GPRS DTU在路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著時代的發(fā)展，城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐不斷加快，對城市道路照明及城市亮化工程需求也更大，而能源的供需矛盾也越來越突出，節(jié)電節(jié)能、綠色照明的要求越來越迫切，越來越高。現(xiàn)在再采用那些傳統(tǒng)的手控、鐘控城市照明系統(tǒng)的方法已不能滿足要求。如何充分利用高科技手段解決上述矛盾也就成為當(dāng)前照明控制領(lǐng)域一個新的和緊要的課題。城市道路照明自動化控制和智能化管理作為城市現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，它所帶來的經(jīng)濟(jì)和社會效益是十分顯著的，它的推廣和實(shí)施也將是市政工程建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

照明自動監(jiān)控與管理系統(tǒng)能夠靈活開/關(guān)燈，隨時了解運(yùn)行參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)故障，將傳統(tǒng)的人工“巡燈”制度改為“值班”制度，極大地提高照明系統(tǒng)的管理效率。系統(tǒng)能將采集到的數(shù)據(jù)自動進(jìn)行存儲、統(tǒng)計，并能隨時進(jìn)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(diào)壓等手段，降低能耗，提高設(shè)備使用壽命，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

中國移動GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺上構(gòu)建數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)路燈的無線遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點(diǎn)，而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡單。。

GPRS路燈監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點(diǎn)：

1、  可靠性高：

與SMS短信息方式相比，GPRS DTU采用面向連接的TCP協(xié)議通信，避免了數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。中心可以與多個監(jiān)測點(diǎn)同時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，互不干擾。GPRS網(wǎng)絡(luò)本身具備完善的頻分復(fù)用機(jī)制，并具備極強(qiáng)的抗干擾性能，完全避免了傳統(tǒng)數(shù)傳電臺的多機(jī)頻段“碰撞”現(xiàn)象。

2、  實(shí)時性強(qiáng)：

GPRS具有實(shí)時在線的特性，數(shù)據(jù)傳輸時延小，并支持多點(diǎn)同時傳輸，因此監(jiān)控中心可以多個監(jiān)控點(diǎn)之間快速，實(shí)時地進(jìn)行雙向通信，很好地滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時性的要求。目前GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在30Kbps左右，完全能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。

3、  監(jiān)控范圍廣：

GPRS網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)覆蓋，并且擴(kuò)容無限制，接入地點(diǎn)無限制，能滿足城市路燈的監(jiān)控需求。

4、  系統(tǒng)建設(shè)成本低：

由于采用GPRS公網(wǎng)平臺，無需建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只需安裝設(shè)備就即可，建設(shè)成本低；也免去了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用。

5、  系統(tǒng)運(yùn)營成本低：

采用GPRS公網(wǎng)通信，全國范圍內(nèi)均按統(tǒng)一費(fèi)率計費(fèi)，省去昂貴的漫游費(fèi)用, GPRS網(wǎng)絡(luò)可按數(shù)據(jù)實(shí)際通信流量計費(fèi)，也可以按包月不限流量收費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的低成本通信。

6、  可實(shí)現(xiàn)集中控制：

通過GPRS數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，可實(shí)現(xiàn)對路燈的遠(yuǎn)程控制，例如：遠(yuǎn)程開關(guān)控制，遠(yuǎn)程狀態(tài)查詢等。

7、  系統(tǒng)的傳輸容量，擴(kuò)容性能好：

路燈監(jiān)控中心要和每一個路燈監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)實(shí)時連接。由于路燈監(jiān)控器數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰�，而GPRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要；由于系統(tǒng)采用成熟的TCP/IP通信架構(gòu)，具備良好的擴(kuò)展性能，一個監(jiān)控中心可輕松支持幾千個路燈監(jiān)控器的通信接入

由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，因此監(jiān)測中心計算機(jī)需要一個固定的IP地址或固定的域名，各個數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用GPRS DTU模塊通過IP地址或域名來訪問該主機(jī)，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

