路燈照明控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及路面路燈照明控制系統(tǒng)，尤其涉及根據(jù)時間、節(jié)令、車流密度來進行智能控制、合理調(diào)節(jié)的路燈控制系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]本發(fā)明所涉及路燈控制系統(tǒng)，是對路燈電量、熄滅進行控制的系統(tǒng)。路燈控制系統(tǒng)分為三類:一、定時器控制系統(tǒng)；二、線控控制系統(tǒng)；三、點控控制系統(tǒng)。其中定時器控制系統(tǒng)為最老式控制系統(tǒng)，是為路燈設(shè)置一個固定的電亮、熄滅時間，然后路燈在定時器的控制下每天都在同一時間點亮，同一時間熄滅。由于其機械化、不靈活而慢慢受到淘汰，其在市場的份額也在慢慢萎縮；線控系統(tǒng)方式，通過分區(qū)分段控制的方式一般可實現(xiàn)整體分區(qū)的開關(guān)控制，且具有成本較低的優(yōu)點；點控系統(tǒng)方式可結(jié)合分區(qū)、分段、分組以及單點等各種復(fù)雜控制，方式多樣，控制靈活，是目前最多采用的控制系統(tǒng)。
[0003]點控系統(tǒng)中按控制手段又可分為:定時控制模式、晨昏線控制模式、光控控制模式以及車控控制模式等。所述第一種控制模式為目前主流控制模式，而第一種控制模式與第二種及三種模式已然在點控系統(tǒng)中占據(jù)了接近100%的份額。而車控控制模式仍處于探索階段，目前沒有投入實際應(yīng)用。
[0004]目前沒有任何系統(tǒng)能夠整體結(jié)合三種控制模式且實現(xiàn)運行穩(wěn)定，操作復(fù)雜程度呈幾何上升，且后期維護有些系統(tǒng)也在嘗試實現(xiàn)前所述前三種系統(tǒng)的部分結(jié)合但操作復(fù)雜后期維護工作量大效果也不理想。本系統(tǒng)為我司研發(fā)的綜合時控光控晨昏線控控制算法特定區(qū)域加車控結(jié)合的綜合控制系統(tǒng)，操作維護復(fù)雜性降低的同時實現(xiàn)車輛達到相應(yīng)照度等級并保證最優(yōu)節(jié)能。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明針對以上情況提出了一種綜合時控、光控、晨昏線控的控制系統(tǒng)，且該控制系統(tǒng)能對特定區(qū)域結(jié)合車流量控制模式，并簡化了操作系統(tǒng)的復(fù)雜程度，在保證相應(yīng)的照度等級需要的同時，提供最佳節(jié)能方案的控制。
[0006]本發(fā)明所述路燈控制系統(tǒng)包含節(jié)點控制器、集中器和控制中樞，每個節(jié)點控制器控制連接一個路燈，而多個節(jié)點控制器與集中器相連，而集中器與控制中樞采用網(wǎng)線方式或者GPRS無線方式連接；節(jié)點控制器包括微控制器、磁保持繼電器、數(shù)據(jù)采集集成電路、過載保護電路、線路故障巡測電路，該節(jié)點控制器通過磁保持繼電器完成電路通斷，而數(shù)據(jù)采集集成電路負責電壓/電流數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到微控制器，過載保護電路和線路故障巡測電路是用來保護節(jié)點控制器的，過載保護電路實時監(jiān)測電路中電流，一旦發(fā)現(xiàn)超過規(guī)定閾值，微控制器控制繼電器切斷電路，同時將過載信號上傳；而線路故障巡測電路針對線路故障則上報微控制器；該集中器包括照度傳感器；而控制中樞包括用于表現(xiàn)控制邏輯的監(jiān)控模塊、對所有燈光進行信息錄入、查詢和修改的設(shè)備管理模塊、實現(xiàn)具體業(yè)務(wù)并控制集中器的通信模塊以及存儲系統(tǒng)運行期間的采集數(shù)據(jù)及系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。
[0007]該節(jié)點控制器還包括一個紅外測控儀，其中紅外測控儀安裝在節(jié)點控制器外部，對路面車輛進行計數(shù)測控，并將計數(shù)信息上傳給控制中樞。
