第一篇：路灯远程监控系统 需求设计说明书
附件22 华明镇路灯远程监控系统
系统概述
1.1项目背景
随着城镇建设的发展，城镇照明建设越来越注重于城镇的形象，道路照明和景观照明的需求和数量不断增加，今后照明管理部门除了管理城镇道路的照明外，还将参与城镇景观灯的管理。因此各街道办事处和市民对城镇的建设、道路照明和景观照明提出了更高的要求，希望实现城镇照明管理的现代化，使城镇管理水平达到国内领先水平。
城镇路灯的耗电量是非常惊人的，巨大的电能消耗不仅增加了当地的财政负担，同时由于发电而消耗的煤、石油的能源，对环境造成污染，同时由于照明带来的光污染导致生态不平衡等诸多问题。因此中央发出了建设“节约型社会”的号召，建设部下发了“关于进一步加强城市照明节电工作的通知”。
1.2现行的控制方法及缺陷
绝大多数城镇现在多采用分散时控方式对路灯进行控制，也就是在路灯配电箱中安装定时器，按预定的时间自行开、关灯，有些景观灯通常是采用人工手动控制的方法。这种控制方法不能及时根据需要调整开关灯时间，也无法及时反应照明设施的运行情况，故障率高，维修困难。随着城镇的不断发展，控制范围也越来越大，现行的方案无法及时反应照明设施的运行情况，使得维修工作十分被动。1.3 项目目标
建设华明镇路灯监控管理系统，目的是利用现代化计算机技术、通讯技术对日益快速发展的城镇路灯实现自动化监控和智能化的科学管理，做到集中管理，智能控制。部门内部及时掌握系统运行状况，代替传统的人工巡检，提高工作效率。合理利用电能资源，杜绝浪费。具有对路灯实现遥测、遥控、遥信、GPS校时、故障分析报警等功能。除具备上述功能外，还应具备设施被盗报警功能及路灯节能控制功能。建立路灯系统的长效管理机制，进一步提高道路照明质量，提高服务质量，从而提高系统的整体社会效益、管理效益、经济效益和环保效益。
完成华明镇路灯远程监控系统预定的自动化控制管理的同时，系统的扩展又兼顾考虑长远的发展目标，如路灯节能设备的远程监管和路灯电缆防盗等系统功能。充分考虑各项关键指标，建成目前国内先进、功能齐全，同时又具有高度的可靠性、经济实用性的项目，处于国内领先水平。
根据华明镇路灯管理部门的意见，本着总体设计、分步实施的原则。针对用户实际需求，设计简易的且经济的运行方案。
华明镇路灯监控系统要突出系统的智能化特点，使路灯监控管理智能化、人性化。结合路灯照明，组成该城镇灯自动监控系统，通过无线通讯网络、计算机控制系统，实现遥控、遥测、遥信功能，建立起国内具有先进水平的路灯监控管理系统。2 系统架构
2.1 组网结构
本系统利用无线通信网络实现现场终端和中控室的通信，采用既有的公网方式（GPRS或者CDMA）完成信息的交互。路灯监控系统管理平台处理终端上报的数据并保存到数据库服务器，并留下日志记录。
采用局域网方式，将各计算机联网。采用客户机/服务器相结合的组网方案，支持远程查询和访问。
路灯远程监控管理系统拓扑图如下所示：
2.2 系统工作原理
该系统分为中控室和现场监控、采集设备两个部分。
中控室通过无线网络和现场设备完成信息交互。中控室硬件主要由控制服务器和数据库服务器、无线接入设备、GPS校时设备等组成。软件由监控软件、前置机软件、报警软件、数据库管理软件、安全管理软件等组成。
中控室软件具备对所有现场设备的自动和手动控制、现场设备采集数据的接收、报警、软件使用人员的分级管理、安全管理等功能。
现场设备由控制模块、采集模块、通信模块、节能和防盗模块等子模块构成。通信模块负责接收中控室下发的数据同时把现场采集的数据发送到中控室。控制模块完成对路灯开、关的控制。采集模块完成对现场电压、电流等数据的采集，完成对控制命令下发执行情况的反馈。防盗模块完成对供电线路电缆情况的检测，在电缆被盗时，发出报警信号通知中控室及相关管理人员。
根据现场有无电流互感器，可能需要增加电流采集模块。
2.3 系统设计思路
1.控制终端部分：
1)采用以无线公网GPRS为通讯主通道。
2)具备遥控、遥测、遥信功能，并能做出故障分析，数据查询等功能。3)具有自动报警功能，能做到主动报警，各类故障报警、盗窃报警做到及时有效。
4)具有系统停电送电后自动复位功能，信息保存满后，新信息自动覆盖旧信息。
5)具备防盗节能和电缆防盗报警扩展功能。2.后台服务器部分：
采用一台服务器，监控软件和数据库服务器使用同一服务器。具备如下功能： 1)GPS自动校时功能，保证开关灯时间的一致性。
2)光敏感应控制功能。自动判别光的强弱，从而自动控制开、关灯。3)手动、自动遥控功能。4)手动、自动遥信功能。
5)报警处理功能，自动判别线路运行情况，异常情况报警。6)查询打印功能。
2.4 系统设计原则
2.4.1可靠性
可靠性是本系统的根本。应具备多渠道、多方式、多系统的监控手段，确保系统的可靠。
路灯照明与市民日常生活息息相关，系统中的任何差错都会产生严重的社会影响；无线照明监控系统必须保证24小时×365天稳定可靠运行。
本系统由路灯现场监控设备和中央控制室两个子系统构成；在设计时，必须根据两子系统各自的特点，采用适当的冗余可靠设计，保证在个别设备出现故障的情况下仍能稳定运行，不影响或者少影响路灯的按时开启和关闭。
成熟技术原则。必须提供成熟的系统方案和技术、设备。应重点考虑当今主流技术和设备，保证系统的稳定性、合理性。
安全性原则。系统传输部分应具有良好的抗干扰、抗骚扰和抗攻击的功能。
2.4.2适应性
通过设置不同的工作参数可以实现不同的功能。
2.4.3可扩展性和兼容性
全部采用标准接口和协议，兼容异种机型；监控系统硬件设备采用单元模块化设计；软件系统采用符合工业标准的软件设计。这些设计保证系统后续扩展或升级均不必改变现有设备的状态。能够方便地调整系统各节点，并预留可扩充的空间，视需要逐步扩充和搭建其他平台。
2.4.4可维护性
整个监控系统，无论是监控软件还是硬件监控设备均采用模块化、单元化设计，可快速定位故障单元或故障部位以便于设备维修。
2.4.5先进性和实用性
