用前景進(jìn)行了分析與展望。

　 　相電壓9-條負(fù)荷線的電流、盈關(guān)班間間、板1內(nèi)硬件時(shí)鐘的當(dāng)Blishing太原市路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，是在市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，參照國(guó)內(nèi)外的先 進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合太原市路燈照明系統(tǒng)的具體情況做出的。該系統(tǒng)運(yùn)行后，將使太原市的道路照明控制與管理水平得到較大的提高。

　　1系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明子站硬件它包括電源、電腦主板、電壓檢測(cè)板、人機(jī)交互接口、路燈控制器、電氣主回路及通訊用電臺(tái)。

　 　電腦主板。電腦主板由單片機(jī)最小化系統(tǒng)、模擬量輸入通道、數(shù)字量輸入通道、輸出通道、板內(nèi)硬件時(shí)鐘、串口通訊構(gòu)成。單片機(jī)最小化系統(tǒng)主要由晶振電路、復(fù) 位電路及AT90S8515單片機(jī)組成。復(fù)位電路包括手動(dòng)復(fù)位、看門狗自動(dòng)復(fù)位，以保證單片機(jī)在死機(jī)情況下可以復(fù)位。電腦主板的模擬量輸入通道主要由以下 幾部分組成：一是多路轉(zhuǎn)換，二是有效值電路，三是運(yùn)算放大器，四是壓頻轉(zhuǎn)換。節(jié)點(diǎn)站電腦主板的輸入通道要解決的主要問題是將路燈柜中的電壓、電流信號(hào)分別 加以采集、轉(zhuǎn)換、放大，并在模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入到單片機(jī)。

　 　數(shù)字量輸入通道包括電能檢測(cè)、煙霧檢測(cè)、溫度檢測(cè)、開門檢測(cè)、接觸器開關(guān)狀態(tài)量檢測(cè)。輸出通道主要由以下部分組成：有單片機(jī)的輸出口線及隨后用于驅(qū)動(dòng)的 8路驅(qū)動(dòng)器，由8只繼電器驅(qū)動(dòng)的三極管。驅(qū)動(dòng)器起反相驅(qū)動(dòng)作用，三極管作為繼電器吸合的驅(qū)動(dòng)管。板內(nèi)硬件時(shí)鐘在主電腦板失電的情況下，仍保證有時(shí)鐘運(yùn)行， 使主電腦板一旦上電就可得到正確的時(shí)間信息。

　 　串行通訊接口主要由調(diào)制解調(diào)器、接口控制邏輯電路以及信號(hào)濾波放大電路組成。串行通訊接口的工作原理是：平時(shí)單片機(jī)總令調(diào)制解調(diào)處于接收態(tài)；接收來自電 臺(tái)的信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后的數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)的串行口輸入端RXD；發(fā)射時(shí)，單片機(jī)先令調(diào)制解調(diào)RS端為低，允許它進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；此時(shí)，單片機(jī)發(fā)送串行數(shù)據(jù)給電 臺(tái)。

　 　相線的輸入電壓為220V時(shí)，可調(diào)電阻中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)為0.5V（即信號(hào)電壓輸出4.若某相線的輸入電壓不是恰好等于220V，則信號(hào)電壓的值可依比例算 出。例如若輸入某相電壓為235V，則依比例220V：0.5V=235V：X，求出X的值0.53V即為輸入相電壓為235V時(shí)應(yīng)輸出的信號(hào)電壓，調(diào)節(jié) 可調(diào)電阻，使輸出信號(hào)電壓等于0.53V即可。

