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基于3G网络在照明智能控制系统的应用

发布于:2015-08-03 13:57:03 来自:电气工程/照明工程 [复制转发]
城市在不断的发展,照明控制的范围也在不断扩大,各个被控地点的协同控制及相关数据监测的复杂性也大大增加,照明控制进入了新的智能控制阶段。照明智能控制系统将计算机技术、网络通信技术、自动控制技术等融合于一体,根据环境的变化,紧急需求等诸多条件自动采集系统所需的各种信息,并对所采集的信息进行分析和判断,对分析结果进行存储、显示、传输,最终达到最佳的控制效果。


采用照明智能控制系统不仅可以更科学、更经济的照明,而且提高了城市照明的管理水平,可以减少意外和人为损坏后的维护不及时而造成的危险,实现城市照片的数字化和自动化,使城市路灯管理达到先进水平。


1 照明智能控制系统的特点


1.1 按需亮灯更灵活


现在很多城市是采用分散式的时控,在开关箱内安装就地时空装置,按照事先设置好的时间进行开关灯,这样的方式无法及时和灵活地调整开关灯时间,也不能反馈现场照明的实际情况,只能依靠市民、城管和维护人员现场巡检来反馈信息。随着城市规模的扩大,这样的控制方式已经无法适应社会的发展和需求。当碰到重大节假日、日全食、应用情况等需要提前(零时)亮灯时,则需投入大量的人力物力去现场更改开关灯时间。


照明智能控制系统能及时根据用户的需求来亮灯,可以根据经纬度、周策略、特殊节假日策略来组合进行亮灯,除此之外还能根据光感的亮度来进行亮灯(关灯),达到科学和经济照明的目的。控制中心可显示现场的亮灯情况以及各个开关箱的电压、电流、开关状态和亮灯率,如果出现异常,则有声音报警或者短信报警。


1.2 系统结构更科学


照明智能控制系统由一个中心和多个开关箱控制点组成,能集中对每个终端进行远程控制和管理。同时,可以根据管理部门的要求设置多个分中心,不同中心的各个用户只能管理本区块关心的开关箱数据。


系统分为:采集数据层、无线通讯层、逻辑处理层、表现界面层,采用BS和CS系统相结合的架构,采用CS架构可以提高通讯的处理速度,而用户操作界面是采用BS架构,可以方便异地接入。只要能上Internet网,就可以根据用户权限方便接入系统。


1.3 采用3G通讯技术


3G是英文3rd Generation的缩写,指第三代移动通信技术,3G是定位于移动数据和移动多媒体业务。为了提供这种服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps的传输速度。随着3G技术的发展,3G通信已经渐渐成为许多行业产品通信的首选。


由于3G通信具有安装方便,抗干扰能力强等特点,成为照明智能控制系统的首选通信手段。采用3G无线网络通信技术,弥补了Gprs/CMDA通信带宽无法有效传输大数据包(视频数据)的问题。利用3G一直在线,传输速率快,传输距离远、数据传输安全可靠等优点,3G MODEM设备通电后在10s内即可以登录到服务器并且可以实现和终端进行通讯,运营商可以将SIM卡与IP绑订,这样只能在指定的IP之间进行数据传输,能更好地保证数据的安全性。应用于照明智能控制系统中的通信结构如图1所示。


2 系统的组成及功能


2.1 监控中心


控制中心由通信服务器、数据服务器、3G视频解码器、防火墙、路由器和交换机、工作站等组成。通过通信网络与终端3G MODEM进行通信,采集现场电压、电流、有功、无功、功率因数、开关状态等数据,根据需要智能控制现场灯的开关。经过中心数据服务平台的逻辑处理,推送给用户客户端显示,经过用户确认是否将报警信息通过GSM MODEM向维护人员发送所订阅的报警短信,便于班组维护。


通讯服务和数据服务是整个系统的核心,可以采用双机热备提高系统安全性。当某服务器出现故障时,可以自动切换运行,使得系统的安全性更高。通讯服务支持单通讯方式或混合通讯模式,可以自动择优通道进行通讯。


2.2 控制终端


每个开关箱都由一个3G MODEM和一个控制终端组成,3G MODEM和控制终端之间采用232串口或者485通讯。控制终端采用 板卡式的设计,含有主板、通讯板、采集板、开关量板、电源板、接口板,这些板卡都带热插拔功能,在通电情况下,可以更换其它任何一块板卡,便于维护人员方便快捷地进行维护。除此之外还有显示面板,可以在显示面板查询终端的任何数据,包含历史数据。


电源采用三相供电设计,当任意一相或二相没电,仍能正常工作。设备具备独立工作能力,当运营商网络出现故障的情况下,终端可以根据前一天预先设置好的时间进行亮灯,具有独立的时钟计时。


2.3 系统主要功能


照明智能控制系统完全可以取代传统的时控,其主要功能有:数据自动采集(图片)、卫星系统对终端自动对时、策略管理、权限管理、数据库备份(本地或异地)、报警异常处理、手自动开关灯、电表接入、视频接入、亮度采集、信息发布和备忘录等功能。系统还包含地理信息系统,可以进行故障定位、车辆定位。


以往城市照明依靠事先设定的时间亮灯,但如果出现阴雨天能见度偏低,需要提前亮灯来保证交通安全时,只靠人为观察亮灯。每个人对亮度的衡量没有统一的标准,所以无法准确地进行亮灯。安装了亮度采集系统后,可以设置某个亮度值作为标准,当采集到的亮度值小于标准值时,可以设置直接亮灯或者系统提醒人工确认的方式进行亮灯,图2为实际的亮度采集曲线。


3 系统应用效果


照明智能控制系统已经并入杭州城市照明管理中,并且运行平稳正常,取得了良好的效果。系统具有以下主要优点:


(1)节约维护费用。智能照明控制系统取代传统的时控,能自动巡检出有故障的就地照明开关箱,节省大量去现场巡查的人力和物力,在去现场维护之前便自动显示故障位置,大大缩短了维护时间。


(2)节约电费支出。安装了智能照明控制系统后更能体现出按需照明,因为系统可以根据亮度值和季节时间相结合亮灯,可以在到达亮灯时间内而亮度值较高时不亮灯,从而减少电费的开支,达到节能的目的。


(3)亮灯监督检查。监督没有审批单(通电单)亮灯和接触器故障亮灯的情况,一旦现场亮灯后,监控中心能及时发现照明故障并报警,使故障能得到及时跟踪处理。


(4)实现自动电费计算。系统可定时抄读照明用电值,能统计出一个月或者一天的用电数据(峰值和谷值),根据单价计算出一定时间内的照明费用。


(5)快速和光感结合开关灯。可以实现照明管理的智能化,如果有临时亮灯任务或者天气突变,系统能及时而快速开关灯。如果处于主动状态时,系统可以根据亮度值自动开关灯。


4 结束语


智能照明控制系统采用完善的3G网络作为终端与服务通讯的桥梁,通讯速度比GSM、Gprs快,弥补了这类通讯方式的不足。终端设备支持五遥功能(遥测、遥信、遥控、遥调、遥视),系统运行稳定,节能效果明显,值得在大中小城市照明系统中推广应用。

全部回复(3 )

只看楼主 我来说两句
  • 希望在前方
    路过,看看
    2017-01-17 08:41:17

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  • co1477377825488
    好资料。谢谢
    2017-01-05 10:46:05

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    赞同0
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这个家伙什么也没有留下。。。

照明工程

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