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、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Intel工控機(jī)構(gòu)成，用VB語言編程，主要功能實現(xiàn)人機(jī)界面并通過無線Modem與電臺連，向RTU發(fā)送控制指令，接收返回的檢測數(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Intel工控機(jī)作為后備機(jī)對主控機(jī)進(jìn)行備份。
用一臺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)動態(tài)顯示SCADA系統(tǒng)中每一個RTU在城市地圖中所處位置及該站點的工作狀態(tài)和實時參數(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)糾度及日出日落時間，制定出對應(yīng)全年的每日開/關(guān)燈時間曲線以實時控制路燈的通/斷；另外可由控制人員結(jié)合具體情況，修改開/關(guān)燈時間，并傳送給RTU以進(jìn)行控制。
（3）定時巡檢/定點檢測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)行聲光報警，并在大屏幕上動態(tài)顯示以該站點位置為中主的放大地圖及相應(yīng)的工況、實測數(shù)據(jù)及故障形式。
（5）具有節(jié)省能源功能，實行全夜燈/半夜燈兩種工作方式，由控制人員針對每條線路決定是否采用半夜燈方式及任意調(diào)節(jié)半夜燈的起止時間。同時還具有防竊電監(jiān)測功能：當(dāng)檢測到某一支路電流值大于正常運行值時，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)量的動態(tài)變化。
（7）定時對所有RTU進(jìn)行校時，確保外圍站時間準(zhǔn)確性。
（8）數(shù)據(jù)處理、存儲及報表打印功能。
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線電管理部門申請相應(yīng)的頻點），數(shù)據(jù)通信的調(diào)制方式為FSK，傳送速率為300～1200bps。RTU站點間分布較散，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，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，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對點方式向RTU發(fā)送命令。采用廣播方式時，RTU只接收命令并執(zhí)行，如校對時間、修改開/關(guān)燈時間等命令；采用點對點方式時，如遙測、遙控等命令，RTU先進(jìn)行站點編號確認(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
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。外圍站都可獨立運行，即使因通信故障等原因無法與監(jiān)控中心聯(lián)系，也可單獨完成路燈系統(tǒng)的日益監(jiān)控。
