專利名稱：路燈末端電壓采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種路燈末端電壓采集系統(tǒng)，適用于采集城市路燈的末端電壓、尤其是每一盞路燈的電壓或者一電路的電壓。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，能源危機(jī)已直接影響到全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。尤其在中國，電力資源十分緊缺，已成為制約國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要瓶頸。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國照明用電量已占總用電量的10%以上，照明節(jié)電已成為節(jié)約電能的一個(gè)重要方面。城市照明可分為道路照明和景觀照明兩個(gè)大類，近幾年路燈和景觀燈數(shù)量迅速增長，城市照明控制的自動(dòng)化水平理應(yīng)跟上城市照明的增長步伐，但是現(xiàn)有的城市照明控制系統(tǒng)尚不能完全滿足這個(gè)要求，在道路照明控制方面，目前大部分地區(qū)使用的控制系統(tǒng)都滿足“三遙”的要求，但是這種監(jiān)控僅僅能夠監(jiān)控到電控柜即整條路段一級，無法針對每一盞路燈的電壓進(jìn)行檢測。隨著城市規(guī)模的增大，路燈巡檢的任務(wù)越來越重，人力成本越來越高，而且工作人員在雨雪天氣時(shí)出現(xiàn)摔傷事故的情況也時(shí)有發(fā)生，所以路燈監(jiān)控自動(dòng)化是目前路燈行業(yè)急需解決的一個(gè)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種路燈末端電壓采集系統(tǒng)，成本低、體積小、方便安裝與維護(hù)。本實(shí)用新型涉及一種路燈末端電壓采集系統(tǒng)，包括檢測路燈工作電壓，檢測電壓范圍為160V 240V的路燈末端電壓采集器，其并連在所測路燈或者路燈末端的電路，通信距離為0 500米；檢測所測電路或者路燈末端電壓數(shù)據(jù)信息的路端通信裝置，所述路端通信裝置具有3G/2. 5G無線通信模塊；監(jiān)控中心，接收路端通信裝置通過3G/2. 5G無線通信模塊發(fā)送的路燈工作電壓數(shù)據(jù)信息以及開關(guān)燈的控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息，所述路燈末端電壓采集具有ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器，該ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器通過射頻信號將路燈工作電壓數(shù)據(jù)信息以及開關(guān)燈的控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給路端通信裝置。進(jìn)一步的，所述路燈末端電壓采集器的通信模塊為ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制
器ο進(jìn)一步的，所述路燈末端電壓采集器包括采集路燈工作電壓信息的信號采集電路、為路燈末端電壓采集器提供電能的電源模塊構(gòu)件、與路端通信裝置連接通信的無線模塊。進(jìn)一步的，所述路燈末端電壓采集器檢測電壓范圍為160V 240V。進(jìn)一步的，所述路端通信裝置的3G/2. 5G無線通信模塊為GPRS無線通信模塊、或 CDMA無線通信模塊、或WCDMA無線通信模塊。進(jìn)一步的，所述路端通信裝置安裝在距離路燈末端電壓采集器500米以內(nèi)。進(jìn)一步的，還包括手持路燈檢測儀，其具有ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器將采集到的工作電壓數(shù)據(jù)信息發(fā)送到手持路燈檢測儀上，并且能夠通過手持路燈檢測儀控制路燈的開關(guān)，奇偶開，1/3開關(guān)等操作。進(jìn)一步的，所述手持路燈檢測儀的無線模塊包括射頻部分，以通過射頻信號連接臨近的路燈末端電壓采集；其具有的ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器與路端通信裝置進(jìn)行路燈末端電壓數(shù)據(jù)信息地傳遞以及開關(guān)燈、奇偶開、1/3開關(guān)等操作命令的數(shù)據(jù)傳遞，再以通過3G/2. 5G無線通信連接監(jiān)控中心。進(jìn)一步的，所述監(jiān)控中心還能夠檢測到路燈過電壓，欠電壓，工作正常以及有無返回值的狀態(tài)。。本實(shí)用新型達(dá)到的有益效果是，融合了 3G/2.5G與“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，采集所測路燈的末端電壓或者采集所測電路的末端電壓，能夠通過軟件檢測到每一盞燈或者每條街道路燈的末端電壓，能夠檢測到路燈過電壓，欠電壓，工作正常以及有無返回值，并通過通信模塊傳送。

