远程燃油自动监控系统（精选4篇）
远程燃油自动监控系统 篇1
1 引言
目前,钻井井队所用电力主要是由柴油发电机来提供,柴油发电机的柴油油耗迄今为止没有一种科学有效、精准的管理方法,柴油流失也引发了一系列的问题。井场属于易燃易爆的危险场所,是一个流动性强、不同井柴油用量不同、仪表安装环境恶劣、难于管理的地方。为解决这些问题,本文设计了一套钻井燃油自动监测系统,可以实时监测燃油消耗,油管内的柴油高度,定位井队位置等信息,实现管理人员对井场燃油的实时监控,减少不必要的燃油损耗。设计自动监控的主要目的是实现对油井的远程监控和无人值守,实现油田数字化管理。
2 系统总体设计
柴油发电机燃油监控系统是一个实时的、高度自动化的智能监控系统。适用于柴油等各种常用液体的用量监测。该系统采用STC单片机作为主控芯片,由A/D转换、液晶显示器、存储器、键盘接口、
串行接口等部分组成,主要完成定时采样、存储、显示、功能设置等功能,[2]通过仪表部分可以实时检测到管道内柴油瞬时流量、累计流量、日累计流量、温度等相关参数,通过485总线与单片机控制器通信,通信时遵循Modbus RTU协议。通过两线制压力变送器对油管内液位、压力进行测量,并通过LED显示相应测量数据[3],同时通过GPS全球卫星定位模块对井场进行定位,由于采用密闭防爆箱体安装电源及主控制板,所以对于箱体内的温度需要监测,这里是通过DS18B20温度采集传感器监测各个箱体内的实时温度,最后由GPRS通讯模块将采集到的数据传输到控制中心管理系统,数据传输时遵循TCP/IP协议,由上位机组态软件对数据进行更进一步的数据处理。燃油流量及液位自动监控系统组成框图如图1所示。
3 硬件系统设计
3.1 采集传输一体化系统
本系统采用STC12C5A60S2单片机作为主控芯片,STC12C5A60S2单片机中包含中央处理器(CPU)、程序存储器(Flash)、数据存储器(SRAM)、定时/计数器、UART串口、串口2、I/O接口和外部振荡电路等模块。STC12C5A60S2系列单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元模块,可称为一个片上系统。最小系统电路如图2所示。系统产品是集成了数据采集和无线数据通信于一体的高性能测控装置,可以直接接入标准变送器信号或仪表输出的模拟信号、电平信号、脉冲信号等,是小规模过程信号实施无线测控的最佳手段,而且还提供了电池供电类型,解决了现场电源突然断电的难题。
3.2 流量监控系统
流量监测系统主要由Y B-7 0超声波流量计和MAX485通信模块组成,可实时采集管道内柴油的瞬时流量、累计流量等相关参数,参数通过485总线传输到单片机控制器,这样对于多台流量计的使用就显得非常方便,数据传输时遵循Modbus-RTU协议。Modbus是Modicon公司为其PLC(Programmable Logic Controller)与主机之间的通讯而发明的串行通讯协议[4]。其物理层一般采用RS232、485等异步串行标准,监测软件的相关设计和开发以及Modbus协议的实现。最终由单片机控制器通过GPRS通讯模块将数据发送到上位机。485接口电路如图3所示:
RS-485总线作为一种多点差分数据传输的电气规范,已成为业界应用最为广泛的标准通信接口之一。这种通信接口允许在简单的一对双绞线上进行多点双向通信,它所具有的噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度及可靠性是其他标准无法比拟的。正因为此,许多不同领域都采用RS-485作为数据传输链路。在图3中,J1-485-1以级联方式构成485总线,其中R2作为导线匹配,可以增强信号长距离传输时的抗干扰性。系统默认进入的集中控制工作模式可以方便操作和提高工作效率,此时该监测仪作为一下位机,构成基于RS485总线的多下位机集中控制系统,下位机把采集的数据进行基本的处理后经RS485总线送到PC进行分析和处理。[3]
3.3 温度监测系统
温度监测系统主要由DS18B20单总线数字式温度传感器构成。具有耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。独特的一线接口,只需要一条信号线就可与多个测温点通信,简化了分布式温度传感应用,无需外部元件,可用数据总线供电,电压范围为3.0 V至5.5 V,无需备用电源,测量温度范围为-55℃至+125℃。-10℃至+85℃范围内精度为±0.5℃。温度监测部分电路如图4所示:
在图4中,由4.7 K的上拉电阻配置成独特的单总线测温系统,DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口,必须先完成ROM设定,否则记忆和控制功能将无法使用。主要有以下功能命令:1)读ROM,2)ROM匹配,3)搜索ROM,4)跳过ROM,5)报警检查。通过读取每一个器件内部的64位光刻ROM序列号,可以选定总线上某一个器件,同时,也可以知道总线上挂有多少个温度传感器。针对本系统的应用,预先读出总线上的DS18B20的ROM码,然后依次读出对应的温度。
3.4 GPRS通讯系统
GPRS监控系统由数据采集层、数据传输层、数据处理和应用层三个系统组成。[1]GPRS通讯系统将单片机控制器采集到的数据发送到特定公网IP的设定端口上,即控制中心管理系统的监听端口;并在发生故障时向控制中心发送远程报警信号。GPRS通讯模块与单片机控制器的串行口2进行全双工通信,向控制中心发送数据时遵循T C P/I P通信协议,数据稳定性好,可靠性高。GP RS通讯模块系统框图如图5所示:
GPRS模块与服务器通信时进行如下配置,GPRS模块可以设置服务器IP地址及端口号,设置成功后,模块自动连接服务器。GPRS模块发起握手指令,服务器软件应回应握手指令,以完成注册过程。注册成功后,GPRS模块即进入到数据传输状态,此时,可以进行双向数据传输。
3.5 供电电源模块
本系统通过UPS电源模块将220V交流电转换成24V和5V直流给系统供电,且配有后备电池。UPS电源同时给出220V掉电和电池低电压2路TTL电平报警信号。正常工作状态下,后备电瓶处于充电状态,一旦220V突然掉电,在0时间内切换到电瓶供电模式,同时发出220V掉电报警信号。电池独立供电时间可达一周左右,在电瓶电量即将耗尽时,还会发出电瓶电压过低的报警信号,报警状态由GPRS通讯模块实时发出。
3.6 GPS卫星定位系统
GPS车载定位产品以全球卫星定位(GPS)技术为基础,结合数字移动通信技术及计算机网络技术,实现防盗、防劫、反盗、反劫、导航、定位、监控等功能的高科技产品,特别推荐该产品实现了油耗测量、里程统计。该系统采用GS-87卫星定位模块进行井场定位,间隔40s发送数据一次。数据帧信息包括:模块定位状态(A表示已定位,V表示未定位),井场所在地的经纬度信息。通过单片机串口2(P1.2和P1.3管脚连接GPS模块的TXD和RXD管脚)读取GPS数据信息,并通过单片机串口1(P3.0和P3.1管脚)连接GPRS模块,将数据发送至控制中心,控制中心部分借助电子地图软件,显示当时的定位点。开发一套基于图形界面的油井监控管理系统是很有必要的。地理信息系统技术为解决这一问题提供了良好的解决途径。
3.7 远程智能视频监控系统
远程智能视频监控系统是通过3 G网络,将数据传送至INTERNET公网,这样具有固定IP地址的监控中心就可以通过网络收到现场硬盘录像机的工作状态数据。通过监控中心端的上位机软件,同时监控现场设备,并将传送至中心端的录像进行各项处理,比如录像,视频裁剪等等。可以对现场油罐进出油口进行实施监控,防止油罐柴油不正常使用、偷油或者漏油现象。
4 上位机软件系统设计
数据监测中心我们用组态软件自主开发的数据监测中心,把通过GPRS传上来的数据进行解析,处理之后存入数据库。其中包括:液位管理系统、流量管理系统、温度管理系统、现场220V电源管理系统、井队人员管理系统等。主要功能有:实时、历史数据查询;测站、用户信息管理及查询;日、月、年报表生成及查询;曲线分析;系统权限设定;在线地图添加及查询;报警信息查询;历史报警信息查询;故障恢复报警信息查询等。
5 系统软件流程
本系统的总体软件流程主要包括:
1、判断220V是否掉电,备用电池是否电压低并做相应的处理。
2、针对不同位置的温度监测模块,将DS18B20温度传感器的R O M码和摆放位置对应起来,按照DS18B20温度传感器的读取时序读出检测到的温度值,判断是否需要报警并将信息存入对应数组。
3、通过485总线遵循Modbus-RTU协议读取流量计相应地址码的瞬时流量和累计流量。对应流程图如图7所示。
4、通过定时器定时,以固定的时间间隔由GPRS通讯模块将相应的数据按规定格式发送到计算机控制中心系统。
参考文献
[1]王金,江王洪杰.GPRS在监控中的应用[M].2.山东:胜利油田职工大学学报,2007.
