本實(shí)用新型涉及嵌入式技術(shù)、路由算法、短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和GPRS無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)，屬于電力電子領(lǐng)域，具體是一種路燈無(wú)線(xiàn)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)城市化水平的不斷提高，城市的路燈照明系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，節(jié)約電能、提高路燈系統(tǒng)管理水平，已經(jīng)是急需要解決的課題。然而傳統(tǒng)路燈開(kāi)關(guān)方式落后，如采用手動(dòng)、光控、鐘控等方式，這些控制方式受季節(jié)、天氣和人為因素等影響，自動(dòng)化管理水平低，極易造成極大的能源和人力浪費(fèi)，已無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)今照明管理范圍日益擴(kuò)大化和道路照明技術(shù)要求更高化等要求。目前，各大城市路燈能源利用率仍然不高，使得路燈電費(fèi)和管理費(fèi)用仍是政府的一項(xiàng)巨大的財(cái)政支出。由于路燈設(shè)備在使用過(guò)程中存在著多種不確定因素，具有難以預(yù)料的特性，路燈無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)作為一個(gè)監(jiān)控路燈設(shè)備的系統(tǒng)，隨著當(dāng)今社會(huì)越來(lái)越重視安全生產(chǎn)，該系統(tǒng)的安全和可靠性就顯的尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種路燈無(wú)線(xiàn)控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的路燈監(jiān)控系統(tǒng)相比，能提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、靈活性和安全性、實(shí)現(xiàn)低成本、綠色照明以及高效管理。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)是：

一種路燈無(wú)線(xiàn)控制系統(tǒng)，包括

監(jiān)控管理系統(tǒng)：所述監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能為：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、遠(yuǎn)程控制、故障管理、負(fù)荷分析和預(yù)測(cè)、異常用電分析、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、維護(hù)及故障記錄、遠(yuǎn)程升級(jí)、打印服務(wù)；

數(shù)據(jù)集中器：所述數(shù)據(jù)集中器實(shí)現(xiàn)的功能為：通訊、智能主動(dòng)上報(bào)、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)讀取、路燈節(jié)點(diǎn)狀態(tài)及告警事件、重點(diǎn)路燈設(shè)備用電監(jiān)測(cè)、自動(dòng)線(xiàn)損分析、數(shù)據(jù)采集和處理、數(shù)據(jù)補(bǔ)抄、報(bào)警、自診斷和異常信息記錄、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程和現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)、日線(xiàn)損計(jì)算；

路燈監(jiān)控器：所述路燈監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)的功能為：通信、計(jì)量、計(jì)時(shí)、測(cè)量及監(jiān)測(cè)、事件記錄、顯示、報(bào)警、凍結(jié)、脈沖輸出、讀寫(xiě)IC卡、投幣、合閘控制、電壓輸出；

監(jiān)控管理系統(tǒng)與據(jù)集中器無(wú)線(xiàn)連接，數(shù)據(jù)集中器與路燈監(jiān)控器無(wú)線(xiàn)連接。

所述的監(jiān)控管理系統(tǒng)包括PC機(jī)和與之電連接的數(shù)據(jù)服務(wù)器、第一GPRS模塊和打印機(jī)， PC機(jī)為第一GPRS模塊提供監(jiān)控短信命令。

所述的PC機(jī)是為管理者提供各種管理界面、發(fā)送短信命令以及其他服務(wù)等。

所述的數(shù)據(jù)服務(wù)器為設(shè)有數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的計(jì)算機(jī)，是用來(lái)存儲(chǔ)監(jiān)控管理系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。

所述的數(shù)據(jù)集中器包括第一MCU和與之相連的第二GPRS模塊、第一計(jì)量模塊、可充電電池模塊、第一電源模塊、第一聲光報(bào)警模塊、第一433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊、第一設(shè)置按鍵模塊、安全模塊、第一LCD顯示模塊和第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，第二GPRS模塊與監(jiān)控管理系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信，第一電源模塊、第一計(jì)量模塊外接電力線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)電源供應(yīng)和電能計(jì)量。

所述的為第一MCU為STM32，STM32是數(shù)據(jù)集中器的核心，負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)模塊傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

所述的第二GPRS模塊，為數(shù)據(jù)集中器與監(jiān)控管理系統(tǒng)或者不同區(qū)域的數(shù)據(jù)集中器的GPRS模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，提高路燈的監(jiān)控范圍。

