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(shè)規(guī)劃實施方案》內(nèi)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(nèi)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(yīng)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(shù)，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(luò) 向各個信號接收點按照時間表發(fā)送開關(guān)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(yīng)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(nèi)大型戶外景觀照明無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)工程之一，由北京市北電通總承包， 廣州河?xùn)|企業(yè)負責(zé) 智能控制系統(tǒng)的設(shè)計、產(chǎn)品提供和調(diào)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(shè)計、實施中的主要問題和解決方案。供業(yè)內(nèi)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(shè)計采用智能開關(guān)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(shè)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(luò)，此系統(tǒng)除了能傳輸無線遙控照明開關(guān)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(chǎn)品則采用 HDL-BUS 產(chǎn)品，包括了時間控制模塊、智能開關(guān)模塊、智能電子標(biāo)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(luò)架構(gòu)，因為鋪設(shè)光纖或是電纜的費用及成本越來越高的情況下，無線技術(shù)的發(fā)展越來越成熟且成本也越來越低，所以有更多的應(yīng)用已經(jīng)開始走向無線的應(yīng)用， WLAN （無線局域網(wǎng)）的應(yīng)用及產(chǎn)品也越來越多而且技術(shù)成熟，由從前的室內(nèi)應(yīng)用到現(xiàn)在已經(jīng)有許多室外型的產(chǎn)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(yīng)用，除了一次性架設(shè)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(shè)計解決方案要點：
1 、無線網(wǎng)絡(luò)信號傳輸系統(tǒng)設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)、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(shè)計 5.8G 與 2.4G 兩個頻段設(shè)備混合使用，在主干道采用了 5.8G 的頻段設(shè)備，保證了主干道通信通暢，并在不可直視的控制點中間設(shè)置中繼站，而 2.4G 頻段設(shè)備主要是負責(zé)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(luò)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?qū)右苿哟髲B， 芙蓉酒店， 和松園小區(qū)三個中轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(luò)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(shè)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(fù)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?qū)訉庈霸沸^(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(guān)村大廈使用 2.4G 網(wǎng)橋連接，其余的中轉(zhuǎn)網(wǎng)橋用 5.8G 網(wǎng)橋?qū)印＿@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(zhuǎn)站和軍督橋控制點相連接。
　　●  十三陵的中轉(zhuǎn)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(xué)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(guān)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(shè)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(shè)計有以下主要要求：
　　●  采用 HDL “多網(wǎng)合一”智能照明控制技術(shù)。
　　●  設(shè)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(yù)定的時間順序發(fā)送開關(guān)燈命令。
　　●  總控室里設(shè)置具有中文顯示的智能電子標(biāo)簽面板，用于時鐘失效時手動啟動系統(tǒng)開關(guān)燈。
　　●  通過手機以 GPRS 的方式控制開關(guān)燈命令。
　　●  通過手機以短信息（ SMS ）的方式控制開關(guān)燈命令。
　　●  通過手機以 GPRS 或短信息（ SMS ）方式對所有設(shè)備進行信息查詢。
　　●  通過天文時鐘以時間控制方式進行開關(guān)燈控制。
　　●  通過智能開關(guān)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(biāo)簽面板手動控制開關(guān)燈，用于配電箱里的單回路應(yīng)急開關(guān)。 四、工程解決方案要點：
1 、總控室
　　總控室設(shè)立一臺高性能的總服務(wù)器，通過軟件設(shè)置好預(yù)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(diào)取相應(yīng)的場景，完成遠程控制的任務(wù)。總控室內(nèi)還設(shè)置有智能電子標(biāo)簽面板，當(dāng)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?xùn)|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(biāo)移至圖形相應(yīng)的配電箱上，直接對遠程控制設(shè)備進行開關(guān)。
　　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(dāng)前的工作狀態(tài)外。還具有遠程、短信、網(wǎng)絡(luò)等狀態(tài)的顯示。如果設(shè)備出現(xiàn)異常時，短信報警系統(tǒng)會將相應(yīng)的配電箱編號發(fā)送至已授權(quán)的手機上。
3 、手機短信（ SMS ）控制
　　短信控制開關(guān)燈方式使用指定的中文字命令格式，通過移動網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送至 HDL 短信控制模塊，模塊直接通過 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)與總服務(wù)器通訊，總服務(wù)器接收到命令后，按短信的內(nèi)容對指定的設(shè)備進行開關(guān)燈。
　　短信的內(nèi)容包括：三位數(shù)的輸入控制密碼（阿拉伯?dāng)?shù)字）、配電箱編號（阿拉伯?dāng)?shù)字）、控制內(nèi)容（中文字）組成，內(nèi)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(shè)置中可更改，從而提高系統(tǒng)的安全性。如果短信的內(nèi)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(guān)狀態(tài)進行回復(fù)，方便管理人員對整個系統(tǒng)設(shè)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(nèi)容（開 / 關(guān)） 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(guān) 發(fā)送至 1590*****9
4 、GPRS 控制開關(guān)方式
　　使用手機的 GPRS 網(wǎng)絡(luò)，通過安裝在手機里的軟件對景燈進行開關(guān)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(guān)燈與查詢設(shè)備的情況，是總服務(wù)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(biāo)準(zhǔn) 35mm 導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，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(fù)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(shè)置的昌平夜景控制的部分時間表：

6 、模塊化結(jié)構(gòu)
　　 控制模塊采用 HDL-MR0610 開關(guān)模塊控制交流接觸器，該控制模塊為標(biāo)準(zhǔn) 35mm 導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，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(shè)有 LED 狀態(tài)指示燈，緊急直通控制功能，無需斷電的軟復(fù)位等功能。所有的場景儲存在 HDL-MR0610 模塊的內(nèi)，減少從遠程直接調(diào)用場景而可能造成的延時。
7 、手動應(yīng)急控制方式
　　在每個配電柜里還設(shè)置了 HDL- MP4RME 電子標(biāo)簽智能面板作為應(yīng)急手動控制，本面板為多功能電子標(biāo)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(dāng)網(wǎng)絡(luò)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(jié)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(yīng)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(shè) 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(luò)進行有機組合，所構(gòu)成的“多網(wǎng)合一”的系統(tǒng)，具有獨特的分布式結(jié)構(gòu)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(shè)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(nèi)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(yīng)用了 HDL “多網(wǎng)合一”智能照明控制系統(tǒng)。
　　筆者認為，構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)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。

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