城市路燈指的是在城區提供給道路照明的燈具，城市路燈具有光亮強度大，功率高，分布范圍廣，數量眾多的特點，從而使得路燈的能耗在整個城市用電中占有一定的比例。如何合理有效即時的控制路燈的開關，使得既能夠保證城市照明的需要，又能夠最大程度的節省能耗是對于路燈管理的最大挑戰。針對路燈的管理，人們想出了各種辦法，比如帶時間控制控制模塊，在設定的時間點上開關路燈，還有就是聲控光控路燈在光線充足，無人行走的時候自動關閉路燈。但是上述各種辦法存在各種各樣的缺陷，不能完全適應多變的情況，人們需要更加方便的控制管理辦法。

基于城市對于路燈的各種需要，城市路燈管理系統需要遵循“分散控制，集中管理”的原則實施管控，即路燈控制器分散配置在各個路燈箱里面，控制器再通過通信線路與監控中心的計算機連接，監控中心的服務器對路燈控制器實行遠程監控。 但是由于路燈的數量眾多且分布在城市的各條道路以及各個角落里面，完全采用有線方式連接工程量浩大且實現基本上不可能，只能采用無線傳輸方式通信，但是由于路燈數量眾多，每個路燈配置一個無線通信節點也不現實，成本高昂以及后期費用巨大，只能采取無線+有線相結合的傳輸方式進行數據通信。

某城市路燈監控系統，最開始采用定時自動開關以及聲控光控方式對路燈進行控制，但是在實際使用過程中發現，定時自動開關控制方式不能適應冬夏季節的光照時間變化，在夏天出現光照情況良好的時候路燈就自行打開，而冬天在夜幕降臨的時候，路燈則沒有及時打開。還有就是陰天情況下，光照不足但是路燈按照時間設定依然處于關閉狀況。而采用光控方式，由于道路灰塵大，經常會將光敏元器件給損壞，導致路燈控制不正常。還有就是路燈出現損壞的情況，只能依靠工人巡查或者出現投訴才能發現，系統的維護非常麻煩。管理者決定采用在線式路燈監控系統對整個城市的路燈實施監管。

在線式路燈監控系統就是監控中心能夠實時在線的對全城的路燈進行監控管理，由于路燈是遍及全城的所有道路以及各個角落，采用光纖或者銅線作為傳輸線路基本上不可行。3G網絡具有全覆蓋無死角，通信穩定的特點，隨著手機3G網絡的普及，利用GPRS網絡傳輸數據越來越方便，流量費用也越來越低，利用GPRS網絡傳輸數據成為趨勢。管理者決定采用GPRS網絡作為傳輸線路，但是單純采用GPRS網絡則由于路燈數量眾多，全部用GPRS DTU模塊實施控制的話，不但前期成本高昂（每個路燈要配置一臺GPRS DTU模塊，所需數量巨大），后期的維護成本（主要是由SIM卡產生的月租費用以及流量費用）也是個不小的負擔。

通過多方面的綜合評估，施工方決定采用有線+無線相結合的傳輸方式進行數據通信，即在本地組建小型控制網絡控制多個路燈的開關，再通過GPRS網絡與遠程監控中心連接通信。在此采用的是RS-485總線作為控制網絡通信線路。施工方采用深圳市國科偉業通信技術有限公司的NG-316 GPRS DTU模塊以及NS-1012-8DO型開關量輸出模塊作為路燈監控系統的主要設備。在此我們詳細描述一下現場的小型控制網絡的構成，關于GPRS網絡傳輸部分我們在其他案例中做詳細闡述。

NS-1012-8DO模塊提供開關量轉485功能，向下提供八路開關輸出接口以及四路開關量輸入接口，開關量輸出接口用于控制路燈的開關，開關量輸入接口用于采集路燈以及相應設備的運行狀態。向上提供一個RS-485接口，該模塊支持Modbus RTU協議，可以自行設置地址碼，可以多個模塊級聯在同一個RS-485總線網絡中通信。NG-316模塊則向下提供一個RS-485通信接口，其與多個NS-1012-8DO型模塊通過RS-485總線相連，向上與GPRS網絡連接，并通過其與遠程監控中心的主機相連。

相對于工業現場控制要求精確至毫秒級別的時效性，路燈控制只要在數分鐘之內得到響應就不會影響系統的運行。由于本地的控制網絡采用RS-485總線通信，一般都是采用輪詢方式對各個開關量輸出模塊實施控制。即監控中心服務器開啟一個線程與某個GPRS DTU模塊進行TCP連接，基于Modbus RTU協議向與該DTU模塊連接的某個地址碼的NS-1012-8DO模塊下發指令，控制其開關使得與之連接的路燈開關，當確認路燈按照指令動作之后，再向下一個地址碼的模塊下發指令控制其做相應的動作。依次循環將該控制網絡中的路燈全部打開，由于服務器計算能力強，可以同時開啟多個線程同時與多個DTU模塊通信，基本上可以在幾分鐘之內將所有路燈按照指令做相應的動作。

采用無線+有線相組合的方式，既方便了現場布線（只需要建設一定數量的小型RS-485總線網絡），又節省了后期費用（GPRS DTU模塊數量減少了幾個數量級，由此需要的手機卡也少了幾個數量級，從而系統支付的流量費以及月租費也就成倍的降低）。