城市路灯景观灯无线智能集中控制管理系统建设总体方案.docx
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城市路灯景观灯无线智能集中控制管理系统建设总体方案
基于GPRS无线互联网络的城市路灯、景观灯集中管理控制系统建设总体方案
北京航星网讯技术股份有限公司
2012年3月29日
第1章概述
1.1项目名称
《基于GPRS无线互联网络的城市路灯、景观灯集中管理控制系统建设》（以下简称系统）
1.2项目背景
随着城市建设步伐的加快，城市照明系统的规模也随着城市规模的扩大而越来越大，各类照明设施、设备数量越来越多，城市照明系统的稳定运行与科学管理开始成为各级政府和市民群众关注的一大焦点。
实现道路照明与景观照明统一管理，集中控制，处理好城市照明与节能环保的关系，处理好人居生活与景观形象的关系，已经成为城市管理者在城市照明建设中首要思考的问题。
从该工程具体情况分析，工程共有***个控制片区其中景观灯控制节点***个，路灯控制节点120个（覆盖15000个照明路灯，10000根灯杆），两种照明控制根据其需求有着各自的特点，其中道路照明要求照明设施能长期有效的运行，景观照明要求照明设施能充分的满足照明的临时性需求，为了将两种不同类型的照明控制有机的结合并体现出各自的特点，本系统将采用不同的控制策略满足两种不同类型照明控制的需求。
本次建设后的系统将利用现代化的计算机技术、GPRS通讯技术，以及自动控制技术，对所有照明设施集中远程控制、集中统一管理、远程诊断维护，以有效提高系统的管控、维护、检修能力和效率，实现照明系统的网络化、信息化、智能化、自动化；同时降低电能消耗、减轻劳动强度，保障了控制柜内设施安全，以避免不必要的电能和人力、物力的浪费，有助于进一步提高景观和道路照明质量，进而提高整个城市的管理和服务水平。
1.3系统建设要解决的主要问题
路灯和景观灯照明的有机结合：
通常情况下路灯照明要求照明设施能长期有效的运行对于开关灯的时间几乎没有变动，所以对于路灯照明常采用天文钟方案进行控制，即按照当地的日出日落情况适时开关灯，也可以采用地理位置信息、光照度智能方案进行控制；景观照明要求照明设施能充分的满足照明的临时性需求，根据不同的节假日或大型活动会议等采用不同开关灯方案，鉴于景观照明的突发性我们通常采用临时时间方案和周方时间案来满足用户的需求。
针对路灯照明和景观照明的不同点我们对系统的权限进行了定制，为管理路灯和管理景观灯的人员制定了不同的操作权限，除非管理人员以超级用户登陆才可同时管理路灯和景观灯。
使城市照明管理变得简单易行：
传统的照明管理往往需要投入大量的人力物力来对照明设施经行巡查，维护和检修，这不仅加大了城市照明的投入更增加了城市照明管理的难度，尤其是现代城市发展步伐加快，城市照明规模不断扩大的今天，城市照明已然成为让城市管理人员头疼的一大问题。
改造后的照明系统具有自动报警和巡测、选测电流电压功能，当某些配电设施发生故障时，调度人员可以在控制中心内立即了解到故障发生的地点和状态，并及时指派人员进行修复，这样不仅减少城市照明管理的投入更大大降低了城市照明管理的难度。
同时我们还能提供手持终端软件，只需一部手机就可实时掌握照明设施的状态，并对其进行远程控制。
降低城市照明成本，合理有效的节约能源：
系统将“值班人员到现场查找故障”改进为“值班人员在控制中心等待报警”，可减少值班人员和车辆损耗，降低维修成本。
在已经知道了故障的地点和状况的情况下，可以缩短到达维修地点的时间、提高检修效率，降低维护成本；通过合理减少开灯时间，有效延长灯具的使用寿命，可有效降低运行成本，进一步提高经济效益。
系统能对开/关灯的状态进行自检，可有效避免白天亮灯、晚上熄灯等情况的出现。
通过预置合理的开关灯时间方案，在满足城市照明需求的同时，有效地减少开灯时间，从而节约电能。
人员和车辆损耗，降低维修成本。
在已经知道了故障的地点和状况的情况下，可以缩短到达维修地点的时间、提高检修效率，降低维护成本；通过合理减少开灯时间，有效延长灯具的使用寿命，可有效降低运行成本，进一步提高经济效益。
系统能对开/关灯的状态进行自检，可有效避免白天亮灯、晚上熄灯等情况的出现。
通过预置合理的开关灯时间方案，在满足城市照明需求的同时，有效地减少开灯时间，从而节约电能。
提升城市综合形象
系统能将采集到的系统运行数据自动存储、统计，并能随时进行查询和打印，为科学管理提供基本数据依据，加强了城市的数字化建设。
通过移动GPRS网络组建的无线网络保证了数据传输的高效可靠，体现了城市的现代化建设成果。
及时准确的报警机制可以确保照明设施的正常运行，为市民的出行提供方便，提升市民的幸福指数，彰显部门高效的执行力。
1.4系统建设内容
Ø完成基于GPRS无线互联网的城市路灯、景观灯集中控制管理系统软硬件平台的建设；
Ø完成辖区内***个景观灯控制节点，120个路灯控制节点的建设。
1.5设计依据及参考资料
系统整体方案依据以下技术规范和标准设计：
GB8566计算机软件开发规范
GB/T12504计算机软件质量保证计划规范
GBJ93-86工业电气自动化仪表工程施工及验收规范
GBJ232-82电气装置安装工程施工及验收规范
GB11920-89电站电器部分集中控制装置通用技术条件
GB4720-84低压电器电控设备
JECC144低压开关和控制设备的外壳防护等级
ANS1488可编程仪器的数字接口
第2章系统简介
2.1系统特点
城市路灯、景观灯控制点分布比较离散，传统的维护手段是值班人员驾车到相应控制节点进行开关灯控制或者维修保养，带来巨大的人力与时间的浪费。
采用航星网讯的智能照明控制器后，首先带来便捷是无人值守的时间表控制，当有临时开关灯需求时，只需值班人员在电脑前修改对应控制点时间方案就可以完成管理操作。
由于本项目是路灯和景观灯集中管理控制，系统根据路灯、景观灯照明特点采用不同的时间方案。
并且在软件上将路灯与景观灯分权管理，对不同的部门分配不同的权限，使得责任分工更加明确，同时减少无关人员对照明控制的误操作。
当遇到紧急情况而值班人员未在电脑前时，我们的系统还配备有值班手机，值班人员可以通过手机中的航星网讯智能照明控制软件对路灯或景观灯进行开关控制。
免去了值班人员往返值班中心的烦恼，真正实现了随时随地控制。
系统可以随时将白天亮灯、夜间异常开关灯，辅助节点不一致，电压电流越限，配电箱门非法打开，供电线路停电等故障信息存储到数据库当中，以备日后查询，同时系统通过短信网关及时将故障信息上报到值班手机，方便值班人员及时了解配电设备故障，能够在第一时间赶到现场解决问题。
2.2系统功能
集中管理系统具有以下功能：
Ø系统实现“三遥”功能：
遥控、遥信、遥测；
Ø开关灯可以自动和手动远程控制，实现按时间方案控制和点对点实时开关控制；
Ø光照度智能控制路灯开关，实现根据不同地区不同室外光照强度，自动开启和关闭路灯开关；
Ø自动数据采集（三相电压、6路电流、数字开关量等数据量的采集）；
Ø自动故障报警（白天亮灯、夜间异常开关灯，辅助节点不一致，电压电流越限，配电箱门非法打开，供电线路停电等故障等等）；
Ø远程查询打印功能。
根据年、月、日对统计数据进行查询，并打印；
Ø安全管理。
采用多级操作口令和自动密码保护；
Ø系统通信接口兼容多种网络环境；
Ø系统容量：
1个主站，1万个分控点，可构成网络化控制。
（须配置网络版软件）。
Ø集中管理软件系统可扩展地图显示，能够直观的看到管理辖区内所有控制点的状态。
第3章系统总体架构
3.1系统组成
图3-1城市路灯、景观灯集中管理控制系统组成
3.2智能照明控制器
HX-LCS6008WL型系列智能照明控制器选用目前最先进的工业级ARM处理器，采用实时操作系统环境运行嵌入式照明控制软件，整机-30℃～+70℃的环境温度下的可连续运行，设备获得了北京市质量监督局质检所的国家级产品质量检测报告。
HX-LCS6008WL型智能照明控制器外形如图3-2所示。
图3-2HX-LCS6008WL型智能照明控制器
智能照明控制器的控制模块具有8路开关驱动输出，每一路开关控制一个照明回路。
LCS6008WL最多可以控制8个照明回路（可扩展为16路、24路……），回路可以全开、全关、部分开关，以实现路灯、景观灯控制。
该控制器具有以下功能：
●自动网络校时系统（NTP）对系统各个设备进行时钟校对，精度为GPS授时级别；
●独立运行。
当控制中心的电脑或通信链路发生故障时，控制器会根据预先设置好时间方案自动开/关灯，以确保照明线路的正常运行。
●智能照明控制器供电断电识别。
智能照明控制器内装有后备电池，具有断电识别的功能，能在供电线路断电时及时向管理平台发出告警，使管理部门了解设备停止运行原因并通知物业管理单位及时检查供电情况。
●具有远程抄表接口。
●防盗报警功能。
