基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市l(wèi)ed路燈監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及城市照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代社會(huì)對(duì)照明的要求不再只是停留在照亮的層次上，而是對(duì)燈光的光色、藝術(shù)性等方面提出了更高的要求，LED照明以其節(jié)能低碳、無(wú)污染、長(zhǎng)壽命、體積小、響應(yīng)快、色彩豐富等顯著優(yōu)點(diǎn)被人們廣泛關(guān)注。在大功率城市路燈照明領(lǐng)域上LED的優(yōu)越性更是得到了充分的體現(xiàn)，與此同時(shí)也誕生出大量的LED路燈控制系統(tǒng)。但是大多數(shù)的控制系統(tǒng)沒(méi)有充分發(fā)揮出LED路燈的可控制，普遍缺少路燈級(jí)的通信鏈路，一般只能對(duì)整條道路的路燈進(jìn)行統(tǒng)一控制，無(wú)法測(cè)量和控制到每一盞燈；此外就路燈開(kāi)關(guān)控制方式來(lái)說(shuō)大多采用手控方式或時(shí)控方式，若要按提前預(yù)定好的時(shí)間自行開(kāi)/關(guān)燈，則需要在路燈的配電箱中安裝定時(shí)器，不論在任何季節(jié)氣象條件下，時(shí)間是唯一的開(kāi)關(guān)依據(jù)，而有些景觀燈的開(kāi)關(guān)則需要人工手動(dòng)控制方法?，F(xiàn)行的方法既不能及時(shí)調(diào)整開(kāi)/關(guān)燈的時(shí)間，更無(wú)法及時(shí)反映照明設(shè)施的運(yùn)行情況，并且故障率高，維修也不方便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，既能及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)出路燈故障，又能對(duì)路燈進(jìn)行開(kāi)關(guān)及亮度調(diào)節(jié)，從而完成對(duì)LED路燈的智能化控制。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，包括:
[0006]設(shè)置在街道上的若干盞路燈，每盞路燈包含有一個(gè)燈頭和一個(gè)路燈內(nèi)部控制器，每盞路燈中的燈頭和路燈內(nèi)部控制器之間通過(guò)控制線相連；所有路燈內(nèi)部控制器通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)方式相連并以街道為單位構(gòu)成zigbee區(qū)域網(wǎng)；每個(gè)zigbee區(qū)域網(wǎng)內(nèi)設(shè)置一臺(tái)路燈集中控制器，路燈集中控制器與所在zigbee區(qū)域網(wǎng)內(nèi)的路燈內(nèi)部控制器通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)相連；各個(gè)路燈集中控制器與遠(yuǎn)程監(jiān)控管理中心之間通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)相連。
[0007]其中，路燈內(nèi)部控制器包括:
[0008]直流電源、恒流源、下位機(jī)zigbee模塊、下位機(jī)AVR微控制器、工作狀態(tài)監(jiān)控模塊、燈頭接口共計(jì)六部分；
[0009]直流電源分別與恒流源、下位機(jī)zigbee模塊、下位機(jī)AVR微控制器以及工作狀態(tài)監(jiān)控模塊連接；所述下位機(jī)AVR微控制器與所述下位機(jī)zigbee模塊通過(guò)RS-484總線相連；所述下位機(jī)AVR微控制器分別與所述工作狀態(tài)監(jiān)控模塊和所述恒流源通過(guò)控制線相連；所述恒流源與所述工作狀態(tài)監(jiān)控模塊相連，所述恒流源通過(guò)所述燈頭接口連接燈頭。
[0010]其中，路燈集中控制器包括:
[0011]電源模塊、IXD顯示、中位機(jī)zigbee模塊、中位機(jī)AVR微控制器、GPRS模塊、聲光報(bào)警模塊、鍵盤(pán)共計(jì)七部分；電源模塊分別與LCD顯示、中位機(jī)zigbee模塊、中位機(jī)AVR微控制器以及GPRS模塊連接，為其提供電源；中位機(jī)AVR微控制器分別與中位機(jī)z igbee模塊和GPRS模塊之間通過(guò)RS-485串口連接；中位機(jī)AVR微控制器與IXD顯示、聲光報(bào)警模塊、鍵盤(pán)通過(guò)相應(yīng)控制線相連。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，所產(chǎn)生的有益效果是:(I)靈活控制，在任何可以上網(wǎng)的地方，只要有瀏覽器便可以對(duì)路燈進(jìn)行監(jiān)控。(2)既能對(duì)LED燈具實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開(kāi)、關(guān)控制又能遠(yuǎn)程采集各種燈具工作時(shí)的電量、溫度等數(shù)據(jù)，維持燈具的正常運(yùn)行，在減少人工維護(hù)成本的同時(shí)，極大地方便了燈具的管理。(3)無(wú)須布線，節(jié)省成本和避免線路故障。(4)可對(duì)單盞路燈實(shí)現(xiàn)O?100%調(diào)光控制。
【附圖說(shuō)明】