圖1為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的路燈末端電壓采集模塊示意圖。圖2為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的路端通信裝置硬件總體設(shè)計(jì)圖。圖3為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的城市路燈監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)架圖。1路燈末端電壓采集器2路端監(jiān)控系統(tǒng)[0019]11通信模塊3監(jiān)控中心[0020]12電壓采集電路31路燈維護(hù)車[0021]13電源構(gòu)件32打印機(jī)[0022]14天線33PDA[0023]4手持路燈檢測器
具體實(shí)施方式
下面參照附圖以示例的方式對本方案的實(shí)施方式進(jìn)行說明。請參閱圖3，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的照明控制系統(tǒng)主要包括路燈末端電壓采集器1，路端通信裝置2和監(jiān)控中心3。輔助的，還可以包括手持路燈檢測器4，路燈維護(hù)車31，打印機(jī)32，PDA33等。實(shí)施者可以根據(jù)自身的情況和需求，靈活的選用以達(dá)到最好的效果。作為實(shí)現(xiàn)路燈的單燈監(jiān)控的基礎(chǔ)元件，路燈末端電壓采集器1采用并連的方式連接在各個(gè)路燈上，監(jiān)測路燈工作電壓信息。路燈末端電壓采集器1可以檢測路燈的電壓數(shù)據(jù)信息，并通過射頻方式，將這些信息傳遞到路端通信裝置2。另外，路燈末端電壓采集器1 還可以采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將采集到的路燈末端電壓信息傳遞到路端通信裝置2，路端通信裝置2則通過2. 5G/3G無線通信網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)連接，再經(jīng)因特網(wǎng)將單燈信息傳遞給監(jiān)控中心 3。圖1為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的路燈末端電壓采集器1的模塊圖。該路燈末端電壓采集器1采用高可靠的Freescale公司的ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器MCU作為通信單元，實(shí)現(xiàn)了無線傳感網(wǎng)絡(luò)通訊功能。模塊包括通信模塊11、電壓采集電路12、電源構(gòu)件13、天線14。電源構(gòu)件13用于供給整個(gè)路燈末端電壓采集器1的電能、保證路燈末端電壓采集器1穩(wěn)定工作。電壓采集電路12是路燈末端電壓采集器1的信號采集機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)采集路燈電壓，獲得的電壓信號通過電路轉(zhuǎn)換為MCU允許范圍的0-3. 3V的電壓信號。經(jīng)過放大器放大為通信模塊可以識別的模擬電壓數(shù)據(jù)經(jīng)過通信芯片及最小系統(tǒng)進(jìn)行傳遞。圖2為路端通信裝置2的硬件總體設(shè)計(jì)圖，路端通信裝置2作為一個(gè)路燈網(wǎng)絡(luò)的路由節(jié)點(diǎn)和主控節(jié)點(diǎn)，是3G/2. 5G網(wǎng)絡(luò)和路燈網(wǎng)絡(luò)的接口網(wǎng)關(guān)。通常，路端通信裝置2和多個(gè)路燈對應(yīng)連接，組成一個(gè)路燈區(qū)域，然后，多個(gè)路端通信裝置2通過3G/2. 5G網(wǎng)絡(luò)連接因特網(wǎng)，進(jìn)而連接監(jiān)控中心3，這樣組成一個(gè)大的路燈網(wǎng)絡(luò)。路端通信裝置2采用高性能的Freescale公司32位CodeFire系列MCU作為控制單元，結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡(luò)的微控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。路端通信裝置2包括兩個(gè)部分首先使用路燈末端電壓采集器1中基于 ZigBee技術(shù)的無線傳感控制器模塊，即射頻模塊，將路燈工作電壓的數(shù)據(jù)信息以及路燈的控制數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)铰范送ㄐ叛b置的3G/2. 5G數(shù)據(jù)收發(fā)處理模塊。其次3G/2. 5G數(shù)據(jù)收發(fā)處理模塊主要用Freescale公司32位CodeFire系列MCU作為控制單元，通過3G/2. 5G通訊模塊與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心3的服務(wù)器進(jìn)行通信。路端通信裝置2可以直接安裝在其所對應(yīng)覆蓋的多個(gè)路燈(如，四個(gè)路燈)的其中一個(gè)中，也可以單獨(dú)安裝在一個(gè)控制箱中。實(shí)施者可以根據(jù)情況，靈活選用。路燈控制系統(tǒng)還包括手持路燈檢測儀4，手持路燈檢測儀4主要具有液晶顯示系統(tǒng)、按鍵系統(tǒng)、蜂鳴器提示模塊、主控芯片和無線模塊組成。