一、系统建设总体框架

　　1.1系统总体框架

　　城市照明单灯监控系统分为三层系统架构，分别是监控管理中心、通讯层前端三部分组成，整个糸统是安全的、开放的、可扩展的综合性管理平台。系统可为智慧城市、数字城管提供一个统一的入口，共享各种照明监控系统和信息资源，并对其进行统一的管理

       监控管理中心

　　监控管理中心，是整个系统的核心部分。其硬件主要由灯光监控主机和数据库服务器、无线接入设备、短信息模块、显示系统（高清电视墙）、平板电脑等设施组成。 监控管理中心通过带有固定IP地址的光纤网络和无线网络（GPRS/CDMA），实现了与所有前端设备的通讯、数据、命令的传输。管理人员也可通过工作站、笔记本、智能手机、移动终端设备等与系统服务端连接，实现对系统的实时监控和管理。

　　通讯层

　　监控管理中心采用接入配置固定IP地址的光纤，实现无线通讯（宽带4-10M）；

　　监控管理中心与单灯监控终端采用GPRS/CDMA的通信平台进行数据交互（按流量向运营商付费）。

　　监控终端与单灯监控末端之间通信采用Zigbee无线通信（不需要运营费）。

　　报警信息在管理中心是采用声光报警显示、无人值守的报警时，是通过手机短信方式，发送到相关人员的手机上（按流量向运营商付费）。

　　前端

　　由安装在路灯开关箱内的单灯监控终端、安装在灯具内的单灯监控末端等设备组成，对全区域照明设施实现单独控制、运行数据采集以及故障报警等功能。

　　1.2服务内容的功能架构图

　　本系统通过智能控制终端系统、数据通信系统、云计算中心系统及地理信息系统（GIS）等模块进行融合，实现城区范围内路灯单灯的遥控、遥测、遥信、遥调等监控、管理，为政府提供分析决策平台，该系统具有高度的可靠性、实用性、可扩展性和经济性。

　　二、监控管理中心

　　2.1硬件部分

　　监控管理中心是整个系统的核心部分，其硬件可由灯光监控主机和数据库服务器、无线接入设备、短信息模块、GPS校时设备、显示系统、操控台等外围设备组成。显示系统可选PC机、背投、液晶显示。

　　路灯单灯监控管理中心的硬件为积木式结构，核心设备为灯光监控主机与无线接入设备，其余配套硬件在实现系统基本功能的基础上，可视客户实际需求或投资额度增加组合。系统支持多平台监控，用户可在不同地方安装多个监控平台实时监控系统当前工作状况。

　　　　监控管理中心效果图

　　工程案例实景图

　　2.2软件部分

　　管理中心系统软件，由监控管理中心系统软件、单灯监控终端底层软件、单灯监控末端底层软件组合而成，这三部分的软件相互配合，联动工作。糸统软件除处理日常的系统数据采集，系统状态检测、系统故障报警等日常事务外，还提供友好的人机界面和完善的数据统计、数据查询、故障统计、开关灯统计等功能，帮助客户完成系统参数设置、管理权限参数设置、数据查询、远程手动命令等需求。

　　管理中心的系统软件--Windows操作系统，为操作平台，在设计上采用了面向用户的视窗化编程语言。用户界面友好，内容丰富，操作人员只需运用鼠标即可完成相关操作，简便快捷。

　　2.2.1糸统“四遥”功能

　　遥控:远程控制一盏灯，或奇偶数、或自定义分组、或分区全区的路灯的开或关。

　　遥测: 远程测量路灯开关箱及每盏路灯的电气参数和开关状态，如电流，电压，功率因素等，交流接触器、空开是否闭合或断开等等；

　　遥信:监控管理中心、终端、末端三个物理层，实现双向信息的交流，设备故障信息和自诊断信息实时主动上报,便于管理部门及时处理；

　　遥调:远程调整任一盏灯的亮度，及单灯监控终端或单灯监控末端的参数;

　　2.2.2 调光功能

　　系统支持对单灯进行独立调光和分时段调光（灯具电源必须具备调光功能）。亮度及时间段调光可任意设定、修改，或按设定自动进行节能调控。

　　系统对单灯进行智能控制和精细管理，确保每天的开关灯时间准确，避免浪费，可以实现节能5%的电能；对单灯实行分时段调光管理，实现二次节能25%。

　　2.2.3 报警处理功能

　　监控终端在发生系统异常时，主动向监控管理中心发出报警信息，并在监控软件上以弹窗、闪烁或者语音等方式发出提示。当启用无人值守功能时，可通过短信发送，将终端报警信息发送到值班人员手机。

