專利名稱：多路輸入輸出智能單燈控制器及具有該單燈控制器的路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多路輸入輸出智能單燈控制器及具有該單燈控制器的路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，尤其適用于城市路燈控制，對(duì)路燈進(jìn)行開(kāi)關(guān)燈、檢測(cè)以及調(diào)光，僅需一路提供輸入，單燈控制器能正常工作。
背景技術(shù)：
國(guó)家確定了 ^一五”時(shí)期單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低20%的目標(biāo)，主要污染物排放總量減少10%，強(qiáng)調(diào)要落實(shí)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的要求，建設(shè)低投入、高產(chǎn)出、低能耗、少排放、能循環(huán)、可持續(xù)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。城市公共照明用電在我國(guó)照明耗電中占30%的比例，占全國(guó)大約有19%的電能是用于照明。這部分的電能消耗比例相當(dāng)可觀。傳統(tǒng)的城市燈光采用的是人工管理模式，開(kāi)關(guān)燈控制一般采用電子定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。其缺點(diǎn)是燈光系統(tǒng)分布廣，管理困難；運(yùn)行狀況難掌握，維護(hù)困難；不能靈活開(kāi)關(guān)燈，變更困難。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展，路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)廣泛使用。其優(yōu)點(diǎn)是集中控制，工作高效，便于管理；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；縮短和減少開(kāi)燈時(shí)間，節(jié)約能源
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種多路輸入輸出智能單燈控制器及及具有該單燈控制器的路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，適用于對(duì)路燈進(jìn)行開(kāi)關(guān)、檢測(cè)以及降功率調(diào)光，成本低、體積小、方便安裝與維護(hù)。多路輸入輸出智能單燈控制器，適用于對(duì)路燈進(jìn)行開(kāi)關(guān)燈控制，檢測(cè)電壓、電流以及功率因數(shù)以實(shí)現(xiàn)降功率調(diào)光，包括主控芯片、采集路燈工作狀態(tài)信息的信號(hào)采集模塊，為所述單燈控制器提供電能的電源模塊，無(wú)線模塊及對(duì)路燈實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)燈控制、定時(shí)控制以及回路控制的控制模塊；所述信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸入端與路燈的信號(hào)輸出端連接，所述信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸出端與所述無(wú)線模塊的輸入端連接；所述無(wú)線模塊的輸出端與控制模塊的信號(hào)輸入端連接，所述控制模塊的信號(hào)輸出端與路燈的控制端連接。優(yōu)選地，所述電源模塊內(nèi)包括有電源輸入接口，電源整合系統(tǒng)及傳統(tǒng)電源模塊，所述電源整合系統(tǒng)用以將多路交流輸入整合為一路直流供電，只需其中一路供電，則多路輸入輸出智能單燈控制器能夠正常工作。優(yōu)選地，所述多路輸入輸出智能單燈控制器的主控芯片為ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器。優(yōu)選地，所述無(wú)線模塊通過(guò)射頻信號(hào)將路燈工作狀態(tài)信息自組網(wǎng)絡(luò)并互相通信，無(wú)線模塊采用ZigBee實(shí)現(xiàn)自組網(wǎng)絡(luò)。[0010]優(yōu)選地，所述的多路輸入輸出智能單燈控制器還具有地理信息定點(diǎn)系統(tǒng)和地理信息防盜報(bào)警功能模塊，所述地理信息定點(diǎn)系統(tǒng)為每一個(gè)路燈定義唯一的地理信息并對(duì)應(yīng)到監(jiān)控中心的路燈序號(hào)。