基于无线网络路灯监测及节能系统.doc

基于无线网络路灯监测及节能系统 设计目的 随着我国城市化步伐的加快，城市照明建设作为体现城市形象的作用日益受到重视，同时城市照明的管理范围日益扩大，城市的建设发展对道路照明以及景观照明提出了更高更新的要求，这就使得城市照明的管理难度越来越大，运营成本也越来越高。作为城市照明的管理部门迫切需要一种现代化的管理系统平台，来提高管理效率和水平。随着国家节能减排的目标的确定，政府对城市照明的降耗等也都提出了明确的要求，据此如何通过采用现代化技术，将高新技术与传统的运行管理模式相结合是实现绿色照明、提高管理效率和降低运行成本的关键，而单灯节能监控系统正是基于此而提出的。(或照度)在30％ ～100％ 无级可调，可根据环境光强度和时段，在保证道路照明质量、辨认可靠且视觉舒适的情况下，节约电能30％ ～40％ 。 城市照明监控系统现状及问题 随着无线通信技术和计算机技术的飞速发展，起源于上个世纪90年代初的城市照明监控技术也有了长足的发展，城市照明监控网俗称“三遥” 系统，其主要功能有： (1)遥控：对远端的研究对象和目标进行控制，系统按照控制中心主控机上的各项参数和控制目标来。对远端执行机构进行控制。 (2)遥测：对被测对象的参数进行远距离的间接测量，也就是系统具有实时获取远程现场的各项模拟量参数的功能。 (3)遥信：把被控对象的动作结果和故障信息送回到控制端，也就是系统具有实时获取远程现场的各项开关量参数的功能。 (4)数据处理： 系统具有将RTU (Remote Terminal Unit远程控制终端)采集到的实时数据处理加工成相应的报表，提交给系统管理人员或上级管理机构的能力。 (5)报警处理：系统具有根据RTU的采集量进行声光报警的功能。 根据近年来数字化城市建设和节能需求，城市照明监控网又增加了“遥调”、“遥视” 的新功能，俗称“四遥”或“五遥”。“遥调”就是根据城市照明电网的实际情况和各时间段不同的照明要求， 自动调整电压、电流等开关量， 以达到既节能又保证照明功效的目的。而“遥视” 则是通过安装现场视频监视系统的手段，以达到更直观地监控目标、防盗、展示城市形象的目的。 目前国内应用的城市照明监控系统归纳起来，这些系统存在的主要问题在于： (1)精度不高：只能达到基站级别(路灯控制箱)，最多到回路，精度不高，还远未达到单灯监控的水平，更不能体现智能化。虽然可根据所测电流量与数据库中所存标准值进行比较，从而计算出亮灯率、功率因素等参数，但由于现场状况多变，监控手段所限，仍然停留在估算的水平上，根据回路电流估值本身并不精确，参考价值也就大打折扣。而要达到单灯监控，采用怎样的通讯手段和方案、如何控制成本，都将是困扰其实现的难题。 (2)不能适应节能及监控新光源要求：近年来，能源问题日趋紧张，国家大力宣传在城市照明行业发展节能新技术，采用节能新光源，倡导“绿色照明”新观念。为顺应国家能源战略的总体要求，各种路灯节能设备在城市照明行业得到普遍应用，但目前采用的节能器，大多设置在控制箱端，体积庞大，控制线路长、设备多，因而节能效果也受到一定限制。尤其引人注目的是，大批光伏照明产品在各大中城市陆续登场，太阳能路灯、太阳能景观灯在生活中已习以常见。而如何对分散分布的太阳能灯实施监控，达到“分散测控，集中管理”的要求，业已成为新光源推广使用中的迫切难题。 (3)盗失严重，管理乏术：随着城市建设规模的迅速扩展，市政公用设施的管理已成为一个老大难问题。仅在如何防止盗失方面，各地方各行业就此想了很多办法， 比如加固设施，派专人巡查，加大处罚力度，甚至组建机构、招募人员，可以说不遗余力，想尽了方法。但公用设施被盗事件仍层出不穷，防范效果并不显著。原因主要是监控周期长，监控范围大而目标分散，单纯依靠人力毕竟不是科学和长久之计。 技术简介 ZigBee技术和RFID技术在2004年就被列为当今世界发展最快，市场前景最广阔的十大必威体育精装版技术中的两个。而这两项技术都使用电波的方式作无线信息传输，二者之间有着紧密的联系，前者是复数节点互连互通的网络系统，而后者是一种标示和对个体的识别。把后者的电子标签设在前者的节点上可以进行数据传输和控制，使两者有机地结合在一起，可以派生出无穷的应用来。 ZigBee是个仿生学名词，来源于蜂群中蜜蜂相互通讯时的螺旋形“z”字舞蹈。ZigBee伴随着短距离无线通信技术、即无线个人局域网(WPAN)的应用需求而迅速发展，使用免费的工业、科学、医疗专用频段(2.4G-ISM)，它是IEEE 802．15．4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率(20- 250KB／s)、低成本、高可靠性、高容量、高安全的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。其