GPRS路燈監控系統應用方案

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廈門四信通信科技有限公司
Xiamen Four-Faith Communication Technology Co; Ltd

前言
考慮到我國大部分城市的冬天高寒天氣和夏天高溫天氣，路燈監控系統中關鍵器件一律采用軍用級的產品。并在出廠前對產品統一進行低溫和高溫老化。
我們可選取GPRS 作為系統的通信方式，目前，我國大部分城市將陸續開通GPRS 業務，這是今后路燈監控系統所采用的主流傳輸資源，是路燈監控系統通信方式的必然趨勢。
以往，路燈巡查對于市政部門來講是一項需要耗費大量人力的工作，現在GPRS網絡在這一領域的應用使巡查工作實現了自動化。廈門四信通信科技有限公司專項開發的夜景照明監控管理系統，采用先進的GPRS網絡，集計算機、通信、機電、自動控制等多種先進技術于一體，成功實現了對夜景照明系統和路燈的實時監控和管理，確保高效穩定，全天候運行。
與其它城市的夜景照明系統相比，它的優勢很明顯。該方案采用的中國移動GPRS網絡，是向第三代移動通信發展的主流技術和必由之路。具有永遠在線、快速登錄、高速傳輸、按量收費和自由切換等優點，克服了有線通信、無線集群、CDMA等通信方式所存在的建設周期長、投資規模大、網絡覆蓋差、技術不成熟、終端支持少等缺點，提高了系統的科技含量，保證了系統的穩定性，大大減少了系統的建設投資和運營費用，并為將來系統升級打下良好的基礎，是目前最為理想的夜景照明監控管理系統。
無論從功能還是從可靠性來說，沒有一個無線網可以與移動通信網相比擬，總體來說，有以下優點：
一、覆蓋地域廣，目前移動通信網在全國的覆蓋率95%以上，非邊遠地區覆蓋率幾乎100%。GPRS 用戶可隨意分布和移動自己的網絡點，無須擔心線路的維護或有線在移機時導致的通訊中斷。建設新的監控點無需進行拉線，埋線等工作。較光纖，或專線系統投資較少，設備安裝方便。通信距離遠，在任何場合都可以設中心站。覆蓋較好，比較很多無線數據網絡（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網絡覆蓋是最好的。
二、GPRS 網絡接入速度快，提供了與現有數據網的無縫連接。由于GPRS 網本身就是一個分組型數據網, 支持TCP/IP、X.25 協議，因此無需經過PSTN 等網絡的轉接，直接與分組數據網（IP 網或X.25 網）互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數據業務。采用TCP/IP 協議，較以前的無線數據網絡（集群，雙向傳呼，GSM短信息）而言，網絡接入更加直接方便。
三、網絡可靠性高。首先網絡有較大的冗余設備及信道；其次設備復用；再次，一旦基站在特殊情況下損壞，移動公司搶修非常及時。
四、穩定性好，一方面抗自然干擾的能力強；另一方面頻段專用，不會受到人為干擾。GPRS 能最好地支持頻繁的、少量突發型數據業務。通信質量穩定可靠，永不掉線。
五、GPRS資費便宜，計費合理。GPRS 資費包月比有線電話網絡資費還便宜。路燈監控數據采集業務沒有大數據量的信息傳輸，不必要采用資費很高的專線（DDN、幀中繼）。GPRS還可根據通信的數據量和提供的服務質量進行計費。在GPRS網中，用戶只需與網絡建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數據時才占用信道并被計費，保持時不占用信道不計費。這樣，營業點即不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費用。GPRS是移動通信網中的一種新技術，完成了無線Internet接入，這種技術在數據傳輸時，將數據進行
