一、概述：
　　北京昌平區(qū)夜景工程為《昌平區(qū) 2006-2008 年迎奧運城鄉(xiāng)環(huán)境整治建設規(guī)劃實施方案》內容之一，于 2005 年底通過政府審核。北京昌平區(qū)夜景照明工程 是舊城區(qū)改造工程，存在控制點分散，距離長、布線困難、工期短等困難。 工程內容包括建筑物樓體泛光 22 棟，道路照明 11 條，公園、廣場 4 處，環(huán)島、綠地節(jié)點 5 處共 42 個信號接收點。所有項目都應用智能控制系統(tǒng)進行控制。夜景照明工程包括一、二期工程。第一期工程巳了 2006 年 11 月完工，項目分別為 6 棟樓體、 1 個雕塑、 6 條道路、 3 個高速公路出口等。
　　本項目在大范圍城市夜景照明中采用 HDL 智能照明控制系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)、 GPRS 及 GSM 短信控制系統(tǒng)的 “多網(wǎng)合一”控制 技術，控制區(qū) 域約為 20 平方公里，以中央控制室的計算機為中心，通過 無線網(wǎng)絡 向各個信號接收點按照時間表發(fā)送開關燈命令，達到智能化管理的目的。 在方便管理、故障報警、節(jié)能等方面，是一個典型的 “多網(wǎng)合一” 成功應用案例。本項目有效地改善了城區(qū)夜景形象，豐富了市民晚間生活。
本項目是目前國內大型戶外景觀照明無線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)工程之一，由北京市北電通總承包， 廣州河東企業(yè)負責 智能控制系統(tǒng)的設計、產品提供和調試。
　　本文簡述北京昌平區(qū)夜景無線照明工程智能控制系統(tǒng)的系統(tǒng)原理、工程設計、實施中的主要問題和解決方案。供業(yè)內人士參考。
二、控制系統(tǒng)原理：
　　北京昌平區(qū)夜景無線照明工程的 42 個接收點配電情況如下：
　　每棟建筑物樓體泛光控制回路 3 條，每條道路照明控制回路 4 條，公園 , 廣場每處控制回路為 6 條，環(huán)島，綠地每處控制回路為 3 條。考慮到室外照明控制回路功率比較大，為節(jié)約成本目前設計采用智能開關控制交流接觸器的方式對負載回路進行控制。
　　因為要考慮到整個城區(qū)的線路的敷設難題，所以本次工程中我們選用了專業(yè)級 5.8G 和 2.4G 的無線以太網(wǎng)橋作為昌平城區(qū)智能照明控制系統(tǒng)的無線傳輸網(wǎng)絡，此系統(tǒng)除了能傳輸無線遙控照明開關的信號還可以傳輸視頻信號，最大傳輸數(shù)率達到 54Mbps 。整個智能控制系統(tǒng)產品則采用 HDL-BUS 產品，包括了時間控制模塊、智能開關模塊、智能電子標簽面板等。 　　在現(xiàn)代科技越來越發(fā)達的時代，傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡架構，因為鋪設光纖或是電纜的費用及成本越來越高的情況下，無線技術的發(fā)展越來越成熟且成本也越來越低，所以有更多的應用已經(jīng)開始走向無線的應用， WLAN （無線局域網(wǎng)）的應用及產品也越來越多而且技術成熟，由從前的室內應用到現(xiàn)在已經(jīng)有許多室外型的產品，可以提供無線寬帶傳輸?shù)哪芰Γ瑢崿F(xiàn)了無距離傳輸大量資料與視頻信號的功能，在頻段上有 5G 與 2.4G 兩個公開頻段可以應用，除了一次性架設費用外不需要租金，而且維修費用與時間也比有線的維護來的省錢與省時。 三、系統(tǒng)設計解決方案要點：