　　报警内容：

　　灯具异常、过流过压、终端设备非法操作、设备被盗、配电柜门异常打开、白天意外亮灯、夜晚意外熄灯（包括接触器断路和粘连）等需要引起操作员注意的情况，产生报警信息；

　　2.2.4数据查询及打印功能

　　可按时间顺序、终端顺序、日期时间段等多种查询方式查询检测数据、告警数据、用户操作记录等，并进行打印、备份和整理。

　　所有查询数据可导出到EXCEL，方便用户打印、统计分析。

       2.2.5多平台监控功能

       系统能实现不定点监控，如领导或工作人员在外地出差，或在户外工作时，随时随地能访问监控情况，对路灯进行控制，支持手机、平板电脑（PDA）远程登录，支持C/S架构与BS架构（支持WEB版监控）,支持手机短信设置监控参数，从而实现不同操作权限的工作人员通过网络连接到系统主机，查询系统主机实时运行状况及运行参数，进行系统画面显示。也可实现异地远程接入访问，远程访问人员获取控制权限后，可对系统终端设备进行在线巡查、控制等操作。

       2.2.6 GPS/北斗与国家NTP时间服务器授时

       采用GPS/北斗授时系统与国家NTP时间服务器授时相结合，可实现系统主机时间同步校准。系统主机通过校时功能，定时校准单灯监控末端时间，确保监控主机时间与各单灯监控末端时间同步 。

       2.2.7 GIS照明地理信息系统功能

       系统提供实时网络技术的百度、谷歌等电子地图的GIS系统，实现全国范围的照明监控和地理信息有机结合。通过电子地图，完成相应的地理图形的显示、放大、缩小及查询，实时监控照明设施的运行状态，在事故发生时，直观反映出事故发生地点和周围的交通情况，方便进行统一指挥和调度，加快救援的速度。用户在系统界面能够显示出城区结构地图，并可随意放大缩小、漫游到任意一点，需随意切换百度卫星地图，网格卫星图等多种地图观察无关灯情况。

       2.2.8能耗监测与分析

       针对不同的监控终端，采集、统计详尽的系统数据，电能统计方面，分别对每个照明设施对象进行按照日、月、季度、年的电能使用情况统计，便于管理和决策。

       对全部用电量进行统计，实现城市公共照明的能耗统计。

       对各种用电量、能耗质量、电表数据、亮灯率等数据信息进行全面而准确的统计分析，进行多样化的横向、纵向比较，并形成可视直观的图表，实现对能耗全面的统计和管理。

       2.2.9预测趋势分析功能

       城市照明监测系统，具有城市道路灯具类型、数量统计功能，根据这些基本数据，计算出年、月、日所需要消耗的电能。

       根据经纬度原理，不同季节开关灯时间差异，可以预知每天开关时间，并计算电能消耗数据，为科学用电提供依据。

       2.2.10专家分析系统

       系统具备专家分析系统，具有完善的能耗统计功能，可以对各终端设备任意定时数据和年、月、日统计数据进行查询，显示的表格、曲线图、直方图均可打印，可以对历史故障进行查询和打印。

      三、单灯监控终端

       单灯监控终端是作为监控管理中心和单灯监控末端的联系纽带，安装在路灯开关控制箱内。监控终端具备物联网技术、低压配电管理技术。

      监控终端可独立运作，当监控管理中心出现故障时，监控终端按原程序工作，保证照明系统正常运行。

      单灯监控终端与监控管理中心采用GPRS/CDMA的通信平台进行数据交互（按流量向运营商付费）。 

      监控终端与单灯监控末端之间，采用Zigbee无线通信（不需要运营费）。

       四、单灯监控末端

       单灯监控末端是实现单灯监控的具体操作单元，安装在每条电灯杆内，负责灯具的开启、关闭，采集灯具电压、电流，开关状态等信息，还可实现对灯具的调光功能。监控终端与下属的各单灯监控末端之间采用Zigbee无线通信通信手段，此传输方式不会产生营运费用。

       单灯监控末端可独立运行,在监控主机或监控终端不能正常运行时，会根据单灯监控末端本地保存的运行参数保证照明系统的正常工作。在单灯监控末端不能正常运行时，也不会影响亮灯。

     1、测量本灯杆的负载电压、电流、功率、功率因数、电能等；

     2、作为控制灯具的执行单元,可接收来自监控终端的开关灯,调光等信号,实施对灯具进行开关操作、调光处理；

     3、检测灯具状态,故障时可将故障状态传输到监控终端,再由监控在终端通过无线网络传输到监控管理中心。

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