浅析城市路灯照明监控系统中的无线通信技术分析及选型

摘要：当前，路灯与景观照明情况能够将一座城市的现代化水平充分体现出来。而在城市路灯照明监控系统中应用无线通信技术，利用无线传输与计算机来对路灯管道各项活动进行集中控制，对提高城市路灯监控管理有着为重要作用。为此，下文将对城市路灯照明监控系统中的无线通信技术分析与探讨，以供参考。

关键词：城市路灯；照明监控系统；无线通信技术；分析；维护；路灯安全用电

1当前我国城市路灯照明监控系统的现状

    这几年在我国现代化城市进程不断推进下，城市路灯照明系统作为城市的一项重要基础设施，其也获得了快速发展，其不但能够确保城市交通安全，而且还法方便了人民的生活，能够将一座城市的实力与发展步伐展现出来。但是就目前看来，我国大部分城市的路灯照明监控系统发展还存在一定的滞后性，并出现不同程度维护力低，难以统一管理，系统复杂等问题，也正是因为无法再一时间对路灯的应用情况进行掌握与反馈导致维护路灯工作存在安全保障性差、效率慢、有效性低等问题，并且因为不能对开关进行有效控制，而导致严重的电力资源浪费。而有效提高城市路灯照明监控系统技术能够有利于实现城市路灯照明系统的智能化以及自动化管理。

2城市路灯照明监控系统中应用无线通信技术的原理及其优点

    在城市路灯照明监控系统中应用无线通信技术主要是利用计算机与无线传输来集中监测与控制离散存在受控对象。在此系统中，监控终端是街区路灯控制装置，其和设置在路灯管理结构中的监控共同构成了两级分布式计算机控制系统，监控上位机同时还负责工程师操作站与管理计算机，用以实现遥信、遥测、遥控、检索数据、分析故障、维护系统、电子显示、打印报表等内容。而下位机则是24小时在线控制机，用以对线路参量、状态进行检测，并对监控命令进行查询，从而实现控制路灯开关，检测电能、电压、电流以及公路因素。使用通用分组无线业务通信技术GPRS来作为各监控终端主机和监控的通信方式，并使用电力线载波通信技术来对不同监控终端从机以及监控终端主机间进行数据交换。

    将无线通信技术应用到城市路灯照明监控系统能够有效控制路灯功率，并能够对路灯工作状态进行自动检测，从而有效解决城市路灯照明系统的监控与节能问题。概括来说，城市路灯照明监控系统中应用无线通信技术的优点主要体现在如下几方面：一，应用无线通信技术能够减少监控成本，且能够在监控中线来对路灯的开关进行操作与控制。二，无线通信技术功耗较低，所以具有良好的节能减耗效果。三，无线通信技术有着自愈能力，并且能够随意更改网络拓扑结构，且不会对整体网络系统造成影响。四，无线通信技术在照明监控系统中具有巨大网络容量，所以往往仅需使用一个协调器便能够控制该片区域的路灯，而这也是其他技术无法达到的。五，因为路灯控制系统传输数据量较少，所以无线通信技术有着低速率的有点，能够有效适用于城市路灯照明监控系统当中。

3基于无线通信技术城市路灯照明监控系统中的主要功能

3.1监控的主要功能

    一，监控能够监测便也器各相电流、电压，以及运行环节温度情况。能够监测线路开关情况以及整体系统点亮以及有功功率情况等内容，而且还能监测故障报警系统是否正常。二，能够统一操作整条线路开关，也能够单独控制单一路灯。三，能够根据光照情况来控制路灯开关，即常见的光控方法；或是能够设定特定时间来按照设定好的时间顺序来控制路灯，即常见的时控方法；在一般情况下，控制路灯并非单一使用特定方式来进行，通常是联合多种方式来完成。四，监控能够更改系统配置文件，从而实现科学配置系统。并且能够通过计算来和管理本地工作站。五，一旦监控终端发出报警信号或是利用调度端的遥测功能发现有报警情况，则系统能够自动实施语音报警。如若没有人值班时，监控还具有电子值班的功能，其能够将利用短信方式来将抱紧信号发送给工作人员。六，监控可以结合具体情况来设定合理时间表，如半夜灯时间表和临时时间表等。七，监控还可以结合系统在的不同电力参数来计算出路灯的灯亮率，并且采集数据具有较高精度，从而保证亮灯率较高。八，具备地理信息功能。使用地理信息系统作为开发平台，有效结合其地理信息管理与照明监控。地图能够分层以及缩放来现实，全貌可以显示全系统地理位置，局部可以显示某控制点的详细内容。地理信息是界面的主体，有地理地貌信息、各路段及终端设备的安装位置，各种设备的参数、运行数据的数据库。九，能够发布Web信息以及远程实施查询。采用无线电子通信技术能够通过WWW网来发布该系统中各项数据，从而让工作人员能够通过拨号网络或宽带，在web浏览器上观察不同路段照明系统的运行情况。十，能够通过电话语音访问方式，即通过电话拨号的加密查询方法来让工作人员对实时路段监控系统的情况以及故障情况进行访问。