[2]高梅娟.便携式智能油井数据采集装置[J].电气电子工程系,2005.
[3]何祥宇,陈磊,翟艳磊.一种多功能液位监测装置的设计与实现[J].物理与电子信息学院,2010,(3):22-23.
[4]马骅,张国勋.Modbus通讯协议在液位监测系统中的应用[J].邢台职业技术学院学报,2004,(3):36-38.
远程燃油自动监控系统 篇2
摘要：针对多数商店下班后无人值守的情况，采用AT89LV51 Flash单片机及新型MODEM通信芯片和语音电路，实现商店无人值守自动报警与查询。
关键词：AT89LV51 SSI73K222AL ISD33060 中断报警
引言
很多商店下班后无人值守，当有盗警、(本网网收集整理)火警发生时，人们希望商店能自动报警，同时能用电话进一步查询、核实警情等住处。本文采用AT89LV51 Flash单片机，配合新型的MODEM通信芯片和语音电路，成功实现了商店的无人值守自动报警与查询功能。
1 主要芯片简介
1.1 AT89LV51 Flash单片机
AT89LV51是Atmel公司生产的与MCS-51系列兼容的具有Flash存储器的单片机，主要特点是：能在2.7～6V的低电压范围工作;4K字节可编程的Flash EEPROM，三级程序存储器保密;128字节内部RAM;32根可编程I/O引线，2个16位定时器/计数器，6个中断源，1个全双工串行口等;引脚与MCS-51完全兼容。
1.2 MODEM通信芯片
SS173K222AL是TDK公司生产的一种高集成度的单片机编程MODEM芯片，引脚如图1所示。
该芯片易于单片机控制;可以串行传输数据;与CCITT V.22，V.21，BELL212A，103标准兼容;具有呼叫进程、载波、应答音、长回环检测的功能;能够通过编程产生DTMF信号等。SSI73K222AL芯片内部有4个用于监控的8位寄存器CR0、CR1、DR、TR：CR0用于控制电话线路数据传输的方式，CR1用于控制芯片内部状态与单片机间的接口，DR用于监视MODEM的工作状态，TR用于控制音频信号的产生。对其编程可以产生DTMF信号、应答音信号。4个寄存器各位的含义如表1所列。
表1 SS173K22 2A内部寄存器各位含义
名称地址数 据 位AD2AD0D7D6D5D4D3D2D1D0CR000调制选择0设置发送模式其中1100表示FSK模式发送允许应答/始发CR001数据发送方式中断允许旁路编码时钟控制复位操作模式测试，其中00
表示正常DR010未用未用接收数据解码标志载波检测应答音呼叫进程长环检测TR011RXD控制发防卫音发应答音发DTMF音对应116DTMF信号，如：0001=1，0010=2等。
1.3 ISD33060语音芯片
ISD33060是ISD公司的第三代3V的单片语音IC，引脚如图2所示。
该芯片总存储时间达60s;与外部微处理器的`接口采用SPI(Serial Peripheral Interface)串行外设接口或MSI(Microwire Serial Interface)微传输线串行接口，实现了主机对语音芯片的灵活控制和寻址，减少了接口的引线数，提高了使用的灵活性;录放音时间可通过控制指令任意进行分段，每段最短长度为150ms。
使用SPI接口协议时，主要用到5条控制线：
*1脚(SS)―芯片选择输入端，低电平有效;
*2脚(MOS1)―串行数据输入端，ISD芯片从该脚接收来自单片机的控制命令数据;
*3脚(MISO)―串行数据输出端，单片机从该脚获得ISD的返回数据;
*28脚(SCLK)―SPI接口串行时钟输入，用于同步数据的传送;
*25脚(INT)―当语音回放结束或录放音溢出时，变低电平，在下一个SPI周期开始时，该信号被清除并返回高电平。
图3 自动报警与查询线路图
2 硬件电路设计
硬件线路原理如图3所示。本系统的功能主要有：