分組（TCP/IP）傳送，并提供透明通道。網絡容量僅在需要時才分配，一旦分組完成發送任務，信道容量立即釋放，所以提供了即時連接和高效傳輸，實現了實時在線的功能。因此，它是一種經濟高效的分組數據技術。組網方面主站和從站設備均可使用動態IP和固定IP兩種工作方式，當組成小規模監測網時，主站和從站均采用動態IP方式，用動態域名解析使用公網，可節省費用（不用專門租用DDN等專線）；組成大網時，主機可采用固定IP，并用專網，以提高系統的效率，但在條件不具備時仍可使用動態IP和公網，此時效率僅比固定IP低0.2%。

技術方案概述
.1.1 設計依據
.1.1.1 說明
我們的設計主要特點如下：
（1） 網絡版軟件設計，可以方便地在任何聯網的一臺電腦上進行操作，非常易于實現遠程聯網�？梢岳�用電話線在外地撥通監控中心，瀏覽監控中心的數據信息。
（2） 為保證在公共網絡上系統能夠安全的運行，監控中心采用了多級操作口令，監控中心和分控點之間采用了自動動態密碼保護，白天開燈時監控中心對分控點發雙重命令才能執行控制命令，保證對分控點遙控操作的絕對安全性。
（3） 完全自行開發研制的高度智能化數據采集器，擁有自主的知識產權，并且在電信系統已全面普及應用，我們可以根據用戶的需要自由更改設計而不會受到非自行設計產品帶來的約束。
（4） 分控點可以自行獨立控制路燈設備并記錄歷史數據，即使監控中心發生故障，也不會影響正常開關燈。
（5） 智能型電量變送設備，可精確計算電壓、電流等真有效值，可測量復雜波形的功率因數等參量。
（6） 除利用ADSL 專線（主路由）工作外，同時支持備份路由工作（建議提供一條撥號線路或電話專線），這樣即使主路由發生故障，備份路由可自動接替工作，保證了對監控系統的不間斷工作。
（7） 除了主傳輸資源外，我們還可以提供備用傳輸資源，一旦主傳輸資源產生故障，備用傳輸資源可以立刻接替工作，保證監控系統不間斷工作。
（8） 監控中心和分控點全部采用不間斷供電設計。
（9） 在分控點上，為了防止MODEM 脫網，增加了WATCH DOG（看門狗）功能，當MODEM 發生脫網時可自動使其復位連上網絡。WATCH DOG 可以有效地防止他人誤連和MODEM 脫網現象。
（10） 支持遠程語音查詢、遠程語音告警和手機短消息告警，短消息可以以英文或中文方式顯示在維護人的手機上。
.1.1.2 設計依據及參考資料
設計主要依據為：
北京市路燈管理處《關于路燈監控系統的幾點說明》
深圳市路燈管理處《深圳市路燈集中監控系統招標需求》
哈爾濱市路燈管理處《路燈監控系統技術要求》《電信傳輸手冊》
信息產業部電信總局《郵電局房動力設備及環境集中監控系統》
同時，系統的設計還參照如下技術規范和標準：
GB8566 計算機軟件開發規范
GB/T12504 計算機軟件質量保證計劃規范
GBJ93-86 工業電氣自動化儀表工程施工及驗收規范
GBJ232-82 電氣裝置安裝工程施工及驗收規范
GB11920-89 電站電器部分集中控制裝置通用技術條件
GB4720-84 低壓電器電控設備
JECC144 低壓開關和控制設備的外殼防護等級
ANS1488 可編程儀器的數字接口

.1.2 系統設計原則
本著以可靠性、實用性為前提，兼顧先進性的原則制訂本系統設計方案。
1) 先進性：整個系統在五年內保持先進，系統所采用的設備與技術能適應以后發展。
2) 可擴展性：能夠適應不斷增加的業務需求，當增設新的分控點時，只需簡單地增加少量部件。
3) 開放性：整個網絡是一個開放系統，能容入不同廠商的產品，而不是由個別供應商提供的系統。
4) 靈活性：系統組網方式靈活，系統功能配置靈活，利用現有資源靈活，將各類型資源的利用，都溶入組網方案之中。能滿足不同分控點的業務需要，軟件功能全面，配置方便；
5) 可靠性：組網設備可靠，組網方案可靠，可根據路燈管理處需要采用備份路由。