采用的多项成熟的先进关键技术均通过实际使用的检验。保证整个系统长期处于国内领先水平。同时，应以实用为原则，不可脱离实用性而盲目追求先进性。华明镇路灯远程监控系统软件
3.1软件系统简介
本系统软件应该能够提供一系列应用功能模块、数据库管理系统模块和服务模块，完成路灯监控管理系统的各项功能，这些软件模块可以运行在一台或多台主机设备上，并能根据管理规模灵活配置。
本系统可针对不同的用户需求，标准配置采用两台服务器工作，一台专门负责通信管理，一台负责数据库管理和Web服务。普通配置将两台服务器的功能合二为一。
应用软件能够提供多种用户接入管理模式，包括本地图形终端接入方式、远端图形接入方式和Web接入方式。
系统工作时将所巡测到的数据分别存储到对应的数据库中。操作人员可以根据不同的需要，对各监控终端任意定时数据和年、月、日统计数据进行查询，显示的表格、曲线图、直方图。也可以对任意一天的实际开关灯时间、日出日落时间等记录进行查询。还可以对历史故障进行查询和打印。后台系统采用开放操作系统平台Windows2000Sever，配合各个监控测试终端完成控制、检测功能，同时还能运行软件分析测试结果。
3.2系统功能
计算机监控平台是一个客户机/服务器（Client/Server）体系结构的开放式计算机局域网络，采用Windows2000Sever 作为网络操作系统。该系统的主要功能是：终端数据采集、历史数据和管理、系统的远程监控、报警处理、事件处理、故障的管理、统计报表生成、事故追忆记录、数据显示、终端监控、系统管理等各项管理功能。计算机监控平台主要由通讯/数据服务器、监控工作站等组成。
本系统软件的功能有： 1)自动和手动遥控
本系统可以根据不同类型的路灯控制要求，把全城镇路灯和饰灯分成若干个组，分别采用时控方案或时控和光控相结合的控制方案，自动遥控开／关全夜灯、半夜灯和饰灯；也可以手动对全夜灯、半夜灯和饰灯进行遥控开／关操作；在特殊情况下，可实现白天亮灯。
2)自动巡测、手动巡测和选测
调度端能按设定的时间周期（可以根据开／关前后任意选取不同的周期）自动进行定时巡测。操作者也可随时手动巡测和选测各监控终端乃至单灯的运行及节能情况。
3)报警处理
当监控终端主动报警或调度端在遥测时发现有情况时，调度端微机自动用语音报出故障的有关参数。报警内容包括：白天亮灯、晚上熄灯、配电箱漏电，配电箱门开关不正常打开，电压、电流越限和供电线路停电、电气回路端口断线、电缆被盗等故障。
4)自动计算亮灯率
能根据电压、电流、有功功率和功率因数的变化自动进行亮灯率估算。为了保证亮灯率的统计，数据采集精度应优于１％。所以，终端采用16位以上的采集模块，使数据采集精度为0.5％，并且采用交流采样，以保证计算的亮灯率准确。
5)存储查询打印功能
中心软件可以对各监控终端任意定时数据和年、月、日统计数据进行存储查询，显示的数据均可打印。可以对任意一天的实际开关灯时间、日出日落时间等记录进行查询。可以对历史故障进行查询和打印。
6)安全管理
出于通信安全性考虑，必须在系统安全上采用严格安全措施，在中心实施操作口令和密码保护，特别在白天需要开灯时要发指令。
7)卫星自动校时系统（GPS）。
运用全球卫星定位系统与计算机技术，实现对系统的准确校时，保证前置机和局域网内所有微机时钟的准确性与一致性。
8)网络系统具有可靠的防范和安全措施。
9)系统有故障时可自动按预定顺序向管理人员的手机发短消息报警。10)系统可分批扩容，最大容量对终端数目不受限制。系统扩容时，同原设备分开进行，原设备的运行不受影响。3.3管理功能
管理人员可以随时通过WEB服务器登录到后台服务器，查询、监控线路的运行状态，下发命令，提高路灯监控的的工作效率，降低响应用户要求的时间，提高服务质量同时也降低了管理成本。
监控控制软件也可以根据实际情况，发送报警信息到相关人员的手机，便于快速处理现场状况。系统的硬件设备
4.1计算机设备部分
1)针对路灯监控管理系统的情况，可以采用经济的配置模式，即由一台服务器（应用服务器和数据库服务器合一）架构，通过GPRS公网方式配合监控测试终端和防盗终端的应用，可以满足需求。2)3)服务器采用P4以上CPU。
服务器（包括应用服务器和数据库服务器）是配线资源动态管理系统中的关键资源，需7X24小时连续运行，服务器都采用UPS电源保护供电。数据库自动备份。4)计算机设备具有较强的扩充能力，包括系统处理能力的扩充、存储容量的扩充及I/O能力的扩充等等；并支持CPU版本升级。4.2网络设备部分
1)本系统内部通过以太网相连，如需要可以配置太网交换机一台，8端口。
2)系统和监控测试终端通过Internet和GPRS无线公网互连，因而需要GPRS接入设备一套。另外需要监控中心配置一路申请静态IP的宽带专线。
4.3终端设备部分
监控终端是一种远程数据执行、检测、反馈终端设备。主要负责本地各类数据（如终端运行状态信息、开关量状态、各类世间、故障信息等）的采集和控制指令的执行。其中，通讯服务器是监控终端的管理调度者。监控中心通过无线数据通讯网络与远程监控终端进行数据传输和交换。
采用的路灯监控终端，在反复分析用户需求的基础上，积累多年的运行经验后，经过优化改进而推出的新一代路灯监控需求侧管理终端设备。
在结构上采用国际流行的结构，具备优良的电磁兼容性能，将一切干扰拒之门外，确保现场的可靠运行。在用户界面上，采用菜单驱动，操作简单直观，方便为路灯用户提供优质服务。在接口上，配置了4路遥信状态量输入、4路控制输出（常开与常闭）、无线信道、RS232口、专用于抄表的RS485接口，实现了路灯监控需求侧管理终端要求的所有功能。
主要功能如下：
自动测量3个单相路灯供电回路的电压、电流、功率、功率因数、频率等；
（可扩展）光电隔离继电器输出； （可扩展）光电隔离开关量输入； 箱门打开报警检测功能； 扩展的电缆防盗检测报警功能； 扩展的节能控制功能；
具有智能计量电表接口，用于读取该路段路灯的用电量； 具有现场显示和现场控制功能； 电压、电流等参数越限报警功能； 白天亮灯、晚上灭灯报警；
在通信系统故障的情况下，按最后设定测参数独立工作； 终端内存储当地日照曲线数据，可根据日照时间自动控制亮灯； 便携式、小型化，安装维护更为便捷