3.2监控终端的主要功能

    在照明监控终端，利用跟踪采样以及自动校准技术，从而可以实现系统的免调节、免维护，从而确保系统得以连续、稳定的运行。归纳来说，监控终端的功能主要表现在以下几点：一，能够控制路灯的开关操作。二，能够实时采集路灯的运行数据，并且能够采集路灯运行过程中个另类电力参数数据。在实际采集时又存在开关量、数字量以及模拟量等不同，所以其还能够结合各类数据特点来判断出路灯的运行情况。三，具有通话功能。将数传电台设置于监控终端，将麦克插入便能够和控制通话，从而能将故障信息在时间内传送给工作人员，便与其开展维修工作。四，监控能够实现远方复位，一旦终端突然出现故障，则能够运用控制远方复位命令来初始化终端程度，从而确保系统的稳定与可靠。五，基于无线通信技术的路灯照明监控系统能够利用无线数据通信网来把路灯运行环节所产生的各项数据返回至控制。六，监控终端还能够自动上报故障信息至控制中线，如若路灯出现停电、在不该亮灯的情况下亮灯，在不该熄灭的时候路灯熄灭等情况，终端能够将宝信信号自动传送至控制。七，监控终端还鞥能够将各类状态信息输出，如，各个信号的输入状态、继电器位置等。

4安科瑞路灯安全用电平台介绍

4.1平台架构

对路灯控制箱进行监测，通过监测路灯线路的电流和电压值来判断路灯的工作情况

直接接入ARCM310仪表，监控每个路灯的电压、电流等电参量进行预警和报警，也可设置定时通断时间并远程控制路灯通断

4.2平台介绍

    安科瑞路灯安全用电监测预警系统通过物联网技术对安装在城市各区域路灯的用电状态进行不间断地数据监测。安全用电通过监测路灯线路的电流和电压值来判断路灯的工作情况，任何不正常的工作状态，平台都能进行监测和预警，预警信息通过手机APP推送，短信，语音电话和邮件等，时间到达责任人的身边，提醒运行人员接触器跳闸，电源失压等等。平台也可以设置开合闸时间，每天定时控制路灯控制器的启动和关闭。

1.监测路灯的开闭，使用时长，非工作时间开启，或开启时间过短，则进行预警；

2.监测路灯的电流电压工作状态，可以分级设置预警值和报警值，当超出阈值范围时进行预警和报警，

3.判断路灯功率和线路损耗，当电流超出阈值范围时进行预警；

4.可以设置路灯的异常个数，超出异常个数进行预警通知；

5.对路灯回路的漏电流和导线温度进行监测，如果漏电过大，线缆温度过高则进行预警或报警；

6.可以设置开合闸时间，定时对路灯控制器进行操作，触发频率可以设置成一次或者每天。

7.多种开关灯执行方案设定，可设置普通（平时）方案、周末方案、节（假）日方案、临时方案，并可设定方案执行的方式和优先级；

8.自动开关灯管理可选择定时模式、按季节变化的日出日落自动跟随模式、光照度辅助开关灯模式；

9.能够自动进行亮灯率计算，形成亮灯率报表首页

消息提醒显示需要处理的任务及报警消息

隐患统计以曲线图的方式展示当月隐患数量

地图显示相关点位

监控模块提供数据监控监控功能，包含大数据调度和统计。

地图显示

设备监控可以按监控设备识别号、项目筛选，显示设备识别号、设备详情、设备实时数据点击“设备”后进入设备实时数据页面。可查看历史曲线，巡检记录，报警信息，控制日志和、视频监控

隐患管理包括隐患巡查、隐患派发、隐患处理、隐患分析

运维管理

能耗分析

4.3产品选型介绍

4.4功能介绍

    智慧用电在线监控装置是针对0.4kV以下的TT、TN系统设计的智能电力装置，具有单、三相交流电测量、四象限电能计量、谐波分析、遥信输入、遥信输出功能，以及RS485通讯或GPRS无线通讯功能，通过对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理。

    应用：用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等

    ARCM310功能：ARCM310智慧用电在线监控装置（以下简称装置）是针对0.4kV以下的TT、TN系统设计的智能电力装置，具有单相交流电测量、漏电监测、温度监测、内控开合闸以及RS485通讯或GPRS无线通讯功能，通过对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理。

    装置采用先进的微控制器技术，集成度高，体积小巧，安装方便，集智能化，数字化，网络化于一身，是建筑监控装置预防监控、系统绝缘老化预估等的理想选择。作为一种先进的智能化、数字化的采集元件，该装置已广泛应用于学校、医院、商场、银行、古建筑等众多场所。

ARCM310图片

    GSM400-4G功能：AF-GSM是安科瑞电气推出的新型的4G远程无线数据采集设备，采用嵌入式设计，内嵌TCP/IP协议栈，同时采用了功能强大的微处理芯片，配合内置看门狗，性能可靠稳定。

    本产品提供标准RS485数据接口，可以方便的连接RTU、PLC、工控机等设备，仅需一次性完成初始化配置，就可以完成对MODBUS设备的数据采集，并且与安科瑞服务器进行通讯，

GSM400-4G图片

4.5用户体验

4.6现场安装

5结语

    总而言之，在城市路灯照明监控系统中应用无线通信技术不但能够有效提高路灯管理质量与水平，而且还能有效节约能源，保护环境。其是现代化城市监控与管理路灯的必然发展趋势，并且是一座城市实现现代化的一个重要标志，因此，在实际应用过程中，工作人员应当要积进行经验总结，并进行不断的完善与探索，尽可能将城市路灯照明监控系统作用充分发挥出来。

参考文献：

[1]张豪，俞睿.城市路灯照明监控系统中的无线通信技术分析

[2]姚凯学,孙为国.路灯照明监控系统的设计与实现[J].贵州大学学报:自然科学版,2005,22(4):412-414.

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册2020.06版

作者简介：

王蒙蒙，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要从事安全用电研究发展，