6) 可操作性和可維護性：系統操作簡單易學，操作人員可快速掌握使用方法。監控器本身和現場設備之間具有明晰的接口，出現問題時可迅速找出故障原因，便于使用維護。
7) 實用性：從用戶角度出發，系統能使路燈控制箱少人值守或無人值守成為可能。充分利用現有資源，盡量降低選購設備成本，使系統具有較高的性能價格比。
8) 實時性：系統具有很快的響應性能。
.1.3 路燈監控系統概述及設計考慮
1. 監控對象
目前我國各城市的路燈配電設備大體不外乎以下幾種：
1、箱式變壓器
（1） 低壓系統：
（2） A、12-24 個出線回路低壓出線測點的電流量，電流值10-100A
B、低壓線線電壓值，0-450V(a、b、c 三相，按三個電壓值設計)
C、有1-4 個100A 交流接觸器的“開”“關”控制量（按四個交流接觸器設計、計算）
2、臺架變壓器（無高壓系統）
（1） 低壓系統：同箱式變壓器。
A、12-24 個出線回路低壓出線監測點的電流量，電流值10-100A（按24 個出線設計、計算）
B、低壓母線電壓值，0-450V（a、b、c 三相，按三個電壓值設計）
C、有1-4 個100A 交流接觸器的“開”“關”控制量（按四個交流接觸器投計、計算）
3、其它獨立低壓供電系統（無變壓器配電箱）
（1）3-12 個低壓供電回路的電流量，電流值10-100A（按12 個電流量設計、計算）
4、高壓供電系統
（1） 高壓控制中心1-4 個電流進出線的配電柜的操作回路“開”“關”控量（按4 個控制量計算）。
（2） 3-12 個進出線高壓電流值（按12 個電流值設計、計算）。
（3） 3 個高壓母線的電壓值（按3 個電壓值）
（4） 高壓系統的功率因數值。
（5） 主進電流的功率值（按一個功率量計算）。
（6） 2-4 個高壓進出線的帶電指示（按12 個帶電顯示信號計算）。
5、配電房

安全運行參量：
配電箱漏電電壓
配電箱環境溫度
配電箱門開告警
其它可選參量：
煙霧告警（具有變壓器的配電箱用）
水浸告警（落地式配電箱用）
紅外告警（配電房用）
ID 卡式或密碼鍵盤式開鎖系統（配電房用）
變壓器油溫（當使用干變或油溫測量不方便時，也可測量變壓器表面溫度）
電纜故障
2. 監控系統規模
監控系統為二級結構：
1 個監控中心：設在路燈管理部門值班中心。
N 個分控點：每個控制箱設一分控點。
系統最多支持2048 個分控點同時運行，可滿足任何一個城市的需求。
3. 提供的通信資源
系統支持GPRS 為主要傳輸資源。它具有一次性投入低，安裝簡便，使用費較低，抗干擾能力較強等諸多優點。推薦監控中心主傳輸資源可采用ADSL 專線接入GPRS，備用傳輸資源可采用GPRS MODEM。
4. 我司設計時的總體考慮
設計的原則是：總體規劃，分步實施。系統設計按全部工程來考慮，系統實施則可分期進行。通過GPRS 等無線通信網絡、計算機控制系統并結合地理信息系統，實現遙控、遙測、遙信和管理功能。
5 城市燈光夜景監控系統設計規劃
除了完成總體方案中所規定的必要功能外，本公司對各個燈光夜景點可實現彩色動態圖像監控，在監控中心可直接看到景點的現場圖像，顯示效果可與照片相比，此種圖像監控方式具有十分優越的性能價格比。
.2 監控系統組成
.2.1 監控系統結構
.2.1.1 GPRS 組網模式圖

A 終端設備與GPRS 設備的連接
F2103 GPRS DTU 的特點是嵌入了TCP/IP 協議，可以等與路燈控制器設備雙向全透明連接，無需客戶開發接口。35 個路燈分別配套35 套路燈控制器，通過RS232 接口連接上35 套DTU 即可。
B GPRS 無線網絡：采用中國移動公司提供的線路和接口
DTU 系列產品已經在全國各地移動公司成功應用于各行各業，完全符合移動標準。