硬件設(shè)計(jì)采用基于硬件構(gòu)件的嵌入式低層硬件的設(shè)計(jì)方法，強(qiáng)調(diào)復(fù)用性。手持路燈檢測儀4的無線模塊包括兩個(gè)部分，首先其具有射頻模塊，可以通過射頻方式和50m范圍內(nèi)的路燈通信，還具有3G/2. 5G無線通信模塊，用于和監(jiān)控中心3通信。 當(dāng)接受到路燈故障信息時(shí)，手持路燈檢測儀4的蜂鳴器提示模塊發(fā)出蜂鳴聲，提示維修人員該路燈故障，并在液晶顯示系統(tǒng)上顯示路燈序號、故障名稱和操作提示。并且，可通過按鈕系統(tǒng)選擇打開關(guān)閉路燈維修門進(jìn)行維修。同時(shí)，手持路燈檢測儀4還可以記錄修理人員的工號，修理時(shí)間，在修理完成后申請?jiān)嚐?，核查故障是否排除，定格修理人員完工記錄。明顯的，上述方式極大的提高了檢修效率，工作人員不用一個(gè)個(gè)的排查區(qū)域內(nèi)的路燈故障情況，只需根據(jù)監(jiān)控中心3的信息到達(dá)指定區(qū)域，然后，手持路燈檢測儀4會(huì)直觀的報(bào)告故障路燈位置，故障情況并作出維修的指導(dǎo)。本優(yōu)選實(shí)施方式的照明控制系統(tǒng)安裝有城市照明控制軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)基于 Windows 2003平臺，以大型商用數(shù)據(jù)庫SQL krver2005為基礎(chǔ)，采用C/S模式，通信模塊使用多線程的異步Socket機(jī)制實(shí)現(xiàn)通信的高穩(wěn)定性。管理模塊具有豐富友好的圖形用戶界面，實(shí)時(shí)的路燈控制、狀態(tài)顯示、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，報(bào)表生成等功能，實(shí)現(xiàn)路燈管理自動(dòng)化。如圖3，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市照明控制系統(tǒng)采用“監(jiān)控中心-路端通信裝置-路端單燈測控器”的三層結(jié)構(gòu)，通過3G/2. 5G的技術(shù)將監(jiān)控中心3的城市照明控制系統(tǒng)軟件的和路端通信裝置2聯(lián)系起來，而路端通信裝置2又通過路燈網(wǎng)絡(luò)將路燈的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到相關(guān)的路燈節(jié)點(diǎn)。每個(gè)路端通信裝置2為該條道路的主控節(jié)點(diǎn)，也是hternet和路燈網(wǎng)絡(luò)的接口，通過提供可選的3G/2. 5G通信技術(shù)(本優(yōu)選實(shí)施方式中為GPRS網(wǎng)絡(luò))和路燈網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，可以將路燈的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到世界上任何一個(gè)有hternet網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方。當(dāng)路端通信裝置2將路燈信息發(fā)送到中心服務(wù)器，存入數(shù)據(jù)庫中，監(jiān)控中心3通過對服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫操作可以實(shí)現(xiàn)對路燈情況的監(jiān)測。通過該照明控制系統(tǒng)，監(jiān)控中心3可以全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測每一個(gè)路燈的狀況，對其電壓，電流，功率因數(shù)，亮度，溫度，防盜機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控，采集和統(tǒng)計(jì)分時(shí)段電量，總電量。 結(jié)合城市路燈地理信息及實(shí)地控制按鈕，生成詳細(xì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，地理定位，路燈序號故障提示，統(tǒng)計(jì)路燈亮燈率，維護(hù)系數(shù)達(dá)標(biāo)率。且還能夠?qū)崟r(shí)將每個(gè)線路斷線、遇盜、撞擊、燈桿傾斜等意外故障定位報(bào)警，將信號傳遞到監(jiān)控中心3和就地發(fā)出聲光報(bào)警，有效的阻止各類盜竊路燈線路，器材的犯罪行為，減少公共財(cái)產(chǎn)的損失。本優(yōu)選實(shí)施方式的照明控制系統(tǒng)具有可選的3G/2. 5G的無線通信模塊。這樣，可以根據(jù)城市的不同，選擇合適的通信方式，如CDMA，GPRS，WCDMA等。這極大的增加了照明控制系統(tǒng)的使用范圍。比如，一些小城市尚無3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，則可以采用GPRS通信方式。本優(yōu)選實(shí)施方式的照明控制系統(tǒng)還可以包括打印機(jī)32、PDA33、路燈維護(hù)車31等， 它們都是作為連接監(jiān)控中心3的外部設(shè)備而存在，其可以接受監(jiān)控中心3的信息和指令，打印報(bào)告，顯示照明系統(tǒng)狀態(tài)，進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)等。配套的手持路燈檢測儀4可以作為輔助工具對路燈電壓進(jìn)行采集。盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識到，在不脫離由所附的權(quán)利要求書公開的本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，各種改進(jìn)、增加以及取代是可能的。