所述的第一計(jì)量模塊可對(duì)電力線(xiàn)的電壓、電流、功率、用電量、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，并把這些測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)保存在計(jì)量芯片內(nèi)部的寄存器中，第一MCU通過(guò)SPI接口可對(duì)這些寄存器進(jìn)行讀或者寫(xiě)操作。

所述的可充電電池模塊是當(dāng)連接數(shù)據(jù)集中器的電力線(xiàn)斷電時(shí)，可充電電池能夠向數(shù)據(jù)集中器的各個(gè)模塊提供相應(yīng)的電壓，以讓數(shù)據(jù)集中器在電力線(xiàn)斷電的情況下仍然能夠正常工作。

所述的第一電源模塊，主要由AC轉(zhuǎn)DC電路和各種穩(wěn)壓器組成，它能夠輸出不同的電壓，以提供相應(yīng)的電源給數(shù)據(jù)集中器的各個(gè)模塊。

所述的第一聲光警報(bào)模塊，是當(dāng)數(shù)據(jù)集中器工作異常時(shí)，則發(fā)出聲光報(bào)警。

所述的第一433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊的作用是用來(lái)實(shí)現(xiàn)路燈監(jiān)控器和數(shù)據(jù)集中器間的通信。

所述的第一設(shè)置按鍵模塊設(shè)有六個(gè)按鍵，四個(gè)按鍵是用來(lái)設(shè)置左、右、上、下、兩個(gè)按鍵是用來(lái)設(shè)置確認(rèn)和取消，可用于設(shè)置數(shù)據(jù)集中器的區(qū)域號(hào)、ID號(hào)、查詢(xún)路燈節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置與查看和路燈節(jié)點(diǎn)的管理與維護(hù)。

所述的安全模塊為芯片處理器，用于完成安全數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、認(rèn)證和安全數(shù)據(jù)的加密、解密，當(dāng)數(shù)據(jù)集中器的程序開(kāi)始時(shí)，通過(guò)DES加密算法，得到臨時(shí)密鑰和認(rèn)證密鑰，如果兩者相等，則程序往下運(yùn)行，不等則停止運(yùn)行，這樣就防止數(shù)據(jù)集中器的版權(quán)被無(wú)償盜用，起到安全保密的作用。

所述的第一LCD顯示屏模塊可顯示數(shù)據(jù)集中器的區(qū)域號(hào)、參數(shù)設(shè)置與查看、終端管理與維護(hù)等界面。

所述的第一數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊的作用是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)集中器用來(lái)采集和處理路燈節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息、歷史情況以及程序運(yùn)行時(shí)所需要的數(shù)據(jù)等。

所述的路燈監(jiān)控器包括第二MCU和與之相連的第二433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊、第二設(shè)置按鍵模塊、第二計(jì)量模塊、第二電源模塊、雙向繼電器驅(qū)動(dòng)模塊、第二聲光警報(bào)模塊、第二數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、第二LCD顯示模塊、第二MCU、溫度傳感器、濕度傳感器和亮度傳感器及電源輸出模塊，電源輸出模塊與雙向繼電器驅(qū)動(dòng)模塊相連接，第二計(jì)量模塊和第二電源模塊外接電力線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)電源供應(yīng)和電能計(jì)量。

所述的第二MCU為STM32，STM32是路燈監(jiān)控器的核心，負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)模塊傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

所述的第二設(shè)置按鍵模塊有六個(gè)按鍵，四個(gè)按鍵是用來(lái)設(shè)置左、右、上、下；兩個(gè)按鍵是用來(lái)設(shè)置確認(rèn)和取消，第二設(shè)置按鍵模塊用于設(shè)置路燈監(jiān)控器的區(qū)域號(hào)、ID號(hào)、查詢(xún)路燈節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置與查看和路燈節(jié)點(diǎn)的管理與維護(hù)。

所述的第二計(jì)量模塊可對(duì)電力線(xiàn)的電壓、電流、功率、用電量、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，并把這些測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)保存在計(jì)量芯片內(nèi)部的寄存器中，第二MCU通過(guò)SPI接口可對(duì)這些寄存器進(jìn)行讀或者寫(xiě)操作。

