路燈監(jiān)控系統(tǒng)由外部路燈控制終端（RTU）、無線數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、監(jiān)控中心組成。是集自動(dòng)控制技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、地理信息數(shù)據(jù)庫技術(shù)為一體的綜合性遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。其目的是通過路燈監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)路燈三遙監(jiān)控（遙測、遙控、遙信）、實(shí)現(xiàn)路燈運(yùn)行系統(tǒng)的可控性、減輕路燈維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度、靈活半夜燈景觀燈的開關(guān)控制，提高路燈運(yùn)行系統(tǒng)的管理水平,以適應(yīng)城市現(xiàn)代化對路燈燈光系統(tǒng)的要求，更好的幫助路燈管理部門完成對社會(huì)的服務(wù)承諾。

路燈監(jiān)控系統(tǒng)以路燈線路上的控制箱（開關(guān)柜）為基本監(jiān)控單位，實(shí)現(xiàn)電量參數(shù)的在線監(jiān)控、路燈線路的遠(yuǎn)程啟/閉、線路故障在線實(shí)時(shí)告警、檢修維護(hù)的快速機(jī)制、突發(fā)事件的應(yīng)急調(diào)度、遠(yuǎn)程電量計(jì)量抄表等。

GF-100監(jiān)控終端安裝示意圖

3. 路燈監(jiān)控系統(tǒng)功能
(1)．實(shí)現(xiàn)時(shí)控/光控/遙控三級燈光啟/閉控制。正常工作時(shí)，路燈啟/閉根據(jù)所在特定位置經(jīng)緯度和地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)規(guī)律所確定的時(shí)間所計(jì)算出的日出日落時(shí)間決定，自動(dòng)按時(shí)開關(guān)燈，即時(shí)控又稱鐘控；光控是根據(jù)實(shí)際采集的光照強(qiáng)度決定是否開關(guān)燈，主要用于特殊天氣變化造成的提前變暗時(shí)隨時(shí)啟動(dòng)路燈照明，當(dāng)光照值恢復(fù)時(shí)自動(dòng)關(guān)燈；遙控即在控制中心通過無線數(shù)據(jù)通訊遠(yuǎn)程啟/閉路燈或按照人工預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間自動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同路段的燈光分時(shí)開關(guān)?？梢詽M足在節(jié)假日活動(dòng)、領(lǐng)導(dǎo)視察等應(yīng)急事件時(shí)提前對路燈的啟/閉要求。
(2)．實(shí)現(xiàn)半夜燈、景觀燈、廣告燈啟/閉時(shí)間的可編程控制，拓展路燈運(yùn)行系統(tǒng)的功效。通過編程可以對特定路段、特定時(shí)間、特定燈具提前關(guān)/閉。通過半夜燈控制以合理節(jié)省能源，其節(jié)能效果極其顯著；對分布在城市繁華路段的景觀燈可以實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)靈活控制，可在任意時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)啟/閉控制，以達(dá)到既烘托了城市燈光氣氛而又盡量減少光污染的目的。
(3)．通過中國移動(dòng)GPRS連接整個(gè)城市路燈監(jiān)控網(wǎng)，定時(shí)和手動(dòng)采集路燈線路的電壓、電流、功率、亮燈率等電量參數(shù)并上傳至控制中心，隨時(shí)監(jiān)控線路的運(yùn)行狀況，對出現(xiàn)的線路短路、斷路、電流電壓異常超限、非正常亮燈和熄燈等故障或路燈控制箱非法開門等故障情況，在路燈監(jiān)控中心以聲光方式實(shí)時(shí)報(bào)警，改變路燈維修的被動(dòng)工作方式，縮短路燈維護(hù)人員的搶修時(shí)間。并可實(shí)現(xiàn)累計(jì)電量的遠(yuǎn)程抄表，方便電費(fèi)結(jié)算。
(4)．建立路燈控制數(shù)據(jù)庫，自動(dòng)記錄各段路燈的啟/閉時(shí)間、電壓、電流、亮燈率、累計(jì)電量、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)，方便查詢。提供任意組合、任意時(shí)間段的查詢界面，提高路燈監(jiān)控的管理水平。