1 、無線網(wǎng)絡信號傳輸系統(tǒng)設計要點：
　　昌平區(qū)夜景工程是 2008 年北京市迎奧運環(huán)境建設規(guī)劃的重點工程之一。 我們對整個昌平區(qū)進行了實地考察，現(xiàn)場有些控制點存在與總控室之間不是直線可視，間隔有不同高度的樓房阻擋信號的接收。考慮到整個系統(tǒng)的結構、現(xiàn)場因素、穩(wěn)定性、可靠性、系統(tǒng)擴展性和經(jīng)濟性， 我們設計 5.8G 與 2.4G 兩個頻段設備混合使用，在主干道采用了 5.8G 的頻段設備，保證了主干道通信通暢，并在不可直視的控制點中間設置中繼站，而 2.4G 頻段設備主要是負責分點近距離的信號傳輸。
　　本系統(tǒng)采用的無線網(wǎng)橋，具有了以下安全及保密協(xié)定，
　　●  WEP Key 加密機制：支持 64/128/152bit,ASCII/Hex code
　　●  支持 WPA802.1x 安全機制及 RADIUS 功能
　　●  支持最新加密安全協(xié)定及算法（ AES/TKIP ）
2 、第一期工程無線網(wǎng)絡分布簡介
　　●  第一期工程總控點市政委裝一個雙頻網(wǎng)橋，其分別使用 2.4G 網(wǎng)橋和 5.8G 網(wǎng)橋對接移動大廈， 芙蓉酒店， 和松園小區(qū)三個中轉站。 系統(tǒng)傳輸最遠距離約3.5Km。
　　●  移動大廈離總控點較近，所以使用2.4G網(wǎng)橋連接( 節(jié)省成本 ) 。
　　●  松園小區(qū)使用 5.8G 網(wǎng)橋和中心點連接，使用 2.4G 網(wǎng)橋連接各個控制點。
　　●  芙蓉酒店使用兩個 5.8G 網(wǎng)橋連接各個控制點。
　　●  法院既是控制點又是二級中轉站。用 5.8G 網(wǎng)橋 連接移動大廈，用 2.4G 網(wǎng)橋連接各個控制點。
　　●  城角立交也是控制點又是二級中轉站，因為附近有 2.4G 無線網(wǎng)橋，所以選用 5.8G 網(wǎng)橋做為主干道傳輸。 3 、 第二期工程無線網(wǎng)絡分布簡介
　　●  第二期工程的城區(qū)傳輸最遠距離約 7Km ，第一期工程在設計時就已經(jīng)充分考慮了與第二期工程時整個系統(tǒng)的兼容性，使其與第一期的系統(tǒng) 平穩(wěn)對接，互相兼容，并能夠保證整個智能控制系統(tǒng)的運行可靠， 以免重復投資。
　　●  在總站臺市政管委加裝一個雙頻網(wǎng)橋 , 分別使用 2.4G 和 5.8G 網(wǎng)橋對接寧馨苑小區(qū)、芙蓉酒店、京科苑小區(qū)和拓然家園小區(qū)四個的中繼站，京科苑小區(qū)和中關村大廈使用 2.4G 網(wǎng)橋連接，其余的中轉網(wǎng)橋用 5.8G 網(wǎng)橋對接。這樣可以省一顆無線網(wǎng)橋。
　　●  寧馨苑小區(qū)使用 2.4G 網(wǎng)橋連接三角環(huán)島控制點。用 5.8G 網(wǎng)橋，外接兩個天線，一個天線與中心點連接，另一個天線和下面十三陵的中轉站和軍督橋控制點相連接。
　　●  十三陵的中轉站使用一臺雙頻網(wǎng)橋，外接兩個天線， 5.8G 部分與寧馨苑小區(qū)相連接， 2.4G 部分與十三陵的各個控制點相連接。
　　●  芙蓉酒店使用一臺 5.8G 的網(wǎng)橋外接兩個 5.8G 天線來連接各個控制點。