所述的第二電源模塊，主要由AC轉(zhuǎn)DC電路和各種穩(wěn)壓器組成，它能夠輸出不同的電壓，以提供相應(yīng)的電源給路燈監(jiān)控器。

所述雙向繼電器驅(qū)動(dòng)模塊為可產(chǎn)生兩路相位可變的反相高低電平的驅(qū)動(dòng)磁保持繼電器。

所述的第二聲光警報(bào)模塊，是當(dāng)路燈監(jiān)控器設(shè)置參數(shù)錯(cuò)誤或者電路異常時(shí)，發(fā)出警報(bào)聲與LED閃爍；或者是當(dāng)路燈監(jiān)控器的工作電流超過(guò)設(shè)定的上限值時(shí)，發(fā)出急速的警報(bào)聲與LED快速閃爍，并且通過(guò)第二MCU-STM32控制雙向繼電器驅(qū)動(dòng)模塊控制磁保持繼電器，使路燈斷電。

所述的第二數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊，是存儲(chǔ)充電終端的用電量信息以及程序運(yùn)行時(shí)所需要的數(shù)據(jù)。

所述的第二LCD顯示模塊顯示路燈監(jiān)控器周?chē)h(huán)境的溫度、濕度、亮度以及該路燈節(jié)點(diǎn)的用電量、警告。

監(jiān)控管理系統(tǒng)通過(guò)Internet或者第一GPRS模塊與據(jù)集中器中第二GPRS模塊進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信，而數(shù)據(jù)集中器則通過(guò)數(shù)據(jù)集中器中的第一433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊與路燈監(jiān)控器中的第二433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊進(jìn)行短距離無(wú)線(xiàn)通信。

在數(shù)據(jù)集中器的參與下，監(jiān)控管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集中器和路燈監(jiān)控器之間可以互相通信，交換信息，其起到了監(jiān)控管理系統(tǒng)和路燈監(jiān)控器之間通信橋梁的作用。系統(tǒng)工作時(shí)，主要分為3種工作方式，第1種工作方式是監(jiān)控管理系統(tǒng)往數(shù)據(jù)集中器發(fā)信息；第2種工作方式是數(shù)據(jù)集中器往監(jiān)控管理系統(tǒng)或者路燈監(jiān)控器發(fā)信息；第3種工作方式是路燈監(jiān)控器往數(shù)據(jù)集中器發(fā)信息。

第1種工作方式：監(jiān)控管理系統(tǒng)PC機(jī)通過(guò)Internet或者GPRS給數(shù)據(jù)集中器發(fā)送短信命令，集中器接收并解析PC機(jī)發(fā)來(lái)的命令，如果PC機(jī)發(fā)來(lái)的命令是要讀取路燈監(jiān)控器的相關(guān)信息或者控制路燈通斷，則集中器就通過(guò)其433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊把集中器接收并解析PC機(jī)發(fā)來(lái)的命令由無(wú)線(xiàn)信號(hào)經(jīng)路燈節(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)傳送到目的路燈監(jiān)控器，目的路燈監(jiān)控器接收并解析集中器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的相關(guān)指令，執(zhí)行相應(yīng)的操作或者經(jīng)多個(gè)路燈節(jié)點(diǎn)的上級(jí)路由返回相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)幀，集中器接受到路燈監(jiān)控器返回的數(shù)據(jù)幀后，便通過(guò)GPRS模塊發(fā)送給監(jiān)控管理系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。

第2種工作方式：則是與第1種情況剛好相反，即路燈監(jiān)控器接收到外界信號(hào)如環(huán)境、電路異常等信號(hào)時(shí)，則路燈監(jiān)控器通過(guò)433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊給數(shù)據(jù)集中器發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀，集中器接收并解析路燈監(jiān)控器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，如果路燈監(jiān)控器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀是要讀取監(jiān)控管理系統(tǒng)的相關(guān)信息，則集中器就通過(guò)其433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊接收并解析路燈監(jiān)控器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，并通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到監(jiān)控管理系統(tǒng)，監(jiān)控管理系統(tǒng)接收并解析集中器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的相關(guān)指令，返回相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)幀或者執(zhí)行相應(yīng)的操作。

第3種工作方式：集中器接收到外界信號(hào)如環(huán)境、電路異常等信號(hào)時(shí)，則集中器通過(guò)GPRS模塊給路燈監(jiān)控器或者監(jiān)控管理系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀，路燈監(jiān)控器或者監(jiān)控管理系統(tǒng)接收并解析集中器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的相關(guān)指令，返回相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)幀或者執(zhí)行相應(yīng)的操作。