宽电压范围设计，更加适应现场工作电源环境
超大容量内存，“记忆力”更强，大大提高数据存储密度
具有终端维护接口，用于对该终端进行显示和参数设置，以及现场安装与维护；
系统集成
5.1集成方案
路灯监控管理系统标准集成是由以下部分组成:主控平台、前置机管理平台、数据库管理平台、WEB服务平台、控制测试终端、防盗电源模块、防盗末端模块。管理维护终端根据用方要求配置。
标准配置框图是：
该配置采用GPRS公网的通信方式，中心配置一台服务器进行数据存储，两台工控机为监控主备机，实现双机热备，一台UPS电源保证在停电情况下系统正常运行，一台打印机打印各类报表。中心设备可以根据需求进行扩展，增加一台备用服务器，建立双机双网热备，增加一套视频监控设备进行有效的视频监控。
1)计算机监控平台
计算机监控平台是一个客户机/服务器（Client/Server）体系结构的开放式计算机局域网络，采用Windows2000Sever 作为网络操作系统。该系统的主要功能是：终端数据采集、历史数据和管理、系统的远程监控、报警处理、事件处理、故障的管理、统计报表生成、事故追忆记录、数据显示、终端监控、系统管理等各项管理功能。计算机监控平台主要由通讯/数据服务器、监控工作站等组成。
2)监控工作站
主要负责终端采集数据的收集及监控命令的执行，同时具有安全管理，权限管理，数据管理，远程登录管理，网络维护等功能，对系统的设置、运行状态进行时实修改，同时提供实时数据的动态显示。
它可以接收人工指令，通过通讯服务器，监控主要通讯机，将监控命令发送至相应的监控终端。操作结果以及监控终端所采集到的运行数据和状态数据通过上述通道反方向传回监控工作站，并在界面上实时显示、报警。同时通过局域网将上述数据送至数据库。主要控制包括灯光启闭执行状态的开关量检测、灯具亮度的开关量检测、监控终端后端线路工作电流开关量检测、总电源断电的报警与故障判断功能、终端开门报警与判断功能、终端被盗窃案报警与判断功能、通讯系统故障报警与判断功能等事件采集、故障判断与查询信息。
3)通讯/数据服务器
主要负责对系统采集的各类信息进行分类、保存，用于提供客户访问、查询、更新和管理相关信息用于地理信息数据的生成、管理、修改以及显示、查询、统计等，可以方便的将各类数据和地理信息的关系直观的展现，提供数据维护、数据展现、输出和可视化、可用性等方面的功能；负责整个无线网络的管理和对远程监控终端的管理调度，实现无线协议与网络协议之间的相互转换以及数据信息的无差错传输。系统的通讯协议采用国际通用的标准规约IEC870-5-1,并结合公司多年在电力系统通信组网设计和开发的经验，结合dl535-1993电力负荷控制系统传输协议，采用“信令监控”和“差错临近”技术，以保证无线通讯的可靠性和有效性。
4)GPS校时
计算机监控平台具有GPS自动校时功能。采用专业GPS授时芯片构成的GPS接收模块，由GPS时钟、GPS天线、GPS馈线、串口线外加服务器软件+客户端软件组成，时间精度高，信号捕获能力强，经过特定处理的准确的时钟数据通过串口对计算机进行时钟修正，利用相应开发的校时软件，再通过上位机对下位机发送校时命令并校时的方式来统一监控网络的时钟。技术特点
6.1软件可靠性
1）监控中心处理系统具有以7×24×52的方式连续不间断工作的能力，整个系统的可用性应达到99％以上。
2）系统不存在因为单点故障而导致系统全面瘫痪的可能性。
6.2安全性
1）系统的数据是企业的商业秘密，必须保证数据安全。系统定位于管理层面，数据通过无线公网传输，必须和外部互联网隔离。
2）对不同的用户提供完善的用户权限管理和用户认证机制。6.3扩展性
应用系统具有可扩展性，能满足不同层次用户的应用需要。在对系统最终的可能用户情况进行分析后，用户可分成两类：一般性浏览用户、多维分析用户。
1）2）对于一般性浏览用户，系统能够提供简单、友好的操作界面。对于多维分析的用户，能迅速地响应用户新的分析主题的需求，并允许用户根据需要自主定义分析模型。
6.4准确性
应用系统能准确可靠地进行数据采集及处理，各类数据的汇总加工处理过程经过严格的测试。
6.5可操作性
1）2）用户界面支持并发性，即支持多窗口和多任务。
管理系统具有友好、实用、直观的中文图形用户界面，方便易学、易于操作。
3）用户界面是中文方式的,支持常用中文输入方式。
6.6数据转换
1）数据格式的一致性
将各个业务数据中的同一主题的数据集成在一起的时候按照统一数据格式。
2）测量单位的一致性
在将各个业务数据中的同一主题的数据集成在一起的时候使用统一测量单位。
3）数据名称的一致性
在将各个业务数据中的同一主题的数据集成在一起的时候使用统一数据名称。
4）数据代码含义一致性
在将各个业务数据中的同一主题的数据集成在一起的时候使用统一数据代码含义。
6.7数据存放
系统在各分阶段建设时能够满足当前可预见的数据量的需求，主存储系统应具有良好的可扩展性，满足系统投入运作后的数据不断增长的需要。
系统主要的外存储系统应采用磁盘阵列技术，并满足下列技术要求：
1）广泛的连接性：可以连接当今商业企业的主要计算环境，包括异构主机平台、网络、文件服务器、网络服务器和管理平台；
2）3）4）5）多层次信息保护：提供磁盘RAID0-RAID5的数据保护； 系统易于级联和扩充； 使用工业标准的接口。
系统的备份存储系统应采用磁带库或光盘库系统，其在线的存储能力不少于一年的数据（包括原始数据、结果数据、报表和图表等）。
6.8开放性
1）管理系统应运用开放结构，能够与其它管理支持系统建立无缝隙的联网。
2）管理系统应能提供与上级网管的向上联网接口。
6.9适应性
应用软件能够支持sql数据库。
6.10网络要求
1）网络连接方式
系统各硬件设备之间或系统与被管交换机之间采用计算机局域网或广域网方式连接。
交换机设备与本系统处于同一建筑物之内，二者之间的连接采用局域网互连。局域网采用10/100M自适应以太网。
2）网络安全
