摘要：本文提供了一種基於GPRS/CDMA網絡的路燈監控係統設計原理和實現方案，簡要介紹了GPRS/CDMA技術的基本知識，描述了GPRS/CDMA無線傳輸應用於路燈監控係統的實現方法。通過實際應用，獲得了理想的效果。
關鍵詞：GPRS ；CDMA； Internet；路燈監控。
一、概述
隨sui著zhe時shi代dai的de發fa展zhan，城cheng市shi現xian代dai化hua建jian設she步bu伐fa不bu斷duan加jia快kuai，對dui城cheng市shi道dao路lu照zhao明ming及ji城cheng市shi亮liang化hua工gong程cheng需xu求qiu也ye更geng大da，而er能neng源yuan的de供gong需xu矛mao盾dun也ye越yue來lai越yue突tu出chu，節jie電dian節jie能neng、綠色照明的要求越來越迫切，越來越高。現在再采用那些傳統的手控、鍾(zhong)控(kong)城(cheng)市(shi)照(zhao)明(ming)係(xi)統(tong)的(de)方(fang)法(fa)已(yi)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)。如(ru)何(he)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)高(gao)科(ke)技(ji)手(shou)段(duan)解(jie)決(jue)上(shang)述(shu)矛(mao)盾(dun)也(ye)就(jiu)成(cheng)為(wei)當(dang)前(qian)照(zhao)明(ming)控(kong)製(zhi)領(ling)域(yu)一(yi)個(ge)新(xin)的(de)和(he)緊(jin)要(yao)的(de)課(ke)題(ti)。城(cheng)市(shi)道(dao)路(lu)照(zhao)明(ming)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)管(guan)理(li)作(zuo)為(wei)城(cheng)市(shi)現(xian)代(dai)化(hua)的(de)標(biao)誌(zhi)之(zhi)一(yi)，它(ta)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)經(jing)濟(ji)和(he)社(she)會(hui)效(xiao)益(yi)是(shi)十(shi)分(fen)顯(xian)著(zhu)的(de)，它(ta)的(de)推(tui)廣(guang)和(he)實(shi)施(shi)也(ye)將(jiang)是(shi)市(shi)政(zheng)工(gong)程(cheng)建(jian)設(she)中(zhong)的(de)一(yi)項(xiang)重(zhong)要(yao)內(nei)容(rong)。
照明自動監控與管理係統能夠靈活開/關燈，隨時了解運行參數，及時發現故障，將傳統的人工“巡燈”製度改為“值班”製度，極大地提高照明係統的管理效率。係統能將采集到的數據自動進行存儲、統計，並能隨時進行查詢和打印，極大地提高管理水平，同時還能通過全夜燈、半夜燈和智能調壓等手段，降低能耗，提高設備使用壽命，獲得良好的經濟效益。
本係統是由廈門才茂通信科技有限公司自行開發研製的GPRS/CDMA無線透明傳輸終端(DTU)與路燈智能監控器和管理係統，采用先進的計算機通信技術和數字信號處理(DSP) 技術，通過交流采樣的方法，完成現場的電流、電壓以及功率、功率因素等參數的采樣、運算、存儲、顯示，並根據預置參數或調度端的命令自行完成數據的傳送， 並實現對路燈、景觀燈的遠程監控，從而實時掌握照明係統運行狀況，快速發現路燈故障、盜竊等並能主動報警，確保照明係統的可靠運行，提高路燈運行質量。
二、係統框圖
三、終端設備---采用廈門才茂通信科技有限公司GPRS/CDMA DTU 廈門才茂GPRS/CDMA DTU采用ARM9高性能工業級嵌入式處理器，以實時操作係統為軟件支撐平台,超大內存,內嵌自主知識產權的TCP/IP協xie議yi棧zhan。為wei用yong戶hu提ti供gong高gao速su，穩wen定ding可ke靠kao，數shu據ju終zhong端duan永yong遠yuan在zai線xian，多duo種zhong協xie議yi轉zhuan換huan的de虛xu擬ni專zhuan用yong網wang絡luo。針zhen對dui網wang絡luo流liu量liang控kong製zhi的de用yong戶hu，產chan品pin支zhi持chi語yu音yin，短duan信xin，數shu據ju觸chu發fa上shang線xian以yi 及(ji)超(chao)時(shi)自(zi)動(dong)斷(duan)線(xian)的(de)功(gong)能(neng)。