*利用电话线路和单片机的中断功能进行火情、盗情自动远程语音报警;
*可拨打多个号码，对每个号码多次循环拨号，直到拨通为止;
*设有火警、盗警发生标志，凭密码可用电话查询、核实警报情况;
*可以现场或利用电话消除报警标志;
*可用电话修改密码。
图3中，L1、L2接电话线咱;U1为AT89LV51 Flash单片机，U2为MODEM芯片SSI73K222AL，U3为语音芯片ISD33060，U4、U5为输出、输入放大运放LM358;K为现场消除警报开关，D7、D8分别为消警和报警指示，INT0和INT1中断分别接火警和盗警信号，下降沿有效。
图4 主程序框图
通电后，系统先对P1、P3口及INT0、INT1中断进行初始化，然后不断查询P1.6、P1.7脚。为避免系统重复报警，每次有效火、盗报警时，程序都分别自动设火、盗报警标志，只有取消报警标志才能接受新的警报。当按下K时，P1.6为低电平，现场取消报警标志，同时消警指示发光二极管D7亮，报警指示发光二极管D8灭。如有电话查询，则铃流来到，P1.7为低电平，程序控制P1.5为高电平，继电器J动作，接通线路，语音提示：“请输入报警系统密码，以#字结束”。然后，等待输入密码，如在规定时间内无密码输入，则提示：“时间到，请挂机”，随后断开线路，退出查询。如有密码输入，则判断密码是否正确，如密码错且不超过三次，可重新输入，超过三次则退出查询;如密码正确，则提示：“请选择：1查警情，2消警报，3改密码，4退出查询”。此时选择，可以根据报警标志查清有无警报，是火警还是盗警;选择2，可消除警报标志，达到与开关K一样的效果;选择3，可个性密码;选择4，继电器J复位，断开线路，退出查询。
当有火、盗警发生时，单片机INT0、INT1引脚分别有下降沿信号来到，转入中断处理。火、盗警的处理完全类似。如当有火警来到时，先查有无火警标志，如有标志，表示已报过警，系统退出中断;如无标志，系统立即接通线路，拨预置的电话号码。如有应答音，则发语音提示：“商店有火警!有火警!”，并在内存设火警标志，然后断开线路，再判断所有预置号码是否拨完。如未拨完号码，则拨下一个;如已拨完号码，退出中断。
值得注意的是，为提高报警的准确率，减少误报，除采用一定的抗干扰措施外，对同一种警情还中使用多种传感器。如对火警，可采用感烟和红外传感器并举，以提高报警的可靠性和准确性。
3 软件设计
因篇幅所限，略去程序清单。本系统主程序框图如图4，火警中断处理程序框图如图5，盗警中断处理程序框图如图6。
结语
远程燃油自动监控系统 篇3
【关键词】煤矿瓦斯；远程；监管；系统
【中图分类号】F224-39【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0126-01
自20世纪80年代以来，我国已有某些条件较好的矿务局采用电话专线方式，实现了远程集中监测。近年来随着Internet网络技术的发展，有的矿务局也实现了基于普通网站的采用浏览器方式的监测。但是以往的这些监测都限于用文字或数字描述监测结果，显示不直观，没有空间分析功能，而基于WebGIS网站，具有GIS先进技术，通过浏览器操作直接在屏幕数字采掘工程图上实现实时实地监测和动态网络监管新技术首次在本系统中得到解决。以下将概述系统功能和主要操作过程[1]。
1 系统组成
系统的组成分地面和井下两大部分，地面部分由监控主机、图形工作站、远程终端、地面调制解调器、大屏幕、UPS和GMS测控软件包组成；井下部分主要由井下分站、隔爆兼本质安全型电源箱、各种配套传感器和专用信号电缆组成。
2 系统的需求分析