网络应具备一定的安全机制（加防火墙）对外部用户的的访问、数据包、用户身份、用户权限和连接方式进行控制，防止对管理系统的非法访问、攻击和破坏。网络应具备病毒检测和病毒清除的手段。6.11其它
1）环境指标
硬件设备应能适应如下环境要求： 温度：-30℃～+65℃
湿度：相对湿度5%～100%（包括凝露），绝对湿度小于28g/m3 大气压：BB2级，66~108kPa 2）供电和接地指标
硬件设备所需供电要求应满足用户规定。
采用UPS电源对重要硬件设备进行辅助供电保证。
UPS电源的可靠性应与所支持的计算机、网络设备和其它通信设备的可靠性在同一数量级上。
在市电停电后，UPS应该能给系统提供至少30分钟的供电。各硬件设备具有接地保护。
6.12系统技术指标
1）2）3）终端最大容量设计为65535个，可扩充。
输入量：4路遥信量，4路脉冲量，1路门接点，1路RS485。输出量：4路开关量，用于控制全夜灯、半夜灯、景观灯、广告灯等，可设定时段。
4）5）工作频段： 标准GPRS工作频段。单处终端平均检测任务完成时间<1S。6）供电电源电压：交流180V～260V。
第二篇：路灯远程监控系统
路灯远程监控系统
1、概述
路灯一直由市政部门统一管理的，灯耗电量一直排在公共设施耗电量之首；由于采用时控方式，路灯的开关时间限制比较死，每当有重要活动或遇到阴天，视线差，不能提前或延迟路灯的开关时间；很多时候，路灯的故障不能及时发现，影响了维护。路灯远程监控系统使得管理人员可以在监控中心遥控路灯的开关；自动计算亮灯率，及时发现故障。
2、系统组成
系统由监控中心、通信平台、监控设备、路灯开关设备四部分组成监控中心：由服务器、GPRS数据传输模块、监控系统软件等组成。
通信平台：中国移动公司的GPRS-APN专网。
监控设备：路灯测控箱。
路灯开关设备：时控路灯的开关。（原有设备）
（1）、监控中心
监控中心设备主要由数据服务器和DATA-6101GPRS数据传输模块（台式）组成。服务器和GPRS模块之间使用串口线连接，服务器上安装操作系统软件、数据库软件、监控系统软件。该软件具备主动问询、数据显示、数据存
储、数据查询、报警显示、计算亮灯率、生成曲线报表等多项功能。
（2）、通信设备中国移动公司GPRS网络APN专网。（3）、监控设备
GPRS数据传输模块、电参数采集模块
开关电源、备用电源、继电器
太阳能板、蓄电池组、3、系统功能
⑴、主动问询功能：监控中心可以主动问询每路路灯的开关状态、电流电压、电量数据。
⑵、主动控制功能：监控中心可以随意开关任何一路路灯。
⑶、自动控制功能：按季节变化，现场自动调节路灯开关时间，并按时开关路灯。
⑷、报警功能：通信中断、亮灯率过低、未按时开关情况出现时，监控中心有报警显示。
⑸、显示功能：电子地图上显示每路路灯的开关状态及其它重要信息。
⑹、数据存储功能：现场监控设备和服务器上的数据库中存储历史记录。
⑺、数据查询功能：监控中心可以查询任意时间段每路路灯数据信息。
⑻、曲线报表功能：可以生成电流、电压、电能、亮灯率、开关时间的分析曲线和报表。
⑼、远程维护功能：监控设备中的采集和通信模块具备远程参数设置和维护功能。
⑽、拓展功能：系统可自由增减监控设备的数量。监控设备可以扩展其它功能。
4、技术指标
⑴、中心数据服务器：CPU：PⅢ，1GHz以上；内存：128MB以上；硬盘：40G以上。
⑵、GPRS数据传输速度：40Kbps以上
⑶、电参数采集精度：0.5% ⑷、开关量采集速度：1000次/秒
⑸、监测设备工作环境：GPRS信号强；环境温度：-20—+70℃；湿度≤90%无凝露，无腐蚀性气体和导电尘埃，无爆炸危险物品。有220V交流电源。
第三篇：路灯远程监控系统
路灯远程监控与管理系统一、前言
路灯是一个城市必不可少的基础设施之一。现有的路灯大多数是采用单灯或单元手控或钟控的分散控制方式，这种控制方式功能单
一、精度不高、一致性差、无法灵活调整。路灯照明设施分布广泛不成系统，分散控制方式无法实现集约化控制和管理，这就造成了亮灭不当、电力浪费、故障不能及时发现，不易维护等一系列问题，同时，对于市政部门来说，路灯巡查又是一项需要耗费大量人力却又取不到良好效果的工作。
随着城市现代化建设步伐不断加快，对城市道路照明及城市亮化工程需求也加大，而能源的供需矛盾也越来越突出，节电节能、绿色照明的要求越来越迫切。传统的手控、钟控等分散控制方式存在种种弊端，已不能满足要求，利用现代高新技术实现的路灯远程监控与管理系统是解决上述问题的不二之选。路灯远程监控与管理系统作为城市现代化的标志之一，它所带来的经济和社会效益是十分显著的，它的推广和实施也将是市政工程建设中的一项重要内容。
路灯远程监控与管理系统可以将一个城市的所有路灯照明设施联成一个系统进行集中控制和管理，工作人员通过鼠标、键盘和大屏幕就能够灵活开关任意灯，随时了解任意灯的各种运行参数，及时发现故障，将传统的人工“巡灯”制度改为“值班”制度，极大地提高道路照明系统的管理效率。系统能将采集到的数据自动进行存储、统计，并能随时进行查询和打印，极大地提高管理水平，同时还能通过半夜灯和智能调压等手段，降低能耗，提高设备使用寿命，获得良好的经济效益。启用路灯远程监控系统，可以对全城的路灯实施统一启闭、实时监控和管理，可确保高效稳定全天候运行，控制不必要的“全夜灯照明”，有效节约电能消耗。对于城市公共照明系统来说，采用智能化的监控和管理系统是实现能源节约、减少资源浪费、满足人们生活要求、显示现代化城市靓丽风景的科学解决方案。
二、方案概述
1.系统构成
如图1所示，路灯远程监控系统可分为四个部分，分别是：
1）单灯控制器
单灯控制器实现的主要功能有：控制路灯开关、亮度调节、亮度采集、温度采集、湿度采集，计算电压、电流、功率、电量以及功率因数，状态检测、故障检测、事件生成，执行监控中心命令等。
2）集中控制器
集中控制器处于监控中心和各单灯控制器的中间，其主要功能有：路灯时序调整、运行数据记录、报警处理和发送。它负责下属路灯网络的运行，将监控中心的命令下达给单灯控制器，将控制器及线路信息反馈给监控中心。
