一引言
公共路灯是城市公共事业的一个重要组成部分。传统的路灯控制系统常采用时控器或光电控器，让路灯在规定的时间内亮灭，无法做到与路灯管理室的通信，不便于远程监控和管理。随着城市建设的发展，道路照明和景观照明的要求和数量不断增加。各级政府和市民对道路照明和景观照明提出更高的要求。GPRS技术在移动通信领域中的发展，为路灯监控系统提供了一种新的数据传输方法。它以网络覆盖范围广，数据带宽宽，适应性强等优点，在路灯监控系统中取得了广泛的应用。
二系统的总体设计方案
针对设计的总体需求——建立一个造价适中、稳定可靠、对全市范围具有监测、控制到单灯，并具有随城市发展而扩容方便的路灯监控系统。本文设计了基于GPRS的路灯监控系统。系统的总体方案是在使用GPRS无线通讯技术实现监控中心与各个测控终端通信的基础上，进一步通过各个测控终端控制相应的路灯，从而实现路灯的远程监控。基于GPRS路灯监控系统主要由远程测控终端、GPRS网络、监控中心和路灯组成。整个系统的结构框图如图1所示。
图1基于GPRS的路灯监控系统结构框图
其中，远程测控终端安装在各个街区的路灯灯柱内，监控中心设在路灯管理处。基于GPRS的路灯监控系统的工作原理：首先通过安装在各个街区的路灯灯柱内的测控终端对该站点路灯的电量参数(电压、电流)进行实时采样，并将采集到的数据进行分析、存储和显示，然后通过GPRS模块来完成和监控中心的通讯。GPRS模块接入网络后，它会根据预先设定在其内部的IP地址来主动访问Interent网络，和监控中心建立TCP/IP链路。监控中心主站本身维护接入的每个终端的IP地址和ID号，当主站要向某个测控终端提出数据请求时，它会根据IP地址和ID号来找到对应的终端，将命令下发到该终端，终端响应后通过GRPS 模块把数据发到Interent网络端口，通过端口影射转发到监控中心主站，即完成了一个应答式的通讯流程。
三GPRS无线传输系统的设计
传输系统承担数据传输的任务，它主要负责网络数据链路建立和数据收发的透明中转，完成信息的上送与下发。GPRS是一种基于GSM的新型移动分组交换技术，具有永久在线、高速传输、流量计费、快捷登录的优点。通过对GPRS系统组网方式、GPRS通讯协议的选择及GPRS通讯模式的选择的分析和选择，本文设计了以GPRS为基础的无线传输系统——监控中心以固定IP连接的方式接入Intemet网络，通过GPRS网关GGSN接入GPRS网络，以这样的方式来组建远程控制网络。由于监控中心的IP地址固定了，所以测控终端在进入GPRS网络之后，就可以连接这个固定地址来与监控中心建立无线的连接，从而组建远程控制网络，实现了监控中心与各个测控终端的通讯。
四远程测控终端的设计
本系统将测控终端设计成以单片机为主控芯片的集信号采集、控制命令以及通讯、显示等功能为一体的测控和通讯系统。
4.1远程测控终端硬件的实现方案
GPRS测控终端硬件结构采用主、从CPU的设计方法，这样提高系统的可靠性和运行速度，主处理器采用菲利普公司的ARM7TDMI-S 处理器LPC2106，主要负责通信协议的封装，与GPRS通信的实现；从处理器采用菲利普公司的P87LPC760，主要负责对ARM7芯片和GPRS模块的控制。在路灯控制系统中，监控中心和测控终端的通讯是基于GPRS无线通信技术的，因此该通讯模块将起到最关键性的作用。在本系统中GPRS模块选用的是CELLON公司的CMS91-900/1800的GPRS无线模块。GPRS测控终端硬件结构图如图2。
图2GPRS测控终端硬件结构图
4.2测控终端软件的设计
测控终端软件系统采用模块化设计来完成整个系统的初始化、LCD显示、模拟量的采集与处理、控制命令的执行以及GPRS通信等。分别是：系统初始化模块、人机接口模块、模拟量采集与处理模块、命令执行功能模块以及GPRS通讯模块。其中通讯模块设计是整个终端软件设计主要部分，软件设计采用ARM公司的ADS集成开发环境，使用C语言进行编程，CMS91 模块采用的是AT命令集，单片机LPC2106利用AT指令对CMS91模块进行从初始化串行通讯模块设计到与带SIM 卡的GPRS终端的通讯流程设计，需要兼顾软件的各个功能模块，包括参数设置、自动接收数据、请求数据以及信号判断等。
五监控中心的设计
监控中心是整个路灯监控系统的操作、维护、处理、统计、分析和监管的中心，肩负着与其它管理网络互联任务。全网络化的设计使得任何一台联网的电脑都可以实现浏览（必须具有监控中心赋予的操作权限），并且可以方便地实现远程联网。