一種風(fēng)光互補(bǔ)供電路燈的智能監(jiān)控管理系統(tǒng)及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)光互補(bǔ)供電路燈的智能監(jiān)控管理系統(tǒng)及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)煤炭、電力、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，世界上越來越多的國(guó)家開始開發(fā)并利用太陽能、風(fēng)能等資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。我國(guó)幅員遼闊，蘊(yùn)藏著豐富的太陽能資源，但太陽能資源開發(fā)與研宄起步較晚，尚且落后于許多發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用始于70年代，真正快速發(fā)展是在80年代。
[0003]隨著人們生活水平的提高和我國(guó)城市化進(jìn)程的推進(jìn)，我國(guó)城鎮(zhèn)中的公共能耗在整個(gè)社會(huì)能耗中所占比例迅速上升。目前，風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的建設(shè)日益增多，這對(duì)于緩解能源緊張的態(tài)勢(shì)起到了積極的作用。但是目前在太陽能/風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的應(yīng)用方面存在的問題是:應(yīng)用系統(tǒng)缺乏自動(dòng)化的監(jiān)控、管理手段，系統(tǒng)的維護(hù)管理水平低，設(shè)備損壞、丟失現(xiàn)象嚴(yán)重，大大影響了系統(tǒng)的應(yīng)用效果。
[0004]故，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于風(fēng)光互補(bǔ)供電的路燈系統(tǒng)的智能監(jiān)控與管理系統(tǒng)。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明公開了一種風(fēng)光互補(bǔ)供電路燈的智能監(jiān)控管理系統(tǒng)，用以監(jiān)控管理至少兩組路燈，包括
監(jiān)控中心；以及
若干監(jiān)控子網(wǎng)，用于將路燈的實(shí)時(shí)運(yùn)行工況信息傳送至監(jiān)控中心；監(jiān)控中心與監(jiān)控子網(wǎng)之間通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
每個(gè)監(jiān)控子網(wǎng)包括:
監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)，用于監(jiān)控子網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)管理及與監(jiān)控中心通信；以及若干監(jiān)控從節(jié)點(diǎn)，用于對(duì)路燈運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)并將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的數(shù)據(jù)傳遞給監(jiān)控主節(jié)占.V，
監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控從節(jié)點(diǎn)之間通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0007]本發(fā)明通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和無線通信技術(shù)，將多個(gè)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)集成到監(jiān)控中心進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)路燈系統(tǒng)運(yùn)行工況數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心，通過監(jiān)控中心對(duì)多個(gè)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的監(jiān)控中心包括上位機(jī)和監(jiān)控中心通信模塊，上位機(jī)包括用于對(duì)所述監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)和監(jiān)控從節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的GUI管理界面，GUI管理界面采用C#語言開發(fā)，上位機(jī)通過監(jiān)控中心通信模塊與監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)包括主站通信模塊和用于負(fù)責(zé)路燈現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)設(shè)定、控制模式設(shè)定及對(duì)監(jiān)控從節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理的主站控制終端模塊；主站通信模塊包括GPRS模塊，主站控制終端模塊的數(shù)據(jù)通過總線與GPRS模塊進(jìn)行串行通信，該GPRS模塊將上述數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心進(jìn)行傳輸；
監(jiān)控從節(jié)點(diǎn)包括控制/通信模塊和用于完成路燈運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集工作的數(shù)據(jù)采集模塊；數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)通過控制/通信模塊與主節(jié)點(diǎn)的主站控制終端模塊進(jìn)行傳輸；從節(jié)點(diǎn)的控制/通信模塊通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)與主站控制終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0010]通過采用照度、溫度、電壓、電流等傳感器及變送器，對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)路燈的環(huán)境照度、溫度、蓄電池蓄電量、工作電壓及電流等參數(shù)及路燈運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并通過主節(jié)點(diǎn)的GPRS模塊將現(xiàn)場(chǎng)路燈運(yùn)行參數(shù)傳至監(jiān)控中心的上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)路燈及系統(tǒng)運(yùn)行的智能化管理與優(yōu)化控制。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的無線傳感網(wǎng)絡(luò)由監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)和監(jiān)控從節(jié)點(diǎn)根據(jù)IEEE 802.15.4/ZigBee協(xié)議組成，每一個(gè)路燈系統(tǒng)可視為系統(tǒng)中的一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)根據(jù)上述協(xié)議組成自組織無線傳感網(wǎng)絡(luò)，形成一個(gè)風(fēng)光互補(bǔ)路燈監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間采用無線通信方式組網(wǎng)，不但能夠大大節(jié)省布線成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)能夠增強(qiáng)數(shù)據(jù)通信的穩(wěn)定性。