4. 路燈監(jiān)控終端RTU介紹
我公司開發(fā)研制的GF-100系列遠(yuǎn)程路燈監(jiān)控終端在多年從事自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，認(rèn)真分析路燈監(jiān)控終端需求特點(diǎn)、采用電子技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)近年發(fā)展趨勢精心設(shè)計(jì)的，符合國內(nèi)現(xiàn)場特點(diǎn)具有較高性價(jià)比的遠(yuǎn)程控制終端，如圖3示。
GF-100系列路燈監(jiān)控終端核心采用MSP430單片機(jī)，該單片機(jī)是全工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)、具有16位RISC結(jié)構(gòu)的強(qiáng)大功能的處理器，保證了路燈監(jiān)控終端的可靠性和充裕的擴(kuò)充容量。
MSP430具有如下特點(diǎn)：
低電壓、超低功耗
MSP430系列單片機(jī)，在1.8---3.6V電壓、1MHZ的時(shí)鐘條件下運(yùn)行，耗電電流（在0.1—400微安之間）因不同的工作模式而不同；具有16個(gè)中斷源，并且可以任意嵌套，使用靈活方便；用中斷請求將CPU喚醒只有6微秒，可編制出實(shí)時(shí)性特別高的源代碼；可將CPU置于省電模式，以中斷方式喚醒程序。

圖3 路燈監(jiān)控終端
強(qiáng)大的處理能力
MSP430系列單片機(jī)，為16位RISC結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式（7種源操作數(shù)尋址，4種目的操作尋址）、簡潔大27條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可參加多種運(yùn)算；還有高效的查表處理方法；有較高的處理速度，在8MHZ晶體驅(qū)動(dòng)下，指令周期為125微秒。這些特點(diǎn)保證了可編制出高效率的源程序。
系統(tǒng)工作穩(wěn)定
上電復(fù)位后，首先由DCOCLK啟動(dòng)CPU，以保證程序從正確的位置開始運(yùn)行，保證晶體振蕩器有足夠的起振及穩(wěn)定時(shí)間。然后軟件可設(shè)置適當(dāng)?shù)募拇嫫鞯目刂莆粊泶_定最后的系統(tǒng)始終頻率。如果晶體振蕩器在用作CPU時(shí)鐘MCLK時(shí)發(fā)生故障，DCO會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，以保證系統(tǒng)正常工作；如果程序跑飛，可用看門狗將其復(fù)位。
豐富的片內(nèi)外設(shè)
MSP430 系列單片機(jī)都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。它們分別是以下一些外圍模塊的不同組合：
看門狗（WDT） 定時(shí)器A（Timer_A） 定時(shí)器B（Timer_B）
比較器 串口0、1 硬件乘法器
液晶驅(qū)動(dòng)器 10位/12位ADC 14位ADC（ADC14）
端口0（P0） 端口1—6（p1—p6） 基本定時(shí)器
看門狗可以使程序失控時(shí)迅速復(fù)位，比較器進(jìn)行模擬電壓的比較，配合定時(shí)器可以設(shè)計(jì)為A/D轉(zhuǎn)換器，定時(shí)器具有捕獲/比較功能，可用于計(jì)數(shù)、時(shí)序發(fā)生、PWM等。
方便高效的開發(fā)環(huán)境和工業(yè)級產(chǎn)品
開發(fā)環(huán)境僅為一臺PC機(jī)和一個(gè)JTAG調(diào)試器，而不需要仿真器和編程器。開發(fā)語言有匯編語言和C語言。
MSP430系列器件均為工業(yè)級的，運(yùn)行環(huán)境溫度為-45度到+85度。

