一種遠(yuǎn)程智能控制的led路燈系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力設(shè)備監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種遠(yuǎn)程智能控制的LED路燈系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市照明事業(yè)的發(fā)展以及節(jié)能減排的需要，LED作為新型照明光源快速發(fā)展。而LED路燈具有環(huán)保無污染、耗電少、光效高、壽命長等特點(diǎn)，因此，LED路燈成為節(jié)能改造的最佳選擇。同時(shí)隨著LED路燈的規(guī)?；瘧?yīng)用，對城市照明信息化管理提出了新的要求。目前大多城市采用的是基于GPRS通信技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)，該種監(jiān)控系統(tǒng)能控制全市的照明配電柜的啟閉及數(shù)據(jù)采集，能對線路故障或停電造成的大面積熄燈進(jìn)行報(bào)警，但存在著不能對單個(gè)路燈進(jìn)行測控，無法實(shí)現(xiàn)LED路燈調(diào)光、故障檢測，白天檢修須全路段亮燈，夜間修燈主要靠維護(hù)人員開車在市里巡視，對重要節(jié)點(diǎn)(橋梁、隧道、山體)的維護(hù)駐留時(shí)間長、無電纜被盜預(yù)警等諸多不足，這和城市照明事業(yè)的迅速發(fā)展及國家對節(jié)能減排的要求很不適應(yīng)。綜上，現(xiàn)有LED路燈系統(tǒng)存在主要問題如下:
[0003]I)無法進(jìn)行單燈監(jiān)控，無法實(shí)現(xiàn)LED路燈遠(yuǎn)程智能調(diào)光與檢測；
[0004]2)通信方式單一，主要采用GPRS通信，無法融合3G與PLC通信；
[0005]3)無電纜被盜、燈具故障報(bào)警；
[0006]4)燈具維護(hù)麻煩，檢修需要整個(gè)配電箱全部供電開關(guān)，造成浪費(fèi)與操作危險(xiǎn)；
[0007]5)另外，當(dāng)電力線路被惡意破壞或者因故而不能供電時(shí)，整條路燈線路都無法使用，給人們的出行帶來不便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]因此，針對上述的問題，本實(shí)用新型提出一種遠(yuǎn)程智能控制的LED路燈系統(tǒng)，對現(xiàn)有的路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的思路是，通過安裝在LED路燈中的單燈控制器，可遠(yuǎn)程進(jìn)行控制與檢測，同時(shí)實(shí)現(xiàn)手動或自動調(diào)光，實(shí)現(xiàn)二次節(jié)能；采用3G/GPRS為遠(yuǎn)程通信媒介，本地采用PLC電力載波，無須布線，安裝方便；通過安裝在LED路燈中的單燈控制器，可對LED路燈以及供電線路進(jìn)行巡檢，提高檢修效率；可任意開關(guān)燈具，維護(hù)方便。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了以LED路燈為控制主體，同時(shí)連接單燈遠(yuǎn)程控制裝置，以PLC電力載波技術(shù)作為單燈通信方式，與安裝配電箱中的控制主機(jī)進(jìn)行通訊，控制主機(jī)利用GPRS\3G技術(shù)進(jìn)行無線信息傳輸，為基于internet及GIS地理信息系統(tǒng)的照明監(jiān)控中心提供信息進(jìn)行單燈測控的智能照明單燈控制器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對單盞路燈的開關(guān)控制、數(shù)據(jù)采集、動態(tài)調(diào)光進(jìn)行監(jiān)測的功能。
[0010]具體的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種遠(yuǎn)程智能控制的LED路燈系統(tǒng)，包括LED路燈、設(shè)于LED路燈上的單燈控制器、對各單燈控制器進(jìn)行控制的集中控制器、對各集中控制器進(jìn)行控制的控制中心；所述單燈控制器包括電源、電流與電壓采集電路、開關(guān)電路、PWM調(diào)制電路和第一 PLC單元，電流與電壓采集電路的輸出端和開關(guān)電路的輸出端接于第一PLC單元的輸入端，第一 PLC單元的輸出端接于PWM調(diào)制電路的輸入端，電源為上述模塊供電；所述集中控制器包括MCU微處理單元、存儲單元、無線通訊單元、第二 PLC單元和電源，存儲單元、無線通訊單元、第二 PLC單元均電性連接至MCU微處理單元，電源為上述各模塊供電；第一 PLC單元和第二 PLC單元電性連接；集中控制器通過無線通訊單元與控制中心的計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接。
[0011]集中控制器中，MCU微處理單元可以由ARM控制器實(shí)現(xiàn)，第二 PLC單元可以由PLC芯片實(shí)現(xiàn)，電源可采用PS (Power Splitter功率分配器)電源。集中控制器和單燈控制器是該LED路燈系統(tǒng)的前端設(shè)備。集中控制器與單燈控制器通過PLC芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時(shí)將開關(guān)燈、調(diào)光等信息通過GPRS模塊與控制中心進(jìn)行連接并完成數(shù)據(jù)通信，以便控制中心完成相關(guān)監(jiān)控任務(wù)。
[0012]單燈控制器是一種遠(yuǎn)程智能控制的LED路燈系統(tǒng)中的一個(gè)組件，采用電力線載波集成電路，配合專業(yè)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。其內(nèi)部包含一個(gè)電流與電壓計(jì)量電路，實(shí)時(shí)地采集單燈控制器的負(fù)載工作情況，同時(shí)提供一路繼電器開關(guān)，同時(shí)提供一路PWM信號。其中的無線通訊單元優(yōu)選采用GPRS或者3G或者4G通訊模塊實(shí)現(xiàn)。
[0013]集中控制器采用ARM控制器和嵌入式操作系統(tǒng)，它通過電力載波通訊方式與安裝在LED路燈上的單燈控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，對單盞LED路燈進(jìn)行測控，通過RS485接口采集配電箱內(nèi)的電力參數(shù)，并實(shí)時(shí)的將數(shù)據(jù)通過TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)、GPRS等通訊方式與監(jiān)控中心進(jìn)行連接從而完成數(shù)據(jù)通信。以便控制中心完成對單盞路燈的開關(guān)控制、數(shù)據(jù)采集、動態(tài)調(diào)光等功能。
[0014]作為一種可行的方案，所述單燈控制器是以8位微控制器為核心的智能型路燈控制器，微控制器處理整個(gè)單燈控制器的數(shù)據(jù)，并接收電力線載波部分發(fā)出的工作指令，在無需加鋪電纜的情況下，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)。其內(nèi)部包含一個(gè)電流與電壓計(jì)量電路，實(shí)時(shí)地采集單燈控制器的負(fù)載工作情況，提供一路繼電器開關(guān)，提供一路PWM信號。單燈控制器的工作電源，輸入為220VAC，50Hz市電，輸出一組220VAC，在接負(fù)載的情況下，額定工作電流為2安培。內(nèi)部設(shè)計(jì)開關(guān)的是一只磁保持繼電器，其觸點(diǎn)容量為10A/250V。另外過載設(shè)計(jì)是用來保護(hù)單燈控制器，一旦電流超過規(guī)定閥值，微控制器就會切斷繼電器，同時(shí)將過載信號發(fā)送至監(jiān)控中心。通常，過載保護(hù)會在I秒內(nèi)動PWM信號頻率為400Hz，電平為TTL電平，占空比O?100%可調(diào)。
[0015]作為一種優(yōu)選的方案，該LED路燈系統(tǒng)還包括防盜報(bào)警單元，防盜報(bào)警單元的輸入端接于MCU微處理器的輸出端，集中控制器和單燈控制器之間通過第一 PLC單元和第二PLC單元不間斷通信，來監(jiān)測電力線路是否正常，如果電力線路不正常，則第一 PLC單元工作異常，則集中控制器通過第二 PLC單元即可得知電力線路出現(xiàn)異常，則通過防盜報(bào)警單元實(shí)現(xiàn)報(bào)警。本實(shí)用新型的單燈控制器與線路防盜一體設(shè)計(jì)，通過集中控制器對單燈控制器不間斷通信，監(jiān)測電力線路是否正常，可直接實(shí)現(xiàn)線路防盜報(bào)警，在完成單燈控制的情況下同時(shí)可進(jìn)行線路防盜報(bào)警功或其他功能。
[0016]更進(jìn)一步的，所述單燈控制器還設(shè)有編碼單元，編碼單元的輸入輸出端接于第一PLC單元的輸入輸出端，第一 PLC單元可通過編碼單元對單燈控制器進(jìn)行唯一性編碼，使得每個(gè)單燈控制器具有一個(gè)唯一的標(biāo)識，同時(shí)，編碼單元還記錄該單燈控制器的地址信息；第一 PLC單元和第二 PLC單元通信時(shí)，同時(shí)還將編碼單元內(nèi)單燈控制器的編碼發(fā)送至集中控制器，當(dāng)該單燈控制器異常時(shí)，則集中控制器能準(zhǔn)確定位該單燈控制器。因此，本實(shí)用新型的單燈控制器具有警報(bào)上報(bào)與編號上報(bào)功能，通過第一 PLC單元可自動給集中控制器上報(bào)報(bào)警信息與編號，實(shí)現(xiàn)便捷安裝維護(hù)管理。
[0017]實(shí)驗(yàn)表明，電力線的背景噪聲的平均功率較小，頻譜很寬，且持續(xù)存在，有可能部分或完全覆蓋信號頻譜。因此，通信過程中的信噪比可能會變得較差，而導(dǎo)致通信誤碼率增。本實(shí)用新型為了保證通信質(zhì)量，該LED路燈系統(tǒng)采用照明監(jiān)控組網(wǎng)算法，具體的，所述集中控制器的第二 PLC單元實(shí)時(shí)采集電力線背景噪聲，并分析出各個(gè)電力線的信噪比，通過信噪比進(jìn)行組網(wǎng)等級劃分，實(shí)現(xiàn)自動組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)任一節(jié)點(diǎn)可根據(jù)節(jié)點(diǎn)通信背景噪聲自動組網(wǎng)，載波偵聽、自動路由。
[0018]為了防止電力線路意外斷電，所