專利名稱：單燈控制節(jié)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種單燈控制節(jié)電系統(tǒng)，尤其適用于對高壓鈉燈進(jìn)行降功率調(diào)光節(jié)電。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)已成為我國的一項(xiàng)重要國策，建設(shè)部頒發(fā)的《“十一五”城市綠色照明工程規(guī)劃綱要》成為城市道路照明管理單位當(dāng)前一項(xiàng)重要的工作，同時(shí)也越來越被地方政府重視，加快了城市道路照明節(jié)電的建設(shè)。目前城市道路照明節(jié)電工作更多以應(yīng)用新技術(shù)為主，如對高壓鈉燈的調(diào)壓節(jié)電技術(shù)、單燈調(diào)功率鎮(zhèn)流器已經(jīng)得到了較多的應(yīng)用，而同時(shí)新光源如LED路燈、電磁感應(yīng)燈、陶瓷金鹵燈也作為節(jié)能產(chǎn)品以推廣應(yīng)用，城市道路照明節(jié)電方案呈現(xiàn)出百家齊放的局面，什么樣的節(jié)電方案才真正適合道路照明？根據(jù)《“十一五”城市綠色照明工程規(guī)劃綱要》，節(jié)能設(shè)備、措施必須到達(dá)安全可靠、 科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)適用、維護(hù)方便，保證城市照明系統(tǒng)功能達(dá)到各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和節(jié)能效果；應(yīng)根據(jù)城市規(guī)模和經(jīng)濟(jì)實(shí)力、嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、按規(guī)劃建設(shè)；防止以犧牲照明效果單純追求節(jié)能。因此城市道路照明節(jié)電已經(jīng)不是單純是節(jié)電問題，同時(shí)要考慮投資成本、運(yùn)行維護(hù)、設(shè)備管理以及道路的照明功能技術(shù)指標(biāo)等問題，并在指定節(jié)電方案時(shí)予以解決，在制定方案時(shí)，首先要了解城市道路照明的現(xiàn)狀，包括道路照明功率密度、道路亮度、燈具光源。高壓鈉燈(High Pressure Sodiumlamp-HPSL)具有發(fā)光效率高(每瓦的通光量可達(dá)lOOLm/w)使用壽命長(理論壽命約20000小時(shí)，實(shí)際3000-5000小時(shí))透霧能力強(qiáng)和不誘蟲等優(yōu)點(diǎn)。因而廣泛應(yīng)用于市政道路及場所、高速公路、機(jī)場、碼頭、車站、廣場、公園、庭院照明等。近年來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程加快，高壓鈉燈數(shù)量大量增加，與之相伴的是照明用電量的大幅增漲，這已成為地方政府財(cái)政和鈉燈用戶的一大負(fù)擔(dān)；同時(shí)，在夜晚用電低峰段，電網(wǎng)供電電壓普遍偏高(高于鈉燈正常工作電壓)，導(dǎo)致電力資源的巨大浪費(fèi)，同時(shí)也縮短了鈉燈的使用壽命。這不符合世界節(jié)能潮流和我國節(jié)能環(huán)保的國策，因此發(fā)揮鈉燈照明的優(yōu)勢，克服其劣勢，成為城鄉(xiāng)公共照明亟待解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種單燈控制節(jié)電系統(tǒng)，適用于對高壓鈉燈進(jìn)行降功率調(diào)光節(jié)電，成本低、體積小、方便安裝與維護(hù)。本實(shí)用新型涉及一種單燈控制節(jié)電系統(tǒng)，適用于對高壓鈉燈進(jìn)行節(jié)電控制，包括單燈控制器、電感鎮(zhèn)流器、單燈節(jié)電器以及啟輝器、路端通信裝置和監(jiān)控中心，其中，單燈控制器借助無線模塊通過射頻信號(hào)將鈉燈工作狀態(tài)信息發(fā)送給路端通信裝置，監(jiān)控中心通過路端通信裝置的3G/2. 5G無線通信模塊接收到鈉燈的工作狀態(tài)信息，也能將監(jiān)控中心的命令發(fā)送給路端通信裝置并反饋至單燈控制器控制鈉燈，所述單燈節(jié)電器連接高壓鈉燈，并控制高壓鈉燈按指定功率工作，當(dāng)鈉燈為高功率時(shí)，單燈節(jié)電器控制鈉燈降功率工作；當(dāng)鈉燈不需要進(jìn)行節(jié)電操作時(shí)，單燈控制器控制單燈節(jié)電器不工作，鈉燈以本身功率工作。進(jìn)一步的，所述的高功率是鈉燈為400W，單燈節(jié)電器控制鈉燈功率為250W工作； 鈉燈為250W，單燈節(jié)電器控制鈉燈功率為150W工作。進(jìn)一步的，所述的單燈控制器的主控芯片為ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器。進(jìn)一步的，所述的單燈控制器連接在鈉燈中，對鈉燈實(shí)施故障自動(dòng)檢測及報(bào)警、單燈電流檢測和開關(guān)控制。進(jìn)一步的，單燈控制器包括主控芯片及最小系統(tǒng)、采集鈉燈工作狀態(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、與路端通信裝置連接通信的無線模塊和控制鈉燈工作狀態(tài)的控制模塊。進(jìn)一步的，所述路端通信裝置的3G/2. 