GSM／GPRS的智能路灯监视控制系统设计

GSM/GPRS的智能路灯监视控制系统设计

摘要GSM／GPRS无线数据传输监视和控制系统为一个点到多点的远程无线双向数据通信和控制系统。应用GSM／GPRS无线数据传输监视和控制系统可随时掌握路灯的工作状态和故障情况。本文针对现有路灯照明控制系统现状，提出了一种基于GSM／GPRS无线技术的智能路灯监视控制系统，具备人性化与智能化的特点，极大地提高了路灯管理的效率，具有广阔的市场应用前景。

主题词 路灯监控GSMGPRS智能化

随着21世纪信息化时代的到来，互联网与通信技术推动了人类文明的巨大发展，也给人们的日常生活带来了巨大变化。路灯是城市生活密切相关的公共设施之一。随着城市规模的扩大和发展，人们对路灯的亮灯率、亮灯质量、亮灯效果等需求大大加强。随着通讯手段在远程监控中的应用，尤其是GPRS技术的不断成熟，基于GSM／GPRS的智能路灯监视控制系统的研究和设计比较活跃。建立路灯智能监视控制系统是一项复杂的工程。智能路灯监视控制系统一般由控制中心与监控终端构成，监控中心与终端通过有线或无线数据网将计算机管理数据通讯与自动化控制技术融为一体。随着GSM/GPRS技术在通信领域中的发展，给路灯智能监视控制系统提供了一种新的数据传输方法。选取GSM／GPRS作为系统的通信方式，具有一次性投入低、 安装简单方便、抗干扰能力强、费用低、网络覆盖范围广、数据带宽比较宽、适应性强、易于向新技术过渡等特点。在节省能源、美化城市、方便管理等方面发挥了重要的作用。也成为城市照明监视控制系统发展的必然趋势。

一、GSM/GPRS智能路灯监视控制系统的组成和特点

GSM/GPRS智能路灯监视控制系统是一个分布式、集散型、网络化、全开放的监控系统，该系统主要由监视控制中心和若干个监控终端所组成，监视控制中心与监控中心之间基于GSM/GPRS通讯技术建立联系，实现监视控制中心对于独立分布的各终端路灯的实时联网管理和集中监控（如图1所示）。

GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输[1]。这一特点正适合新式路灯监视控制系统的实际应用。可节约人力、物力，提高管理水平；传输数据快捷、出错率低。但GSM/GPRS智能路灯监视控制系统也有不足之处，基于GSM的数据传输存在不同程度的延迟，尤其是在频繁传输大量数据时，特别是在节假日等短信高峰时期。

二、监视控制中心的组成及原理

系统监视控制中心主要完成遥控、遥测、遥信、系统维护、电子显示和报表打印等功能，是整个系统数据采集和终端控制的中心。主要由通信服务器、收/发GSM/GPRS MODEM、远程告警MODEM、WEB服务器、普通用户工作台、大屏幕模拟屏等组成。同时可以实时监测和查询终端采集的数据和警报信息，及时汇总处理，并能在屏幕显示或输出。根据终端采集的数据，可实时数据处理并与历史数据进行对比分析，可通过查表的方法提供给用户所监控路灯的运行状况结果，并对路灯存在的问题给出整修方案(见图2)。

采用数据库服务器双机备份，避免系统出现问题导致瘫痪，从而提高系统运行的可靠性[2]。为保证系统安全，中心主机运行时需设定用户名、密码及身份(例如管理员、操作员等角色)，系统可识别登录用户的信息，并按照用户权限执行相应的操作。监视控制系统可依据日常开关灯时间表、节假日开关灯时间表和全年开关灯时间表计算出当地每天的日出日落时间表，并与各个采集控制终端的时间表进行比对，如果有偏差，及时更新，并按照时间表控制终端路灯的情况。

四、终端的组成及原理

控制终端由一个GSM/GPRS MODEM、一个数据采集器以及路灯组成，GSM/GPRS MODEM与数据采集器可通过RS-232串口通讯。采用RS485接口扩展外部智能设备，原则上都可以通过定制通信协议实现与现场控制设备通信。现场控制设备采集来的数据可通过GSM/GPRS MODEM 传送给控制中心。采集的数据主要包括分控点路灯的设备故障（如白天亮灯，夜间不亮灯，电压过高、路灯损坏等信息）。

五、GSM/GPRS智能路灯监视控制系统的软件设计

GSM/GPRS智能路灯监视控制系统的软件系统采用模块化设计，主要包括五个模块，系统初始化模块、人机接口模块、模拟量采集与处理模块、命令执行功能模块以及GPRS通讯模块。系统主程序首先完成初始化模块的工作，然后进入一个死循环，在死循环中定义各个功能模块的状态标志[3]。

综上所述，GSM/GPRS智能路灯监视控制系统集成了先进的自动稳压技术、环境综合智能控制技术、计算机技术及无线通信技术, 通过监控中心实时控制，节省电力资源，也节省大量人力物力， 具有造价低、数据传输安全可靠、安装使用方便等优点，大大提高了路灯智能管理水平和服务质量,具备较大的经济和社会效益。鉴于GPRS通信在远程控制中的巨大优势，必将有着更加广阔的应用前景。但随着下一代互联网技术的迅速发展，并结合3G技术的广泛应用，对路灯照明的智能控制将更加细分，未来路灯控制系统将在遥控、遥信、遥测、遥调和遥视的基础上完成更多的功能。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。