（1）适用多种通信协议，兼容多种分站同时运行，便于新老设备的交替。（2）采用安装位置和测点类型组合配置来确定惟一的测量点，不但使系统测点维护简单，即使调整物理通道也能保证数据的连续性，更重要的是能够真正使系统数据永久保存。（3）显示页面格式自由设置，不仅显示常规的测点和相应的实时数据，而且提供测点的图标信息、变化时刻及其相关控制定义信息等，反映数据更直观、全面，满足用户多种需求。尤其在超限断电的情况下，系统自动提供点对点的相关信息，数据信息一目了然。（4）数字量显示信息一改传统系统中“开”、“停”、“断电”等死板提示，取而代之的是数字量测点类型及其提示信息任意定义，使显示数据更贴近实际，提供给用户的是一个完整的句子，如：“西南采区8108综采面的采煤机正在割煤”。（5）曲线查询操作更方便、迅速。无论是三个月的趋势还是三秒钟的细微变化，一目了然。查询时间段长度任意，查询测点任意选择。（6）系统自动统计并提供打印系统故障资料，便于指挥安排维护工作。（7）支持标准的局域网和广域网。实现矿内、局内联网，通过程控电话拨号联网，即使远在天边亦可随时查看系统数据。（8）具备远程维护功能。（9）动态图形显示采用目前最先进的工控组态软件设计，图形页面由监控机房统一管理，通过网络共享[2]。
3 系统基本功能的设计
（1）监测低浓甲烷、一氧化碳、风速、高浓甲烷、温度、压力等环境参数。（2）监测风门，设备开/停状态和皮带运输机的开停等各种开关状态参数。（3）每个分站与中心站通信，受中心站控制，执行中心站的各种控制命令，并将分站的各种监测参数传送给中心站。（4）分站（包括电源箱）能独立工作，实现自动报警、断电等控制功能。（5）在不超过电源额定负载的前提下，可以接人8个模拟量传感器，8个开关量传感器，最多可以输出8组控制信号。（6）符合矿井环境需要，耐压，耐腐蚀，防潮和密封。（7）模拟量输人口即可以接频率型、电流型、电压型模拟量传感器，也可以接开关量传感器。接人类型只需在中心站通过软件定义即可实现。
与已往的模拟示意监测或表格监测显示截然不同，本系统能够在数字采掘工程图上十分直观地实地显示监测分站和传感器及控制设备的真实位置，实时实地显示监测数据与设备的运行状态及控制状态，煤矿安全状态一目了然，有助于及时发现问题和快速解决问题。
从传感器的分布位置和实时监测数据，右侧窗口直观显示传感器监测状态、报警状态和控制设备开停状态。可同时对数字矿图进行各种操作，如放大缩小和与各种其它图层叠加进行各种安全分析。能够随着工作面的推进编辑数字采掘工程图和移动传感器，始终保持最新位置状态。可以以图形方式实时监测单个煤矿的全部传感器的工作情况以及井下设备的工作状态。在图上能够看到每个传感器当时的瓦斯浓度大小和设备的开停状态，具有瓦斯超限时有铃声报警的功能，通信中断有相应的显示。首先点击“在线监测”链接，然后在下拉框中选中要监测的煤矿，点击“启动监测”链接[3]。
4 煤矿瓦斯远程自动监管信息化系统的实现
为确保矿井通风安全监测监控系统的安全、可靠和正常运行，必须做好监测监控系统的使用、调试和维护等管理工作。在使用装置前，必须按产品使用说明书的要求，调试合格后方可使用。每隔7天必须使用校准气样和空气样按产品使用说明书的要求对瓦斯传感器进行1次调校，其他传感器也应按使用说明书要求定期调校，使各项指标符合规定[4]。
井下监测员必须24小时值班，监测装置发生故障时应及时处理。在井下处理故障时，必须严格执行有关规定，并填写故障登记表。在井下无法处理时，应在24小时内更换。在处理故障期间应有安全措施。各种装置在井下连续运行6—12个月，须将井下部分运到井上进行全面检修。矿井安全监测监控系统信息处理的管理工作 为了充分利用矿井通风安全监测监控系统的信息资源，及时发现井下安全问题，应注意以下几点：
①中心站每班必须有1名值班员值班。值班员应认真监测终端机屏幕所显示的各种信息，详细记录累计各部分的运行状态，负责打印监测重点日报表：接到警报（或断电）信号及事故警报，应立即通知通风调度、生产调度。