集中控制器下属的路灯可根据工程实际需要采用不同的组网方式：RS485总线组网可以保证稳定可靠的快速数据传输，但需要布线；电力线载波通信组网可以免布线，但数据传输可靠性和速度受到限制。
3）远程通信系统
远程通信主要采用现代通信系统（如互联网、有线电话网、移动通信网）的各种通信手段实现远程通信。其中GPRS通信方式以其多方面的优势被广泛采用。
GPRS传输方案优点有：无线远距离，覆盖地域广，稳定性高，实时性强，建设和运营成本低，集中控制，扩容性好。
对于整体方案的具体实施，远程通信部分可简化为一个GPRS通信模块，GPRS通信模块与监控中心之间的各个环节可不必考虑。
4）监控中心
监控中心通过监控软件主要实现对不同地域的集中控制器进行远程数据访问和控制，包括远方路灯运行数据采集，控制命令发送，运行参数配置，显示路灯运行状态信息（亮度、温度、湿度、电压、电流、功率和功率因数等），远程控制路灯的开关和调节路灯的亮度，进行路灯开关时序调度，读取历史数据记录，事件监视和故障报警，实现路灯管理，查询生成打印各种统计报表。
路灯单灯控制器„„RS485总线GPRS通信模块集中控制器A地路灯路灯单灯控制器„„RS485总线GPRS通信模块集中控制器B地路灯通信服务商所提供的通信接入点监控中心工作站
图1 路灯远程监控系统原理图
2.系统功能 路灯远程监控系统的主要功能有：
1）主动问询功能：
监控中心可以主动问询每路路灯的开关状态、亮度、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素、电量、及温湿度等现场数据。
2）主动控制功能：
监控中心可以随意开关任一路灯或开关自定义群组的路灯，也可进行任务定制预约执行，实现各种时序调度
3）自动控制功能：
具有多种自动运行模式设定。当设置为自主控制时，路灯可根据自然光亮度按季节变化自动调节路灯开关时间。4）报警功能：
对于设备异常和突发事件，监控中心有声光报警及显示，并可以通过手机短信通知值班人员。报警信息可以存储，以便随时查询。
5）显示功能：
采用形象生动的组态软件画面按区域实时显示各单元路灯的运行状态，也可在电子地图上按地理位置标注显示各路灯运行状态。
6）数据存储功能
监控中心可读取现场监控设备上的运行记录存储至数据库中。
7）数据查询功能
监控中心可以查询任意时间段每路路灯数据信息。8）曲线报表功能
可以生成电压、电流、电量、亮灯率、开关时间等信息的分析曲线和事件、报警等信息的统计报表。
9）网页访问
可以在任一台联网的电脑上用网页浏览器访问监控中心的服务器，查看路灯运行状态和查询相关报表。
10）设备管理
路灯设备管理，可统计路灯安装的时间、地点、运行参数、工作时间等用户关心的信息。路灯维修记录，可统计路灯故障原因、故障地点及维修时间、维修费用。
11）远程维护功能：
监控设备中的采集和通信模块具备远程参数设置和维护功能。12）拓展功能：
系统可自由增减监控设备的数量，监控设备可以扩展其它功能。
三、硬件系统
1．单灯控制器硬件要求
1）高性能单片机
2）实时时钟，掉电运行
3）后备电池
4）单相电压电流检测
5）4路继电器输出 6）4路开入量检测 7）亮度测量 8）温湿度测量 9）调压接口
10）RS232和RS485通信接口 11）硬件看门狗
2．集中控制器硬件要求
1）嵌入式系统，主频100M以上，至少64M RAM、128M FlashROM 2）实时时钟，掉电运行
3）后备电池
4）三相电压电流检测
5）8路继电器输出 6）8路开入量检测 7）亮度测量 8）温湿度测量 9）调压接口
10）RS232和RS485通信接口 11）硬件看门狗
3．GPRS通信模块要求
1）支持GSM/GPRS 900／1800／1900MHz三频
2）智能防掉线，支持在线检测维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线 3）RS232通信接口，支持透明数据传输 4）支持独立的管理接口 5）支持短信收发
6）支持远程配置和远程更新升级
7）多重软硬件看门狗，防死机
4．监控中心配置
硬件防火墙，服务器，显示器，投影仪，打印机，UPS不间断电源
四、软件系统
1．数据和系统安全 2．组态监控软件 3．数据库 4．WEB服务
第四篇：水资源远程监控管理系统需求分析
太原市杏花岭区水资源远程监控管理系统
水资源远程监控管理系统
二零一六年十二月
I 太原理工大学 天地方圆公司 太原市杏花岭区水资源远程监控管理系统
目 录
1.概述.............................................................................................................................................1 2.系统建设必要性.........................................................................................................................1 2.1 现状与问题.......................................................................................................................1 2.2 系统建设意义...................................................................................................................3 3.