這種控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的路燈監(jiān)控系統(tǒng)相比，基于自組網(wǎng)技術(shù)的433MHz工業(yè)頻段無(wú)線(xiàn)路燈控制系統(tǒng)，采用無(wú)線(xiàn)通信與嵌入式技術(shù)相結(jié)合，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、靈活性和安全性、實(shí)現(xiàn)了低成本、綠色照明以及高效管理。

本實(shí)用新型的有益效果是：

采用多個(gè)433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊與少量GPRS模塊組成無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，安裝施工簡(jiǎn)易快捷，無(wú)需鋪設(shè)專(zhuān)線(xiàn), 模塊化安裝，降低了系統(tǒng)的成本和難度；

具有電量、電流、電壓、功率、功率因數(shù)、計(jì)時(shí)等計(jì)量參數(shù)并可在LCD顯示，方便工作人員現(xiàn)場(chǎng)了解路燈監(jiān)控系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的用電情況；

具有自動(dòng)控制和警報(bào)功能?？杀ＷC工作日、節(jié)假日按不同的時(shí)間自動(dòng)通、斷電，并且當(dāng)路燈因某種原因引起電流過(guò)大時(shí)可自動(dòng)斷電和發(fā)出警報(bào)功能，保護(hù)路燈設(shè)備；

路燈監(jiān)控器之間采用自組網(wǎng)方式進(jìn)行通信，大大提高了系統(tǒng)的抗毀能力，以及自適應(yīng)能力，同時(shí)自組網(wǎng)方式還具有組網(wǎng)快速和可靠性高等特點(diǎn)；

本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于小區(qū)、機(jī)關(guān)單位、公司、學(xué)校、市區(qū)等場(chǎng)所的路燈監(jiān)控。

這種控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的路燈監(jiān)控系統(tǒng)相比，能提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、靈活性和安全性、實(shí)現(xiàn)低成本、綠色照明以及高效管理。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例監(jiān)控管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例監(jiān)控管理系統(tǒng)的主程序工作流程示意圖；

圖3是實(shí)施例數(shù)據(jù)集中器的主程序工作流程示意圖；

圖4是實(shí)施例路燈監(jiān)控器的主程序工作流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容作進(jìn)一步的闡述，但不是對(duì)本實(shí)用新型的限定。

參見(jiàn)圖1，一種路燈無(wú)線(xiàn)控制系統(tǒng)，包括

監(jiān)控管理系統(tǒng)：所述監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能為：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、遠(yuǎn)程控制、故障管理、負(fù)荷分析和預(yù)測(cè)、異常用電分析、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、維護(hù)及故障記錄、遠(yuǎn)程升級(jí)、打印服務(wù)；

數(shù)據(jù)集中器：所述數(shù)據(jù)集中器實(shí)現(xiàn)的功能為：通訊、智能主動(dòng)上報(bào)、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)讀取、路燈節(jié)點(diǎn)狀態(tài)及告警事件、重點(diǎn)路燈設(shè)備用電監(jiān)測(cè)、自動(dòng)線(xiàn)損分析、數(shù)據(jù)采集和處理、數(shù)據(jù)補(bǔ)抄、報(bào)警、自診斷和異常信息記錄、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程和現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)、日線(xiàn)損計(jì)算；

路燈監(jiān)控器：所述路燈監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)的功能為：通信、計(jì)量、計(jì)時(shí)、測(cè)量及監(jiān)測(cè)、事件記錄、顯示、報(bào)警、凍結(jié)、脈沖輸出、讀寫(xiě)IC卡、投幣、合閘控制、電壓輸出；

監(jiān)控管理系統(tǒng)與據(jù)集中器無(wú)線(xiàn)連接，數(shù)據(jù)集中器與路燈監(jiān)控器無(wú)線(xiàn)連接。

所述的監(jiān)控管理系統(tǒng)包括PC機(jī)和與之電連接的數(shù)據(jù)服務(wù)器、第一GPRS模塊和打印機(jī)， PC機(jī)為第一GPRS模塊提供監(jiān)控短信命令。