C GPRS 無線網絡與中心軟件的連接監控中心先向 Internet 運營商申請ADSL 等寬帶業務。監控中心采用公網動態IP+DNS 解析服務：客戶先與DNS 服務商聯系開通動態域名，監控點先采用域名尋址方式連接DNS 服務器，再由DNS 服務器找到中心公網動態IP，建立連接。此種方式可以大大節約公網固定IP 的費用。建議采用88IP域名解析 http://www.88IP.cn
本公司ＧＰＲＳ產品已經完成了成熟的軟件接口開發。包括動態連接庫的開發，完善的DEMO 程序（包括VC、VB、DELPHI 三種語言），簡單快捷的虛擬串口程序�？蛻羰褂靡陨宪浖�經過簡單二次開發，即可與中心軟件進行數據通訊。
.2.1.2 F2103 GPRS DTU 簡介
DTU是針對日益成熟的GPRS 技術而專門設計的，該MODEM 支持標準的AT 命令界面，大大方便了程序設計，具有標準的RS232和RS485 接口，可方便的與我司路燈監控器相連。DTU目前在美國、法國、加拿大、臺灣均有生產，國內在這方面技術也已經非常成熟，本項目使用廈門四信公司產品（F2103）性能穩定，性價比在同類產品中較好。
F2103 DTU主要技術性能：
1、DTU 的RS232 通訊輸率有8 種工作速率，分別是1200、2400、4800、9600、19200、28800 、57600和115200Bps，RS232 速率可以通過配置軟件進行方便的設置。RS232 通訊的模式是8 位數據位、1 位停止位、無奇偶校驗、無硬件流控。為了使用方便，DTU 的控制模擬成有線數傳終端的方式，參數設置、呼叫連接、釋放鏈路的控制方法都采用AT 命令形式；數據態時實現數據透明傳輸。通過透明傳輸模式，將透明傳輸設備和工業上應用的數據采集設備通過RS232 將數據進行無線數據傳輸及控制。
2、 遠程/自動喚醒功能，實現遠程模擬量、開關量采集、控制，可隨時通過遠程控制或自動啟動通訊連接，保證了其工作的可靠性。
3、 實現調度中心主副IP 冗余功能。調度中心設一主一備兩個GPRS 模塊（即有一主一備兩個IP 地址），平時終端GPRS 模塊只與調度中心主GPRS 模塊（主IP 地址）聯系，當主IP 地址聯系不上時，終端的GPRS模塊能自動與備用IP 地址聯系，切換到備用系統進行工作，當主IP 地址系統恢復正常，關閉備用IP 地址系統時，能恢復到主IP 地址系統進行工作。為無專線用戶節省專線費用.
4、針對GPRS 按流量計費的客戶，要節約數據流量，實時自診斷在線數據包采用小心跳包：心跳包的格式是:\xfe(一個字節）；并且可以設置發送心跳包的間隔。大大節省客戶的流量費用.
5、 DTU 實現了對主控電路實時監控傳輸信號，實現可靠的斷線監測和掉線重連,實時自動檢測,解決了在連接過程中所出現的假撥號現象。
6、 實現下位機ID 編號，點對點、點對多點的實時數據傳輸，結合相應的軟件，便可靈活實現點~點、點~多點的對等數據傳輸。下位機可不用申請固定IP,以節省固定IP 租用費.
7、 內嵌了完整的TCP/IP 協議棧，包括 TCP、UDP、FTP、SOCKET、TELNET、HTTP 等協議的開發，應用更全面、更廣闊。
8、 專用網絡交換機和動態域名（DNS）支持，無需申請專線和固定IP，即買即用。
9、 帶自主開發的主控電路和硬件看門狗，保證電路可靠工作，并可根據需要進行軟件升級。
10、支持RS232/485 兩種通訊接口，方便了用戶選擇使用。波特率從1200BPS-115200BPS 可選。
11、DTU 主要采用的是業內最穩定的西門子工業級模塊mc39i，性能穩定可靠。
12、可上電即自動撥號上網，一直在線，掉線可自動重撥。非常適合無人職守.的應用。
13、方便輕松的控制方式。用戶可根據自身需求，對數據采集方式進行定制。
14、DTU不僅采用低功耗、低電壓的專用電源管理芯片，更方便嵌入式用戶,同時還針對外接用戶所采用的外接產品。
