PLCGPRS以及ZigBee的路灯无线控制系统

PLC、GPRS以及ZigBee的路灯无线控制系统随着我国经济建设的发展,能源的开发和利用也显得日益紧张起来。3月份以来,我国多地出现淡季“电荒”现象,而电能利用效率低下是导致“电荒”的重要原因之一,在这种情况下,提高电能效率迫在屠睫。而随着城市路网建设的不断发展,路灯数量增多,使得人们对电能节约以及路灯的管理要求也越来越高。采用先进技术节约能源以及提高路灯自动化控制与管理水平,已成为城市照明系统建设的当务之急。1路灯照明管理现状1)照明设施开关灯统一性差,智能化水平低,不具备远程修改开关灯时间,不能根据实际情况修改开关灯时间,能源浪费大,增加了财政负担;2)路灯设备分散,管理人员少,管理困难,不能实时、准确、全面地监控设备运行状况,缺乏灵活的控制手段;3)人工巡检工作量大,效率低,成本高,浪费人力、物力、财力,缺乏有效的故障预警机制。2ZigBee简介ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低耗功、低传输速率、低成本的双向无线组网通讯技术。它是一种介于RFID(RadioFrequencyIdentification,无线射频识别)和蓝牙之间的技术。3GPRS简介GPRS通用分组无线业务是一种新的承载业务,提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务,特别适用于间断的、突发性的和频繁的数据传输GRPS永远在线,接入速度快,用户可随时与无线网络保持连接,可使远程数据采集的效率大幅提高。4PLC简介PLC即可编程控制器,是一种带有指令存储器,数字或模拟输入/输出接口,能够完成逻辑,顺序、定时、等功能,用于控制机器或生产过程的自动控制装置。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。5系统工作原理运用组态软件作为上位机的控制平台,通过GPRS与现场控制器PLC通讯。监控中心软件通过GPRS网络向各个现场控制器发送动作指令,使现场控制器完成各种配置和数据采集工作,并对现场控制器发送上来的数据开展分析和处理。现场控制器通过ZigBee无线通讯设备接收单灯控制器所发送来的信号,开展分析处理并通过GPRS通讯系统向监控中心发送信息,以此来实现对路灯的远程无线控制,如图1所示。6系统组成系统由3部分组成:现场控制器、单灯控制器、监控中心。6.1现场控制器由PLC独立控制模块、GPRS通信模块、ZigBee无线通信模块等组成,完成数据采集、控制输出、数据通信、故障报警等功能。现场控制器通过GPRS与照明管理监控中心服务器相连,通过ZigBee无线通信模块与单灯控制器相连,以此实现实时通信,如图2所示。图2现场控制器的组成6.2单灯控制器每盏路灯都装有单灯控制器,由ZigBee无线通信模块、完成电量采集和模块遥信功能的单片机模块组成。ZigBee无线模块具有网状拓扑构造,这样ZigBee子网就有内置冗余保证,如果网络中有节点脱离网络,无法工作,节点数据将自动路由到一个替换节点保证系统的可靠、稳定。单灯控制器是路灯监控系统中控制功能的执行部分,控制路灯的状态并监测路灯运行的电流、电压、功率因素等,将这些参数通过无线方式传送到现场控制器,同时接收来自现场控制器的所有控制指令,从而实现远程控制功能,如图3所示。图3单灯控制器的组成6.3监控中心监控中心由监控中心软件、GPRS通信模块组成,对整个照明系统开展集中控制。监控中心软件可实现远程监控、采集数据、建立数据库、数据分析等功能,通GPRS通信模块实时扫描各路灯电量数据和输出状态,也可将监控中心软件发送的各种有效指令发送给现场控制器。遇到报警信息,通过GSM短信方式送至巡检人员手机。7监控中心软件介绍组态软件是用于数据采集和过程控制的专用软件,本系统采用组态王作为开发工具,它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点,能充分利用图形编辑功能,为用户提供了友好的可视化界面。监控中心软件是整个路灯监控系统的控制中心,它负责跟控制现场中的监控终端开展远程通信,对获取的数据开展处理,主要功能如下:1)查询功能现场控制器将单灯的电压、电流、功率、设备运行状态等参数通过无线信道发送回监控中心监控中心主机对这些数据开展分析、处理后,以直观的报表或图表形式提供管理人员,为决策提供准确的依据。2)...

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