基于gprs城市亮化监控系统探究

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1、基于GPRS城市亮化监控系统探究　　摘要：针对城市亮化系统控制的现状，提出了一种采用无线技术组建智能亮化监控系统的方案：通过光电信号控制灯具的开与关，微处理器对数据进行模糊处理，通过GPRS和Internet网络实现智能终端控制器与监控中心数据的通信，利用VB6.0软件开发了监控中心通信和管理软件。系统具有人性化与智能化的特点，通信费用低且运行可靠稳定，提高了终端管理的效率，具有广阔的应用前景。关键词：GPRS网络；亮化监控；智慧城市中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：16727800（2012）011007603作者简

2、介：汪宋良（1982-），男，硕士，宁波城市职业技术学院信息学院讲师，研究方向为无线低功耗通信。0引言7城市亮化工程又叫城市光彩工程，是为了美化城市环境，提高城市的整体形象。但亮化工程管理是技术含量较高、难度较大的一项工作，随着设施数量的增加，传统人工管理的弊端日趋明显。伴随着数字技术和网络技术的飞速发展，人们对亮化工程系统的数字化和网络化管理进行了研究，智能化、网络化、实时化、精确化和动态化已经成为现代城市亮化工程管理系统发展的必然趋势。同时，2010年，宁波确定开展“智慧城市”建设，将人的智慧和信息化、网络化、智能化紧密结合起

3、来，更好地发现城市运转和城市发展中的问题。数字化、网络化、智能化的城市亮化工程系统研究更具价值。1设计方案传统的城市亮化的控制系统多采用以下方案。线路控制型：在照明系统中架设电源线缆和控制线缆，但投资大、故障易发点多、维护困难，对于环境条件未知（各种路灯及景观灯）的照明需求并不适用。自控型：分定时器控制和光控器控制两种，很难根据实际情况和需要进行及时调整，巡检和维修等一般也是人工完成，费时费工。目前，国内大多数城市都采用时钟、光电控制的方式对城市亮化系统进行低压侧开关控制，通过人工巡视的办法对系统工作状况进行监控。本文采用先进技术

4、——无线通信控制方式，提高照明自动化控制与管理水平，它具有自动化程度高、运行可靠、高效节电、使用维护方便的特点。监控网络的无线控制实现有多种方案，比如单独构建无线网、无线专用网、公用网GSM等。本文考虑最优方案，选择GPRS方式实现监控网络与Internet网络互联实现，具体如图1所示。2硬件系统7城市亮化监控与管理系统由调度端的微机系统、无线数传系统、现场智能终端以及开关箱组成。系统根据本地日出日落时间和光照度值，采用时控或时控与光控相结合的控制方案，通过无线信道自动遥控开关灯，遥测现场的工作参数（电压、电流、有功功率和功率因数

5、等数据），可对采集的数据进行分析，自动计算亮灯率，从而判断亮化系统的运行情况。系统可实现各种故障报警、防盗报警等，全面提高城市亮化系统运行的可靠性。现场智能终端系统包括硬件和软件，其中硬件设计包括电源、主控、数据采集和GPRS收发四大系统。终端功能模块如图2所示。电源系统包括终端监控系统的所有供电电源，包括+12V、-12V、+5V和-5V，系统使用220V家用电变压而得的外接电源，当遇到紧急停电时使用系统自带蓄电池供电。主控系统包括单片机（P89V51）、看门狗、存储器、隔离电路、弱点控制强电电路、数据信号采集电路等主要部分。3

6、软件系统系统的软件主要包括两个部分：①智能终端控制器软件设计部分。终端是以P89V51单片机为核心的程序设计；②监控中心管理软件设计部分。监控中心数据管理界面采用VB6.0编程，智能亮化控制器中单片机的程序是基于KEIL开发平台采用C51语言编写。3.1智能终端控制器软件设计7该控制软件主要完成的任务有：初始化、显示、处理键盘操作、信号采集及A/D转换、控制命令执行、GPRS通信以及一些小的功能。本文中采用模块化的设计思想来设计智能终端控制系统软件。首先按照智能终端控制软件的主要功能将软件分为几个大的功能模块，它们分别是初始化模块

7、、人机接口模块、A/D转换及数据处理模块、命令执行模块以及通讯模块。在主程序中主要完成初始化模块的工作，然后循环检测各个功能模块中定义的状态标志，根据各种状态标志的指示来判断是否进入各个功能模块执行相应操作，如果执行了相应的操作，那么，在执行完操作后就跳出回到主程序继续向下执行。主程序的流程如图3所示。3.2监控中心软件设计城市亮化无线监控系统软件，是整个亮化监控系统中的重要组成部分，主要负责系统终端的轮巡与数据交互。监控中心对所有终端进行通信，并提供十分齐全的数据统计、数据查询、故障统计、开关灯统计等功能。4通信协议在亮化监控系

8、统中，上层软件和底层硬件通过指令数据包来进行通信，在国际上有很多通信规约，但不免存在复杂和技术落后的问题。该系统是在MODBUS协议基础上自定义的通信协议，保证系统的安全和稳定，实现亮化监控通信。4.1指令格式协议定义了一个与基础通信层无关的简单协