所述的PC機(jī)是為管理者提供各種管理界面、發(fā)送短信命令以及其他服務(wù)等。

所述的數(shù)據(jù)服務(wù)器為設(shè)有數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的計(jì)算機(jī)，是用來(lái)存儲(chǔ)監(jiān)控管理系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。

所述的數(shù)據(jù)集中器包括第一MCU和與之相連的第二GPRS模塊、第一計(jì)量模塊、可充電電池模塊、第一電源模塊、第一聲光報(bào)警模塊、第一433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊、第一設(shè)置按鍵模塊、安全模塊、第一LCD顯示模塊和第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，第二GPRS模塊與監(jiān)控管理系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信，第一電源模塊、第一計(jì)量模塊外接電力線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)電源供應(yīng)和電能計(jì)量。

所述的為第一MCU 為STM32，STM32是數(shù)據(jù)集中器的核心，負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)模塊傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

所述的第二GPRS模塊，為數(shù)據(jù)集中器與監(jiān)控管理系統(tǒng)或者不同區(qū)域的數(shù)據(jù)集中器的GPRS模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，提高路燈的監(jiān)控范圍。

所述的第一計(jì)量模塊可對(duì)電力線(xiàn)的電壓、電流、功率、用電量、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，并把這些測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)保存在計(jì)量芯片內(nèi)部的寄存器中，第一MCU通過(guò)SPI接口可對(duì)這些寄存器進(jìn)行讀或者寫(xiě)操作。

所述的可充電電池模塊是當(dāng)連接數(shù)據(jù)集中器的電力線(xiàn)斷電時(shí)，可充電電池能夠向數(shù)據(jù)集中器的各個(gè)模塊提供相應(yīng)的電壓，以讓數(shù)據(jù)集中器在電力線(xiàn)斷電的情況下仍然能夠正常工作。

所述的第一電源模塊，主要由AC轉(zhuǎn)DC電路和各種穩(wěn)壓器組成，它能夠輸出不同的電壓，以提供相應(yīng)的電源給數(shù)據(jù)集中器的各個(gè)模塊。

所述的第一聲光警報(bào)模塊，是當(dāng)數(shù)據(jù)集中器工作異常時(shí)，則發(fā)出聲光報(bào)警。

所述的第一433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊的作用是實(shí)現(xiàn)路燈監(jiān)控器和數(shù)據(jù)集中器間的通信

所述的第一設(shè)置按鍵模塊設(shè)有六個(gè)按鍵，四個(gè)按鍵是用來(lái)設(shè)置左、右、上、下、兩個(gè)按鍵是用來(lái)設(shè)置確認(rèn)和取消，可用于設(shè)置數(shù)據(jù)集中器的區(qū)域號(hào)、ID號(hào)、查詢(xún)路燈節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置與查看和路燈節(jié)點(diǎn)的管理與維護(hù)。

所述的安全模塊為芯片處理器，用于完成安全數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、認(rèn)證和安全數(shù)據(jù)的加密、解密，當(dāng)數(shù)據(jù)集中器的程序開(kāi)始時(shí)，通過(guò)DES加密算法，得到臨時(shí)密鑰和認(rèn)證密鑰，如果兩者相等，則程序往下運(yùn)行，不等則停止運(yùn)行，這樣就防止數(shù)據(jù)集中器的版權(quán)被無(wú)償盜用，起到安全保密的作用。

所述的第一LCD顯示屏模塊可顯示數(shù)據(jù)集中器的區(qū)域號(hào)、參數(shù)設(shè)置與查看、終端管理與維護(hù)等界面。

所述的第一數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊的作用是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)集中器用來(lái)采集和處理路燈節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息、歷史情況以及程序運(yùn)行時(shí)所需要的數(shù)據(jù)等。

所述的路燈監(jiān)控器包括第二MCU和與之相連的第二433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊、第二設(shè)置按鍵模塊、第二計(jì)量模塊、第二電源模塊、雙向繼電器驅(qū)動(dòng)模塊、第二聲光警報(bào)模塊、第二數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、第二LCD顯示模塊、第二MCU、溫度傳感器、濕度傳感器和亮度傳感器及電源輸出模塊，電源輸出模塊與雙向繼電器驅(qū)動(dòng)模塊相連接，第二計(jì)量模塊和第二電源模塊外接電力線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)電源供應(yīng)和電能計(jì)量。

所述的第二MCU為STM32，STM32是路燈監(jiān)控器的核心，負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)模塊傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