　　●  京科苑小區(qū)使用 2.4G 網(wǎng)橋連接總控，亢山廣場和化工大學這兩個控制點則使用 5.8G 網(wǎng)橋。
　　●  拓然家園小區(qū)使用 2.4G 網(wǎng)橋部分與北控大廈 A ， B 樓相連接，使用 5.8G 網(wǎng)橋部分外接兩個天線分別和東輔路及白浮泉路各個控制點相連接。
　　●  中關村大廈由于離市政管委比較近，所以直接使用 2.4G 網(wǎng)橋，外接天線與中心點相連接。
　　●  白浮泉路東邊的 2 個點采用同樣的方式
4、夜景照明控制系統(tǒng)設計要點：
　　根據(jù)業(yè)主在穩(wěn)定性、可靠性、 節(jié)能和方便管理方面的要求，我們對北京昌平區(qū)夜景照明控制系統(tǒng)設計有以下主要要求：
　　●  采用 HDL “多網(wǎng)合一”智能照明控制技術。
　　●  設置中心管理處總控室，方便業(yè)主對整個系統(tǒng)的管理，達到智能化管理的目的。
　　●  通過總控站的計算機向各個信號接收點按照預定的時間順序發(fā)送開關燈命令。
　　●  總控室里設置具有中文顯示的智能電子標簽面板，用于時鐘失效時手動啟動系統(tǒng)開關燈。
　　●  通過手機以 GPRS 的方式控制開關燈命令。
　　●  通過手機以短信息（ SMS ）的方式控制開關燈命令。
　　●  通過手機以 GPRS 或短信息（ SMS ）方式對所有設備進行信息查詢。
　　●  通過天文時鐘以時間控制方式進行開關燈控制。
　　●  通過智能開關控制模塊對交流接觸器進行控制。
　　●  配電箱里配置了智能電子標簽面板手動控制開關燈，用于配電箱里的單回路應急開關。 四、工程解決方案要點：
1 、總控室
　　總控室設立一臺高性能的總服務器，通過軟件設置好預定的程序，向各個信號接收點發(fā)送命令，接收點收到命令后從控制模塊調取相應的場景，完成遠程控制的任務。總控室內還設置有智能電子標簽面板，當定時失效時，用于緊急手動啟動系統(tǒng)。
2 、景觀照明控制系統(tǒng)軟件
　　靜態(tài)景觀控制軟件由河東企業(yè)自己研發(fā)，并可以根據(jù)工程的實際情況對軟件進行定制，本次昌平區(qū)景觀照明工程的圖形監(jiān)控軟件就是根據(jù)實際需要而定制的，該軟件可運行在 WINDOWS XP 和 2000 的操作平臺，軟件以昌平區(qū)的地理圖形為控制介面，如需控制時將鼠標移至圖形相應的配電箱上，直接對遠程控制設備進行開關。
　　在管理方面，控制軟件除了采用顏色塊來表示每個配電箱當前的工作狀態(tài)外。還具有遠程、短信、網(wǎng)絡等狀態(tài)的顯示。如果設備出現(xiàn)異常時，短信報警系統(tǒng)會將相應的配電箱編號發(fā)送至已授權的手機上。
3 、手機短信（ SMS ）控制
　　短信控制開關燈方式使用指定的中文字命令格式，通過移動網(wǎng)絡，發(fā)送至 HDL 短信控制模塊，模塊直接通過 TCP/IP 網(wǎng)絡與總服務器通訊，總服務器接收到命令后，按短信的內容對指定的設備進行開關燈。
　　短信的內容包括：三位數(shù)的輸入控制密碼（阿拉伯數(shù)字）、配電箱編號（阿拉伯數(shù)字）、控制內容（中文字）組成，內容由逗號分開。
　　控制密碼是為了保障整個系統(tǒng)不受到其他的非法控制，該密碼在監(jiān)控軟件的系統(tǒng)設置中可更改，從而提高系統(tǒng)的安全性。如果短信的內容不齊全或密碼不對是無法對系統(tǒng)進行控制。另還可以通過手機發(fā)一條短信能對所有控制點的開關狀態(tài)進行回復，方便管理人員對整個系統(tǒng)設備的工作狀態(tài)進行監(jiān)控。這種控制方式適合任何手機。 　　短信控制的文字命令格式：
