路灯远程监控系统

GPRS路灯远程监控系统

概述：

本文以GPRS无线通信技术在市政路灯远程控制系统中的应用方案为例，描述GPRS在各种远程控制场合的具体应用。

1前言

随着社会经济的快速发展，各地城市建设特别是基础设施的建设也得到了快速发展，各地也越来越重视城市形象的建设，城市道路、景观照明系统建设成为展示城市形象的重要组成部分，因此势必对市政道路照明和景观照明提出了更高的要求，也代表着一个城市经济发展及现代化水平。

传统的照明控制方式通常是针对一条道路、一个片区等一个小范围内的路灯进行单独、分散控制，通过在路灯配电箱中安装定时自动控制设备，在每天设定的固定时间来控制路灯的开关，甚至有些路灯更需要人工进行手动开关控制。而对于路灯的开关状态、故障状态等的监测，只能通过人工检查的方式完成。这种控制方法，无法根据实际需要及时调整路灯的开关策略，比如不同季节开关灯的时间不同，各种重大节日、重大活动中需要临时调整开关灯时间等，而且如果需要调整需要耗费大量的人力去手工完成，费时费力，而且容易出错，对于路灯的运行状态也无法及时监测，出现故障不能及时发现，维护成本极高。

随着无线通信技术的发展特别是GPRS无线通信技术的成熟，利用GPRS实现无线远程控制已应用与各种行业的各种应用领域，如冷链物流中冷藏车、冷藏箱的温度远程监控、各种环境的远程监测如PM2.5、风速、水质、水流等，也为市政照明、高速路灯系统的远程控制提供的极为方便的手段。

本文以广东某市政路灯的远程控制方案为例，介绍GPRS路灯远程监控方案的实现。

2系统方案

作者：

2.1. 基本应用场景

该方案主要针对现有的城市市政路灯控制系统进行升级改造，利用GPRS无线通信技术实现市政路灯系统的远程控制。

由于城市已经有了大量的市政路灯建设，对于这些已有的路灯系统，如果通过完全重建的方式来实现远程路灯的控制方案显然不可行，而且会造成极大的社会浪费。通过对现有系统的改造升级，并以较小的改造成本来实现路灯远程控制，才能取得较好的社会效益。本文的方案，就是针对现有市政路灯系统进行升级改造，在各路灯控制点的控制电箱中集成一个GPRS无线数据通信模块，并对电箱设备升级，用较小的成本实现整个市政路灯的远程控制，实现很好的社会效益。

2.2. 系统组成

该系统主要包括如下几个组成部分：

1.监控中心服务器（MCS）

该监控中心服务器是运行在路灯监控中心硬件服务器上的一套服务器软件，该软件需要7×24小时连续不间断稳定运行，提供监控所有路

灯控制设备（配电箱）的功能，实时接收配电箱上报的设备运行状态数

据，及时下发手动控制或自动控制路灯的开发指令及其它系统维护指令，为维护客户端软件提供管理维护的接口功能。

该监控中心服务器软件同时为客户定制与客户现有信息管理系统的对接功能，将系统数据及时上报到客户现有的信息管理系统，与客户现

有的信息管理系统无缝对接，充分利用客户现有资源。

2.远程监控维护终端（RMMC）

该远程监控维护终端是一套提供给运营管理人员进行系统维护、管理用的软件，为用户提供路灯配电箱设备管理、设备状态监控等功能，

管理维护人员可在任何可接入internet网络的地方对路灯系统进行监控。

3.配电箱电路控制模块（CDU）

该模块是路灯控制系统配电箱的部分功能，用于具体控制一个或多

个回路的路灯系统，每个配电箱可以最多控制32个回路的路灯系统。根

据配电箱的现有功能，需要对该配电箱进行软件升级或部分改造，以能

够完成线路控制、状态上报灯功能。

4.数据通信模块（DTU）、

该模块通过GPRS网络提供无线网络通信功能，实现数据的实时、远程的上传到监控中心服务器，并提供网络状态监测和自动重连功能，

保证数据上传的及时性和准确性。将该数据通信模块与配电箱集成到一

起，并与配电箱的电路控制模块协同工作，共同完成路灯的控制。

系统基本组成结构图如下：

路灯远程监控系统组成图

2.3. 系统工作流程

将GPRS无线传输模块（DTU）集成到路灯控制系统配电箱中，并通过一定的接口进行通信，通过GPRS模块，可以想配电箱发送控制指令，配电箱也可以将当前线路状态、控制指令运行结果发送到监控控制中心。

配电箱内的GPRS模块保持与监控中心服务器的通信连接，及时传送配电箱

电路控制模块发出的数据，同时监测与监控中心服务器的通信连接，发现网络通信异常则定期（可设定）发起重连请求直到连接成功。

监控中心服务器提供7×24小时不间断稳定运行，及时接受、处理来自配电箱的状态数据等并保存到数据库系统，可至少保存最近6个月的历史数据，便于数据的信息化管理，事故的回溯查询。

2.4. 维护管理

系统提供了维护管理客户端软件，为管理维护人员提供有效的配电箱设备管理及监控维护手段。该软件采用C/S系统结构，通过TCP/IP协议与监控中心服务器进行通信，保证维护操作的实时性。管理维护客户端软件必须通过监控中心服务器才能进行系统相关的数据库操作、设备实时状态的查询等，这样可将数据库系统与外界隔离，增强系统数据的安全性。

该软件对管理人员帐号施行分级权限管理，不同权限人员只有对应配电箱设备的管理维护权限，无法查看到其它用户的配电箱设备。上级帐号可分配下级帐号。同时，对帐号的登录密码实施加密策略，保证系统帐号的安全性。

该软件为管理人员提供了配电箱设备信息添加注册、修改，路灯自动开关控制场景设置，设备位置查询，状态监控等功能。

维护功能示意图

3系统功能

3.1. 监控中心服务器软件

主要功能包括：

1.服务监听

监控中心服务器软件启动运行后，在指定（可设定）的服务器端口启动监听服务，接收包括配电箱、维护客户端等的外部连接请求，并对连接请求的合法性进行检查，通信数据采用私有协议，对无效、不合法的数据立即丢弃，避免被无效连接攻击。同时会验证连接配电箱、维护客户端的身份合法性，如不合法的连接请求同样不予处理。

经过合法验证的配电箱、维护客户端，可正常通过服务监听端口，向服务器发送数据。

2.路灯自动开关策略实施

根据系统设置的路灯自动开关策略，监控中心服务器自动将相应的控制指令发送到配电箱，控制路灯线路的自动定时开关。

3.数据采集

监控中心服务器软件实时接收配电箱数据。

4.数据保存

收到上报数据实时保存到数据库中，以备查询。

5.维护命令处理

维护客户端需要连接到监控中心服务器，才能对系统进行管理、维护。

监控中心服务器负责为维护客户端提供帐号登录、设备管理、路灯自动开关策略设置、状态监控、数据查询等维护接口。

6.通信接口

监控中心服务器提供与第三方信息系统的软件接口功能，将采集数据上报给客户已有的信息系统中。

3.2. 维护客户端软件

主要功能包括：

1.用户登录

为管理员提供帐号登录功能，维护管理员必须有合法的用户名和密码才