15、遠程在線維護，修改參數簡單、迅速、靈活,DTU在不斷線的情況下，利用UDP 輔助通道進行在線修改所有參數。
F2103 GPRS DTU技術規范
F2103 GPRS DTU采用高性能嵌入式處理器，以實時操作系統為軟件支撐平臺，內嵌自主知識產權的TCP/IP協議棧。為用戶提供高速，穩定可靠，數據終端永遠在線，多種協議轉換的虛擬專用網絡。針對網絡流量控制的用戶，產品支持語音，短信，數據觸發上線以及超時自動斷線的功能。同時也支持雙數據中心備份，以及多數據中心同步接收數據等功能。公司產品已廣泛應用于金融，水利，環保，電力，郵政，氣象等行業。
一、無線參數
1、支持EGSM900/GSM1800無線網絡
2、GPRS multi-slot class 10
3、編碼方案：CS1~CS4
4、符合SMG31bis技術規范

5、Compliant to GSM phase 2/2+
6、支持數據和短信功能
二、硬件系統
1、高性能RISC 嵌入式處理器，主頻100M，512K FLASH。
2、接口：
同時支持RS232/RS485串口。串口速率110~230400bits/s。
指示燈：具有電源、通信及在線指示燈。
天線接口：標準SMA陰頭天線接口，特性阻抗50歐。
SIM卡接口：3V/1.8V標準的推桿式用戶卡接口。
電源接口：標準的3芯火車頭電源插座。
3、供電：
外接電源：DC 12V 500mA
寬電壓供電：DC 5-35V
通信電流：<250mA 12V)
4、無線模塊
采用高性能工業級GPRS無線模塊
5、尺寸
外形尺寸：91x58.5x22 mm（不包括天線及固定件）
6、其他參數:
工作環境溫度-25~+65ºC
儲存溫度 -40~+85ºC
相對濕度 95%(無凝結)
三、軟件功能
1. 智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設備永遠在線。
2. 支持RSA，RC4加密算法
3. 支持虛擬數據專用網（APN）
4. 透明數據傳輸與協議轉換，支持多種工作模式
5. 支持數據中心動態域名和IP地址訪問
6. 支持雙數據中心備份

7. 支持多數據中心
8. 支持短信、語音、數據等喚醒方式以及超時斷開網絡連接。
9. 支持短消息備份及告警。
10. 多重軟硬件看門狗
11. 數據包傳輸狀態報告。
12. 標準的AT命令界面
13. 可以用做普通撥號MODEM
14. 支持telnet功能。
15. 支持遠程配置，遠程控制
16. 通過串口軟件升級
17. 同時支持LINUX和WINDOWS操作系統
.2.2 監控中心 SC 組成及功能
.2.2.1.1 監控中心基本組成及功能
監控中心 SC 是整個路燈監控系統的操作、維護、處理、統計、分析和監管的中心，肩負著與其它管理網絡互聯任務。全網絡化的設計使得任何一臺聯網的電腦都可以實現瀏覽（當然，必須具有監控中心賦予的操作權限），并且可以方便地實現遠程聯網。
在試點工程，監控中心由一個數據庫服務器、前置監控工作站、后臺監控工作站、一臺打印機、HUB、門禁系統組成。監控中心要安裝大屏幕模擬屏，在模擬屏地圖上，可隨時看到所有分控點的運行狀況。模擬屏可用大屏幕背投式投影機，顯示內容為城市路燈分布電子地圖，并受監控中心監控電腦控制。
數據庫服務器采用專用服務器，前置監控工作站則采用工業控制計算機，后臺監控工作站采用品牌微機，保證系統工作的高度可靠性。監控中心采用不間斷供電設計。
.2.2.1.2 光敏控制系統
在實際運行中，經常出現天氣惡劣，烏云籠罩需要提前開燈的現象，因此，監控系統應當能夠采集室外自然光照度信號，當照度過低時提醒操作人員是否提前開燈。
