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无线智能照明监控系统

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更新时间:2021-07-22 18:35:12浏览次数:601次

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一、产品介绍【集睿】GPRS/ZIGBEE无线照明系统,利用无线技术,对照明设备进行智能化控制,实现进行单灯远程控制和监控

一、产品介绍

【集睿】GPRS/ZIGBEE无线照明系统,利用无线技术,对照明设备进行智能化控制,实现进行单灯远程控制和监控。适用于路灯、厂房、办公楼宇、居民区等环境。

章绪论

道路照明是城市公共设施的重要组成部分,目前国内的道路照明系统大部分没有采用网络化监控管理,只能以区域为单位对照明设备进行简单的开关灯控制,这样的控制方法不能实时的获得每盏路灯的状况,也无法根据具体情况调整路灯亮度,不能有效的节省电能。
国内多数城市路灯的开、关控制仍由每台变压器(配电箱)分散控制,很少有对路灯进行单灯控制和监控,这样的控制方式缺乏灵活多变的操作系统。
因此存在着以下4个的问题:
(1)系统复杂,难以统一管理。
(2)路灯覆盖面广,维护困难,维护力量严重不足,疲于应付。路灯损坏情况不能及时掌握以及反馈,给快速维护带来困维,同时给道路上行驶的人们带来不便。
(3)开关控制效率低,用电浪费现象严重。目前大部分城市灯光采用的是人工管理模式:一是使用人工开关灯控制,由工作人员在需要的地段和需要的时间,人工开关灯;二是使用机械钟控开关灯控制方式,如果需要调整开关灯时间,则必须人工到各现场调整每一个机械时钟控制器,工作难度大,造成开关灯时间不能及时变更,难以做到合理开关灯,用电浪费严重。
(4)存在安全隐患,无法快速掌握路灯运行状态,无安全保障,统计困难。
4. 道路照明路灯系统庞大复杂,对各种漏电、触电、短路、跳闸,电缆和灯具被盗、破坏等现象不能及时发现,存在较大安全隐患。也无法对整个系统每盏灯的电压、电流、功率等数据进行每天统计,不能及时快速地掌握灯光系统的运行状态。
针对上述的缺点及道路照明监控系统研究现状中提到的不足,为城市道路照明开发出了一套智能化的路灯监控系统。
1. ZigBee技术的网络容量十分巨大,理论上一个协调器能容纳节点个数可以达至65535个,每个路由器也能容纳255个节点。这在照明监控系统应用上是其它技术的优势。
(1)在路灯控制系统中,需要传输的数据量很少,只需几分钟甚至几十分钟发送一次数据,每次发送的数据量也很小,所以ZigBee技术的低速率的特点恰好适合应用在这个控制领域中。利用ZigBee技术低功耗的特点,实现节能的目的。ZigBeeI作在2.4G的免费频段上。
(2)ZigBee技术是一种自组织网络,网络拓扑结构可以随意变动,而且ZigBeeN络具有自愈功能,网络不会因为一个或几个节点坏掉而瘫痪;也不会因为增加一个或几个节点而影响整个网络的工作。ZigBee技术可以多跳路由,与普通的多跳不同,自组织网络的多跳路由是一块普通的节点来完成的。这些优点应用在道路照明监控系统中是十分有利的,因为道路的环境比较复杂。假如两盏路灯之间遇到大的障碍物时,我们可以通过增加冗余节点的方式来改变网络的拓扑结构,从而绕过障碍物使整个网络畅通。
(3)利用ZigBee技术可以节省监控系统的成本,而且可以在监控中心控制路灯的开关,更加灵活的操作。
第二章无线路灯智能管理系统 概述与构成
本系统针对目前LED路灯、高压钠灯、金卤灯、太阳能路灯以及景观亮化实现智能化控制和单灯监控。
使用智能照明控制系统可及时了解每盏灯的系统运行状态,对发现的异常情况做出处理,降低人工劳动强度,提高设备可靠性、稳定性,缓解设备运行和管理上的压力。系统还可以按实际的需求对灯进行 策略控制、任意组合控制、奇偶控制等方式,把节能减排落到实处。
研究对道路照明智能管理和通过管理的模式进行节电,并形成数据存储在控制中心软件,为环境和节能减排管理者分析当地的能源利用情况提供了科学依据。