在控制器箱门加装开关，当外人打开箱门时，智能照明控制器能自动向服务器发送报警信号，保证照明设施的安全。
●进行开关量、通信中断、掉电等告警处理；
●工作温度环境：
智能照明控制器终端的工作环境温度范围满足-30℃~70℃，符合工业级通信标准；
●系统各环节采用模块化设计具备良好的兼容性，能有效地避免局部损坏而导致系统瘫痪。
3.3照明集中控制管理系统软件
本软件将路灯和景观灯的集中控制管理和数据采集与处理融于一体，通过不同的控制方式实现对辖区内路灯与景观灯控制点的集中控制管理。
3.3.1照明集中控制管理系统终端软件功能概述
系统内设备管理
用户可以以中文名称、数字编号等方式将智能照明控制器和照明类型（路灯或景观灯）的相关信息存储到服务端的数据库中，允许对设备各类信息进行快速的增、删、改、查。
照明控制器设备具有ID管理、安装位置管理、灯具类型管理和对应的号码管理，系统界面如图3-3，图3-4所示。
图3-3设备列表示意图
图3-4添加设备示意图
设备分组与字典表
设备分组表示把一些具有共同点的设备分组进行管理，这样会大大提高管理效率，减少工作量，如图3-5所示。
字典表是一些数据的可选数据，如“灯具类型”要有“洗墙灯”和“泛光灯”等选项，如图3-6所示。
图3-5设备分组示意图
图3-6字典表示意图
人员权限管理和设备权限管理
分配权限的操作只能由系统的超级管理员来操作，各个行政管理区只能管理所分配权限的设备运行。
本软件功能按照上述原则设计了相应的管理模式。
提供了便捷的人员权限管理机制和设备权限管理机制，从而实现了对系统有机化、合理化的管理，如图3-7所示。
图3-7权限岗位分配
照明控制设备实时状态监控
实现对照明设施当前状况的实时查询，查询内容包括各控制器的当前运行以及故障情况。
通过该软件，管理人员可以很方便地了解照明设施运行情况。
图3-8为实时查看当前状况界面，主界面上有8个灯泡图标，表示控制器的8路输出，图标为灰色时表示灯不亮，图标为绿色时，表示灯亮。
图3-8回路状态显示示意图
时间方案控制
管理员可以在计算机客户端上设置开关灯的时间方案及其相关参数，然后通过无线互联网下发给相关的照明控制器。
根据照明类型（道路照明或景观灯照明），系统会自动显示不同时间控制方案。
道路照明时间方案主要为“经纬度时间方案”，景观灯照明主要为“周时间方案”。
两者都配有“临时时间方案”，临时时间方案的优先级最高，执行临时开关灯需求，如图3-9，图3-10所示。
图3-9道路照明时间方案设置示意图
图3-10景观灯时间方案设置示意图
报警管理功能
此功能为用户提供了诸如白天亮灯、夜间异常开关灯报警、数字量报警（如门开报警）等多种报警功能，这些报警均可以在服务器端自动生成报警记录来供用户进行追溯管理并打印出报表。
用户还可根据各种报警内容的不同，来进行相应的处理并将处理措施和结果记录在系统数据库中，便于日后的查看及统计。
如果某一特定照明控制器产生报警，相关报警信息将在地图界面上进行定位，并将在界面上自动弹出报警提示，同时配有报警音响效果，给用户提供了直观、清晰的报警提示功能，如图3-11所示。
图3-11系统报警信息示意图
图3-12系统报警日志
图3-13生成的打印报表
短信监控及报警功能
此功能支持系统以短信的形式向当日值班人员发送报警信息。
一旦有照明控制器产生报警，服务中心系统立刻将当前的报警信息通过短信形式发送到预先设定的值班人员的手机，使当日值班人员及时获知设备的异常状况。
网络校时软件功能
运用计算机网络校时技术，系统既可以实现对系统服务器的准确校时，保证了系统时钟的准确性，也使终端设备利用NTP校时访问算法，实现照明控制器的高精度校时，确保时间的高度统一。
图3-14NTP网络同步校时
历史记录管理
此系统可以对下位机上报的巡检数据、和报警数据进行定时、定量的处理，实现高效、准确、直观的数据管理效果。
此外，还可以对智能照明控制器和摄像头的各种即时状态、用户对系统的各种操作做出即时的跟踪记录，生成相应的数据报表共用户查阅和打印。
对于照明控制器所采集的各项电参量，如电流、电压和用电量等，系统可生成对应的日志记录，并提供按年、按月、按日和按时间段生成的图形和文字报表，使用户能够更直观、更便捷地观测到所需要了解的数据和变化趋势，如图3-15所示。
图3-15系统日志界面示意图
图3-16开关灯时间报表示意图
3.3.2照明集中控制管理服务端功能概述