該光敏控制系統由光敏探測器（含電源）、數據采集器構成，通過RS232接口連接在監控主機上。監控主機定時讀取采集到的照度值，超限時工作站界面上會彈出提示信息“照度過低，必要時請開啟路燈”。如果5分鐘內沒有操作員確認，此信息還可以短消息的方式發送給維護人員。維護人員可以利用短消息發回確認信息。
為防止誤報，可采用三個或四個光敏探頭，按2：1或3：1決策原則發出提示信息。
.2.2.1.3 不間斷供電系統
選用兩臺國際知名品牌不間斷電源，其中一臺為1KW 8小時長延時UPS，用于保證在停電后能夠維持前置監控工作站（監控主機）正常工作。另一臺選用1KW短延時UPS以保證服務器停電過程的正常關機。
.2.2.1.4 監控中心機房簡要設計方案
中心機房通�？煞譃樵O備房和操作房兩部分，設備房內安裝配電設備、UPS、蓄電池、大屏幕投影、網絡設備、通信設備、語音服務平臺、服務器、前置監控工作站等設備。操作房內安裝操作臺、后臺監控工作站、管理工作站、打印機等設備。操作房要求既要方便操作人員工作，又便于領導現場指導，同時又留有值班人員必要的生活與設施空間。設備房必須使用抗靜電地板，操作房可使用抗靜電地板，也可鋪設地毯等。走線槽道原則上使用鋁合金線槽，強弱電走線分開。機柜，操作臺、金屬線槽均應有良好接地措施。
.2.3 路燈監控系統的接地系統
.2.3.1 接地系統概述
接地系統的主要目的是為了：
（1） 防止漏電、高壓感應等引起的危害，保護設備及人身安全
（2） 保障微電子系統的無干擾正常工作
（3） 防止遭受雷電襲擊基于上述目的，人們有針對性地設計了多種接地系統。
（1） 交流工作接地：其主要目的是為了確保人身安全和保障設備安全，由于交流供電線的中線接地，當其中一相對地漏電或短路時，該相就會產生很大的短路電流，該短路電流會引發保護裝置動作，從而避免事故的發生。
（2） 安全保護接地：安全保護接地通常存在于金屬外殼和大地之間，例如：金屬機箱、機柜接地。其目的是為了防止由于分布阻抗或電源漏電而導致的金屬外殼帶電對設備和人體造成危害。
（3） 直流系統接地：直流系統通常給微電子系統供電，為了保障微電子系統不受干擾地正常工作，直流接地是必須要考慮的一項重要內容。通常直流接地系統分為兩類：完全懸浮直流地系統和直流接大地的直流接地系統。懸浮直流地在發電廠、變電站和中小型計算機房有著廣泛應用，其設計上就是使直流地完全懸浮，與任何接地系統都不相連。直流接大地則在電信領域和大型計算機房得到廣泛應用，例如：程控交換機電源為-48V 供電，即是指供電電源直流輸出的正端接大地，相對大地輸出-48V 直流電。
（4） 防雷保護接地：防雷接地用于防止雷擊產生的巨大破壞，其接地點必須和其它任何接地點分開。
.2.3.2 監控中心機房接地系統
監控中心機房必須全面實施上述四種接地系統。
（1） 防雷接地系統由于路燈大廈樓頂已經安裝了防雷設施，故機房本身不再重復安裝防雷接地系統。
（2） 交流工作接地該交流工作接地分為若干組，其中計算機系統、大屏幕等單獨接地，其它動力設備，如UPS、空調的交流中性點應獨立的按電氣規范要求接地。
（3） 安全保護接地該接地系統是將機柜外殼全部固定在保護地線上，電腦外殼通過與機柜外殼相連而實現接地�？刂乒�、屏幕墻全部采用金屬材料，路由器、接口轉換器等設備安裝于機柜內部，可以有效克服靜電感應和電磁干擾問題。安全保護接地可以和計算機系統的交流工作接地板相連后再埋入地下，接地電阻應小于10 歐姆。在有的儀器設備內部，其機箱和交流工作地已經相連（一般是通過一個幾歐姆的電阻相連，例如示波器），就沒有必要重復安裝安全保護地。
（4）直流接地系統
系統中使用的直流設備較少，且全部為小型設備，故可以全部采用懸浮直流地。
.2.3.3 路燈分控點接地系統路燈分控點的接地系統雖然簡單一些，但實質上也包含了上述四種接地系統。
（1）防雷接地系統
已經考慮了防雷接地系統的路燈分控點機房（或控制箱），本次不再重復考慮防雷接地系統。
