公共路燈遠程監(jiān)控系統研究

        公共路燈是公共事業(yè)建設的一個重要部分。傳統的路燈總控室只能實現每天路燈的開和關，無法實時了解在線路燈的狀況，比如電壓高低、電流大小、路燈的好壞，這就導致路燈維護遲緩，給市民造成生活上的不便。隨著人民生活水平的提高，公共路燈的監(jiān)控越來越重要。為了提高公共照明系統的質量，及時發(fā)現路燈的損壞情況，人們希望能夠找到一種利用已有的路燈供電系統，通過電力線載波通訊技術來傳輸控制路燈的信號。進而實現一種自動控制、及時維護的公共路燈照明遠程監(jiān)控系統。

        路燈遠程測控，景觀燈遠程控制，我們有現成的案例和技術(包括軟件和硬件)，客戶拿到就能用，也可以根據客戶要求來開發(fā)定制。歡迎咨詢：010-82899827 13466665507

        一、系統的結構原理和工作過程

        公共路燈遠程監(jiān)控系統由一個主機模塊和若干個從機模塊組成，主機和從機通過電力線連接，遠程數據采集終端，和數據遠程采集，主機模塊由主單片機系統、微型打印機、顯示模塊、鍵盤和通訊模塊等外圍設備組成，如圖1所示。主機安裝在路燈的總控室內。

        圖l主機系統的組成框圖

        如圖2所示，從機模塊是由從單片機系統、電流傳感器、電壓傳感器、光電轉換器、地址編碼矩陣、繼電器開關和通訊模塊等外圍設備組成。從機安裝在各個路燈控制箱內，主機和從機以電力線載波通訊方式實現數據交換。

        圖2從機系統的組成框圖

        根據操作者的要求，主單片機系統可將從機地址及開啟或關閉繼電器的命令，經通訊模塊發(fā)往從機，實現路燈的開啟。當操作者已開啟所有的路燈后，再次按照從機地址的大小，將巡檢命令 經通訊模塊發(fā)往從機，從機就將檢測到的該路燈的相關信息返回給主機，并打印出來。根據打印的報表情況.就可以知道各個從機的上作情況，進而了解在線路燈的好壞，從而實現對路燈遠程監(jiān)控。

        二、系統的硬件結構

        2.1、主機系統

        主機系統為8031單片機的應用模式，由微型打印機、4位半顯示單元、鍵盤單元組成。因為主機處理的數據量較大，所以需對主機的存儲系統進行擴充。鍵盤單元直接用單片機的口線實現，本系統定義了如下的功能鍵：

        Kl：啟動所有的路燈，打印與顯示每一從機的采集數據;

        比：關閉所有的路燈;

        K3：自動巡檢所有路燈，打印與顯示每一從機的采集數據。

        2.2、從機系統

        圖3是從機系統的硬件結構框圖。電流傳感器、電壓傳感器和自制的光電轉換單元將采集到的信號，通過調整、濾波后，轉變?yōu)殡妷褐?、電流值和光電轉換數據，再輸入到A/D轉換單元，最后傳送到A1到c51單片機系統。電壓傳感器并接在路燈的接線端子上，電流傳感器串接在路燈的回路中，A/D轉換芯片采用1℃L1543芯片。

        圖3從機系統的硬件結構框圖

        從機地址編碼單元由一組開關設置，利用了單片機的lO條口線，所以從機地址有1024個編碼。如果路燈的個數較多，從機地址不夠，可以通過8255接口芯片對此擴充。單片機通過驅動單元(含光耦固態(tài)繼電器)來開啟和關閉路燈。

        通訊模塊由sScP300和ssCP111電力線載波芯片組成，ssCP300和sScP11l是INTELLON公司的載波芯片，該芯片的工作原理與應用情況，還需要聚英電子RTU6640來進行數據采集，通訊模塊通過單片機的中斷過程與主從單片機交換信息。

        三、系統的軟件結構

        3.1主機與從機通訊的數據格式

        主機與從機通訊的數據格式，像www上的分組數據包一樣，主機發(fā)往從機的數據包中含有起始位、主機地址、從機地址、需求命令、奇偶校驗位和結束位，從機發(fā)往主機的數據包中含有起始位、主機地址、從機地址、采樣的電壓值與電流值、奇偶校驗位和結束位。主機的信息可以發(fā)往任意一個從機，但從機的信息只能發(fā)往主機，各個從機間互不通訊。由于本系統對實時性無太高要求，且為了防止一起打開或關閉路燈對線路電流沖擊過大，主機發(fā)往從機的信息采用地址逐漸遞增的方法，也就是說，每次發(fā)送的數據包中只含有一個從機的地址。主機與從機收發(fā)數據均以中斷方式進行。當所有從機收到主機發(fā)來的信息后，立即解數據包并與本機地址比較，如果與本機地址相同，則將采樣的數據按照打包格式發(fā)往主機;如果與本機地址不同，不發(fā)往主機任何數據。

        3.2、主機與從機的軟件設計

        主機軟件主要包括通訊程序(含數據打包)、實時顯示與打印程序。主機將所有的從機地址以表的方式存儲在主機存儲器內，再根據操作者的需求，按照主機通訊數據包的格式，將數據包發(fā)往從機。主機收到從機的數據包后，將數據解包，打印從機地址、對應從機的電壓值、電流值。如果從機的電流值接近零，表明此從機對應的路燈已壞，若收不到從機的數據包，只打印出從機的地址，表明此路燈有問題，比如從機未工作等。

        從機的主要功能是按照主機的需求，開啟、關閉路燈或巡檢采樣路燈的電壓、電流值，并將采樣的數據打包發(fā)回主機。

        四、結論

        基于電力線載波技術實現的路燈遠程監(jiān)控系統，經過試運行，發(fā)現該系統能夠可靠地對公共路燈進行有效的遠程監(jiān)控，能避免繁重的布線工作，且具有造價低、傳輸線路牢固可靠和安裝使用方便等優(yōu)點。