一、 无线单灯监控系统开发目的与作用
城市道路照明维护管理，是个长期而艰巨的任务,城市路灯管理部门每年要花费巨大的人力、物力、财力进行管理维护。为减轻城市道路照明维护管理,进一步提升路灯管理数字化水平，城市道路管理系统的应用是符合这一现实需求的，也是今后城市数字化管理的趋势。
路灯单灯监控系统，可通过监控管理中心操控检测,利用移动GPRS网络或者电信CDMA网络,实现四遥（遥控、遥测、遥调、遥信）远控功能。通过管理软件，可遥控遥测到具体的某一盏路灯，给日常维护提供了远程诊断依据，大大减轻维护工作量，节省人力物力，绿色高效。
二、路灯单灯监控系统功能
1. 路灯单灯监控就是把路灯集中控制的功能延伸到单灯，实现“四遥”功能，对路灯的运行状态进行全自动的监控。
? 遥控：远程控制路灯的开关
? 遥测：远程测量路灯配电柜的所有电气参数和单灯电气参数。
? 遥信：设备故障信息和自诊断信息实时自动回传，便于管理部门及时处理。
? 遥调：根据时间、经纬度和照度远程调光实现节能最大化。
2. 开关控制——监控中心可以随时开、关任一盏灯，或奇、偶控制、或自定义分组分区或全区控制；
3. 自由编组——对辖区范围内的路灯可以进行分类控制，分组控制，并可精确控制到每盏路灯。
4. 调光控制——通过设置时段电压，可对带有节能模块的监控终端或具有智能接口的自身带有调光功能的灯具远程调节输出电压，从而达到调光的功能，既节能又人性化管理。如果原灯具未带调光功能，我司可提供调光的“单灯节电器”，单灯节电器需另行购买，我司提供的单灯节电器可与单灯监控终端进行无缝对接，实现不同时段输出不同的光照度，节电率可达15%-40%。
5. 扩展功能——本系统留有标准的数据库接口，能与其他智能化平台进行无缝对接，为今后的系统升级改造提供了便利。
6. 记忆功能——中心糸统有故障时，终端能按最后一次的控制模式自动工作，同样，终端有故障，未端也能按最后一次的模式工作，确保糸统能工作。
7. 无人值守功能——系统可通过短消息模块发送报警信息到指定工作人员的手机上，可发3台手机。
8. 主动查询——监控中心可以主动查询每路照明设备的开关状态、电流电压、功率因素、亮灯率、电量等数据。
9. 智能运行——将预设好的策略输入系统后，系统将会自动执行指令，无需人工操作，方便且效率。
10. 地图指引——系统的GIS功能直观体现全区域路灯开关状态、故障情况、亮灯率、节能效率
11. 支持多平台监控——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。
12. 数据存储——现场监控终端运行时会将所有数据（电流、电压、功率因素、亮灯率等）存储在本机上并自动将数据备份在服务器上，数据保存可达10年以上。
13. 故障报警——灯具故障、设备及线路被盗、非正常工作状态、窃电以及相应预警即时报警
14. 曲线报表——系统可以生成电流、电压、电能、各种开关量信息、亮灯率、开关时间的分析曲线和报表，以供管理者决策。
3.1路灯单灯监控系统概述
路灯单灯监控系统从物理结构来分，主要分为路灯单灯监控管理中心、监控终端、单灯监控末端三个物理层。
各监控终端使用第三方公共网络（移动GPRS/电信CDMA等），实时向管理中心传输各监控终端的信号状态及系统参量，此传输方式每月会产生一定的营运费。
监控终端与下属的各单灯监控末端之间采用电力载波或Zigbee无线调制技术等手段，组成快速响应的物联子系统，实时单灯监控末端的系统参数：电压、电流、开关状态等，此传输方式不会产生营运费。
用户可通过监控管理中心对控制范围内的城市路灯进行高效、可靠、全方位的管理。
3.2路灯单灯监控系统结构与功能介绍
3.2.1 路灯单灯监控管理中心
3.2.1.1 硬件部分
路灯单灯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、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核心设备为灯光监控主机，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。
3.2.1.2软件部分
路灯单灯监控系统软件，是整个监控系统的重要组成部分。系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。
系统软件--WINOOWs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。
1. 遥控
l 可具体控制每个单灯监控末端的开关时间，也可通远程手动操作对单灯监控末端进行控制、巡测等操作。
l 对选定组下的所有终端设备执行组控或任一终端设备执行单灯控制。
l 可根据当地的经纬度自动计算出一年内的开关灯时间。
l 操作员也可根据当日变化情况及时在线更改设置，随时控制任何监控点的开关灯状态。
2.遥信
通过高可靠性的通讯协议，在监控管理中心及监控终端之间建立数据信息通道，可查询当前单灯监控末端的开关状态及报警信息。
随机手动巡检各终端的工作情况，实时监控各终端当前运行状态。对巡测数据自动存入数据库，以备查询、分析和打印。
3.遥测
可远程测量各个单灯监控末端电参数及系统运行参数。用户可任意指定某一单灯监控末端进行检测，可使用常用工具按钮手动遥测各终端设置参数、故障记录、节假日等设置。
定时巡检功能，在设定的时间周期内，监控管理中心对所有监控终端进行轮流查询。定时巡检数据保存到系统历史数据库，以备查询。
4.遥调
通过设置时段电压，可对带有节能模块的监控终端远程调节节能模块输出电压，达到遥调功能。对于具有智能接口的自身带有调光功能的灯具，通过设置调光参数传输到单灯监控末端，可远程调整灯具输出功率，达到遥调功率的功能。
5. 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。
6．数据查询及打印功能
l 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。
l 所有查询数据可导出到EXCEL，方便用户打印、统计分析。
7．终端的分组规划
该功能给终端的管理提供了极大的方便，很多情况下，我们需要将具有相同的开关灯类型终端分在同一组，方便于统一管理。分组通常应用在终端开关灯调度，应急需要以及终端分类上。
8．系统设置和站点参数的远程修改
l 管理人员可自行增加、删除、修改终端设备并对终端设备进行参数设置
l 终端控制参数，运行参数、报警参数等可进行在线远程设置
l 监控软件可对巡测周期、通信方式、系统名称等参数进行设置。
依据各用户操作的权限不同，可分级设置用户权限。
9．无人值守功能
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。
采用GPS授时系统，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 。
设计优点
1）系统的安全性和可靠性高。采用系统保密、使用权限、软件冗余等措施，确保系统不死机。路灯监控功能的软件设计考虑到系统的安全性，如系统解密，使用权限及口令设置变更，系统代维护等问题。
2）多平台监控，各平台间可互为备用，保证监控系统正常运行。
3.2.2无线监控终端
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。监控终端主要负责远程控制命令转发，单灯监控末端信息的采集，本地异常情况告警等。监
控终端与监控管理中心是使用第三方公共网络（移动GPRS/电信CDMA等）来进行传输，每月会产生一定的营运费。监控终端可独立运作，当监控管理中心出现故障时，保证照明系统正常运行。
具体功能：
1、本地控制：监控终端可脱离监控主机独立运行,在监控主机不能正常运行时根据监控终端本地保存的运行参数保证照明系统的正常工作；
2、通过GPRS传输方式与监控主机组成监控网络；
3、通过步进传输方式,实时采集监控终端下属各单灯监控末端的系统参数,包括电压,电流,开关状态等；
4、转发远程控制指令,使能远程监控终端可对单灯监控末端进行远程操控；
5、永久存储本控制终端下属各单灯监控末端的系统参数；
6、检测本地终端各种开关状态及电参量,如门禁,空开状态,停电状态,三相电压电流,功率,功率因数等等；
7、本地控制终端异常状态及单灯监控单元异常状态报警,电缆故障报警等；
3.2.3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（对于具有智能接口的可自身调光的灯具）。监控终端与下属的各单灯监控末端之间采用电力载波、Zigbee无线调制技术等手段，此传输方式不会产生营运费用。单灯监控末端可脱离监控主机和监控终端独立运行,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；
1、测量本灯杆的负载电压电流；
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和调光处理；
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。
三、路灯单灯监控系统架构和功能