[0013]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種LED路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種路燈內(nèi)部控制器的結(jié)構(gòu)方框圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種路燈集中控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0018]ZigBee作為一種新興的短距離、低速率的無(wú)線通信技術(shù)，zigbee區(qū)域網(wǎng)是一種短距離、低速率的無(wú)線通信網(wǎng)。zigbee模塊是應(yīng)用這種無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行通信的一個(gè)模塊。
[0019]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1所示，所述城市LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)包括:設(shè)置在街道上的若干盞路燈，每盞路燈包含有一個(gè)燈頭I和一個(gè)路燈內(nèi)部控制器2，每盞路燈中的燈頭I和路燈內(nèi)部控制器2之間通過(guò)控制線相連；所有路燈內(nèi)部控制器2通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)方式相連并以街道為單位構(gòu)成zigbee區(qū)域網(wǎng)3 ;每個(gè)zigbee區(qū)域網(wǎng)3內(nèi)設(shè)置一臺(tái)路燈集中控制器4，路燈集中控制器4與所在zigbee區(qū)域網(wǎng)3內(nèi)的路燈內(nèi)部控制器2通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)相連；各個(gè)路燈集中控制器4與遠(yuǎn)程監(jiān)控管理中心5之間通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)相連。
[0020]如圖2所示，為路燈內(nèi)部控制器2的結(jié)構(gòu)方框圖。所述路燈內(nèi)部控制器包括:直流電源21、恒流源22、下位機(jī)zigbee模塊23、下位機(jī)AVR微控制器24、工作狀態(tài)監(jiān)控模塊25、燈頭接口 26共計(jì)六部分。直流電源分別與恒流源22、下位機(jī)zigbee模塊23、下位機(jī)AVR微控制器24以及工作狀態(tài)監(jiān)控模塊25連接，直流電源21為其提供電源；下位機(jī)AVR微控制器24與下位機(jī)zigbee模塊23通過(guò)RS-485總線相連；下位機(jī)AVR微控制器24與工作狀態(tài)監(jiān)控模塊25和恒流源22通過(guò)相應(yīng)控制線相連；恒流源22與工作狀態(tài)監(jiān)控模塊25相連并通過(guò)燈頭接口 26連接燈頭。
[0021]以往的LED燈頭，經(jīng)常會(huì)碰到LED燈頭不亮的情況，這就是行業(yè)內(nèi)的人說(shuō)的死燈現(xiàn)象，原因是由于LED燈工作電壓低(紅黃橙LED工作電壓2.0V-2.6V，藍(lán)綠白LED工作電壓3.0-3.6V)，一般都要用串、并聯(lián)來(lái)聯(lián)接，來(lái)適應(yīng)不同的工作電壓，如果其中一串LED燈的內(nèi)部連接引線斷開(kāi)，造成該串燈頭無(wú)電流通過(guò)而產(chǎn)生死燈，勢(shì)必會(huì)增大流過(guò)其它燈串的電流，過(guò)大電流使PN結(jié)失效從而影響路燈的整體使用壽命，本實(shí)用新型采用單串燈頭與單個(gè)恒流源匹配的方式，使每個(gè)燈頭在額定工作電流狀態(tài)下工作，達(dá)到了燈頭的正常使用壽命，再加上良好的散熱設(shè)計(jì)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。具體可參考圖1和圖2，圖1中一個(gè)燈頭I對(duì)應(yīng)一個(gè)路燈內(nèi)部控制器2，圖2中，每個(gè)路燈內(nèi)部控制器2中包含有一個(gè)恒流源22，該恒流源22通過(guò)燈頭接口 26連接一個(gè)燈頭，為該燈頭提供額定工作電流。
[0022]路燈內(nèi)部控制器2中重要的組成部分是恒流源22，直流電源21向所述恒流源22輸入電壓范圍寬可達(dá)到5?36 (V)，恒流源22的輸出電壓1.25?35 (V)，最大輸出電流1.25?3.5 (A)，恒流源22采用脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)，路燈內(nèi)部控制器2通過(guò)下位機(jī)Zigbee模塊23接收到路燈集中控制器4的控制命令后，由下位機(jī)AVR微控制器24進(jìn)行命令解析，完成占空比的設(shè)定，調(diào)節(jié)恒流源22的輸出電流，以實(shí)現(xiàn)LED燈的O %?100 %亮度調(diào)節(jié)?？紤]到整個(gè)系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比，本實(shí)用新型中所采用的下位機(jī)zigbee模塊23的傳輸距離為100米，與下位機(jī)AVR微控制器24之間采用RS-485串口通訊方式，波特率為(300bps?115.2Kbps), Zigbee模塊組網(wǎng)靈活支持多種組網(wǎng)方式。路燈內(nèi)部控制器2中的工作狀態(tài)監(jiān)控25模塊分別與下位機(jī)AVR微控制器24 (下位機(jī)AVR微控制器即AVR單片機(jī))、恒流源22以及燈頭接口 26連接，可以用來(lái)檢測(cè)本盞路燈的運(yùn)行狀況，如路燈的開(kāi)關(guān)時(shí)間，路燈的亮度等。
[0023]綜上所述，所述路燈內(nèi)部控制器的作用主要有三個(gè)方面:首先是給LED路燈燈頭提供恒流，恒流源22采用PWM(脈寬調(diào)制)方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)燈頭亮度O?100%的調(diào)節(jié)。其次通過(guò)工作狀態(tài)監(jiān)控模塊25檢