 256Mbits（不一样型号内存不一样）, 有超大内存来缓存用户发送数据, 同时接收超大数据包, 数据不丢失。
8.DNS自动获取: 自动获取DNS, 不再需要人工配置输入DNS; 规避了因为选择DNS服务器异常, 造成DTU设备当机严重现象。
9.完善协议栈: 新系统加载了完善TCP/IP协议栈, 采取了完善TCP/IP协议栈; 使网络通信性能优异, 掉线概率极大降低。
10.EMC性能优异: 经过电力3000V电击测试, 尤其适合在工业领域环境恶劣下使用; 系统EMC/EMI优异, 系统稳定可靠; 经过EMC测试;

功效强大:
1.TCP透明数据传输和UDP透明数据传输; 支持多个工作模式
2.支持虚拟数据专用网（APN/VPDN）
3.支持双数据中心备份及多数据中心（8个）接收数据, 最大支持发送中心达256个
4.智能防掉线。支持在线检测, 在线维持, 掉线自动重拨, 确保设备永远在线
5.远程唤醒: 支持短信、 语音、 数据等唤醒方法以及超时断开网络连接
6.支持固定IP通信方法; 支持DDNS动态域名通信方法
7.支持短信远程配置, 远程控制; 支持短消息告警
8.丰富接口: 提供RS232接口或者RS485接口或者TTL接口或者RS422接口或者USB接口接口, 全接口支持。
9.完善网络支持: 提供包含2G网络（GSM网络）, 2.5G网络（GPRS网络）, 2.75G网络（EDGE网络）, 3G网络（WCDMA网络、 EVDO网络、 TD-SCDMA网络）, 4G网络（HSPA+网络、 LTE网络）, 全网络产品支持。
10.数据包传输状态汇报
11.标准AT命令界面
12.能够用做一般拨号MODEM
13.支持串口软件升级
14.同时支持LINUX、 UNIX和WINDOWS操作系统
简单易用:
1.图形化配置工具: 完善图形化配置工具, 提供快速配置功效, 实现用户快速配置; 提供批量配置功效, 实现批量设备配置。
2.中心软件: 提供C#, VC, VB, DEPHI中心端软件, 方便用户测试。
3.提供多个动态库DLL: 企业提供C# , VC, VB, DEPHI中心端软件动态库支持, 并提供使用说明文档, 方便用户自行快速开发中心端应用软件。
4.丰富第三方软件支持: 包含亚控软件, 三维力控软件在内业内关键中心端软件支持（驱动中选择“厦门才茂（桑荣）”或者“桑荣”驱动 ）, 能够直接方便购置第三方软件来上项目, 实现快速稳定低成当地完成项目。
5.检验软件: 提供串口调试软件, 网络速度检测软件, 提供不一样调试等级输出, 方便用户查看多种信息, 快速定位问题。
DTU在应用之前首先要进行设置, 经过光盘配套参数配置软件设置好数据中心IP和端口及其它参数设置, 设置好以后串口和采集器串口对接, DTU上电以后依据事先设置好中心IP和端口进行连接, 成功连接到中心软件后即可双向透明传输数据。
四、 路灯监控系统
该系统是将基于厦门才茂通信科技有限企业2G/3G/4G无线传输终端(DTU)应用, 为城市路灯监控中心提供随时掌握路灯工作状态和故障情况, 并可随心所欲打开或关闭路灯功效。 路灯监控系统关键是在线路终端配置了GPRS/CDMA无线传输终端, 依据实际情况不一样, 2G/3G/4G无线传输终端安装方案不一样。 
方案一、 是一个2G/3G/4G无线传输终端经过低压电力线管理连接在统一配电变压器网络内多个监控器, 从而实现一个2G/3G/4G无线传输终端负责多个路灯或照明设备监控和管理数据传输;
方案二、 是每个路灯都装有一个监控器和2G/3G/4G无线传输终端, 能够做到监控与管理每一个路灯。经过监控器, 系统能自动监测到跳闸、 断路、 电压异常、 供电故障、 开关灯控制异常等突发事件, 并经过GPRS/CDMA无线传输终端立刻将告警数据上传到监控中心, 以供监控中心值班人员立刻了解情况, 做出处理。 
　　对于路灯管理部门来说, 基于GPRS/CDMA无线传输终端路灯监控系统只需在原有路灯线路上增加GPRS/CDMA无线传输终端（由GPRS/CDMA无线传输终端将路灯实时信息发送给监控中心, 并接收来自监控中心发来调度指令）; 而且在监控中心增加GPRS/CDMA无线传输终端接口功效同时以专线方法将监控中心与 GPRS/CDMA关键网连接即可。
该系统关键特点以下:
A、 经济性: 建设成本少, 路灯监控中心与路灯之间是经过GPRS/CDMA网络进行连接, 能够大大节省布线成本, 前期投资少、 见效快, 后期升级、 维护成本低, 易于计划。
B、 实时性: 因为GPRS/CDMA含有永远在线特点, 能够实时将路灯改变信息传送给监控中心, 便于工作人员立刻监控路灯状态并进行调度安排。
C、 灵活性: 因为降低了固定传输线路, 路灯位置设定比较灵活; 其次因为GPRS/CDMA无线传输终端安装位置不一样, GPRS/CDMA无线传输终端能够负责单个、 多个或者一路路灯数据传输, 统筹安排比较灵活。
五、 系统优势 
1、 提升亮灯率 系统投运后能够随时发觉路灯运行中出现问题, 随时处理, 提升亮灯率。 
2、 节省能源, 降低电费支出 在系统投入使用后, 可在深夜行人稀少和交通量降低情况下, 实施“隔一亮一”或“隔二亮一”照明方法, 既给夜间出行行人带来主便又能节省大量电费支出。在实现单控后, 因为隔盏关灯进行控制通常是经过敷设双线电缆实现, 现在最少还能节省50%电缆成本及其施工费用。这对现有系统改造十分方便, 无须敷设额外线缆。 
3、 延长灯具寿命 采取路灯智能控制终端智能调压方法节能运行后, 可保持每盏灯电压相对稳定, 尤其是在后午夜电压升高情况下。据测试, 正常电压（220V）情况下, 钠灯电压为100V, 电压升高后（230V-240V）, 钠灯电压可升至120V-150V; 正常电压环境下降压节能运行 后, 钠灯电压通常为85V, 电压升高环境下, 钠灯电压可保持在100V左右。从理论和实际使用环境, 采取调压控制节能能够延长路灯使用寿命。所以, 调整电 压方法含有双重节能效果。 
4、 节省人力、 物力, 提升管理水平 因为可实时监控每盏路灯、 每个路段及亮化工程点工 作状态, 计算机能够立刻对故障进行汇总, 写入数据库, 方便次日进行维修; 利用动态实时模拟显示器, 监视全市路灯, 值班员在中央控制室就能够概览路灯现场运 行情况, 从而降低巡灯维护成本和减轻巡检人职员作强度, 大大提升工作效率。另外, 在恶劣天气时, 依据各路灯控制智能终端采集数据情况加以分析, 采取相 应紧急方法, 避免重大交通事故发生。