所述的第二設(shè)置按鍵模塊有六個(gè)按鍵，四個(gè)按鍵是用來(lái)設(shè)置左、右、上、下；兩個(gè)按鍵是用來(lái)設(shè)置確認(rèn)和取消，第二設(shè)置按鍵模塊用于設(shè)置路燈監(jiān)控器的區(qū)域號(hào)、ID號(hào)、查詢(xún)路燈節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置與查看和路燈節(jié)點(diǎn)的管理與維護(hù)。

所述的第二計(jì)量模塊可對(duì)電力線(xiàn)的電壓、電流、功率、用電量、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，并把這些測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)保存在計(jì)量芯片內(nèi)部的寄存器中，第二MCU通過(guò)SPI接口可對(duì)這些寄存器進(jìn)行讀或者寫(xiě)操作。

所述的第二電源模塊，主要由AC轉(zhuǎn)DC電路和各種穩(wěn)壓器組成，它能夠輸出不同的電壓，以提供相應(yīng)的電源給路燈監(jiān)控器。

所述雙向繼電器驅(qū)動(dòng)模塊為可產(chǎn)生兩路相位可變的反相高低電平的驅(qū)動(dòng)磁保持繼電器。

所述的第二聲光警報(bào)模塊，是當(dāng)路燈監(jiān)控器設(shè)置參數(shù)錯(cuò)誤或者電路異常時(shí)，發(fā)出警報(bào)聲與LED閃爍；或者是當(dāng)路燈監(jiān)控器的工作電流超過(guò)設(shè)定的上限值時(shí)，發(fā)出急速的警報(bào)聲與LED快速閃爍，并且通過(guò)第二MCU-STM32控制雙向繼電器驅(qū)動(dòng)模塊控制磁保持繼電器，使路燈斷電。

所述的第二數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊，是存儲(chǔ)充電終端的用電量信息以及程序運(yùn)行時(shí)所需要的數(shù)據(jù)。

所述的第二LCD顯示模塊顯示路燈監(jiān)控器周?chē)h(huán)境的溫度、濕度、亮度以及該路燈節(jié)點(diǎn)的用電量、警告。

監(jiān)控管理系統(tǒng)通過(guò)Internet或者第一GPRS模塊與據(jù)集中器中第二GPRS模塊進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信，而數(shù)據(jù)集中器則通過(guò)數(shù)據(jù)集中器中的第一433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊與路燈監(jiān)控器中的第二433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊進(jìn)行短距離無(wú)線(xiàn)通信。

在數(shù)據(jù)集中器的參與下，監(jiān)控管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集中器和路燈監(jiān)控器之間可以互相通信，交換信息，其起到了監(jiān)控管理系統(tǒng)和路燈監(jiān)控器之間通信橋梁的作用。系統(tǒng)工作時(shí)，主要分為3種工作方式，第1種工作方式是監(jiān)控管理系統(tǒng)往數(shù)據(jù)集中器發(fā)信息；第2種工作方式是數(shù)據(jù)集中器往監(jiān)控管理系統(tǒng)或者路燈監(jiān)控器發(fā)信息；第3種工作方式是路燈監(jiān)控器往數(shù)據(jù)集中器發(fā)信息。

第1種工作方式：監(jiān)控管理系統(tǒng)PC機(jī)通過(guò)Internet或者GPRS給數(shù)據(jù)集中器發(fā)送短信命令，集中器接收并解析PC機(jī)發(fā)來(lái)的命令，如果PC機(jī)發(fā)來(lái)的命令是要讀取路燈監(jiān)控器的相關(guān)信息或者控制路燈通斷，則集中器就通過(guò)其433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊把集中器接收并解析PC機(jī)發(fā)來(lái)的命令由無(wú)線(xiàn)信號(hào)經(jīng)路燈節(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)傳送到目的路燈監(jiān)控器，目的路燈監(jiān)控器接收并解析集中器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的相關(guān)指令，執(zhí)行相應(yīng)的操作或者經(jīng)多個(gè)路燈節(jié)點(diǎn)的上級(jí)路由返回相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)幀，集中器接受到路燈監(jiān)控器返回的數(shù)據(jù)幀后，便通過(guò)GPRS模塊發(fā)送給監(jiān)控管理系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。