同(tong)時(shi)也(ye)支(zhi)持(chi)雙(shuang)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)備(bei)份(fen)，以(yi)及(ji)多(duo)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)同(tong)步(bu)接(jie)收(shou)數(shu)據(ju)等(deng)功(gong)能(neng)。公(gong)司(si)產(chan)品(pin)已(yi)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)金(jin)融(rong)，水(shui)利(li)，環(huan)保(bao)，電(dian)力(li)，郵(you)政(zheng)，氣(qi)象(xiang)等(deng)行(xing)業(ye)。
產品實物圖（GPRS/CDMA DTU）
一、硬件係統
1、 CPU：工業級高性能ARM9嵌入式處理器，帶內存管理MMU,200MPS, 16KB Dcache,16KB Icache
2、 FLASH：8MB，可擴充到32MB
3、 SDRAM：64MB，可擴充到256MB
4、 接口：
CM 3150P GPRS DTU/CM 6550P CDMA DTU: 1個RS232串口（根據需要，可支持RS422/RS485）， 串口速率： 110bps ~ 230400bps 數據位支持： 8位 或 7位 奇偶校驗位： 無 或 奇數校驗 或 偶數校驗
停止位： 1位 或 2位
流 控： 無 或 RTS/CTS CM 3150EP GPRS DTU /CM 6550EP CDMA DTU: 1個RS485接口（根據需要，可支持RS232/422）
串口速率： 110bps ~ 230400bps
數據位支持：8位 或 7位
奇偶校驗位：無 或 奇數校驗 或 偶數校驗
停止位： 1位 或 2位
流 控： 無 或 RTS/CTS
控製口： RS-232, 115200 bps, 8 data bits,1 stop bit, no parity (8N1)
指示燈：具有電源、通信及在線指示燈。
天線接口：標準SMA陰頭天線接口，特性阻抗50歐。
UIM卡接口：3V/5V標準的推杆式用戶卡接口。
電源接口：標準的3芯火車頭電源插座。
語音接口：標準的耳機麥克風接口。
5、 供電：
外接電源：DC 9V 500mA 寬電壓供電：DC 5-32V 通信電流：350mA 待機電流：35mA
6、 尺寸：
外形尺寸：92.7x61.3x23 mm（不包括天線及固定件）
7、 其他參數:
工作環境溫度 -25~+65ºC 儲存溫度 -40~+85ºC 相對濕度 95%(無凝結)
二、軟件功能
1）TCP/UDP透明數據傳輸；支持多種工作模式。心跳包技術。
2）智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設備永遠在線。
3）支持RSA，RC4加密算法
4）支持虛擬值守VWM（Virtual Man Watch）功能，確保係統穩定可靠
5）支持虛擬數據專用網（APN/VPDN）
6）支持數據中心動態域名和IP地址訪問
7）支持DNS動態獲取，防止DNS服務器異常導致的設備當機
8）支持雙數據中心備份
9）支持多數據中心同時接受數據
10）支持短信、語音、數據等喚醒方式以及超時斷開網絡連接。
11）支持短消息備份及告警。
12）多重軟硬件看門狗
13）數據包傳輸狀態報告。
14）標準的AT命令界麵
15）可以用做普通撥號MODEM
16）支持telnet功能。
17）支持遠程配置，遠程控製
18）通過串口軟件升級
19）同時支持LINUX、UNIX和WINDOWS操作係統 DTU在應用之前首先要進行設置，通過光盤配套的參數配置軟件設置好數據中心的IP和端口及其它參數的設置，設置好之後串口和采集器串口對接， DTU上電之後根據事先設置好的中心IP和端口進行連接，成功連接到中心軟件後即可雙向透明傳輸數據。 四、路燈監控係統 該係統是將基於廈門才茂通信科技有限公司GPRS/CDMA的無線傳輸終端(DTU)應用，為城市路燈監控中心提供隨時掌握路燈的工作狀態和故障情況，並可隨心所欲的打開或關閉路燈的功能。 路燈監控係統主要是在線路終端配置了GPRS/CDMA無線傳輸終端，根據實際情況的不同，GPRS/CDMA無線傳輸終端的安裝方案不同。
方案一、是一個GPRS/CDMA無線傳輸終端通過低壓電力線管理連接在統一配電變壓器網絡內的多個監控器，從而實現一個GPRS/CDMA無線傳輸終端負責多個路燈或照明設備的監控和管理數據的傳輸； 方案二、是每個路燈都裝有一個監控器和GPRS/CDMA無線傳輸終端，可以做到監控與管理每一個路燈。通過監控器，係統能自動監測到跳閘、斷路、電壓異常、供電故障、開關燈控製異常等突發事件，並通過GPRS/CDMA無線傳輸終端及時將告警數據上傳到監控中心，以供監控中心值班人員及時了解情況，做出處理。
對於路燈管理部門來說，基於GPRS/CDMA無線傳輸終端的路燈監控係統隻需在原有路燈線路上增加GPRS/CDMA無線傳輸終端（由GPRS/CDMA無線傳輸終端將路燈的實時信息發送給監控中心，並接受來自監控中心發來的調度指令）；並且在監控中心增加GPRS/CDMA無線傳輸終端接口功能同時以專線方式將監控中心與 GPRS/CDMA核心網連接即可。
該係統主要特點如下：
A、經濟性：建設成本少，路燈監控中心與路燈之間是通過GPRS/CDMA網絡進行連接，可以大大節省布線的成本，前期投資少、見效快，後期升級、維護成本低，易於規劃。
B、實時性：由於GPRS/CDMA具有永遠在線的特點，能夠實時的將路燈的變化信息傳送給監控中心，便於工作人員及時監控路燈的狀態並進行調度安排。
C、靈活性：由於減少了固定的傳輸線路，路燈的位置設定比較靈活；另一方麵由於GPRS/CDMA無線傳輸終端的安裝位置的不同，GPRS/CDMA無線傳輸終端可以負責單個、幾個或者一路路燈的數據傳輸，統籌安排比較靈活。
五、係統的優勢
1、提高亮燈率 係統投運後可以隨時發現路燈運行中出現的問題，隨時處理，提高亮燈率。
2、節約能源，減少電費支出 在係統投入使用後，可在深夜行人稀少和交通量減少的情況下，執行“隔一亮一”或“隔二亮一”的(de)照(zhao)明(ming)方(fang)式(shi)，既(ji)給(gei)夜(ye)間(jian)出(chu)行(xing)的(de)行(xing)人(ren)帶(dai)來(lai)主(zhu)便(bian)又(you)能(neng)節(jie)約(yue)大(da)量(liang)的(de)電(dian)費(fei)支(zhi)出(chu)。在(zai)實(shi)現(xian)單(dan)控(kong)後(hou)，由(you)於(yu)隔(ge)盞(zhan)關(guan)燈(deng)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)一(yi)般(ban)是(shi)通(tong)過(guo)敷(fu)設(she)雙(shuang)線(xian)電(dian)纜(lan)實(shi)現(xian)的(de)，現(xian)在(zai)最(zui)少(shao)還(hai)能(neng)節(jie)約(yue)50%的電纜成本及其施工費用。這對現有係統的改造十分方便，無須敷設額外線纜。
3、延長燈具壽命 采用路燈智能控製終端智能調壓方式節能運行後，可保持每盞燈電壓相對穩定，尤其是在後半夜電壓升高的情況下。據測試， 正常電壓（220V）情況下，鈉燈電壓為100V，電壓升高後（230V-240V），鈉燈電壓可升至120V-150V；正常電壓環境下降壓節能運行 後，鈉燈電壓一般為85V，電壓升高環境下，鈉燈電壓可保持在100V左右。從理論和實際使用環境，采用調壓控製節能可以延長路燈使用壽命。因此，調節電 壓方式具有雙重節能的效果。
4、節約人力、物力，提高管理水平 由於可實時監控每盞路燈、每個路段及亮化工程點工 作狀態，計算機可以及時對故障進行彙總，寫入數據庫，以便次日進行維修；利用動態實時模擬顯示屏，監視全市路燈，值班員在中央控製室就可以概覽路燈現場運 行(xing)情(qing)況(kuang)，從(cong)而(er)減(jian)少(shao)巡(xun)燈(deng)的(de)維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)和(he)減(jian)輕(qing)巡(xun)檢(jian)人(ren)員(yuan)工(gong)作(zuo)強(qiang)度(du)，大(da)大(da)提(ti)高(gao)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)。另(ling)外(wai)，在(zai)惡(e)劣(lie)天(tian)氣(qi)時(shi)，根(gen)據(ju)各(ge)路(lu)燈(deng)控(kong)製(zhi)智(zhi)能(neng)終(zhong)端(duan)采(cai)集(ji)的(de)數(shu)據(ju)情(qing)況(kuang)加(jia)以(yi)分(fen)析(xi)，采(cai)取(qu)相(xiang) 應緊急措施，避免重大交通事故的發生。
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