系统设计.....................................................................................................................................4 3.1水资源实时监控系统结构.................................................................................................4 3.2 实时监控系统主要技术要求............................................................................................6 3.3硬件设计和软件配置........................................................................................................7 4.建设效果展望.............................................................................................................................8 5.项目建设概算.............................................................................................................................8
太原理工大学 天地方圆公司
II 太原市杏花岭区水资源远程监控管理系统
1.概述
属于典型的资源型缺水区，水资源短缺、水污染形势严峻、水生态环境安全面临严重威胁3个方面的主要问题已成为制约该区社会经济发展的重要因素。建立覆盖整个的水资源远程监控管理系统，对水资源的开发、利用、节约、保护、管理、配置实施实时动态监控管理，是解决该地区水资源问题的主要手段。
近年来，将水资源远程监控系统建设提上了工作计划，科学合理地管理与利用有限的水资源是有效解决水资源问题的重要途径。加强水资源的科学管理，通过水资源的合理开发、高效利用、综合治理、优化配置、全面节约、有效保护，不断提高水资源利用效率和效益等措施，建设节水型社会，实现水资源的可持续利用，为经济社会的可持续发展提供支撑，是一项具有重大意义的工程。的水资源计量设施的安装工作一直处于落后的状态，基础数据的缺乏使得水资源管理工作一直处于粗放被动的情形，不能满足现阶段水资源管理的要求，安装水资源计量设施迫在眉睫。
为了加强水资源统一管理，实现辖区内地下水水井用水取水统一调度，保证供水安全，科学调配水量，从2006年开始研制开发水资源远程监控管理系统，该系统通过在各地下水取水井监测点安装水位、流量、电压、电流等传感器及安全视频监控设施，基于地理信息系统，结合物联网应用技术，实现对地下水取水井监测点水位、流量及安全视频监控。
2.系统建设必要性
2.1 现状与问题
水资源的调度监控在水资源管理过程中有着举足轻重的作用,随着社会的发展对水资源调度监控提出了新的要求。水资源调度监控的项目和内容不断增加,对调度监控手段和方法以及水资源监测技术的研发和应用也提出了越来越高的要求。对水资源实时、动态、优化的配置是水资源管理的重点,进行这一切工作的基础是实时获取动态的水资源及相关信息。随着网络通信、移动通信技术的发太原理工大学 天地方圆公司 太原市杏花岭区水资源远程监控管理系统
展,特别是信息技术、数字化技术的发展,实时对水资源进行监控管理己经成为可能。
当前在国际上,水资源实时监控管理系统,代表了水资源管理的现代方向。实时监控和传输的基础就是信息技术,利用通信、网络、数字化技术、遥感、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、计算机辅助决策支持系统、人工智能、远程控制等先进技术。对流域或地区的水资源及相关的大量信息进行实时釆集、传输及管理；以现代水资源管理理论为基础，以计算机技术为依托对流域或地区的水资源进行实时、优化配置和调度；以远程控制及自动化技术为依托对流域或地区的工程设施进行控制操作。
在我国随着数据釆集技术、传感技术、无线通信技术和计算机技术的迅速发展,也促进了国内水资源调度监控技术自动化的发展,监控技术要适应新情况新变化,实现从传统水文向现代水文转变,从而为我国社会主义现代化建设服务。在水资源调度监控过程中,常常需要对众多的水资源数据进行实时监测,大部分监测数据需要实时发送到管理中心进行处理。传统的水资源信息(如水位、流量、降雨量、泥沙含量等)的传输,多釆用有线或无线电台等方式进行。
目前，水资源监控管理系统仍存在很多问题，主要表现为：
一、供水系统监管水平低下
目前，大多数农村供水系统是否能够正常运转，主要依赖于村管水员专业知识水平与素质的高低。水泵的不及时启停使得居民的用水得不到满足、设备故障后无法第一时间掌握与维修等问题是现阶段面临的供水、用水难题。
二、水资源污染严重
城市中大部分饮用水安全受到威胁。据统计，在46个重点城市中，仅有28.3%的城市饮用水源地水质良好，26.1%的城市水质较好，45.6%的城市水质较差。饮用水源地水质差不但增加了自来水处理成本，而且有一些难以处理的有毒有害污染物将直接危及人体健康。农村饮用水安全更令人担忧，其卫生合格率仅为62.1%。水污染问题不仅是杏花岭区的一大难题，其已经成为国家水资源领域内迫切需要解决的重要问题。
三、洪涝灾害严重
水资源分布不均，水旱灾害频繁，这是水资源开发利用的最大弱点，也是经太原理工大学 天地方圆公司 太原市杏花岭区水资源远程监控管理系统
济发展的一个制约因素。水资源分布不匀，造成不少地方严重缺水，影响这些地方的工农业生产和人民生话。而水资源时空分布的过分集中，造成汛期大量弃水，非汛期缺水，有限的水量不能充分利用。集中程度越高，弃水越多，可用水量占水资源总量的比例越小，并使水旱灾害频繁发生。
四、信息孤岛严重，缺乏统一管理手段