（2）交流工作接地
原路燈分控點機房已經考慮了交流工作接地問題，本次不再重復安裝交流接地系統。
（3）安全保護接地
數據采集器的機箱接地，可以有效克服漏電、靜電感應及電磁干擾帶來的危害，保障機箱內的數據采集
控制電路的正常工作。
（4）直流工作接地
這里的直流系統主要是指數據采集控制板及其直流供電電源，由于它是一個微型直流系統，所以我們采用懸浮直流地方式。必要時，將其通信線（RS485、RS232）的保護地連接到數據采集器的機箱，用于防止可能產生的強靜電干擾對數據采集器通信接口產生破壞。懸浮直流地的最大好處在于：即使直流系統和交流系統之間發生相連事故，只要不是多點相連，交流系統強電也不會對直流系統產生破壞。
.3 監控系統組成
.3.1 路燈監控系統功能
能顯示其監控范圍內的全部被監控對象工作狀態、運行參數的畫面。利用監控系統提供的功能，能產生規定的各種統計資料、圖表、交接班日志、派修工單等。
生產管理系統以地理信息系統為圖形界面，實現對路燈系統日常工作的全面運行管理。具運行管理、統計、故障管理、報表統計、網絡互聯、電費管理、維護管理、材料管理、人員管理、新改建設計等功能。支持語音查詢、遠程電話語音告警、遠程短消息告警等功能。

.3.2 告警管理
.3.2.1 告警等級
A 緊急告警：已經或即將危及設備及通信安全，必須立即處理的告警。
B 普通告警：可能嚴重影響設備及通信安全，需要盡快處理的告警。
C 預告警：可能影響設備及通信安全，需要安排處理的告警。
.3.2.2 告警功能要求
告警門限值設定：根據現場情況由系統管理員設置。告警限分為預告警限、普通告警限、緊急告警限。
a. 無論監控系統處于任何畫面，均自動提示告警，顯示并打印告警信息。所有告警一律采用可視、可聞聲光告警信號；
b. 三級告警信號采用三種不同的顯示顏色和告警聲響（或語音）；
c. 告警確認功能：告警發生后，操作人員可在任何畫面按下確認鍵，關閉可聞告警聲響，但不關閉燈光閃爍，故障排除后，恢復原狀態。
d. 緊急告警發生時，通過電話網自動撥號（BB 機或電話機、手機），向相關人員發出告警信息，告警具有語言提示，告訴相關人員告警的名稱、發生的地點、時間、級別等；故障排除后，自動解除聲光告警，并通過電話網自動撥號，向相關人員發出告警解除信息。
.3.3 配置管理
監控系統具有配置管理功能，當操作人員變更和增加、刪除系統中被監控的對象及調整系統參數時，用戶均可通過改變系統配置文件完成系統配置。
.3.4 安全管理

系統具有完善的操作管理功能。為保證系統安全，使用某些功能時必須輸入密碼，經系統確認后方可允許進入系統，進行操作。操作密碼有不同等級，以限制不同人員的操作范圍。
所有被監控設備都有操作記錄，包括操作人、被操作設備、操作日期、時間等，系統對操作記錄應有查詢、統計功能。為了能夠實現對分控點控制的絕對安全，杜絕采用同類軟件可進入分控點控制的弱點，我們采用了動態加密的方法。即監控中心和分控點定期自動更換內部數據交換的密碼，這樣，即使是操作員本人也無法使用非監控臺原配軟件進行控制操作。
按照動態加密的方法編制軟件，在分控點相當于實施了四重保護：IP 地址、數據采集器通信地址、管理人員密碼和自動動態密碼。有了這四重密碼保護，可以保證對分控點的任何操作萬無一失。即使是該監控系統的生產廠家，離開了路燈管理處的監控網絡，也無法對分控點進行控制操作（數據瀏覽不受動態密碼保護）。
.3.5 分控點功能
 實時采集被監控設備運行參數和工作狀態，收集故障告警信息，并送往監控主機（有關詳細的監控內容，見“分控點組成”一章）。
 實時接收和執行來自監控主機的監測和控制命令。
 實時存貯各設備歷史數據，并對專用設備進行管理。
 分控點具有后備電池，掉電后可持續工作一段時間，在此期間可將相關重要信息發送給監控中心，
以便監控中心進行信息分析。