　 　人機(jī)交互接口。一般說來，當(dāng)工作人員到達(dá)某一路燈柜節(jié)點(diǎn)站時(shí)，有兩種方法可以作為人與路燈柜電腦主板之間的溝通。一是可將電腦主板內(nèi)的各種信息顯示出 來，這些信息包括各走時(shí)時(shí)間及作為節(jié)點(diǎn)通訊地址的棧號(hào)等。二是可將工作人員的信息反過來輸入給電腦板，如輸入一個(gè)新的走時(shí)時(shí)間基準(zhǔn)，輸入一組新的開關(guān)燈時(shí) 間并立即開關(guān)燈等。上面所說的兩種方法，第一種方法是采用遙控器，組成一個(gè)模擬增控寶功能的小三遙系統(tǒng)，一方面它具有上面所說的人機(jī)交互功能，另一方面它 還可試出節(jié)點(diǎn)站的無線通訊狀況，如通訊是否失靈等。第二種方法是利用電腦板上的按鈕和八位數(shù)碼管，當(dāng)需要人機(jī)交互時(shí)，適當(dāng)按下面板上的兩個(gè)小按鍵，就可實(shí) 現(xiàn)上述的人機(jī)交互功能。這樣既可以讀出各相電壓值及各支路電流值，又可以讀出開關(guān)燈時(shí)間、當(dāng)前走時(shí)時(shí)間以及調(diào)壓設(shè)定值和棧號(hào)等。反之，數(shù)顯板也可以像遙控 器一樣向電腦主板輸入信息，諸如送入一組新的開關(guān)燈時(shí)間、當(dāng)前走時(shí)時(shí)間以及新的調(diào)壓設(shè)定值等。

　　路燈控制器。作為節(jié)點(diǎn)輔助監(jiān)控設(shè)備，設(shè)計(jì)有人機(jī)交互輸入及可控輸出，內(nèi)部采用最新型的時(shí)鐘芯片，使其內(nèi)部時(shí)鐘能夠可靠運(yùn)行。軟件上輸入天文臺(tái)提供的季節(jié)變化天象表，根據(jù)當(dāng)?shù)氐木暥戎?，自?dòng)計(jì)算當(dāng)天的開關(guān)燈時(shí)間，使其能準(zhǔn)確地開關(guān)燈。

　 　電氣主回路。它包括主回路的刀形熔斷開關(guān)、避雷器、熔斷器、交流接觸器等。電氣部分的主要作用是：控制相應(yīng)的電氣和最終控制接觸器的通斷去執(zhí)行開、關(guān)燈 等操作，并檢測(cè)強(qiáng)電部分的工作狀態(tài)和接觸器的吸合狀態(tài)。）子站電臺(tái)。它主要用于完成通訊任務(wù)。中控室計(jì)算機(jī)送出的控制數(shù)字信令經(jīng)調(diào)制解調(diào)器調(diào)制為模擬信號(hào) 后送至電臺(tái)的調(diào)制端，然后把音頻信號(hào)調(diào)制到射頻上，經(jīng)射頻電纜傳輸?shù)饺蛱炀€輻射到各子站，子站定向天線收到射頻信號(hào)后，經(jīng)射頻電纜送到電臺(tái)的接收端，接 收端把射頻信號(hào)中的音頻信號(hào)解調(diào)出后送至主板的調(diào)制解調(diào)器，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，解碼后根據(jù)主站的信令指示進(jìn)行控制操作。子站的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡就ㄐ?原理同上。

　　子站軟件節(jié)點(diǎn)監(jiān)控站程序主要由主控程序、人機(jī)對(duì)話程序、定時(shí)采樣程序、通訊控制程序等4個(gè)功能模塊組成。系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)如所示。

　 　1）主控程序。系統(tǒng)啟動(dòng)立即進(jìn)入主控程序。首先進(jìn)行單片機(jī)內(nèi)各接口電路的初始化，檢查節(jié)點(diǎn)地址，檢查參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)檢參數(shù)f儲(chǔ)區(qū)內(nèi)容卜1單片機(jī)接口初始 化）"循環(huán)采樣控制程序d動(dòng)通程序容，如未設(shè)置或參數(shù)錯(cuò)誤，則啟動(dòng)數(shù)傳上報(bào)中控室，如一切正常即轉(zhuǎn)入循環(huán)控制程序，查詢有無按鍵命令或中控室命令及是否有 中斷服務(wù)申請(qǐng)等。）人機(jī)對(duì)話程序。為調(diào)試和維護(hù)方便，節(jié)點(diǎn)監(jiān)控站設(shè)置有人機(jī)對(duì)話接口，通過此接口可用面板上的按鈕及數(shù)碼管檢查各種參數(shù)，用兩只按鍵可以對(duì) 如開關(guān)燈時(shí)間等控制參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置、修改及讀出。人機(jī)對(duì)話程序即為服務(wù)于以上功能的軟件。