相关水利部门在供水工程建设后，无法掌控工程后续使用、问题反馈情况。无法为新工程的规划、设计提供经验参考。此外，各供水系统独立建设、管理“自成体系”、信息孤岛严重。无法从全局宏观角度进行供水、用水统一监管。
五、缺失有效的设备巡检机制
农村供水站对工作思想不重视，只注重供水工程的建设，不讲究社会效益。同时由于自身条件的限制，缺少相应的巡检人员，不能满足对广大农村供水站进行日常设备巡检工作的基本要求。
2.2 系统建设意义
水资源远程监控管理系统适用于水务部门对地下水、地表水的水量、水位和水质进行监测，有助于水务局掌握本区域水资源现状、水资源使用情况、加强水资源费回收力度、实现对水资源正确评价、合理调度及有效控制的目的。
通过对区域经济、社会、资源、环境现状调查，特别是对水利发展状况、水资源开发利用状况、水环境状况的分析研究，诊断目前存在的主要问题及其对经济社会发展和生态环境保护的影响。以乡镇为基础进一步细分水资源分区，建立相应的基本资料数据库。建设完善水资源实时监控系统，并运用遥感（RS）、网络 GIS、全球定位系统（GPS）、虚拟仿真及信息集成技术，以 SPOT5 遥感数据、1：50000 DEM 及 GIS 基础空间数据为基础，建设数字流域平台。
以水资源 B 级区套乡镇级行政区为单元，按照严重不安全、不安全和基本安全 3 种安全类型，进行水资源安全评价，并做出相应的水资源安全风险评估与预警，编制应急预案。在此基础上，依据区域未来经济社会发展目标，结合节水型社会建设要求，设计水权制度与入河排污许可制度，拟定水量水质双总量控制方案，建立水资源优化调度系统，拟订生态与环境保护战略，提出未来水利建设总体布局方案和水资源动态管理模式。
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系统功能包括 4 个主要层次，即水资源数据库及管理平台、应用支撑平台、应用系统、计算机网络。
水资源数据库及管理平台：包括在线监测数据库、业务数据库、基础信息数据库、空间数据库、多媒体数据库、数据库布置及现有数据集成整合；
应用支撑平台：包括系统资源服务层（统一数据访问接口、数据转换）、公共数据服务层、应用服务层（GIS 服务、报表工具、图表工具、流量控制）、平台接口；
应用系统：包括水资源实时信息服务系统、水资源动态管理系统，预留水资源业务管理系统（取水许可管理、地下水管理、节水管理、水资源费征收管理、入河排污口管理、水源地管理、水功能区管理、水务管理）、水资源动态评价系统、水资源系统运行调度系统、水资源安全风险评估与预警系统、水资源综合统计系统、水资源辅助决策支持系统（包括预警与应急服务、水资源评价、水资源配置）、水资源信息发布平台等功能模块的接口。
计算机网络：通过 GPRS 专线，实现水利专网与移动通信 APN 网络的连接；通过路由器，实时透明转发各相关业务部门所辖测站实时采集信息；提供完善的内外网隔离方案，确保内部数据安全；为市级用户通过互联网实现虚拟专线连接，可以通过 VPN 接入访问内部业务系统；实现对调度中心数据库系统、应用支撑平台、业务系统及版本控制系统等软件的硬件及网络支撑。
3.系统设计
3.1水资源实时监控系统结构
本系统覆盖整个杏花岭区，采用GPRS无线网络进行数据传输，由3级构成，包括,区（县）级监控分中心和大量的监测点，实时监控系统结构如图1。
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图1 水资源监控管理信息系统拓扑图
区（县）级监控分中心负责该辖区各监测站点的实时监控与信息管理，设置在县水资办。包括建立通讯联系、站点呼叫、站点身份验证、指令发布、数据接收、数据校验、数据存储，以及在线监测、掉线挂接等运行管理。
监测站点为系统的最原始点分为4类：
（1）地下水位观测站点。采用投入式液位传感器进行计量，及时掌握地下水的变化动态。
（2）用水量监测站点。通过安装在用水输水管线关键点上的仪表对用水量进行不间断计量监测，准确、及时计量用水户的用水量。
（3）降雨量观测站点。采用翻斗式自记雨量计计量，可从市防办共享。（4）污水排放量监测点。采用多普勒超声波流量仪测量，为正确评价水资源利用率提供依据。（二期实现）
其中，测控终端原理示意图如图2所示。
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3.2 实时监控系统主要技术要求
（1）对用水量、水位、降雨量、污水排放量（二期实现）等指标的实时自动检测；自动定时记录（固态存储）；通讯自动保持在线，断线自动挂接；自动对呼叫应答，自动接收中心控制指令；自动完成数据检索与数据传送；自动时钟走时；自动上电复位；出错自动报警和预警功能。
图2 测控终端原理示意图
（2）设备环境温度适应性。监测站设备工作环境温度为-20℃～-40℃,相对湿度RH≤90％，采取防盗防破坏措施。
（3）采样间隔。水位、流量的采样间隔不大于1h（可根据用户需要设定）； 雨量，在雨季的采样间隔不大于5min。各种传感器的精度：水量测量精度：±1%～2%m³；地下水位测量精度±0.05%； 雨量监测精度：0.1mm； 排污量测量精度±4%。
（4）远程通讯仪采用GPRS无线通讯方式。网络系统要确保安全、高效、稳定运行，并具备备用电源供电。
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3.3硬件设计和软件配置
3.3.1 主要设备
（1）服务器： 区（县）级服务器CPU：PⅣ 3.0G以上，双CPU；内存10G以上；硬盘，500G以上；千兆网卡。
（2）电源设备： 山特UPS。
（3）磁盘阵列： 每个控制器 1GB缓存；每个控制器有2个4GB Fibre Channel端口；最大支持64个主机。
（4）机械远传水表、超声波流量计、电磁流量计：用于自备井用水量计量，满足不同用户需求，测量精度±2%-±1%。
（5）水位压力传感器：用于测量地下水位，选用进口的（德鲁克水位压力传感器）测量精度≤±0.05%。