優(yōu)選地，具有所述多路輸入輸出智能單燈控制器的路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，所述智能監(jiān)控系統(tǒng)包括多路輸入輸出智能單燈控制器，通信裝置及監(jiān)控中心，所述單燈控制器的控制模塊輸入端與路燈連接，所述單燈控制器的無(wú)線模塊輸出端與通信裝置的無(wú)線通信模塊輸入端無(wú)線通信，所述通信裝置的無(wú)線通信模塊輸出端與監(jiān)控中心的監(jiān)控模塊輸入端無(wú)線通信。優(yōu)選地，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括一用于接收路燈的工作狀態(tài)，并且對(duì)路燈發(fā)送控制命令的手持式路燈檢測(cè)儀，所述手持式路燈檢測(cè)儀的信號(hào)控制端與多路輸入輸出智能單燈控制器無(wú)線通信，多路輸入輸出智能單燈控制器控制路燈。優(yōu)選地，所述通信裝置的無(wú)線通信模為3G/2. 5G無(wú)線通信模塊，所述3G/2. 5G無(wú)線通信模塊為GPRS無(wú)線通信模塊、或CDMA無(wú)線通信模塊、或WCDMA無(wú)線通信模塊。優(yōu)選地，所述手持式路燈檢測(cè)儀包括主控芯片，還包括顯示路燈序號(hào)、故障名稱和操作提示的液晶顯示系統(tǒng)，打開(kāi)關(guān)閉路燈維修門按鍵系統(tǒng)，提示路燈故障的蜂鳴器提示模塊的至少其中之一。優(yōu)選地，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括一與監(jiān)控中心的打印端口通過(guò)數(shù)據(jù)線連接的打印機(jī)，一與監(jiān)控中心通過(guò)無(wú)線模塊連接的PDA，及一用于路燈維護(hù)的路燈維護(hù)車。本實(shí)用新型達(dá)到的有益效果是，多路輸入輸出智能單燈控制器可根據(jù)需要控制單燈進(jìn)行降功率調(diào)光，從而起到節(jié)電功能，另外，多路輸入輸出的單燈控制器還融合3G/2. 5G與“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，路燈故障自動(dòng)檢測(cè)，生成維修工單，無(wú)需人工巡檢，降低維護(hù)成本。同時(shí)，基于“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)模塊化硬件設(shè)計(jì)，成本低、體積小、方便安裝與維護(hù)。

圖I為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器的硬件部分示意圖。圖2為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器實(shí)現(xiàn)一路供電的電源模塊設(shè)計(jì)圖。圖3為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器工作狀態(tài)的構(gòu)架圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖以示例的方式對(duì)本方案的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器主要包括主控芯片及最小系統(tǒng)11，信號(hào)采集模塊12，電源模塊13，無(wú)線模塊14和控制模塊15。輔助的，還可以包括監(jiān)控中心3，手持式路燈檢測(cè)器 4，路燈維護(hù)車31，打印機(jī)32，PDA33等。實(shí)施者可以根據(jù)自身的情況和需求，靈活的選用以達(dá)到最好的效果。作為實(shí)現(xiàn)單燈控制的多路輸入輸出智能單燈控制器的基礎(chǔ)元件，多路輸入輸出智能單燈控制器I連接路燈，監(jiān)測(cè)路燈工作狀態(tài)信息，包括路燈的電流、功率因數(shù)、電壓、是否故障等信息，并通過(guò)射頻方式，將這些信息傳遞到通信裝置2。同時(shí)，多路輸入輸出智能單燈控制器I還具有控制模塊15，可以控制路燈的工作方式，如節(jié)能模式、設(shè)定時(shí)間開(kāi)關(guān)燈、人工/智能控制模式選擇等?？刂颇K15使多路輸入輸出智能單燈控制器I的多路輸入中只需有一路輸入，多路輸入輸出智能單燈控制器I正常工作，能夠監(jiān)測(cè)路燈的工作狀態(tài)，并對(duì)路燈進(jìn)行控制并檢測(cè)。多路輸入輸出智能單燈控制器I還采用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)路燈的唯一信息識(shí)別和記錄，即可以記錄路燈的詳細(xì)地理位置信息、工作情況、維修情況、防盜報(bào)警等。