　 　定時(shí)循環(huán)采樣控制程序。節(jié)點(diǎn)站監(jiān)控機(jī)按照固定的時(shí)間周期循環(huán)采集各模擬通道的數(shù)據(jù)，進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算處理后存儲(chǔ)起來，供中控室招測(cè)傳送。對(duì)于實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的故 障如停電、缺相、短路等狀態(tài)則直接發(fā)出報(bào)警報(bào)文，及時(shí)告知中控室。監(jiān)控機(jī)隨時(shí)將當(dāng)前時(shí)間與由中控室發(fā)布或由人工現(xiàn)場(chǎng)置入的路燈開關(guān)燈時(shí)間相比較，發(fā)出相應(yīng) 的開關(guān)燈命令。

　　通訊程序。通訊程序用于實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)監(jiān)控站與中央控制室的數(shù)據(jù)傳輸。由于無線通訊效果受環(huán)境影響較大，為確保數(shù)據(jù)可靠，在通訊報(bào)文中采用了報(bào)頭設(shè)置口令碼、報(bào)尾設(shè)置校驗(yàn)碼的方法，使信道干擾不致影響正?？刂坪蜋z測(cè)。

　　主站硬件主站硬件包括：帶有21〃彩色顯示器的計(jì)算機(jī)2臺(tái)、數(shù)傳箱2臺(tái)、投影儀1臺(tái)、全向天線2副及UPS電源等。

　　主站軟件主站軟件包括路燈監(jiān)控軟件、車輛衛(wèi)星定位地理監(jiān)控軟件、GPS衛(wèi)星校時(shí)軟件、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查詢軟件。

　 　1）路燈監(jiān)控軟件。路燈監(jiān)控軟件是基于Window環(huán)境下的，并且兼容Windows9x、WINXP、Windows2000，由于Windows是 多任務(wù)事件驅(qū)動(dòng)的窗口操作系統(tǒng)，用鼠標(biāo)操作，界面美觀友好，所以對(duì)操作人員來說操作更簡(jiǎn)單直觀，軟件提供的信息量更大。多媒體技術(shù)的應(yīng)用使數(shù)據(jù)顯示、報(bào) 警、查詢更形象、具體。路燈監(jiān)控軟件的功能：一是遙控功能。路燈監(jiān)控軟件的控制功能主要是通過發(fā)送開關(guān)燈時(shí)間來實(shí)現(xiàn)的，中控室計(jì)算機(jī)可以根據(jù)當(dāng)曰的日照度 發(fā)出開關(guān)燈時(shí)間到節(jié)點(diǎn)，路燈監(jiān)控軟件發(fā)出開關(guān)燈時(shí)間使街道正常亮燈。另一個(gè)遙控功能是，中控室可以隨時(shí)控制任意節(jié)點(diǎn)的任一接觸器的吸合和斷開，便于維修人 員的檢修。此外，為保證節(jié)點(diǎn)開關(guān)燈時(shí)間的準(zhǔn)確，中控室可以對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行校時(shí)，保證節(jié)點(diǎn)有準(zhǔn)確的時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)間精確到秒級(jí)。當(dāng)各節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一校時(shí)后，市區(qū)的路燈會(huì) 出現(xiàn)齊亮齊滅的壯觀景象。二是遙測(cè)功能。路燈監(jiān)控軟件可以定時(shí)或隨機(jī)地遙測(cè)全市各節(jié)點(diǎn)監(jiān)控站的工作狀態(tài)。監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)主要有電流、電壓、接觸器狀態(tài)等。通過 對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析可以得到線路狀態(tài)、亮燈率、故障原因等很有用的數(shù)據(jù)資料。亮燈、接觸器吸合、故障位置均以動(dòng)畫的形式表現(xiàn)，街道圖形基本保持原貌，便于操 作人員進(jìn)行故障定位。三是故障分析。各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以分析自身的故障狀況，并主動(dòng)向中控室報(bào)警，以保證及時(shí)處理故障。通過直接檢測(cè)或?qū)z測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后， 可提供以下故障類型：線路漏電、線路斷路、接觸器損壞、停電或電源側(cè)熔斷器燒斷、短路故障引起空氣開關(guān)跳開、過/欠電壓。四是數(shù)據(jù)查詢。查詢的內(nèi)容包括： 歷史數(shù)據(jù)、前一次數(shù)據(jù)、按經(jīng)緯度計(jì)算出的當(dāng)?shù)匾荒觊_關(guān)燈時(shí)刻表、某日某節(jié)點(diǎn)的亮燈率、某月某節(jié)點(diǎn)的亮燈率和全市總亮燈率、各節(jié)點(diǎn)的路燈型號(hào)、全夜/半夜燈 設(shè)置情況。五是系統(tǒng)維護(hù)。包括報(bào)警值的設(shè)定、開關(guān)燈時(shí)間修正、節(jié)點(diǎn)基本配置維護(hù)、郵箱選用、全/半夜設(shè)置、線路走向維護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)維護(hù)、巡測(cè)周期。六是路 燈地理信息功能。包括地圖瀏覽、地圖查詢。七是網(wǎng)絡(luò)功能。可以進(jìn)行遠(yuǎn)程查詢。八是打印功能。九是故障報(bào)警功能。