　　輸入密碼 *** ，配電箱編號，控制內容（開 / 關） 發(fā)送至短信模塊的手機號碼。
　　舉例： *** ，建委 . 法院 . 廣電中心 . 城北街道辦，開 / 關 發(fā)送至 1590*****9
4 、GPRS 控制開關方式
　　使用手機的 GPRS 網(wǎng)絡，通過安裝在手機里的軟件對景燈進行開關燈。 GPRS 控制方式具有直觀性，在手機軟件里可以按分區(qū)直接點擊配電柜，進行開關燈與查詢設備的情況，是總服務器的簡化版。但這種方式只適用于智能手機和 WINDOWS Mobile 操作系統(tǒng)。
5 、天文時鐘控制
　　時鐘控制采用 HDL-MT12 時鐘模塊，按照 分為春、夏、秋、冬四季以及重大節(jié)假日（春節(jié)、五一、十一、元旦）的時間段進行控制。 HDL-MT12 時鐘模塊為標準 35mm 導軌式安裝結構，具有 獨立的可編程事件周期；多種模式控制；還具有工作日、休息日、節(jié)假日等工作模式。本模塊還有遠程編程和管理功能；無需斷電的軟復位功能；自動同步系統(tǒng)時鐘源；防非法修改的電子密碼鎖等的功能。
　　以下是已經(jīng)在天文時鐘里設置的昌平夜景控制的部分時間表：

6 、模塊化結構
　　 控制模塊采用 HDL-MR0610 開關模塊控制交流接觸器，該控制模塊為標準 35mm 導軌式安裝結構，自帶場景控制器，最大輸出每路 10A ，具有短路及過載保護，輸出設有 LED 狀態(tài)指示燈，緊急直通控制功能，無需斷電的軟復位等功能。所有的場景儲存在 HDL-MR0610 模塊的內，減少從遠程直接調用場景而可能造成的延時。
7 、手動應急控制方式
　　在每個配電柜里還設置了 HDL- MP4RME 電子標簽智能面板作為應急手動控制，本面板為多功能電子標簽墻面板、中文液晶顯示界面、文字可更改、背顯示、可接收紅外線遙控。當網(wǎng)絡系統(tǒng)出現(xiàn)故障或做系統(tǒng)維護時可進行手動控制。
五、結論
　　北京昌平區(qū)夜景工程是 HDL 無線智能照明控制系統(tǒng)在大型城市景觀中應用的一個成功案例， 第一期工程智能控制系統(tǒng)到目前已運行超過 4 個月，安全可靠， 為北京迎接 2008 年奧運會 城鄉(xiāng)環(huán)境整治建設 做出貢獻。實踐證明 該系統(tǒng) 不僅節(jié)約能源、節(jié)省人力資源、系統(tǒng)維護方便，還能延長燈具使用壽命。
　　將 HDL 智能照明控制系統(tǒng)與無線局域網(wǎng)、 GPRS 、手機短信（ SMS ）等多個網(wǎng)絡進行有機組合，所構成的“多網(wǎng)合一”的系統(tǒng)，具有獨特的分布式結構和極強的可擴展性。 HDL 智能照明控制系統(tǒng)還具有 DMX 控制模塊、激光控制模塊、 LED 控制模塊等現(xiàn)代景觀照明控制所需要的新一代照明控制模塊化設備，適合用于大型橋梁、博物館、展覽館和戶外景觀等場所的動感照明控制。作者最近在一些國內外著名的大型項目（如中國南京長江第三橋、廣州珠江夜景動態(tài)照明、德國慕尼黑寶馬博物館展館照明等項目）中已經(jīng)成功應用了 HDL “多網(wǎng)合一”智能照明控制系統(tǒng)。
　　筆者認為，構建在網(wǎng)絡化、多媒體控制、多種信號協(xié)議平臺上的“多網(wǎng)合一”智能照明控制系統(tǒng)是目前景觀控制系統(tǒng)所發(fā)展的一個趨勢。

分享到：