[0008]其中路燈控制系統(tǒng)對路燈的控制方法，其中節(jié)點控制器安裝在每一個路燈燈桿上，實時采集路燈電流、電壓狀態(tài)等信息，并將采集到的關(guān)于路燈的所有數(shù)據(jù)上傳到集中器進行處理；而集中器分控多個節(jié)點控制器，提供路燈狀態(tài)收集、故障上報、發(fā)送和接收信號，集中器將節(jié)點控制器采集到的關(guān)于路燈的所有數(shù)據(jù)，根據(jù)協(xié)議分析進行存儲或者上傳，并與控制中樞進行信號交互；而控制中樞通過監(jiān)控模塊、設(shè)備管理模塊和通信模塊實現(xiàn)對集中器和節(jié)點控制器進行實時監(jiān)測和控制，其中監(jiān)控模塊用于管理操作邏輯，而設(shè)備管理模塊用于對所有燈光控制終端的信息進行錄入、查詢和修改，通信模塊實現(xiàn)具體的操作邏輯，下載任務(wù)給集中器，通過集中器到具體節(jié)點控制器實現(xiàn)控制過程，而數(shù)據(jù)庫存儲系統(tǒng)運行期間的采集數(shù)據(jù)及系統(tǒng)運行時的所有系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)庫將所有系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)進行儲存。
[0009]控制中樞通過四種方式控制路燈系統(tǒng)，定時任務(wù)控制模式:按照預(yù)設(shè)時間設(shè)置任務(wù)下載到集中器，集中器定時執(zhí)行輸出控制設(shè)定范圍內(nèi)節(jié)點控制器，而節(jié)點控制器直接對其對應(yīng)的路燈進行控制；晨昏線控制模式:根據(jù)所在城市的經(jīng)緯度、公歷時間結(jié)合所處國家區(qū)域時令規(guī)定計算出四季里每天的日出日落時間，然后再輸出相應(yīng)的控制；而光控模式:通過在集中器中的照度傳感器檢測路面照度，根據(jù)檢測到的照度等級值，執(zhí)行預(yù)設(shè)控制動作；車控模式:通過在節(jié)點控制器上的紅外線測控儀，實時監(jiān)測路面行車數(shù)量，節(jié)點控制器監(jiān)測到一輛行車通過將計數(shù)I上傳給控制中樞，無車輛則計數(shù)為0，控制中樞根據(jù)節(jié)點控制器位置和其上傳的計數(shù)判斷出車輛位置和車流密度，輸出操作任務(wù)并執(zhí)行。
[0010]其中晨昏線控制模式根據(jù)所在城市的經(jīng)度、緯度、公歷時間、加上所在國家底座是否存在時令，進行計算，該計算過程中需要按照公式24*(180+時區(qū)*15-經(jīng)度-ACOS (-TAN(-23.4*C0S(2* π *(日期序列數(shù) +9)/365)* π/180)*ΤΑΝ(緯度
*π /180))^180/ )/360完成,其中經(jīng)度、緯度采用弧度制，東經(jīng)、北緯為正，西經(jīng)、南緯為負，而公歷時間則是當天在這一年中的日期序列數(shù)。
[0011]本發(fā)明的路燈控制系統(tǒng)，通過晨昏線控制模式，能夠保證亮燈時間精準符合四季時長的變化；而且通過在節(jié)點控制器上的紅外線測控儀，實時監(jiān)測路面行車數(shù)量，根據(jù)車流量的實時情況做燈光照明或亮度的調(diào)整，靈活而節(jié)能效果顯著；而通過集中器上的照度傳感器，能夠?qū)崟r檢測光照度，能夠在白天烏云密布或者陰霾、日食等自然天氣因素而導(dǎo)致能見度不夠時提供相應(yīng)的補充光照，保障了道路安全行車的照明需要。
【【附圖說明】】
[0012]圖1是本發(fā)明路燈控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖2是本發(fā)明路燈控制系統(tǒng)車控模式示意圖；
【【具體實施方式】】
[0014]下面將結(jié)合本發(fā)明附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明路燈控制系統(tǒng)進行進一步的詳細說明。
[0015]請參考附圖1，其中示出了路燈控制系統(tǒng)，該路燈控制系統(tǒng)包含節(jié)點控制器、集中器和控制中樞，每個節(jié)點控制器控制連接一個路燈，而多個節(jié)點控制器與集中器相連，而集中器與控制中樞采用網(wǎng)線方式或者GPRS無線方式連接；控制中樞通過無線或者有限網(wǎng)絡(luò)與移動終端或者網(wǎng)絡(luò)客戶端連接，讓用戶可以調(diào)取信息及發(fā)布控制命令。