 一旦監控中心發生故障，分控點可自行記錄運行數據，自行按照預先設定的定時時間來控制設備的正常運轉（例如定時開關燈等）。
.3.6 監控中心功能
.3.6.1 開關燈控制功能
 監控中心根據時間曲線（春夏秋冬季節變化）計算出每天開關燈的準確時間，實現對所有分控點的自動（或遙控）群開，群關；一組分控點的自動（或遙控）群開、群關；單個分控點的自動（或遙控）開關燈。
 由于彩燈控制經常是不定時的，故除了可遠程遙控彩燈開關以外，對于彩燈的控制時間表還可預置一周。

.3.6.2 信息查詢、統計及打印功能
 實時監視各分控點工作狀態和運行參數，接收故障告警信息。
 根據需要，查詢分控點采集的各種監測數據和告警信息，并在屏幕顯示或打印輸出。
 實時監視各分控點的工作狀態。
 可通過數據采集控制器下達測控命令，并用嚴格的權限控制確保操作的安全性。
 具有統計及自定義報表功能，能生成以下各種統計報表及曲線圖：
(1) 日、月、年告警統計報表；
(2) 日、月、年操作統計報表；
(3) 日、月、年監測數據統計報表；
(4) 日、月、年設備負載曲線；
(5) 日、月、年總用電量曲線；
(6) 任何一天的設備運行參數或曲線；
(7) 用戶根據實際需要自定義的報表。
(8) 具有文件存檔功能，存檔的文件（日、月、年匯集告警文件和監測數據文件）能在硬盤上保存一年，
然后自動倒入外存。
 信息打印功能具有：
(1) 出現告警立即打印；
(2) 根據管理需要定時打印；
(3) 屏幕拷貝打�。�
(4) 打印信息在屏幕上有提示。打印內容包括：
a. 告警報告；
b. 日、月、年告警和監測數據統計報表及自定義報表；

c. 全部監測參量；
d. 曲線圖、直方圖等。
 具有彩色圖形顯示方式
.3.6.3 告警查詢、上報功能
 設定告警等級、用戶操作密碼等級。
 可在指定的現場運行流程圖上通過逐層擴展，最后將故障定位在某一設備上（如變壓器等），同時可直觀看出引起故障告警的測點及告警數據。軟件主界面為城市電子地圖，所有分控點在地圖上均有標注，當發生故障時，分控點顏色變為告警色（一般為紅色）并開始閃爍。用戶用鼠標單擊分控點，屏幕彈出該分控點模擬圖，模擬圖上顯示出分控點變壓器、控制箱等設備，在發生告警的設備上有告警光點在閃動，直到故障消除后，告警光點消失。
 能夠實時向上一級監控中心轉發緊急告警信息和報送上一級監控中心所要求的數據信息。
 監控中心定時向分控點數據采集器下發時鐘校準命令。（用于校正分控點自控路燈的時間）。
 具有外接大屏幕投影顯示屏或電子顯示屏的功能。
 發生告警時，可以通過電話或手機向維護人員自動發出遠程語音告警。
 發生告警時，還可以通過 GSM MODEM 向維護人員的手機以短消息方式發送告警信息。
 維護人員可以通過電話查詢路燈設備的運行情況和監控系統運行情況。
.4 系統主要設備介紹
.4.1 監控中心設備參數
 ADSL 的MODEM
 數據庫服務器：選用 COMPAQ，配置為 P4 1.8G;256M ECC SDRAM;40GB SCSI 硬盤，50 速光驅，網卡
 前臺監控工作站：采用進口品牌RACK 工業控制微機，配置為：P1.4G，256M,SDRAM ，36GB 硬盤，19“彩顯，50 速光驅，多媒體，網卡。
 后臺監控工作站：采用品牌聯想商用微機，配置為；P4 1.4G，256M SDRAM，30GB 硬盤，19“彩顯，50速光驅，多媒體，調制解調器，網卡。
 管理工作站：采用品牌聯想商用微機，配置為；P4 1.4G，128M SDRAM，20GB 硬盤，15“液晶彩顯，50速光驅，多媒體，網卡。
 山特 UPS 電源：
山特MTI000S（主機后備式）：主機+6 節免維電池,提供8 小時后備供電，切換時間小于10ms；山特C1KS（在線式）主機+6 節免維電池,切換時間為0ms；
 大屏幕投影：產地香港.