②值班员组长必须对当日获得的信息进行分析整理，写出主要情况、问题及处理意见的书面报告（日报），送通风区（科）长或工程师批示后报送矿长和总工程师审阅，并定时向矿务局通风处汇报。
⑧矿长、总工程师应经常通过终端了解并下安全情况、调阅计算机存储的资料，更好地指挥安全生产。
④矿通风部门负责人应经常组织有关专业人员分析、研究矿井通风安全监测监控系统的数据，结合井下采掘动态，掌握瓦斯、自然发火等变化规律，并制定相应的防治措施。
结论
煤矿瓦斯远程自动监管信息化系统在网站浏览器上实现实时监测，为集中或分布式全方位监测与管理提供了可能，为监测信息的高度共享提供了可能。
参考文献
[1] 徐超，刘辉辉，邹伟.浅谈我国煤矿瓦斯抽放技术[J].山东煤炭科技，2010（02）
[2] 朱红汉，刘祖飞.煤矿瓦斯治理关键技术探讨[J].科技资讯，2011（02）
[3] 郑伟.煤矿瓦斯安全自动监测与报警系统研究[J].科技风，2010（04）
远程燃油自动监控系统 篇4
【关键词】分布式照度仪；城市照明自动化监控
在城市照明领域，目前应用比较广泛的是采用时控法和光控法对城市照明进行开关灯控制。
所谓的时控法，是以时间为唯一的开关灯依据，不论在任何季节条件下均只能在预先设定的时间进行开关灯，它有如下缺点：1.随着季节或气候的变化，需要人工干预来调整开关灯时间；2.在阴雨天光照度不足的情况下不能提前开灯，给市民出行活动带来不便，同时在晴朗天气的情况下已经开了灯但光照度仍然充足，不能提前关灯，造成浪费电力；3.绝大多数的时控设备的时钟走时精度不高，造成开关灯的时间误差。
所谓的光控法，是以照度仪实测的光照度满足预设的开关灯条件来控制路灯的开关。目前光控法广泛采用了在监控中心区域安装照度仪来实现对整个监控区域的开关灯，它有如下缺点：1.照度仪的量程大（0－20000Lux），在光控开关灯的照度敏感区域（0-100Lux）内的照度测量误差较大；2.整个监控区域只安装一套照度仪来实现对整个监控区域的控制，造成管理的粗放，对季节性的短时雷雨暴风天气应对能力差；3.没有冗余控制，在光线不足的白天或有强光照射的夜晚，可能发生误动作；4.城市夜晚景观灯的建设对光控在市区的使用影响很大。
远程分布式照度仪在城市照明自动化监控系统中的应用，克服了以上两种传统城市照明控制方法的不足。该系统采用时控和光控相结合的路灯控制方案，在正常情况下采用时控进行开关灯，同时系统会根据分布式照度仪的实测照度值来决定区域或路段路灯的开关，即能在阴雨天自动延长照明时间，在晴好天气自动缩短照明时间，又能在在特殊情况下（如日食等特殊情况）也可以实现白天亮灯，这些措施可满足市民对道路照明的需求，又避免了路灯的无畏开启，减少了开灯时间，从而节约了大量的电能，可以产生较好的社会效益。
一、系统构成
远程分布式照度仪在实际应用中，需要结合城市照明自动化监控系统的三遥功能。整个系统由前台分布式照度仪系统、通讯系统、后台城市照明自动化监控系统三个部分组成。前台分布式照度仪系统实时测量照度值与预设值的开关灯限制比较，达到开关灯条件后，将开关灯指令通过通讯系统发送到后台城市照明自动化监控系统，后台系统对预设区域和路段的照明控制点发送遥控开关灯指令来实现分区域和路段的开关灯控制功能。该系统使城市照明管理更加精确、人性化，即通过合理的控制开关灯实现节能减排，又能满足不同区域人类活动对照度值的要求，使城市照明管理向数字化、科技化、精细化管理迈进。
二、分布式照度仪系统
分布式照度仪系统主要由照度采集探头、照度处理器、数据传输单元（DTU）三个部分组成。照度采集探头主要功能是实时测量外界照度值，并且通过与照度处理器连接的485通讯线路，将实测数据传输到照度处理器，照度处理器最多能够连接8个照度采集探头；照度处理器的主要功能是存储照度采集探头的实测照度值，并且根据预设值在照度处理器内部的相关参数，分析出是否满足开关灯条件情况；数据传输单元（DTU）主要起到前台分布式照度仪与后台城市照明自动化监控系统之间的双向通讯作用，即分布式照度仪系统即可主动报告开关灯指令，又可以接受后台城市照明自动化监控系统的遥控指令。