（6）多普勒超声波流量计：用于测量污水排放量，选AVFM型，精度等级2.5 级。（7）数据远程监测仪：用于水资源的监测并通过GPRS数传模块进行数据传输。3.3.2 软件环境
（1）采用地理信息系统（GIS,包括WEBGIS)为表现平台,以电子地图为基本图形,根据需要,实现以电子地图为基础的查询、检索、分析功能。如图4所示。
图4 电子地图
（2）网络操作系统选用Windows Server2005中文版。客户端 操 作 系 统 选 用 Windows XP Professional、Windows7等版本。
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（3）数据库建议采用SQL Server2005。
（4）网络安全主要包括安全防护工具（防火墙、防病毒、加密系统等）和检测手段（身份认证、入侵检测、漏洞扫描等系统）。
（5）选用 Microsoft 公司的system Management Server和Cisco Works2000进行网络管理。配备数据备份软件使数据备份到存储设备。
4.建设效果展望
水资源监控管理系统建成后，水利部门的工作人员通过互联网或移动APP登录指定网站，即可远程监控泵房的整体运行状况，如监测液位、压力、电压、电流、水量等数据以及现场红外照相机定时抓拍并回传的实时照片，远程控制水泵启停、闸阀开闭以及随时获取监控点现场实时照片等。
系统自动对采集到的数据存储、加工、分析、形成曲线、报表等，这样，水利工作人员就可以纵观全局、统筹规划、合理安排、科学决策。
如果监测到数据异常，监控中心会发出声光报警、同时向管理人员的手机发送报警短信，从而保证问题能够“强预防、早发现、明原因、快解决”，将损失降低到最小，有效保护国家财产的安全。
水资源监控终端配有红外传感器和红外照相机，当有人非法闯入监控现场时会触发红外照相机，及时抓拍入侵照片并回传到监控中心，让恶意破坏的人无所遁形，承担相应的法律责任。
5.项目建设概算
在传统的信息化方案里，监控中心的建设任务主要是私有数据平台的搭建，并加以定期维护，从而才能够保证系统稳定有序地运行，成本较高，一次性投资较大，专业性强、维护费用高
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第五篇：机房监控系统需求
动力系统监控
对 UPS 主机的输入动力系统进行电压、电流的监控。
UPS 系统监控通过由 UPS 厂家提供的通讯协议及智能通讯接口，UPS 进行全面监控，UPS 内部整对对流器、逆变器、电池、旁路、负载等各部件的运行状态进行实时监视，一旦有部件发生故障，系统会自动报警。并且实时监视 UPS 的各种电压、电流、频率、功率等参数，并有直观的图形界面显示。系统可全面诊断 UPS 状况，监视 UPS 的各种参数。一旦 UPS 报警，将自动切换到相关画面。越限参数将变色，并在现场伴随有报警声音，有相应的处理提示。可根据用户需要设置电话语音通知。对于重要的参数，可作曲线记录，可查询一年内的曲线，并可显示选定某天的最大值，最小值，使管理人员对 UPS 的状况有全面的了解。
精密空调的监控
在本次机房建设中，在环境监控系统中将实现对精密空调的运行状态的实时监控，并对空调的电压、电流进行监控，同时能够实现通过环境监控系统进行远程开、关机操作。
具体参数有
模拟量：温度、湿度、设定温度、设定湿度
状态量：开关机状态、工作模式、风机、压缩机、加热器、除湿、加湿器。
漏水监控系统
机房内的地板底下有诸多的漏水水源，如空调机组的冲洗水回路、排水管等。由于机房区地板下强电、弱电、地线、电缆纵横交错，如不慎发生漏水，不及时发现并清除，后果将不堪设想。采用分布式传感检测系统，分布式传感即用特种绳将水源包围，在漏水发生时即时警报，真正意义上做到防患于未然，把泄漏危害降低到最低程度，采用进口产品。
温湿度监测系统
在机房的各个重要部位，装设温湿度检测模块，记录温湿度曲线供管理人员查询，一旦发现温湿度越限即刻启动报警；提醒管理人员及时调整空调的工作设置值或调整机房内的设备分布情况，同时系统记录下的曲线可供机房管理人员参考；以方便根据当地的各季节的温湿度状况适时调整，及时防范因温湿度质量造成不必要的设备损坏；在问题发生后可根据历史曲线轻松找到问题所在，方便解决问题。
系统还可以将一段时间内机房里的温湿度值通过历史曲线直观地表现出来，以方便管理人员事后进行分析查看查看，为今后管理提供依据。
消防检测系统
通过开关量数据采集模块，将干接点变化信号经过处理后送到监控主机发出报警，即可达到实时监测机房内的火灾情况。这样，即便无人值守，可以确定消防工作状态。
报警系统 一旦发现异常事件，系统即自动执行预定的控制策略，同时启动报警，报警可以有几种方式，如报警窗口、实时打印、语音提示、电话语音、电子邮件、短信等。
本次项目中，报警信息必须实现手机短信功能，即事故发生时，报警信息要求同时发至至少两名以上相关管理人员的手机。当有多个报警同时发生时，系统通过事件等级，排队报警事件，并逐一报警，其中的电话/手机号码等由用户设置。
视频监控系统
监测对像：对机房内的设备及人员进行 24 小时实时监控。
监测实现：在 UPS 配电区设置半球彩色摄像机 2 台；在主设备区设置半球彩色摄像机 8台；在办公区设置半球彩色摄像机 2 台，走廊设置2台半球彩色摄像机。同时系统设置 1 台网络硬盘录像机。摄像机将所监视区域的图像通过传输电缆送到网络硬盘录像机进行画面切换、放大、录像、回放等。
同时通过网络接口将其连接到局域网或广域网上，实现远程调用、监视等。监视内容：实时监视各区域内的情况。
门禁系统
监测对像：机房内外共计单门6个、双门2个门禁系统。监测实现：监控机房门禁系统的开关、记录等。
同时通过网络接口将其连接到局域网或广域网上，实现远程调用、监视等。监视内容：实时监视各区域内的情况。
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