GF-100系列路燈監(jiān)控終端的主要特點(diǎn)如下：
 GF-100路燈監(jiān)控終端（RTU）采用工業(yè)級16位單片機(jī)MSP430為核心設(shè)計(jì)，雙CPU結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的運(yùn)算速度和程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間及多個(gè)通訊接口，設(shè)計(jì)集成度高，功能擴(kuò)展空間大，完善的抗干擾特性能夠在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下穩(wěn)定工作。
 電源電壓：220V±15%；
電源頻率：50／60Hz±5%；
波形失真：無附加波形失真；
輸入電壓模擬量為：380V/220V。
輸入電壓允許偏差：±20%。
允許最大電壓總畸變率：5%。
測量頻率：50±0.2Hz.
功耗：小于25瓦。
 采用交流直接采樣技術(shù)，終端集成度高，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確。具有3相電壓、12路電流采集輸入通道，可`配接相應(yīng)互感器測量不同量程電壓、電流信號，電壓、電流采集精度為1%，功率精度為1.5%。
 具有6路繼電器開關(guān)量輸出，可以直接控制驅(qū)動(dòng)路燈控制柜中的接觸器開關(guān)，用于路燈、半夜燈、景觀燈、廣告燈控制，控制規(guī)模大。
 具有8路開關(guān)量輸入通道，經(jīng)過設(shè)定可以作為接觸器反饋信號、門控開關(guān)、電量脈沖量輸入等。
 提供兩路串行接口，一路RS232、一路RS232/RS485。
 寬穩(wěn)工作范圍，工作溫度環(huán)境為-30℃---75℃　環(huán)境濕度：90%R．H。
 大氣壓力：海拔2000米及以下，79.5---106.0KPa，最大風(fēng)速：35米/S，最大降雨：50mm/10min。
 極限條件：環(huán)境溫度：-30-----75℃；相對濕度：50℃時(shí)90%。
 采用低功耗設(shè)計(jì)并提供備用電池供電，當(dāng)主電源斷電后可自動(dòng)切換到后備電池供電，將斷電信息及時(shí)通報(bào)監(jiān)控中心。
 內(nèi)置實(shí)時(shí)硬時(shí)鐘，并提供系統(tǒng)內(nèi)時(shí)間對時(shí)同步，保證路燈啟/閉的精確同步，掉電可維持運(yùn)行10年以上。
 內(nèi)置直接測量電壓和電流算法，直接計(jì)算電壓、電流、功率等電量參數(shù)，并根據(jù)設(shè)定計(jì)算亮燈率。
 集成操作面板，面板提供8位數(shù)字液晶顯示和5鍵觸摸輸入，可以就地讀取采集數(shù)據(jù)、功能參數(shù)設(shè)定，十分方便系統(tǒng)的維護(hù)。
 終端具有多種外形尺寸規(guī)格的設(shè)計(jì)，以滿足不同現(xiàn)場安裝的需求，其中針對箱外型具有完備的防塵和防雨設(shè)計(jì)，防雨等級達(dá)到IPX3級。
 所有對外接口，全部采用光電隔離，抗干擾能力強(qiáng)。
 電路板全部采用貼片工藝表面安裝工藝，高可靠設(shè)計(jì)。
 預(yù)留線路調(diào)壓控制接口、單燈檢測接口，避免路燈今后路燈控制系統(tǒng)升級出現(xiàn)投資損失。
 外形尺寸：普通型 300X400X130 (mm)
戶外型 400X530X130 (mm)
 設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范
GJJ45-91 《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》
GB12325-90 電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差
GB6587.1 電子測量儀器環(huán)境試驗(yàn)總綱
GB6587.2 電子測量儀器溫度試驗(yàn)
GB6587.3 電子測量儀器濕度試驗(yàn)
GB6587.4 電子測量儀器震動(dòng)試驗(yàn)
GB6587.5 電子測量儀器沖擊試驗(yàn)
GB6587.6 電子測量儀器運(yùn)輸試驗(yàn)
GB6587.7 電子測量儀器震動(dòng)試驗(yàn)
GB6587.8 電子測量儀器電源與電壓試驗(yàn)
GB11920-89 電站電氣部分集中控制裝置通用技術(shù)條件