[0016]節(jié)點控制器包括微控制器、磁保持繼電器、數(shù)據(jù)采集集成電路、過載保護電路、線路故障巡測電路，該節(jié)點控制器通過磁保持繼電器完成電路通斷，而數(shù)據(jù)采集集成電路負責電壓/電流數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到微控制器，過載保護電路和線路故障巡測電路是用來保護節(jié)點控制器的，過載保護電路實時監(jiān)測電路中電流，一旦發(fā)現(xiàn)超過規(guī)定閾值，微控制器控制磁保持繼電器切斷電路，同時將過載信號上傳；而線路故障巡測電路針對線路故障則上報微控制器。
[0017]節(jié)點控制器是以微控制器為核心，微控制器處理整個控制器的數(shù)據(jù)，并接收電力線載波部分發(fā)出的工作指令，執(zhí)行開燈，關(guān)燈，回送電流/電壓數(shù)據(jù)，過載信號等任務(wù)。
[0018]節(jié)點控制器控制器的工作電源，輸入為220VAC，50Hz市電，輸出一組220VAC，在接負載的情況下，額定工作電流為2安培。
[0019]節(jié)點控制器內(nèi)部通過磁保持繼電器控制電路通斷，其觸點容量為10A/250V。另外設(shè)計有專門的電路消除觸點動作時可能產(chǎn)生的電弧，保證工作的可靠性，延長使用壽命。
[0020]節(jié)點控制器內(nèi)部負責電壓/電流數(shù)據(jù)采集的集成電路能夠?qū)崟r地提供路燈工作情況，用戶可以在后臺軟件上讀取這些數(shù)據(jù)。并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到微控制器。
[0021]過載保護電路是用來保護控制器，一旦電流超過規(guī)定閥值，微控制器就會切斷磁保持繼電器，同時將過載信號發(fā)送至控制中樞。通常，過載保護會在I秒內(nèi)動作。
[0022]節(jié)點控制器的PWM信號頻率為400Hz，電平為TTL電平，占空比O?100%可調(diào)。
[0023]高性能電力載波路由模塊根據(jù)EIA709.1, EIA709.2協(xié)議進行改進，目前已經(jīng)形成一套網(wǎng)絡(luò)協(xié)議用于電力載波系統(tǒng)，同時加入自動路由技術(shù)，可兼容國際上通用標準，該算法的實現(xiàn)可靠的保障載波系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可穩(wěn)定的運行在電力載波控制系統(tǒng)上。
[0024]而該集中器包括照度傳感器；照度傳感器用于檢測路面光照度情況，在集中器中會具有預(yù)設(shè)的照度等級值，一般最亮為10級，而最暗為I級。通過照度傳感器檢測到的照度，劃分為相應(yīng)級別，而執(zhí)行對應(yīng)的操作。
[0025]而控制中樞包括用于表現(xiàn)控制邏輯的監(jiān)控模塊、對所有燈光進行信息錄入、查詢和修改的設(shè)備管理模塊、實現(xiàn)具體業(yè)務(wù)并控制集中器的通信模塊以及存儲系統(tǒng)運行期間的采集數(shù)據(jù)及系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。
[0026]該節(jié)點控制器還包括一個紅外測控儀，其中紅外測控儀安裝在節(jié)點控制器外部，對路面車輛進行計數(shù)測控，并將計數(shù)信息上傳給控制中樞。
[0027]其中路燈控制系統(tǒng)對路燈的控制方法，其中節(jié)點控制器安裝在每一個路燈燈桿上，實時采集路燈電流、電壓狀態(tài)等信息，并將采集到的關(guān)于路燈的所有數(shù)據(jù)上傳到集中器進行處理；而集中器分控多個節(jié)點控制器，提供路燈狀態(tài)收集、故障上報、發(fā)送和接收信號，集中器將節(jié)點控制器采集到的關(guān)于路燈的所有數(shù)據(jù)，根據(jù)協(xié)議分析進行存儲或者上傳，并與控制中樞進行信號交互；而控制中樞通過監(jiān)控模塊、設(shè)備管理模塊和通信模塊實現(xiàn)對集中器和節(jié)點控制器進行實時監(jiān)測和控制，其中監(jiān)控模塊用于管理操作邏輯，而設(shè)備管理模塊用于對所有燈光控制終端的信息進行