然而，城市照明的质量关系到民生的意义重大，任何误操作都是不能被接受，因此，有必要采取相关技术措施，来确保分布式照度仪系统在城市照明自动化监控系统中能够稳定、可靠的运行。
1.照度采集探头的低量程和高精度
在城市照明的实际应用中，开关灯的照度值一般在20—50Lux左右。目前市场上的照度仪由于测量范围宽，一般在0—20000Lux左右，这样在50Lux左右的照度时误差非常大，造成对城市照明的控制精度差。因此照度采集探头设计的量程范围为0—200Lux，同时选用的照度传感模块线性度高，受外界温度等环境影响小，照度值的处理采用温度补偿，更是进一步的提高了照度采集探头的精度，保证照度值的准确性、可靠性，有利于决策、分析。
2.冗余技术和投票表决程序
分布式照度仪系统中，采用了广泛应用于航天和军工方面的冗余技术，即每个照度处理器均可连接最多八个照度采集探头，避免了单个照度采集探头的故障对城市照明的误动作而造成重大恶劣的影响。同时照度处理器内部集成智能的投票表决程序，该程序的原则是多数通过，即照度采集探头的照度值，当多数达到预设的开关灯条件时，将触发开关灯程序。
3.闭锁技术
该技术的应用基于的前提是：在白天的时候，天空的亮度可能会因为气象原因而变暗；而在夜晚的时候，天空的亮度不会因为气象原因而变亮。照度处理器中可设置一段闭锁时间区域，在该区域内部，可以达到光控开灯条件，但是不会发生光控关灯条件。在实际应用中，可将当天的开灯时间区域设置为闭锁时间，那么在夜晚的时候，不会因为闪电以及城市照明的灯光直接射到照度采集探头上而触发关灯程序。该技术解决了分布式照度仪系统在夜晚受到外部条件影响的问题。
4.通讯模块化以及通讯高成功率
随着科学技术的发展，通讯技术也越来越成熟。在城市照明自动化监控领域，从传统的虚拟专用电话网络，到后来广泛应用的无线电、GSM、GPRS、CDMA等通讯网络，以及现在新兴而趋于成熟的3G网络，可供选择的通讯网络很多。分布式照度仪系统需要与城市照明自动化监控系统之间通讯，主要由数据传输单元（DTU）完成该功能。照度处理器与DTU之间采用RS232接口，因此用户可以根据已经建成的城市照明自动化监控系统所使用的通讯系统，来选择相应的DTU模块，用以适应已经建成的城市照明自动化监控系统。为了保证照度仪系统的稳定性和可靠性，同时要求DTU具有高的在线率以及通讯成功率。
三、技术参数和性能指标
1.技术参数
1）照度采集探头量程范围：0－200Lux；
2）照度采集探头精度误差≤1%；
3）工作电源：180V-250V（AC）；
4）功耗：≤3W；
5）通讯正确率：≥99.9%；
6）耐压：3000V（AC），1分钟；
7）系统时钟的时间精度达每年±1分钟；
8）环境温度：-30℃～+80℃（满足南北方不同环境的需要）。
2.性能指标
1）照度处理器与照度采集探头之间采用RS485总线通讯。
2）照度处理器可设置、查询各照度采集探头的各项设定和数据。
3）照度处理器收到照度采集探头发出的照度值时，应进行智能判断处理，达到开关灯条件时，通过DTU发送指令到监控中心。
4）开关灯的决策依据按照投票表决多数优先的原则进行。
四、总结
远程分布式照度仪采用了传感技术、电子技术、通讯技术、微控制器技术、计算机及网络技术，其结合城市照明自动化监控系统的应用，能满足不同区域、不同路段对光照度的不同要求，使城市照明的开关灯控制更加精确、更加合理、更加人性化。即能通过合理的控制开关灯实现节能减排，又能满足不同区域人类活动对照度值的要求，真正实现精细化管理。
作者简介：刘志祖（1984—），男，湖北人，现供职于广州正力通用电气有限公司，研究方向：城市照明自动化监控管理、城市照明智能节能装置、城市照明线路监测防盗。