3.1 監(jiān)控中心組成和功能

城市路燈無線通信SCADA系統(tǒng)的控制中心主要由主控機(jī)、后備機(jī)、服務(wù)器、大屏幕多媒體投影機(jī)、電臺(tái)、鐵塔及天線等組成。

主控機(jī)與服務(wù)器按Client/Server結(jié)構(gòu)連網(wǎng)。主控機(jī)作為系統(tǒng)的客戶機(jī)，由一臺(tái)Intel工控機(jī)構(gòu)成，用VB語言編程，主要功能實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面并通過無線Modem與電臺(tái)連，向RTU發(fā)送控制指令，接收返回的檢測(cè)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)。為提高系統(tǒng)的可靠性，在該系統(tǒng)中采用另一臺(tái)Intel工控機(jī)作為后備機(jī)對(duì)主控機(jī)進(jìn)行備份。

用一臺(tái)IBM服務(wù)器作無線通信SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，RTU采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)主控機(jī)處理后存放在數(shù)據(jù)服務(wù)器中，其它管理系統(tǒng)經(jīng)授權(quán)可以直接訪問該服務(wù)器，很容量實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享。

監(jiān)控中心主要完成以下功能：

（1）大屏幕多媒體投影機(jī)動(dòng)態(tài)顯示SCADA系統(tǒng)中每一個(gè)RTU在城市地圖中所處位置及該站點(diǎn)的工作狀態(tài)和實(shí)時(shí)參數(shù)（包括各條線路的交流電壓、電流、功率、電度表讀數(shù)、亮燈率等）。

（2）根據(jù)該城市所處經(jīng)糾度及日出日落時(shí)間，制定出對(duì)應(yīng)全年的每日開/關(guān)燈時(shí)間曲線以實(shí)時(shí)控制路燈的通/斷；另外可由控制人員結(jié)合具體情況，修改開/關(guān)燈時(shí)間，并傳送給RTU以進(jìn)行控制。

（3）定時(shí)巡檢/定點(diǎn)檢測(cè)RTU，并通過無線Modem獲取RTU返回的開關(guān)狀態(tài)、數(shù)據(jù)參數(shù)及報(bào)警碼。

（4）在巡檢過程中，若發(fā)現(xiàn)故障或參數(shù)越限，可進(jìn)行聲光報(bào)警，并在大屏幕上動(dòng)態(tài)顯示以該站點(diǎn)位置為中主的放大地圖及相應(yīng)的工況、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及故障形式。

（5）具有節(jié)省能源功能，實(shí)行全夜燈/半夜燈兩種工作方式，由控制人員針對(duì)每條線路決定是否采用半夜燈方式及任意調(diào)節(jié)半夜燈的起止時(shí)間。同時(shí)還具有防竊電監(jiān)測(cè)功能：當(dāng)檢測(cè)到某一支路電流值大于正常運(yùn)行值時(shí)，若同一RTU中其它支路電流值正常（表明A/D芯片工作正常），則該支路存在竅電現(xiàn)象。

（6）采用虛擬儀表方法顯示電壓表、電流表、電度表等儀表形狀，利用VB控件Meter在儀表盤上直觀顯示模擬數(shù)據(jù)量的動(dòng)態(tài)變化。

（7）定時(shí)對(duì)所有RTU進(jìn)行校時(shí)，確保外圍站時(shí)間準(zhǔn)確性。

（8）數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)及報(bào)表打印功能。

3.2 無線通信

3.2.1 通信介質(zhì)

無線通信SCADA系統(tǒng)監(jiān)控中心與RTU之間采用VHF/UHF無線電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，工作頻率為203～450Hz（須向當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理部門申請(qǐng)相應(yīng)的頻點(diǎn)），數(shù)據(jù)通信的調(diào)制方式為FSK，傳送速率為300～1200bps。RTU站點(diǎn)間分布較散，與監(jiān)控中心距離較遠(yuǎn)，因此通信體制采用大區(qū)制。監(jiān)控中心選用TAIT 855/856基地臺(tái)，發(fā)射功率為45W，工作在全雙工方式，覆蓋范圍與高增益全向天線鐵塔的高度有關(guān)，半徑可達(dá)幾十公里。RTU采用Motorola GM300車載電臺(tái)，配以定向天線，發(fā)射功率為25W，工作在半雙工方式。

3.2.2 通信方式

監(jiān)控中心采用廣播方式或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式向RTU發(fā)送命令。采用廣播方式時(shí)，RTU只接收命令并執(zhí)行，如校對(duì)時(shí)間、修改開/關(guān)燈時(shí)間等命令；采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式時(shí)，如遙測(cè)、遙控等命令，RTU先進(jìn)行站點(diǎn)編號(hào)確認(rèn)，若是則根據(jù)命令格式執(zhí)行相應(yīng)操作，如控制路為開/關(guān)、向監(jiān)迭中心返回電流、電壓、開關(guān)狀態(tài)、故障碼數(shù)據(jù)幀等。

3.3 外圍站RTU結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)

無線通信SCADA系統(tǒng)的外圍站RTU結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

RTU主要由單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)組成，包括數(shù)據(jù)采集處理及A/D轉(zhuǎn)換電路、鍵盤顯示電路、時(shí)鐘電路、路燈全夜燈/半夜燈控制電路、無線通信電路。外圍站都可獨(dú)立運(yùn)行，即使因通信故障等原因無法與監(jiān)控中心聯(lián)系，也可單獨(dú)完成路燈系統(tǒng)的日益監(jiān)控。