通信裝置2則通過(guò)2. 5G/3G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)連接，再經(jīng)因特網(wǎng)將單燈信息傳遞給監(jiān)控中心3。圖I為此專利的優(yōu)選實(shí)施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器I的結(jié)構(gòu)圖，多路輸入輸出智能單燈控制器I采用高可靠的Freescale公司的ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器MCU作為核心控制單元，實(shí)現(xiàn)了路燈故障檢測(cè)和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通訊功能。 如前所述的，多路輸入輸出智能單燈控制器I具有地理信息定點(diǎn)系統(tǒng)，可以為每一個(gè)路燈定義唯一的地理信息并對(duì)應(yīng)到監(jiān)控中心3的路燈序號(hào)。結(jié)合地理信息定點(diǎn)系統(tǒng)，本優(yōu)選實(shí)施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器I可以實(shí)現(xiàn)路燈的地理信息定點(diǎn)故障上傳報(bào)告，即除了報(bào)告故障的路燈的序號(hào)，還可以直觀的報(bào)告故障路燈的地理位置。多路輸入輸出智能單燈控制器I還具有地理信息防盜報(bào)警功能，當(dāng)檢測(cè)到侵入信息時(shí)，多路輸入輸出智能單燈控制器I將遭到盜竊的路燈的地理位置發(fā)送給通信裝置2，通信裝置2將信息傳遞給監(jiān)控中心3。監(jiān)控中心3可以立即自動(dòng)將盜竊信息發(fā)送給最近的工作站、工作人員或路燈維護(hù)車31，并在監(jiān)控中心3直接報(bào)警。這樣，極大的增加了路燈防盜的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，大大降低盜竊率。圖2為多路輸入輸出智能單燈控制器電源模塊設(shè)計(jì)圖，將多路輸入整合為一路對(duì)多路輸入輸出智能單燈控制器I供電。如出現(xiàn)故障掉電，只需其中一路供電，則多路輸入輸出智能單燈控制器I仍然能正常工作。所述電源模塊13內(nèi)包括有電源輸入接口 21，電源整合系統(tǒng)及傳統(tǒng)電源模塊23，工作時(shí)，電源模塊13采用并聯(lián)的構(gòu)件將多路交流輸入經(jīng)整合電路23后成為一路直流供電。多路輸入實(shí)現(xiàn)一個(gè)或的關(guān)系，只要其中一路能夠?qū)﹄娐饭╇?，則多路輸入輸出單燈控制器I能夠正常工作。首先，使用多路輸入輸出智能單燈控制器I中基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線傳感控制器模塊，即射頻模塊，將路燈網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)酵ㄐ叛b置5的3G/2. 5G數(shù)據(jù)收發(fā)處理模塊。其次，3G/2. 5G數(shù)據(jù)收發(fā)處理模塊主要用Freescale公司32位CodeFire系列MCU作為控制單元，通過(guò)3G/2. 5G通訊模塊與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心3的服務(wù)器進(jìn)行通信。手持式路燈檢測(cè)儀4主要具有液晶顯示系統(tǒng)、按鍵系統(tǒng)、蜂鳴器提示模塊、主控芯片和無(wú)線模塊組成。硬件設(shè)計(jì)采用基于硬件構(gòu)件的嵌入式低層硬件的設(shè)計(jì)方法，強(qiáng)調(diào)復(fù)用性。手持式路燈檢測(cè)儀4的無(wú)線模塊包括兩個(gè)部分，首先其具有射頻模塊，可以通過(guò)射頻方式和50m范圍內(nèi)的多路輸入輸出智能單燈控制器I通信，還具有3G/2. 5G無(wú)線通信模塊，用于和監(jiān)控中心3通信。當(dāng)接收到路燈故障信息時(shí)，手持式路燈檢測(cè)儀4的蜂鳴器提示模塊發(fā)出蜂鳴聲，提示維修人員該路燈故障，并在液晶顯示系統(tǒng)上顯示路燈序號(hào)、故障名稱和操作提示。并且，可通過(guò)按鈕系統(tǒng)選擇打開(kāi)關(guān)閉路燈維修門進(jìn)行維修。