權(quán)利要求1.一種路燈末端電壓采集系統(tǒng)，包括用于檢測路燈工作電壓以及開關(guān)燈的控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息的路燈末端電壓采集器，其并接在所測路燈或者路燈末端的電路；用于檢測所測路燈末端電壓數(shù)據(jù)信息的路端通信裝置；接收路端通信裝置通過3G/2. 5G無線通信模塊發(fā)送的路燈工作電壓數(shù)據(jù)信息以及開關(guān)燈的控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息的監(jiān)控中心，其特征在于，所述路燈末端電壓采集器具有通信模塊，該通信模塊通過射頻信號將路燈工作電壓數(shù)據(jù)信息以及開關(guān)燈的控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給路端通信裝置。
2.如權(quán)利要求1中所述的路燈末端電壓采集系統(tǒng)，其特征在于，所述路燈末端電壓采集器的通信模塊為ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器。
3.如權(quán)利要求1中所述的路燈末端電壓采集系統(tǒng)，其特征在于，所述路燈末端電壓采集器包括采集路燈工作電壓信息的信號采集電路、為路燈末端電壓采集器提供電能的電源模塊構(gòu)件、與路端通信裝置連接通信的無線模塊。
4.如權(quán)利要求1中所述的路燈末端電壓采集系統(tǒng)，其特征在于，所述路燈末端電壓采集器檢測電壓范圍為160V M0V。
5.如權(quán)利要求1中所述的路燈末端電壓采集系統(tǒng)，其特征在于，所述路端通信裝置的 3G/2. 5G無線通信模塊為GPRS無線通信模塊、或CDMA無線通信模塊、或WCDMA無線通信模塊。
6.如權(quán)利要求1中所述的路燈末端電壓采集系統(tǒng)，其特征在于，所述路端通信裝置安裝在距離路燈末端電壓采集器500米以內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1中所述的路燈末端電壓采集系統(tǒng)，其特征在于，還包括手持路燈檢測儀，其具有ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器將采集到的工作電壓數(shù)據(jù)信息發(fā)送到手持路燈檢測儀上，并且能夠通過手持路燈檢測儀控制路燈的開關(guān)，奇偶開，1/3開關(guān)等操作。
8.如權(quán)利要求1中所述的路燈末端電壓采集系統(tǒng)，其特征在于，所述手持路燈檢測儀的無線模塊包括射頻部分，以通過射頻信號連接臨近的路燈末端電壓采集；其具有的 ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器與路端通信裝置進(jìn)行路燈末端電壓數(shù)據(jù)信息地傳遞以及開關(guān)燈、奇偶開、1/3開關(guān)等操作命令的數(shù)據(jù)傳遞，再以通過3G/2. 5G無線通信連接監(jiān)控中心。
9.如權(quán)利要求1中所述的路燈末端電壓采集系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控中心還能夠檢測到路燈過電壓，欠電壓，工作正常以及有無返回值的狀態(tài)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種路燈末端電壓采集系統(tǒng)，包括用于檢測路燈工作電壓的路燈末端電壓采集器，其并接在所測電路或者路燈上，檢測電壓范圍為160V～240V，通信距離為0～500米；用于檢測所測末端電壓數(shù)據(jù)信息的路端通信裝置；監(jiān)控中心，接收路端通信裝置通過3G/2.5G無線通信模塊發(fā)送的路燈工作電壓數(shù)據(jù)信息以及開關(guān)燈的控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息，所述路燈末端電壓采集器具有通信模塊，該通信模塊通過射頻信號將路燈工作電壓數(shù)據(jù)信息以及開關(guān)燈的控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給路端通信裝置。監(jiān)控中心還能夠檢測到路燈過電壓，欠電壓，工作正常以及有無返回值的狀態(tài)。
文檔編號G08C17/02GK201935951SQ20102064552
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者浦敏 申請人:蘇州市華工照明科技有限公司