该无线控制网络由GPRS网络和ZigBee网络组成,系统拓扑结构图

无线智能路灯管理系统的组成单元:
1、路灯控制器
主要功能有:控制路灯开关、亮度调节、电流采集、电压采集、计算功率以及功率因数等。
在有限的路由深度和网络容量的前提下,不但具有路灯控制器的各项功能,而且还具备中继路由功能。
2、集中管理器(ZigBee协调器+GPRS数传终端)
主要功能有:接收和发送子网内的所有路灯控制信号、数据记录、报警处理等。它负责控制子网内的路灯控制器运行,将系统中心的命令下达给路灯控制器,将路灯控制器及线路信息反馈系统中心。集中控制器处于系统中心和路灯控制器的中间,向上通过GPRS方式与系统中心通信,向下则是通过ZigBee通讯协议方式,同各个路灯控制器通信。
3、系统中心(计算机系统+监控平台+集中管理器)
系统中心主要实现通过系统控制软件对不同(集中管理器)下的路灯控制器进行远程数据访问和控制,包括参数配置,控制命令发送、现场灯具状态收集等。能够显示路灯状态(亮度、电压、电流、功率和功率因数)信息,能够远程控制路灯的开关和调节路灯的亮度,可以实现时序调度事件、读取数据记录、监视事件和报警应答等操作。
第三章监控功能实现
采用这套*的路灯无线控制智能管理系统,可以对城市的路灯实施统一启闭,对夜间照明系统和路灯的实时监控和管理,确保高效稳定,全天候运行,控制不必要的“全夜灯照明",有效节约电能消耗。对于城市公共照明系统来说,采用智能化的管理系统是实现能源节约、减少资源浪费、满足人们生活要求、显示现代化城市靓丽风景的科学解决方案。
(1)自动巡测功能:系统中心可以自动巡测每路路灯的开关状态。
(2)数据采集功能:采集电流电压、电量、功率因素等数据
(3)节能评估:方便客户进行有功功率,无功功率的计算,为节能评估打下数字基础;
(4)电量计算:带有电表计量采集可统计每天每月的用电量生成报表显示.
(5)控制功能:系统中心可以随意开关任何一路路灯或开关自定义群组的路灯。
(6)自动控制功能:现场按预先设计好的时间计划自动调节路灯开关时间。
(7)报警功能:将过去的式维护报警改为预防式等待报警,这样系统中心可以得到手资料从而迚行调度协调。故障出现后,系统中心可以准确获取故障灯的位置信息,工作人员可以在最短时间内赶到现场迚行维护。通过采集电力线的电流、电压值,通知系统中心,从而进行防盗处理。
(8)数据存储功能:可对路灯安装和时间、地点、运行参数、工作时间等用户关心的信息进行记录存储。
(9)数据查询功能:系统中心可以通过互联网查询任意时间段每路路灯数据信息。
(10)报表功能:可以生成电流、电压、功率因素、亮灯率、开关时间的分析曲线和报表。
(11)远程维护功能:进程网络维护,控制模块具备远程参数设置和维护功能。
(12)拓展功能:如调光控制,配合LED调节灯光亮度,在不影响照明前提下,达到节能效果。系统可自由增减路灯控制器的数量;路灯控制器可以扩展其它功能,配合其他节电控制技术进一步降低路灯能耗。
第四章 系统特点
(1)节省成本:安装施工简易快捷,无需铺设专线;每个路灯只需要一个路灯控制器,最多每100至500个路灯配备一台集中控制器,节省了GPRS流量。不用改变既有的电力线架设和配电控制网络,一方面节省了人力物力;一方面自动组网的ZigBee模块不受天气和地形的影响,也保证了通讯的可靠性。
(2)每天可进行自动通、断电操作;可保证工作日、节假日按不同的时间自动通、断电;可对用电设备进行分区、分线路管理。
(3)控制灯具的开/关和亮度,从而可以显著延长灯具的有效寿命,减少灯具更换次数,节约资源,减少有害气体污染环境。可以远程设置节点控制参数,实现节点的灵活控制。在后半夜车稀人少时,则控制路灯保持较低照度的照明(或者实行“半夜灯"调节控制)。这样做主要优点就是在调光的同时,也大幅降低了电耗,节约用电,同时还可以延长灯源寿命。
(4)根据天气情况和实际光的照度,自动控制灯具的开/关和灯具的亮度,如在不好的天气时及时打开路灯,对于安装在桥下或隧道的路灯,路据实测光强,来自动以的亮度打开路灯,提高公众满意度,在灾害天气使路灯更人性化。
(5)通过系统中心设置,防止非人操作,确保系统控制安全可靠。依据采集数据情况,可判断终端设备运行状态情况。所有运行参数(自动通断电时间,区域划分)可在管理终端随时设置,随时启用,管理方便。
第五章智能照明管理系统介绍
1、操作系统
系统适用于Microsoft 公司的 Windwos 7中文版操作系统,服务器采用Windows2000 Server/2003 Server。系统具有多窗口、多任务、多线程的特点。充分发挥计算机不断发展的硬件资源使*的设计思想和技术得以实现,从而使程序运行快捷、稳定可靠。同时,系统提供了完备的中文环境。在此平台上开发的照明集中管理系统既能做到实时监控、任务处理,又有的友善的中文界面。

2、软件结构与特点
系统软件的主要目的是向用户提供友善的人机接口和高级管理功能,配合硬件使各种繁重、复杂、重复的工作在极短的时间内自动完成。路灯监控管理系统的软件完成了系统各模块间的总级联和总管理。计算机根据值班员的意愿,不折不扣地完成各项任务。
3、友善的人机界面和高级管理功能
系统软件适用于Windows98/NT/2000/XP/7平台,简便易学。整个操作过程中几乎不*键盘,只用鼠标点击即可,非常适用于一般的操作人员掌握。
网络化信息管理与数据共享。采用实时数据库和历史管理数据库相结合的管理模式。采用开放的数据结构,管理人员可以通过系统网络链接成为分控终端,方便查询系统运行数据,并可与常用的数据库如FOXPRO、ACCESS、EXCEL等直接接口,以实现广泛的数据共享,还可以通过Internet对控制室数据进行远程调阅。
4、实时/历史数据图表
提供各分站的一次接线图,实时显示RTU的运行电压、电流、亮灯率、运行状态、开关状态等。同时可以查询或打印分站的历史运行数据如电压、电流图、亮灯率直方图等。
5、亮灯率计算
系统会根据每个分站的运行电压、电流、有功功率和功率因数等自动计算并存贮亮灯率,同时会计算出系统的实时总亮灯率,显示在主窗口上。
6、策略控制
系统可根据用户的设置,实现节假日及每月,每周,每天,每时段的自行亮灯方式,策略可保存可重复到日期。
7、故障管理
提供一组完整的工具软件,帮助值班员通过对RTU采集的数据进行分析,快速而准确的确定路灯网设备所发生的故障,在电气接线图上以闪烁和动画的形式显示出故障电气点的位置,并给出处理故障的基本方法,用以形成故障抢修的安排,并在故障恢复后可以生成一定时间周期内的故障报告。
8、人机界面
人机界面友好,全图形显示,提供鹰眼导览窗口,可对电子地图进行自由缩放、漫游,方便观察局部或全局情况;操作简便,基于MDI 窗口方式,操作人员可在主窗口内任意拼装多个独立子窗口;色彩丰富,在路灯系统接线图上显示路灯网的运行状态如运行、检测修等设备的状态;线路电压、电流、负荷等情况;运行电压电流越限、设备故障报警等信息,并实时刷新。
第六章 方案适用范围
一. 道路照明:可以结合LED路灯,高压钠灯,金卤灯等配套使用
二. 太阳能路灯:可结合太阳能路灯或风光互补路灯
三. 景观 灯:可实现对景观灯的开关等多路控制方式
四. 厂房照明:可对厂房内的照明进行监控和控制


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