第2種工作方式：則是與第1種情況剛好相反，即路燈監(jiān)控器接收到外界信號(hào)如環(huán)境、電路異常等信號(hào)時(shí)，則路燈監(jiān)控器通過(guò)433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊給數(shù)據(jù)集中器發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀，集中器接收并解析路燈監(jiān)控器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，如果路燈監(jiān)控器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀是要讀取監(jiān)控管理系統(tǒng)的相關(guān)信息，則集中器就通過(guò)其433MHz無(wú)線(xiàn)通信模塊接收并解析路燈監(jiān)控器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，并通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到監(jiān)控管理系統(tǒng)，監(jiān)控管理系統(tǒng)接收并解析集中器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的相關(guān)指令，返回相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)幀或者執(zhí)行相應(yīng)的操作。

第3種工作方式：集中器接收到外界信號(hào)如環(huán)境、電路異常等信號(hào)時(shí)，則集中器通過(guò)GPRS模塊給路燈監(jiān)控器或者監(jiān)控管理系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀，路燈監(jiān)控器或者監(jiān)控管理系統(tǒng)接收并解析集中器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的相關(guān)指令，返回相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)幀或者執(zhí)行相應(yīng)的操作。

具體的：

對(duì)于路燈監(jiān)控器，當(dāng)出現(xiàn)以下三種情況：定時(shí)任務(wù)、電路、環(huán)境等情況異常、集中器請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀，MCU便接收這三種情況的信息，MCU根據(jù)定時(shí)任務(wù)、異常情況、請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀類(lèi)型得出相應(yīng)的控制信號(hào)。若定時(shí)任務(wù)，則MCU向LCD發(fā)送相應(yīng)信息，通過(guò)LCD顯示路燈通斷、環(huán)境、電流、電壓等情況，同時(shí)打開(kāi)雙向繼電器，使路燈通電變亮。當(dāng)異常情況出現(xiàn)，如繼電器打開(kāi)時(shí)，感光傳感器未檢測(cè)到光亮，則聲光報(bào)警模塊發(fā)出警報(bào)信號(hào)，并通過(guò)LCD顯示相應(yīng)錯(cuò)誤信息。當(dāng)路燈通電變亮?xí)r，計(jì)量模塊對(duì)輸出到路燈上的電壓、電流、功率、電量等用電信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)通過(guò)SPI接口傳送給MCU，如果此時(shí)路燈的工作電流超過(guò)設(shè)定的上限值，則聲光報(bào)警模塊發(fā)出急速的警報(bào)聲與LED快速閃爍，并且LCD顯示相應(yīng)警告信息，同時(shí)MCU控制雙向繼電器驅(qū)動(dòng)模塊控制磁保持繼電器，使路燈斷電。如果路燈的工作電流正常，則MCU向LCD發(fā)送相應(yīng)信息，通過(guò)LCD顯示用電信息等情況。在完成上述控制的同時(shí)路燈監(jiān)控器的MCU向其433M無(wú)線(xiàn)通信模塊發(fā)送或接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀，通過(guò)事先由各路燈節(jié)點(diǎn)形成的自組網(wǎng)向數(shù)據(jù)集中器發(fā)送或接收無(wú)線(xiàn)信號(hào)，無(wú)線(xiàn)信號(hào)的收發(fā)都是以數(shù)據(jù)幀的格式進(jìn)行。對(duì)于數(shù)據(jù)集中器，其433M無(wú)線(xiàn)通信模塊從路燈監(jiān)控器接收或發(fā)送無(wú)線(xiàn)信號(hào)時(shí)，其MCU對(duì)接收或發(fā)送的無(wú)線(xiàn)信號(hào)進(jìn)行解析、封裝，并通過(guò)GPRS模塊向監(jiān)控管理系統(tǒng)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)幀。對(duì)于監(jiān)控管理系統(tǒng)，當(dāng)其PC機(jī)的以太網(wǎng)模塊或者GPRS模塊接收集中器發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包或者發(fā)送數(shù)據(jù)包給集中器時(shí)，PC機(jī)根據(jù)接收或發(fā)送的數(shù)據(jù)包信息做出相對(duì)應(yīng)的處理，并更新數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)PC機(jī)的監(jiān)控管理軟件實(shí)時(shí)顯示各路燈的工作情況和用電信息等，從而達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控，遠(yuǎn)程控制的目的。