[0012]本發(fā)明還公開了一種風(fēng)光互補(bǔ)供電路燈的智能監(jiān)控管理裝置，包括監(jiān)控中心和由若干路燈構(gòu)成的監(jiān)控子網(wǎng)，監(jiān)控中心包括上位機(jī)和監(jiān)控中心通信模塊，上位機(jī)通過總線與監(jiān)控中心通信模塊相連；
監(jiān)控子網(wǎng)包括主節(jié)點(diǎn)和若干從節(jié)點(diǎn)；主節(jié)點(diǎn)包括芯片核心板、協(xié)調(diào)器底板和GPRS模塊，芯片核心板包括支持無線射頻的主節(jié)點(diǎn)單片機(jī)，協(xié)調(diào)器底板包括電源電路、若干單片機(jī)數(shù)據(jù)接口、單片機(jī)debug接口和單片機(jī)I/O插座；GPRS模塊與主節(jié)點(diǎn)單片機(jī)通過總線進(jìn)行通信，且該GPRS模塊通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
從節(jié)點(diǎn)包括終端節(jié)點(diǎn)底板，終端節(jié)點(diǎn)底板包括支持無線射頻的從節(jié)點(diǎn)單片機(jī)和若干傳感器，從節(jié)點(diǎn)單片機(jī)內(nèi)部包括一組Α/D轉(zhuǎn)換輸入端口，傳感器與該Α/D轉(zhuǎn)換輸入端口相連；從節(jié)點(diǎn)單片機(jī)和主節(jié)點(diǎn)單片機(jī)之間通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0013]本發(fā)明的芯片核心板和協(xié)調(diào)器底板共用同一電路板，單片機(jī)可直接插在協(xié)調(diào)器底板上進(jìn)行調(diào)試，通過協(xié)調(diào)器底板上的電源電路對(duì)單片機(jī)直接供電，同時(shí)通過若干數(shù)據(jù)接口將單片機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，協(xié)調(diào)器底板上的debug接口可以在IAR開發(fā)環(huán)境下在線調(diào)試單片機(jī)，提供的I/O插座能夠引出單片機(jī)的所有I/O 口，方便配合其他電路板。
[0014]由于風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的設(shè)備布局比較分散，故在需要監(jiān)測(cè)的每個(gè)路燈處安裝從節(jié)點(diǎn)，并配置合適的傳感器，通過傳感器將風(fēng)光互補(bǔ)路燈的各種現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)和運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，如環(huán)境照度、路燈開啟的數(shù)量、每個(gè)路燈中蓄電池的電量、風(fēng)力發(fā)電機(jī)及太陽能電池板至蓄電池線路上的電流等，傳感器將數(shù)據(jù)上傳至從節(jié)點(diǎn)單片機(jī)，從節(jié)點(diǎn)單片機(jī)將上述數(shù)據(jù)通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)上傳至主節(jié)點(diǎn)單片機(jī)，主節(jié)點(diǎn)單片機(jī)通過GPRS模塊利用GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心的上位機(jī)，本發(fā)明的主節(jié)點(diǎn)單片機(jī)可采用定時(shí)的方式向監(jiān)控中心發(fā)送路燈運(yùn)行信息。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的總線均為RS-232總線。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的GPRS模塊包括GTM900C無線模塊，GTM900C無線模塊包括自彈式SM卡、若干天線和RS-232數(shù)據(jù)接口，且該GTM900C無線模塊通過RS-232總線與主節(jié)點(diǎn)單片機(jī)進(jìn)行串行通信，由于無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸距離較近，故采用無線遠(yuǎn)距離傳輸?shù)腉PRS模塊實(shí)現(xiàn)監(jiān)控子網(wǎng)和監(jiān)控中心上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，GPRS模塊能夠?qū)崿F(xiàn)通信數(shù)據(jù)的透明傳輸，采用若干天線，適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)合的需求的同時(shí)具有良好的防破壞能力，采用自彈式SIM卡，使用方便，設(shè)備配置靈活，提供RS232數(shù)據(jù)接口，通信速率可配置，具有高性能抗干擾設(shè)計(jì)，適合電磁惡劣環(huán)境的應(yīng)用。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的主節(jié)點(diǎn)單片機(jī)和從節(jié)點(diǎn)單片機(jī)均采用CC2530單片機(jī)，從節(jié)點(diǎn)單片機(jī)和主節(jié)點(diǎn)單片機(jī)之間根據(jù)IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議進(jìn)行無線傳感通信或通過路由器進(jìn)行無線通信。芯片核心板集成了 CC2530單片機(jī)正常工作時(shí)所有的外部電路包括SMA接口，以連接2.4G天線。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的主節(jié)點(diǎn)還包括觸摸屏，且所述協(xié)調(diào)器底板上設(shè)有觸摸屏插口，觸摸屏主要用于在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)子網(wǎng)以及子網(wǎng)中的路燈進(jìn)行管理，如子網(wǎng)中的工作參數(shù)設(shè)定、子網(wǎng)中路燈運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)、子系統(tǒng)組網(wǎng)測(cè)試等，通過在協(xié)調(diào)底板上設(shè)有觸摸屏插口，維護(hù)檢修或技術(shù)人員可隨身攜帶觸摸屏，即插即用，減少系統(tǒng)費(fèi)用，維護(hù)較為方便靈活。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的上位機(jī)包括⑶I管理界面，通過⑶I管理界面對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的主節(jié)點(diǎn)和各個(gè)從節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。
[0020]有益效果: