照明自动监控与管理系统能够灵活开/关灯，随时了解运行参数，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，同时还能通过全夜灯、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。

一、GPRS传输方案优点

中国移动GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建油井数据采集传输系统，实现路灯的无线远程监测和控制具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。经过比较分析，我们选择中国移动的GPRS系统作为环保信息采集传输系统的数据通信平台。

GPRS路灯监控系统具备如下特点：

1、可靠性高：与SMS短信息方式相比，GPRS DTU采用面向连接的TCP协议通信，避免了数据包丢失的现象，保证数据可靠传输。中心可以与多个监测点同时进行数据传输，互不干扰。GPRS网络本身具备完善的频分复用机制，并具备的抗干扰性能，避免了传统数传电台的多机频段“碰撞”现象。

2、实时性强：GPRS具有实时在线的特性，数据传输时延小，并支持多点同时传输，因此监控中心可以多个监控点之间快速，实时地进行双向通信，很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。目前GPRS实际数据传输速率在30Kbps左右，能满足系统数据传输速率（≥10Kbps）的需求。

3、监控范围广：GPRS网络已经实现全国范围内覆盖，并且扩容无限制，接入地点无限制，能满足城市路灯的监控需求。

4、系统建设成本低：由于采用GPRS公网平台，无需建设网络，只需安装设备就即可，建设成本低；也免去了网络维护费用。

5、系统运营成本低：采用GPRS公网通信，全国范围内均按统一费率计费，省去昂贵的漫游费用, GPRS网络可按数据实际通信流量计费，(1分-3分/1K字节)，也可以按包月不限流量收费，从而实现了系统的低成本通信。

6、可实现集中控制：通过GPRS数据监控中心，可实现对路灯的远程控制，例如：远程开关控制，远程状态查询等。

7、系统的传输容量，扩容性能好：路灯监控中心要和每一个路灯监控器实现实时连接。由于路灯监控器数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要；由于系统采用成熟的TCP/IP通信架构，具备良好的扩展性能，一个监控中心可轻松支持几千个路灯监控器的通信接入。

二、解决方案介绍

由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络，因此监测中心计算机需要一个固定的IP地址或固定的域名，各个数据采集点采用GPRS模块通过IP地址或域名来访问该主机，从而进行数据通信。

（一）系统结构

1、路灯控制点：

路灯监控器通通过RS232或RS485接口与GPRS DTU终端相连，监控中心的控制命令通过GPRS DTU终端的传送给路灯监控器，实现远程控制，路灯监控器采集的信息通过GPRS DTU内发送到GPRS无线网络。

2、控制中心站：

a）公网接入方案

服务器采用公网方式接入Internet，如ADSL拨号/电信专线宽带上网等，申请公网固定IP地址；可以实现中小容量的数据采集应用。

b）专网接入方案

服务器采用省移动通信公司提供的DDN专线, 申请配置固定IP地址，与GPRS网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽，当监控点数量增加，中心不用扩容即可满足需求，可实现大容量数据采集应用。

监控中心RADIUS服务器接受到GPRS网络传来的数据后行AAA认证，后传送到监控中心计算机主机，通过系统软件对数据进行还原显示，并进行数据处理，这样进一步增强了系统数据通信安全性能。

3、GPRS/GSM移动数据传输网络：

路灯监控器的数据经GPRS/GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输，最终传送到监控中心IP地址。

（二）系统方案

各路灯监控点使用GPRS透明数据传输终端，通过移动GPRS网络与监控中心相连。各监控点使用移动通信公司的GPRS普通数据卡或APN专用数据卡，同时监控中心对各点GPRS终端编号进行登记, 并与路灯点信息进行关联，以便识别和维护处理。路灯控制中心运行监控软件，实现路灯信息监控。

经的监控点均可以使用本系统：

1、监控点必须使用移动统一的APN卡，用户使用本卡只能用于与路灯监控中心通信。

2、终端设备使用成都众山科技有限公司提供的GPRS移动数据通信终端。

3、用户登记：符合市政管理部门的规定。

（三）产品特性

本系统可采用EC2161系列GPRS无线数据传输终端。产品基于中国移动的GPRS网络，具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点，提供标准232数据接口可直接与计算机、单片机系统、RTU测控终端、PLC、GPS接收机、数据集中器等连接，传输速率达171Kbps，具有远程诊断、测试、监管功能，满足各行业调度或控制中心与众多远端站之间的数据采集和控制。

1、支持GSM/GPRS 900／1800／1900MHz三频

2、符合ETSI GSM Phase 2+标准

3、提供RS232接口

4、系统理论传输速率171Kbps，实际传输速率40Kbps。

5、支持透明数据传输、数据终端永远在线或工作模式选择

6、支持中心为固定IP或动态数据中心域名

7、支持APN数据专网业务

8、支持自动心跳，保持在线

9、心跳报告时间间隔用户可自行设定

10、支持近端/远程配置与维护

11、短信息服务，支持PDU和BLOCK模式

12、全部采用工业接口

13、整机低功耗技术，在线待机电流<20mA

14、的电源技术，输入电压范围宽

15、内置防浪涌、防过流设计

16、硬件看门狗设计，防止死机

17、优化电磁兼容设计，适合电磁环境恶劣和要求较高的应用需求

18、适应低温、高温等特殊工作环境

19、安装灵活、使用方便、可靠。

（四）安全措施

本系统需要的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。

数据中心可通过公网接入,或者到移动专网接入，采用公网接入方式成本比较低，企业不用租用专线，而使用数据专线接入时，GPRS数据传输设备要经过Radius服务器的认证, 整个数据传送过程得到了加密保护，安全性比较高，可充分保障速度和网络服务质量。

1、APN数据专网模式：企业内部网络中配置APN服务器，移动终端使用APN数据专网，由于采用数据专网,服务器与公网Internet隔离,可以有效避免非法入侵。

2、用SIM卡的性，对用户SIM卡进行鉴别，在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定，划定用户可接入某系统的范围,只有属于行业的SIM卡手机号才能访问专用APN，移动终端与数据中心采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，普通手机的SIM卡号无法呼叫专门的APN。

3、可以为每个GPRS数据传设备单独配置ID号和密码，通过数据中心在其登陆时进行应用层认证，其他没有数据中心分配的ID号和密码的GPRS的设备将无法登录进入系统，系统的安全性进一步增强。

4、数据加密：可对整个数据传送过程进行加密保护。

5、网络接入安全鉴定机制：采用防火墙软件，设置网络鉴权和安全防范功能，保障系统安全。

三、使用该系统带来的好处

1、提高亮灯率

系统投运后可以随时发现路灯运行中出现的问题，随时处理，提高亮灯率。

2、节约能源，减少电费支出

在系统投入使用后，可在深夜行人稀少和交通量减少的情况下，执行“隔一亮一”或“隔二亮一”的照明方式，既给夜间出行的行人带来主便又能节约大量的电费支出。在实现单控后，由于隔盏关灯进行控制一般是通过敷设双线电缆实现的，现在最少还能节约50%的电缆成本及其施工费用。这对现有系统的改造十分方便，无须敷设额外线缆。

3、延长灯具寿命

采用路灯智能控制终端智能调压方式节能运行后，可保持每盏灯电压相对稳定，尤其是在后半夜电压升高的情况下。据测试，正常电压（220V）情况下，钠灯电压为100V，电压升高后（230V-240V），钠灯电压可升至120V-150V；正常电压环境下降压节能运行后，钠灯电压一般为85V，电压升高环境下，钠灯电压可保持在100V左右。从理论和实际使用环境，采用调压控制节能可以延长路灯使用寿命。因此，调节电压方式具有双重节能的效果。

4、节约人力、物力，提高管理水平

由于可实时监控每盏路灯、每个路段及亮化工程点工作状态，计算机可以及时对故障进行汇总，写入数据库，以便次日进行维修；利用动态实时模拟显示屏，监视全市路灯，值班员在控制室就可以概览路灯现场运行情况，从而减少巡灯的维护成本和减轻巡检人员工作强度，大大提高工作效率。另外，在恶劣天气时，根据各路灯控制智能终端采集的数据情况加以分析，采取相应紧急措施，避免重大交通事故的发生。