本優(yōu)選實(shí)施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器I與監(jiān)控中心通信，監(jiān)控中心3安裝有城市照明控制軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)基于Windows 2003平臺(tái)，以大型商用數(shù)據(jù)庫(kù)SQLServer2005為基礎(chǔ)，采用C/S模式，通信模塊使用多線程的異步Socket機(jī)制實(shí)現(xiàn)通信的高穩(wěn)定性。管理模塊具有豐富友好的圖形用戶界面，實(shí)時(shí)的路燈控制、狀態(tài)顯示、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，報(bào)表生成等功能，實(shí)現(xiàn)路燈管理自動(dòng)化。通過(guò)多路輸入輸出智能單燈控制器1，監(jiān)控中心3可以全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一個(gè)路燈或者回路的狀況，對(duì)其電壓，電流，功率因數(shù)，防盜機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控。結(jié)合城市路燈地理信息及實(shí)地控制按鈕，生成詳細(xì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，地理定位，路燈序號(hào)故障提示，統(tǒng)計(jì)路燈亮燈率，維護(hù)系數(shù)達(dá)標(biāo)率。且還能夠?qū)崟r(shí)將每個(gè)線路斷線、遇盜、撞擊、燈桿傾斜等意外故障定位報(bào)警，將信號(hào)傳遞到監(jiān)控中心3和就地發(fā)出聲光報(bào)警，有效的阻止各類盜竊路燈線路，器材的犯罪行為，減少公共財(cái)產(chǎn)的損失。本優(yōu)選實(shí)施方式的通信裝置2具有可選的3G/2. 5G的無(wú)線通信模塊。這樣，可以根據(jù)城市的不同，選擇合適的通信方式，如CDMA，GPRS，WCDMA等。這極大的增加了多路輸入輸出智能單燈控制器I的使用范圍。比如，一些小城市尚無(wú)3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，則可以采用GPRS通信方式。本優(yōu)選實(shí)施方式的輔助的還可以包括打印機(jī)32、PDA33、路燈維護(hù)車31等，它們都是作為連接監(jiān)控中心3的外部設(shè)備而存在，其可以接收監(jiān)控中心3的信息和指令，打印報(bào)告，顯示路燈狀態(tài)，進(jìn)行路燈維護(hù)等。配套的手持式路燈檢測(cè)儀4可以作為輔助工具對(duì)路燈進(jìn)行測(cè)控。盡管為示例目的，已經(jīng)公開(kāi)了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識(shí)到，在不脫離由所附的權(quán)利要求書(shū)公開(kāi)的本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，各種改進(jìn)、增加以及取代是可能的。
權(quán)利要求1.多路輸入輸出智能單燈控制器，適用于對(duì)路燈進(jìn)行開(kāi)關(guān)燈控制，檢測(cè)電壓、電流以及功率因數(shù)以實(shí)現(xiàn)降功率調(diào)光，其特征在于包括主控芯片、采集路燈工作狀態(tài)信息的信號(hào)采集模塊，為所述單燈控制器提供電能的電源模塊，無(wú)線模塊及對(duì)路燈實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)燈控制、定時(shí)控制以及回路控制的控制模塊； 所述信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸入端與路燈的信號(hào)輸出端連接，所述信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸出端與所述無(wú)線模塊的輸入端連接；所述無(wú)線模塊的輸出端與控制模塊的信號(hào)輸入端連接，所述控制模塊的信號(hào)輸出端與路燈的控制端連接。
2.如權(quán)利要求I中所述的多路輸入輸出智能單燈控制器，其特征在于，所述電源模塊內(nèi)包括有電源輸入接口，電源整合系統(tǒng)及傳統(tǒng)電源模塊，所述電源整合系統(tǒng)用以將多路交流輸入整合為一路直流供電，只需其中一路供電，則多路輸入輸出智能單燈控制器能夠正常工作。
3.如權(quán)利要求I中所述的多路輸入輸出智能單燈控制器，其特征在于，所述多路輸入輸出智能單燈控制器的主控芯片為ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器。