　　車輛衛(wèi)星定位地理監(jiān)控軟件。在路燈處的B部檢修車上安裝GEF接收器，中控室接收GEF接收器返回的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，采用當(dāng)今流行的mapinfo技術(shù)，在地圖上實(shí)現(xiàn)地理定位，為合理調(diào)度車輛提供依據(jù)。

　　GPS衛(wèi)星校時(shí)軟件。中控室GPS衛(wèi)星校時(shí)接收裝置每1s采集一次衛(wèi)星上的時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并通過串口傳入監(jiān)控主機(jī)，GPS衛(wèi)星校時(shí)軟件每6s將系統(tǒng)時(shí)鐘與衛(wèi)星時(shí)鐘比較一次，如果不一致則自動(dòng)修正系統(tǒng)時(shí)鐘。

　　遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查詢軟件。在中控室監(jiān)控主機(jī)有一WEB服務(wù)器程序與監(jiān)控軟件同時(shí)運(yùn)行，并共享監(jiān)控軟件數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，當(dāng)WEB服務(wù)器程序收到來自網(wǎng)絡(luò)中其他終端的訪問請(qǐng)求時(shí)，通過ASP技術(shù)向其傳送美觀的網(wǎng)頁(yè)畫面及監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢功能。

　 　2經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益分析實(shí)踐表明，城市路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)能有效地提高城市路燈監(jiān)控人員的工作效率，徹底改善以往監(jiān)控人員整日人工監(jiān)測(cè)路燈開關(guān)運(yùn)行情況 和定時(shí)手工開關(guān)燈操作的狀況，使路燈監(jiān)控管理工作進(jìn)入了一個(gè)智能化的時(shí)代。其簡(jiǎn)單、直觀的界面和‘傻瓜式“的操作，真正實(shí)現(xiàn)了人機(jī)之間的零距離，使任何監(jiān) 控人員都能跨過電腦學(xué)習(xí)的門檻，直接應(yīng)用本軟件為您服務(wù)。數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與產(chǎn)生、系統(tǒng)對(duì)故障的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與報(bào)警，充分體現(xiàn)了高科技、智能化、信息化的發(fā)展潮流 對(duì)路燈監(jiān)控管理工作帶來的巨大變革。報(bào)表數(shù)據(jù)資料的電腦自動(dòng)存儲(chǔ)、查詢、修改改變了路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)的報(bào)表數(shù)據(jù)存檔、查找工作的現(xiàn)狀，大大降低了人工勞動(dòng) 強(qiáng)度，提高了工作效率。它具備當(dāng)今先進(jìn)的遠(yuǎn)程系統(tǒng)遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙訊等功能，并集路燈的隨機(jī)優(yōu)化指令控制、自動(dòng)智能調(diào)整控制、備用控制于一身，可以隨 時(shí)監(jiān)控到全市區(qū)路燈系統(tǒng)運(yùn)行情況。為了適應(yīng)不同城市的環(huán)境條件，采用了多級(jí)電子郵箱技術(shù)和防干擾、防高溫、防腐蝕等多項(xiàng)措施，這樣既可使無線訊號(hào)暢通無阻 地經(jīng)過中間障礙物，同時(shí)又能提高系統(tǒng)運(yùn)行和信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。

　　綜上所述，城市路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，讓城市路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)的工作步入了高效、快捷的智能化時(shí)代，同時(shí)本系統(tǒng)所具有的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、遠(yuǎn)程診斷維護(hù)系統(tǒng)、電子抄表及自動(dòng)穩(wěn)壓等功能添補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在此技術(shù)上的空白，它所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是巨大的。