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一、概述

　　 隨著時(shí)代的發(fā)展，城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐不斷加快，對(duì)城市道路照明及城市亮化工程需求也更大，而能源的供需矛盾也越來越突出，節(jié)電節(jié)能、綠色照明的要求越來越迫切，越來越高。現(xiàn)在再采用那些傳統(tǒng)的手控、鐘控城市照明系統(tǒng)的方法已不能滿足要求。如何充分利用高科技手段解決上述矛盾也就成為當(dāng)前照明控制領(lǐng)域一個(gè)新的和緊要的課題。城市道路照明自動(dòng)化控制和智能化管理作為城市現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，它所帶來的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益是十分顯著的，它的推廣和實(shí)施也將是市政工程建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 

　　照明自動(dòng)監(jiān)控與管理系統(tǒng)能夠靈活開/關(guān)燈，隨時(shí)了解運(yùn)行參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，將傳統(tǒng)的人工“巡燈”制度改為“值班”制度，極大地提高照明系統(tǒng)的管理效率。系統(tǒng)能將采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)，并能隨時(shí)進(jìn)行查詢和打印，極大地提高管理水平，同時(shí)還能通過全夜燈、半夜燈和智能調(diào)壓等手段，降低能耗，提高設(shè)備使用壽命，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 

　　本系統(tǒng)是由深圳睿德通電子技有限公司自行開發(fā)研制的2G/3G/4G無線傳輸終端(DTU)與路燈智能監(jiān)控器和管理系統(tǒng)，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)通信技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理(DSP) 技術(shù)，通過交流采樣的方法，完成現(xiàn)場(chǎng)的電流、電壓以及功率、功率因素等參數(shù)的采樣、運(yùn)算、存儲(chǔ)、顯示，并根據(jù)預(yù)置參數(shù)或調(diào)度端的命令自行完成數(shù)據(jù)的傳送， 并實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈、景觀燈的遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而實(shí)時(shí)掌握照明系統(tǒng)運(yùn)行狀況，快速發(fā)現(xiàn)路燈故障、盜竊等并能主動(dòng)報(bào)警，確保照明系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，提高路燈運(yùn)行質(zhì)量。

二、系統(tǒng)框圖

三、終端設(shè)備

 深圳睿德通電子科技有限公司2G/3G/4G DTU 采用STM32高性能工業(yè)級(jí)嵌入式處理器，以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺(tái),超大內(nèi)存,內(nèi)嵌自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議棧。為用戶提供高速，穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線，多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量控制的用戶，產(chǎn)品支持語音，短信，數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以 及超時(shí)自動(dòng)斷線的功能。同時(shí)也支持雙數(shù)據(jù)中心備份，以及多數(shù)據(jù)中心同步接收數(shù)據(jù)等功能。公司產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于金融，水利，環(huán)保，電力，郵政，氣象等行業(yè)。

產(chǎn)品實(shí)物圖（4G DTU）

一、硬件參數(shù)

二、軟件功能

工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)：

1.工業(yè)級(jí)CPU：工業(yè)級(jí)高性能嵌入式處理，高速緩存數(shù)據(jù)，加快高速數(shù)據(jù)訪問速度；帶緩村，高速指令緩存，加強(qiáng)了指令處理速度。

2.工業(yè)級(jí)無線模塊：采用工業(yè)級(jí)無線模塊，抗干擾強(qiáng)，傳輸穩(wěn)定。

3.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：帶內(nèi)存管理單元，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，功能升級(jí)快，系統(tǒng)穩(wěn)定，帶完善TCP/IP協(xié)議棧；

4.強(qiáng)化電路板：PCB采用遵循20H和3W原則，同時(shí)公司所有產(chǎn)品電路板都采用生益材質(zhì)來生產(chǎn)，確保板材的穩(wěn)定可靠。

5.工業(yè)級(jí)元器件：整機(jī)元器件采用嚴(yán)格篩選的工業(yè)級(jí)元器件來生產(chǎn)。

6.工業(yè)級(jí)電源：寬壓電源設(shè)計(jì)，電源適應(yīng)范圍為DC6V~DC32V，內(nèi)置電源反向保護(hù)和過壓過流保護(hù)。

穩(wěn)定可靠：

l 采用軟硬件WDT看門狗設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定

l 采用完備的防掉線機(jī)制，保證通信終端永遠(yuǎn)在線

l 內(nèi)置15KV ESD保護(hù)

l 1.8V/3V SIM/UIM卡接口 內(nèi)置15KV ESD 保護(hù)

l 電源接口內(nèi)置反相保護(hù)和過壓保護(hù)

功能強(qiáng)大：

l 支持7模16頻：移動(dòng)/聯(lián)通/電信 4G、3G 、2G網(wǎng)絡(luò)

l 支持RS-232/RS-485/TTL電平串口

l 提供4路GPI/O，支持4路開關(guān)量輸入輸出，可定制1路I2C或增加1路RS-485功能

l 智能型數(shù)據(jù)終端，上電即可進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)

l 支持提供可視化配置界面，方便后臺(tái)管理

l 支持同時(shí)連接2個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)中心

l 支持域名和IP地址訪問

l 支持APN名稱自適應(yīng)

l 內(nèi)嵌標(biāo)準(zhǔn)的MQTT協(xié)議棧，支持透明數(shù)據(jù)傳輸

l 支持串口程序升級(jí)和參數(shù)配置

l 支持基站定位/北斗/GPS定位

l 支持MQTT/ModBus等常用的通信協(xié)議（可定制）

l 支持設(shè)備云端管理

四、路燈監(jiān)控系統(tǒng)

 該系統(tǒng)是將基于深圳睿德通電子科技有限公司2G/3G/4G的無線傳輸終端(DTU)應(yīng)用，為城市路燈監(jiān)控中心提供隨時(shí)掌握路燈的工作狀態(tài)和故障情況，并可隨心所欲的打開或關(guān)閉路燈的功能。 路燈監(jiān)控系統(tǒng)主要是在線路終端配置了4G無線傳輸終端，根據(jù)實(shí)際情況的不同，4G無線傳輸終端的安裝方案不同。 

方案一、是一個(gè)4G無線傳輸終端通過低壓電力線管理連接在統(tǒng)一配電變壓器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)監(jiān)控器，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)4G無線傳輸終端負(fù)責(zé)多個(gè)路燈或照明設(shè)備的監(jiān)控和管理數(shù)據(jù)的傳輸；

 方案二、是每個(gè)路燈都裝有一個(gè)監(jiān)控器和4G無線傳輸終端，可以做到監(jiān)控與管理每一個(gè)路燈。通過監(jiān)控器，系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)到跳閘、斷路、電壓異常、供電故障、開關(guān)燈控制異常等突發(fā)事件，并通過無線傳輸終端及時(shí)將告警數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心，以供監(jiān)控中心值班人員及時(shí)了解情況，做出處理。 

　　對(duì)于路燈管理部門來說，基于4G無線傳輸終端的路燈監(jiān)控系統(tǒng)只需在原有路燈線路上增加4G無線傳輸終端（由4G無線傳輸終端將路燈的實(shí)時(shí)信息發(fā)送給監(jiān)控中心，并接受來自監(jiān)控中心發(fā)來的調(diào)度指令）；并且在監(jiān)控中心增加4G無線傳輸終端接口功能同時(shí)以專線方式將監(jiān)控中心與 4G核心網(wǎng)連接即可。

該系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：

A、經(jīng)濟(jì)性：建設(shè)成本少，路燈監(jiān)控中心與路燈之間是通過4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，可以大大節(jié)省布線的成本，前期投資少、見效快，后期升級(jí)、維護(hù)成本低，易于規(guī)劃。

B、實(shí)時(shí)性：由于4G具有永遠(yuǎn)在線的特點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)的將路燈的變化信息傳送給監(jiān)控中心，便于工作人員及時(shí)監(jiān)控路燈的狀態(tài)并進(jìn)行調(diào)度安排。

C、靈活性：由于減少了固定的傳輸線路，路燈的位置設(shè)定比較靈活；另一方面由于4G無線傳輸終端的安裝位置的不同，4G無線傳輸終端可以負(fù)責(zé)單個(gè)、幾個(gè)或者一路路燈的數(shù)據(jù)傳輸，統(tǒng)籌安排比較靈活。

五、系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) 

1、提高亮燈率 系統(tǒng)投運(yùn)后可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)路燈運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，隨時(shí)處理，提高亮燈率。 

2、節(jié)約能源，減少電費(fèi)支出 在系統(tǒng)投入使用后，可在深夜行人稀少和交通量減少的情況下，執(zhí)行“隔一亮一”或“隔二亮一”的照明方式，既給夜間出行的行人帶來主便又能節(jié)約大量的電費(fèi)支出。在實(shí)現(xiàn)單控后，由于隔盞關(guān)燈進(jìn)行控制一般是通過敷設(shè)雙線電纜實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)在最少還能節(jié)約50%的電纜成本及其施工費(fèi)用。這對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的改造十分方便，無須敷設(shè)額外線纜。 

3、延長(zhǎng)燈具壽命，采用路燈智能控制終端智能調(diào)壓方式節(jié)能運(yùn)行后，可保持每盞燈電壓相對(duì)穩(wěn)定，尤其是在后半夜電壓升高的情況下。據(jù)測(cè)試， 正常電壓（220V）情況下，鈉燈電壓為100V，電壓升高后（230V-240V），鈉燈電壓可升至120V-150V；正常電壓環(huán)境下降壓節(jié)能運(yùn)行 后，鈉燈電壓一般為85V，電壓升高環(huán)境下，鈉燈電壓可保持在100V左右。從理論和實(shí)際使用環(huán)境，采用調(diào)壓控制節(jié)能可以延長(zhǎng)路燈使用壽命。因此，調(diào)節(jié)電 壓方式具有雙重節(jié)能的效果。 

4、節(jié)約人力、物力，提高管理水平，由于可實(shí)時(shí)監(jiān)控每盞路燈、每個(gè)路段及亮化工程點(diǎn)工作狀態(tài)，計(jì)算機(jī)可以及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行匯總，寫入數(shù)據(jù)庫，以便次日進(jìn)行維修；利用動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)模擬顯示屏，監(jiān)視全市路燈，值班員在中央控制室就可以概覽路燈現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況，從而減少巡燈的維護(hù)成本和減輕巡檢人員工作強(qiáng)度，大大提高工作效率。另外，在惡劣天氣時(shí)，根據(jù)各路燈控制智能終端采集的數(shù)據(jù)情況加以分析，采取相應(yīng)緊急措施，避免重大交通事故的發(fā)生。