4.如權(quán)利要求3中所述的多路輸入輸出智能單燈控制器，其特征在于，所述無(wú)線模塊通過(guò)射頻信號(hào)將路燈工作狀態(tài)信息自組網(wǎng)絡(luò)并互相通信，無(wú)線模塊采用ZigBee實(shí)現(xiàn)自組網(wǎng)絡(luò)。
5.如權(quán)利要求4中所述的多路輸入輸出智能單燈控制器，其特征在于，所述的多路輸入輸出智能單燈控制器還具有地理信息定點(diǎn)系統(tǒng)和地理信息防盜報(bào)警功能模塊，所述地理信息定點(diǎn)系統(tǒng)為每一個(gè)路燈定義唯一的地理信息并對(duì)應(yīng)到監(jiān)控中心的路燈序號(hào)。
6.具有如權(quán)利要求1-5所述的任意一種多路輸入輸出智能單燈控制器的路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述智能監(jiān)控系統(tǒng)包括多路輸入輸出智能單燈控制器，通信裝置及監(jiān)控中心，所述單燈控制器的控制模塊輸入端與路燈連接，所述單燈控制器的無(wú)線模塊輸出端與通信裝置的無(wú)線通信模塊輸入端無(wú)線通信，所述通信裝置的無(wú)線通信模塊輸出端與監(jiān)控中心的監(jiān)控模塊輸入端無(wú)線通信。
7.如權(quán)利要求6所述的具有多路輸入輸出智能單燈控制器的路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括一用于接收路燈的工作狀態(tài)，并且對(duì)路燈發(fā)送控制命令的手持式路燈檢測(cè)儀，所述手持式路燈檢測(cè)儀的信號(hào)控制端與多路輸入輸出智能單燈控制器無(wú)線通信，多路輸入輸出智能單燈控制器控制路燈。
8.如權(quán)利要求7中所述的具有多路輸入輸出智能單燈控制器的路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述通信裝置的無(wú)線通信模為3G/2. 5G無(wú)線通信模塊，所述3G/2. 5G無(wú)線通信模塊為GPRS無(wú)線通信模塊、或CDMA無(wú)線通信模塊、或WCDMA無(wú)線通信模塊。
9.如權(quán)利要求8中所述的具有多路輸入輸出智能單燈控制器的路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述手持式路燈檢測(cè)儀包括主控芯片，還包括顯示路燈序號(hào)、故障名稱和操作提示的液晶顯示系統(tǒng)，打開(kāi)關(guān)閉路燈維修門按鍵系統(tǒng)，提示路燈故障的蜂鳴器提示模塊的至少其中之一。
10.如權(quán)利要求9中所述的具有多路輸入輸出智能單燈控制器的路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括一與監(jiān)控中心的打印端口通過(guò)數(shù)據(jù)線連接的打印機(jī)，一與監(jiān)控中心通過(guò)無(wú)線模塊連接的PDA，及一用于路燈維護(hù)的路燈維護(hù)車。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多路輸入輸出智能單燈控制器，包括主控芯片、采集路燈工作狀態(tài)信息的信號(hào)采集模塊，為單燈控制器提供電能的電源模塊，無(wú)線模塊及對(duì)路燈實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)燈控制、定時(shí)控制以及回路控制的控制模塊；信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸入端與路燈的信號(hào)輸出端連接，信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸出端與無(wú)線模塊的輸入端連接；無(wú)線模塊的輸出端與控制模塊的信號(hào)輸入端連接，控制模塊的信號(hào)輸出端與路燈的控制端連接。多路輸入輸出智能單燈控制器可應(yīng)用于路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，單燈控制器可根據(jù)需要控制單燈進(jìn)行降功率調(diào)光，從而起到節(jié)電功能，融合3G/2.5G與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，路燈故障自動(dòng)檢測(cè)，生成維修工單，無(wú)需人工巡檢，降低維護(hù)成本。
文檔編號(hào)H04W84/18GK202663587SQ201220006139
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者葉倩 申請(qǐng)人:蘇州市華工照明科技有限公司