參見(jiàn)圖2，在步驟S201程序開(kāi)始，接著執(zhí)行步驟S202系統(tǒng)及各模塊初始化；初始化完之后，執(zhí)行步驟S203系統(tǒng)有異常情況嗎，如果有執(zhí)行步驟S204異常處理，如果沒(méi)有則執(zhí)行步驟S205等待數(shù)據(jù)，如果有數(shù)據(jù)到來(lái)，則執(zhí)行步驟S206數(shù)據(jù)中斷處理，由于數(shù)據(jù)的來(lái)源可能有三種：GPRS模塊接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)串口傳給計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)、Internet通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)傳遞給計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序下發(fā)的命令數(shù)據(jù)所以當(dāng)數(shù)據(jù)到來(lái)經(jīng)過(guò)相對(duì)應(yīng)的中斷處理后，執(zhí)行步驟S207解析數(shù)據(jù)類(lèi)型，當(dāng)解析得到數(shù)據(jù)類(lèi)型后，執(zhí)行步驟S208監(jiān)控管理系統(tǒng)任務(wù)。由于監(jiān)控管理系統(tǒng)的程序以模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)任務(wù)數(shù)據(jù)收發(fā)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理、控制處理、故障警告處理，當(dāng)執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)結(jié)束后，則后返回執(zhí)行步驟S203，以便時(shí)刻檢查路燈監(jiān)控系統(tǒng)的工作情況。

參見(jiàn)圖3，在步驟S301程序開(kāi)始，接著執(zhí)行步驟S302讀取參數(shù)，接著執(zhí)行步驟S303集中器各個(gè)模塊初始化，初始化完成后，系統(tǒng)執(zhí)行步驟S304 LCD顯示，接著執(zhí)行步驟S305讀取系統(tǒng)時(shí)間，讀取完之后接著執(zhí)行步驟S306系統(tǒng)有異常情況嗎，如果有則執(zhí)行步驟S307異常處理程序，即判斷是那些情況出現(xiàn)異常，記錄相應(yīng)的情況,并對(duì)其進(jìn)行處理。如果否則執(zhí)行步驟S308等待集中器任務(wù)的到來(lái)，由于該程序是以模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)，主程序只需等待任務(wù)的到來(lái)，當(dāng)任務(wù)到來(lái)時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的操作，使得程序簡(jiǎn)潔以及實(shí)時(shí)性更加強(qiáng)，根據(jù)不同的任務(wù)可執(zhí)行計(jì)量處理、控制處理、數(shù)據(jù)收發(fā)處理、433M無(wú)線(xiàn)通信處理、按鍵處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理、GPRS處理、故障警告處理，當(dāng)執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)結(jié)束后，則后返回執(zhí)行步驟S306，以便時(shí)刻檢查檢查路燈監(jiān)控系統(tǒng)的工作情況。

參見(jiàn)圖4，在步驟S401程序開(kāi)始，接著程序執(zhí)行步驟S402讀取參數(shù)，接著執(zhí)行步驟S403監(jiān)控器各個(gè)模塊初始化，初始化完成后，執(zhí)行步驟S404 LCD顯示，當(dāng)上述初始化以及LCD顯示相關(guān)信息完成之后，執(zhí)行步驟S405有異常情況嗎，如果有則執(zhí)行步驟S406異常處理，即程序檢查相應(yīng)的異常情況，判斷是那些異常情況出現(xiàn)，并對(duì)異常情況進(jìn)行相應(yīng)的處理；由于該程序是也是以模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)，主程序只需等待任務(wù)的到來(lái)，如果任務(wù)到來(lái)，則執(zhí)行相應(yīng)的操作，所以如果無(wú)異常情況，則主程序則執(zhí)行步驟S407等待路燈監(jiān)控器任務(wù)的到來(lái)，當(dāng)任務(wù)到來(lái)時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的操作，使得程序簡(jiǎn)潔以及實(shí)時(shí)性更加強(qiáng)，根據(jù)不同的任務(wù)可執(zhí)行計(jì)量處理、控制處理、數(shù)據(jù)收發(fā)處理、433M無(wú)線(xiàn)通信處理、按鍵處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理、故障警告處理，當(dāng)執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)結(jié)束后，則后返回執(zhí)行步驟S406，以便時(shí)刻檢查檢查路燈監(jiān)控系統(tǒng)的工作情況。