1、  路燈控制點(diǎn)：

路燈監(jiān)控器通通過RS232或RS485接口與GPRS DTU終端相連，監(jiān)控中心的控制命令通過GPRS DTU終端的傳送給路燈監(jiān)控器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，路燈監(jiān)控器采集的信息通過GPRS DTU內(nèi)發(fā)送到GPRS無線網(wǎng)絡(luò)。

2、  數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：

路燈監(jiān)控器的數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過中國移動的GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，最終傳送到監(jiān)控中心IP地址

a)         公網(wǎng)接入方案

服務(wù)器采用公網(wǎng)方式接入Internet，如ADSL撥號/電信專線寬帶上網(wǎng)等途徑。可通過動態(tài)域名解析服務(wù)或者申請公網(wǎng)固定IP地址來實(shí)現(xiàn)訪問，可以實(shí)現(xiàn)中小容量的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。

b)        專網(wǎng)接入方案

服務(wù)器采用省移動通信公司提供的APN專線，申請配置固定IP地址，與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連。由于APN專線可提供較高的帶寬，當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求，可實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。

監(jiān)控中心RADIUS服務(wù)器接受到GPRS網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)后先進(jìn)行AAA認(rèn)證，后傳送到監(jiān)控中心計算機(jī)主機(jī)，通過系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這樣進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信安全性能。

3、  控制中心：

包含工作站，應(yīng)用服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫，Web服務(wù)器等設(shè)備構(gòu)成，小規(guī)模構(gòu)架下，可按情況精簡或增加相關(guān)設(shè)備以適應(yīng)數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)訪問的需要。

中心端軟件可使用通用組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)，一般國內(nèi)主流廠家如：三維力控，組態(tài)王等對于GPRS DTU都有很好的兼容性。

組態(tài)軟件在該項(xiàng)目中主要實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)的通信控制，數(shù)據(jù)庫存儲，圖形化顯示，數(shù)據(jù)統(tǒng)計，網(wǎng)頁發(fā)布等功能。

各路燈監(jiān)控點(diǎn)使用GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端，通過移動GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相連。各監(jiān)控點(diǎn)使用移動通信公司的GPRS普通數(shù)據(jù)卡或APN專用數(shù)據(jù)卡，同時監(jiān)控中心對各點(diǎn)GPRS終端編號進(jìn)行登記, 并與路燈點(diǎn)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以便識別和維護(hù)處理。路燈控制中心運(yùn)行監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)路燈信息監(jiān)控。

經(jīng)授權(quán)的監(jiān)控點(diǎn)均可以使用本系統(tǒng)：

1、  監(jiān)控點(diǎn)必須使用移動統(tǒng)一的APN卡，用戶使用本卡只能用于與路燈監(jiān)控中心通信。

2、  終端設(shè)備使用倚天豐華GPRS移動數(shù)據(jù)通信終端。

3、  用戶登記：符合市政管理部門的規(guī)定。

系統(tǒng)采用GPRS DTU作為無線透明數(shù)據(jù)傳輸終端。產(chǎn)品基于中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)，具有高性能、高可靠及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，提供標(biāo)準(zhǔn)RS232/RS485接口,可直接與PC、單片機(jī)系統(tǒng)、RTU測控終端、PLC、GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)集中器等連接，具有遠(yuǎn)程診斷、測試、監(jiān)管功能，滿足各行業(yè)調(diào)度或控制中心與眾多遠(yuǎn)端站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)采集和控制。

1、      內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，針對GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

2、      提供GPRS無線數(shù)據(jù)雙向傳輸功能

3、      提供RS232/RS485/RS422接口

4、      符合ETSI GSM Phase 2+標(biāo)準(zhǔn)

5、      支持自動心跳，保持永久在線

6、      透明數(shù)據(jù)傳輸，支持大數(shù)據(jù)包傳輸

7、      自動撥號連接：DTU上電自動撥號上網(wǎng)、連接網(wǎng)絡(luò)，支持用戶端激活連接或遠(yuǎn)程喚醒連接

8、      支持遠(yuǎn)程電話喚醒

9、      實(shí)時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)連接情況，掉線自動重?fù)芄δ?/DIV>

3.4   安全措施

4       使用該系統(tǒng)帶來的好處: