基于ZigBee太陽(yáng)能路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于ZigBee太陽(yáng)能路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)，包括系統(tǒng)的故障傳感設(shè)計(jì)和無(wú)線傳輸?shù)募夹g(shù)實(shí)現(xiàn)，特別涉及路燈故障檢測(cè)方法，屬于市政管理技術(shù)領(lǐng)域、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、ZigBee技術(shù)等技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市政路燈系統(tǒng)巡檢過(guò)程都是由人員定期巡檢，增加巡檢人員負(fù)擔(dān)，造成巡檢成本高，不能及時(shí)找到故障太陽(yáng)能路燈位置，不能保證電力系統(tǒng)安全、可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)于城市化進(jìn)程擴(kuò)大，路燈要求越來(lái)越多，對(duì)于故障路燈的檢測(cè)有更大的要求。對(duì)于普通巡檢則需要更大的成本投入，使得路燈運(yùn)營(yíng)成本過(guò)高，不利于城市路燈管理。
[0003]為了加強(qiáng)道路照明設(shè)施的維護(hù)管理水平，保證城區(qū)道路路燈設(shè)施完好和安全運(yùn)行，提高管理水平，保障路燈電力系統(tǒng)安全、可靠經(jīng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為群眾創(chuàng)造出良好的生活和工作環(huán)境，現(xiàn)提出基于ZigBee太陽(yáng)能路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)。
[0004]ZigBee技術(shù)是一種雙向無(wú)線通信技術(shù)，具有低復(fù)雜度、近距離、低功耗、低速率、低成本等特征。主要用于功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用，適用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域并可以嵌入各種設(shè)備。主要相比其它無(wú)線通信技術(shù)，如藍(lán)牙、W1-Fi ,ZigBee最大的優(yōu)勢(shì)在于自組織性和巨大的網(wǎng)絡(luò)容量。正因?yàn)閆igBee技術(shù)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)才能勝任這樣的工作環(huán)境，并很好地完成無(wú)線監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能路燈故障的任務(wù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型發(fā)明目的是提供基于ZigBee太陽(yáng)能路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)，用來(lái)路燈故障檢測(cè)分析以及故障路燈定位，以保障路燈電力系統(tǒng)安全、可靠經(jīng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)減少人員日常及夜間路燈巡檢過(guò)程。
[0006]為達(dá)到上述目的本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:基于ZigBee技術(shù)路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)包括電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無(wú)線通信模塊、以及上位機(jī)。電源模塊由太陽(yáng)能蓄電池提供能量;數(shù)據(jù)采集模塊包括光敏傳感器、壓力傳感器、漏電檢測(cè)電路;數(shù)據(jù)處理模塊包括濾波、放大、整形電路以及LM324芯片；無(wú)線通信模塊由CC2530芯片、A/D接口、ZigBee終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器組成；上位機(jī)主要接受數(shù)據(jù)進(jìn)行處理判斷。
[0007]所述電源模塊將太陽(yáng)能蓄電池電壓通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7809、LM7805和LM1117_3.3，分別向數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無(wú)線通信模塊供電，為上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)供電。
[0008]所述數(shù)據(jù)采集模塊采用光敏傳感器TFA1001W、壓力傳感器和漏電檢測(cè)電路等，及時(shí)采集路燈運(yùn)行數(shù)據(jù)。
[0009]所述數(shù)據(jù)處理模塊由整形電路、運(yùn)算放大器LM324及RC濾波電路組成，將數(shù)據(jù)調(diào)理為可靠數(shù)據(jù)。
[0010]所述無(wú)線通信模塊采用芯片CC2530，對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊輸出的信號(hào)作進(jìn)一步處理，然后通過(guò)串口傳輸至上位機(jī)。
[0011]所述上位機(jī)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理后，最后將故障太陽(yáng)能路燈情況和位置進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示和提醒。
[0012]本實(shí)用新型發(fā)明針對(duì)于當(dāng)前路燈巡檢員不定期巡檢，造成成本過(guò)高，浪費(fèi)勞動(dòng)力資源等情況下，而提出基于ZigBee太陽(yáng)能路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)，能夠在運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)檢測(cè)太陽(yáng)能路燈運(yùn)行狀況，當(dāng)出現(xiàn)路燈故障時(shí)，通過(guò)上位機(jī)自動(dòng)提醒巡檢員做出相應(yīng)有效快速措施保障路燈運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠。為檢測(cè)各種太陽(yáng)能路燈故障，本文采用多種傳感器采集數(shù)據(jù)的方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能路燈故障檢測(cè)的功能。
[0013]基于ZigBee技術(shù)路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)采用上述檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能路燈故障參數(shù)無(wú)線監(jiān)測(cè)的具體步驟如下:
[0014](I)系統(tǒng)上電，以太陽(yáng)能蓄電池作為電源，同時(shí)通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7809、LM7805和LMl 117_3.3把電壓分別轉(zhuǎn)換成9V、5V和3.3V。
[0015](2)光敏傳感器等采集太陽(yáng)能路燈運(yùn)行參數(shù)，然后進(jìn)過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)LM324芯片將信號(hào)濾波和放大以及整形。
[0016](3)預(yù)處理后的信號(hào)經(jīng)過(guò)芯片CC2530的進(jìn)一步處理后，通過(guò)無(wú)線通信模塊中的ZigBee終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)，另一端的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)。
[0017](4)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)RS-232串口與上位機(jī)通信，將接收的數(shù)據(jù)傳至上位機(jī)。
[0018](5)上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示和提醒，當(dāng)采集的太陽(yáng)能路燈參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，發(fā)出警報(bào)。
[0019]本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于以下:本設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有微型化特點(diǎn)，易于放置路燈桿中；同時(shí)本設(shè)計(jì)具有系統(tǒng)運(yùn)行可靠，顯示準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)單，能提高太陽(yáng)能路燈運(yùn)行可靠性等優(yōu)點(diǎn)；此夕卜，本實(shí)實(shí)用型發(fā)明系統(tǒng)成本低，使用方便，能減少巡檢員出車次數(shù)，降低運(yùn)營(yíng)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0020]附圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型基于ZigBee太陽(yáng)能路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)特征及實(shí)現(xiàn)方式和達(dá)到的效果做出進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示基于ZigBee太陽(yáng)能路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)包括電源模塊(1)、數(shù)據(jù)采集模塊(2)、數(shù)據(jù)處理模塊(3)、無(wú)線通信模塊(4)和上位機(jī)(5);電源模塊(I)將12V光伏蓄電池電壓裝換成9V、5V和3.3V;數(shù)據(jù)采集模塊(2)由光敏傳感器、壓力傳感器和漏電檢測(cè)電路組成，采集太陽(yáng)能路燈燈光強(qiáng)度判斷路燈是否故障。數(shù)據(jù)處理模塊(3)將亮度、壓力和漏電參數(shù)由LM324芯片及外圍電路進(jìn)行處理，將相對(duì)應(yīng)信號(hào)進(jìn)行放大濾波整形處理。所述無(wú)線通信模塊(4)包括CC2530芯片、A/D接口、ZigBee終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，通過(guò)CC2530芯片進(jìn)一步處理和數(shù)據(jù)的收發(fā);所述數(shù)據(jù)處理模塊(3)連接至無(wú)線通信模塊(4)中ZigBee終端節(jié)點(diǎn)的A/D接口 ；所述無(wú)線通信模塊(4)中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)RS-232串口連接至上位機(jī)(5);所述上位機(jī)(5)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，確定故障路燈位置和故障類型，以提醒巡檢員。具體實(shí)施流程是:利用傳感器和其他測(cè)量電路測(cè)得照度數(shù)據(jù)及用電情況，通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)理，傳輸?shù)綗o(wú)線傳輸模塊，通過(guò)上位機(jī)判斷顯示，以提醒巡檢員故障路燈位置，對(duì)減少巡檢員出車次數(shù)與降低路燈運(yùn)營(yíng)成本有著重大意義。
[0023]以上描述和顯示了本實(shí)用新型的基本實(shí)施方式和主要特征。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施過(guò)程，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于ZigBee太陽(yáng)能路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)，由電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無(wú)線通信模塊和上位機(jī)組成，其特征在于包括:所述電源模塊為系統(tǒng)提供9V、5V和3.3V的穩(wěn)定電源;所述數(shù)據(jù)采集模塊由光敏傳感器、壓力傳感器和漏電檢測(cè)電路組成;所述數(shù)據(jù)處理模塊由濾波、放大、整形電路以及LM324芯片組成;所述無(wú)線通信模塊包括CC2530芯片、A/D接口、ZigBee終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，負(fù)責(zé)信號(hào)的進(jìn)一步處理和數(shù)據(jù)的收發(fā);所述無(wú)線通信模塊中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)RS-232串口連接至上位機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee太陽(yáng)能路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊采用電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7809、LM7805和LMl 117_3.3;所述數(shù)據(jù)采集模塊采用光敏傳感器TFA1001W、壓力傳感器和漏電檢測(cè)電路;所述數(shù)據(jù)處理模塊中的信號(hào)處理電路由濾波放電路、運(yùn)算放大器LM324電路及整形電路組成;所述無(wú)線通信模塊采用CC2530，對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊輸出的信號(hào)作進(jìn)一步處理，然后通過(guò)串口傳輸至上位機(jī);所述上位機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后，將太陽(yáng)能路燈故障信息進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示和警報(bào)。
【專利摘要】本實(shí)用新型發(fā)明基于ZigBee太陽(yáng)能路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)。采用光敏傳感器檢測(cè)太陽(yáng)能路燈照度，采用壓力傳感器對(duì)路燈桿進(jìn)行壓力測(cè)量，采用漏電檢測(cè)電路進(jìn)行電源用電安全監(jiān)測(cè)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集、處理、無(wú)線傳輸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型涉及到市政管理技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、ZigBee技術(shù)等技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)市政路燈檢修復(fù)雜，運(yùn)營(yíng)成本高，不易找到故障路燈位置等問(wèn)題，提出基于ZigBee太陽(yáng)能路燈故障檢測(cè)系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)檢修員出車巡檢。同時(shí)，本發(fā)明還具有低成本，低功耗，實(shí)用性和擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)減少巡檢員出車次數(shù)與降低路燈運(yùn)營(yíng)成本有著重大意義。
【IPC分類】H05B37/03, G08C17/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205232551
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520858937
【發(fā)明人】韓影, 王仁寶, 劉駿, 何曉美
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年10月28日