服务端没有图形化的界面，对于用户来说是不透明的，是用户在表示层所作操作的具体实现。
服务端使用两层架构（DAL和BLL层），可以实现解析数据、转发数据、存储数据，实现的功能不仅可以实现用户现有的需求，而且兼容用户以后提出的新要求。
它具有以下功能：
◆解析数据。
将智能照明控制器所传回的数据进行协议解析，转换成用户界面可以接受的数据。
这个过程包括协议的面向对象的设计和实现，使字节数据或数组数据以对象属性的形式存在，从而使服务的功能更加可靠、清晰。
◆转发数据。
智能照明控制器传回的状态数据经过解析以后，服务端就会把解析后的数据传到客户端；客户端对控制器进行操作，则会从客户端发出一个操作指令，服务端对这个数据进行解析以后，再转发指令到对应的智能照明控制器。
它具有以下功能：
✓它可以给上位机和智能照明控制器分别开放端口。
✓以“线程”的方式进数据的处理和转发，可以同时被多个客户端访问。
✓可以同步/异步地查询/设置智能照明控制器的状态
✓可以对智能照明控制器进行时间方案的下发和读取
✓可以对智能照明控制器进行远程手动控制
✓可以远程设置智能照明控制器时间同步
✓可以远程设置智能照明控制器的一些基本参数（如：
心跳、巡检）
✓可以查询、设置智能照明控制器在地图上的位置
✓可以查询、处理报警
◆数据存储。
本服务端采用强大的数据库MSSqlServer进行数据的增删改查，具有完善的数据处理功能。
✓可以对景观灯控制设备信息进行存储；
✓可以对操作人员的权限进行存储；
✓可以存储手机和负责人的对应关系；
✓可以对报警信息进行存储；
✓它可以对用户的操作以日志的形式进行记录，以方便以后的查询（如：
处理报警日志，会记录哪个操作员在什么时候做了什么处理报警的信息）；
✓可以对灯的运行情况以日志的形式保存（如：
开关灯时间表日志）。
3.4控制中心硬件平台与设备选型
服务器：
Dell™PowerEdge™T610，基于Intel处理器的双插槽塔式服务器，千兆以太网卡。
监控计算机：
OptiPlex580，AMD羿龙™ IIX2（B57），4G内存，高达250GB SATA硬盘（7200）。
交换机：
H3CS3100-26TP-SI-AC，背板带宽19.2Gbps，包转发率6.55Mpps，接口数量26个。
路由器：
H3CER2100，传输速率：
10/100Mbps，1个广域网接口，4个局域网接口，1个Console接口。
短信网关：
支持GSM900和DCS1800双频，支持数字、语音、短消息和传真，提供SIM应用工具箱。
打印机：
HPCP1025，彩色激光打印机，最大打印幅面：
A4，最高分辨率：
600x600dpi，介质类型：
普通纸，宣传册纸。
第4章设备清单及预算
项目
设备名称
型号（功能说明）
设备图示
数量
单位
单价（元）
金额（元）
机房硬件建设
照明控制管理系统应用服务器
Dell™PowerEdge™T610
1
台
18000
18000
值班人员监控与管理计算机
OptiPlex580
2
台
8400
16800
短信网关
HX-2000AW
1
台
1800
1800
交换机
H3CS3100-26TP-SI-AC
1
台
3600
3600
路由器
H3CER2100
1
台
1800
1800
打印机
HPCP1025
1
台
2400
2400
设备小计
44400
施工费用
4440
本项合计
48840
系统软件
智能照明控制管理服务分发平台
HX-LCS2000-DMSV3.0
1
套
58000
58000
无线智能景观照明监控系统PC客户端软件
HX-LCS2000-CLTV3.5
1
套
0
0
无线智能景观照明监控系统智能手机客户端软件
HX-LCS2000-MV2.0
1
套
8000
8000
中心数据库
SqlServer2008
1
套
0
0
设备小计
66000
施工费用
6600
本项合计
72600
前端硬件建设
智能照明控制器
HX-LCS6008WL
120
台
5200
624000
智能照明控制器配电箱及安装
通用
120
台
900
108000
照度控制建设
光照度计
HX-LCS2000-A
1
台
1500
1500
数模转换模块
HX-LCS1080-P
1
台
2800
2800
设备小计
736300
施工费用
73630
本项合计
809930
项目合计
931370
升级会员 