5G無線通信模塊為GPRS無線通信模塊、或 CDMA無線通信模塊、或WCDMA無線通信模塊。進(jìn)一步的，單燈控制節(jié)電系統(tǒng)還包括手持路燈檢測儀，其具有無線模塊以接受臨近的單燈控制器發(fā)出的工作狀態(tài)信息和連接監(jiān)控中心。進(jìn)一步的，單燈控制節(jié)電系統(tǒng)還針對鈉燈實(shí)現(xiàn)調(diào)光節(jié)電的功能，監(jiān)控中心可以全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測記錄每一個(gè)單獨(dú)鈉燈的地理位置信息、工作情況、維修情況、防盜報(bào)警的其中之一，對其電壓、電流、功率因數(shù)、亮度、防盜機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控，采集和統(tǒng)計(jì)分時(shí)段電量、總電量。本實(shí)用新型達(dá)到的有益效果是，單燈控制器可根據(jù)需要控制單燈節(jié)電器進(jìn)行降壓工作或不工作，從而起到節(jié)電功能，另外，本單燈控制節(jié)電系統(tǒng)還融合3G/2. 5G與“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，鈉燈故障自動(dòng)檢測，生成維修工單，無需人工巡檢，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1為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的單燈控制節(jié)電系統(tǒng)中的連接鈉燈的硬件部分示意圖。圖2為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的路端通信裝置硬件總體設(shè)計(jì)圖。圖3為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的城市路燈監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)架圖。11單燈控制器HG-WSN-S32路端監(jiān)控系統(tǒng)12單燈節(jié)電器3監(jiān)控中心13電感鎮(zhèn)流器31路燈維護(hù)車14啟輝器32打印機(jī)33 PDA4手持路燈檢測器
具體實(shí)施方式
下面參照附圖以示例的方式對本方案的實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的新型單燈控制節(jié)電系統(tǒng)主要包括單燈控制器11， 型號(hào)為HG-WSN-S3，單燈節(jié)電器12，電感鎮(zhèn)流器13，啟輝器14，路端通信裝置2和監(jiān)控中心3。輔助的，還可以包括手持路燈檢測器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)鈉燈的單燈監(jiān)控的基礎(chǔ)元件，單燈控制器HG-WSN-S3 11連接各個(gè)鈉燈， 監(jiān)測鈉燈工作狀態(tài)信息，包括鈉燈的電流、功率因數(shù)、亮度、電壓、是否故障等信息，并通過射頻方式，將這些信息傳遞到路端通信裝置2。同時(shí)，單燈控制器HG-WSN-S3 11還可以控制鈉燈的工作方式，如節(jié)能模式、設(shè)定時(shí)間開關(guān)燈、人工/智能控制模式選擇等。單燈控制器HG-WSN-S3 11還采用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)鈉燈的唯一信息識(shí)別和記錄，即可以記錄每一個(gè)單獨(dú)鈉燈的地理位置信息、工作情況、維修情況、防盜報(bào)警等。路端通信裝置2則通過2. 5G/3G無線通信網(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1為此專利的優(yōu)選實(shí)施方式的單燈控制器HG-WSN-S3 11，單燈節(jié)電器12，電感鎮(zhèn)流器13，啟輝器14的結(jié)構(gòu)框圖。單燈控制器HG-WSN-S311采用高可靠的Freescale公司的ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器MCU作為核心控制單元，實(shí)現(xiàn)了鈉燈故障檢測和無線傳感網(wǎng)絡(luò)通訊功能。如前所述的，單燈控制器HG-WSN-S3 11具有地理信息定點(diǎn)系統(tǒng)，可以為每一個(gè)鈉燈定義唯一的地理信息并對應(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)施方式的照明控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)鈉燈的地理信息定點(diǎn)故障上傳報(bào)告，即除了報(bào)告故障的鈉燈的序號(hào)，還可以直觀的報(bào)告故障鈉燈的地理位置。單燈控制器HG-WSN-S3 11還具有地理信息防盜報(bào)警功能，當(dāng)檢測到侵入信息時(shí)，單燈控制器HG-WSN-S3 11將遭到盜竊的鈉燈的地理位置發(fā)送給監(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，或者直接報(bào)警。這樣，極大的增加了鈉燈防盜的及時(shí)性、準(zhǔn)確性， 大大降低盜竊率。單燈控制節(jié)電系統(tǒng)還提供了一種節(jié)電方式鈉燈為400W，單燈節(jié)電器控制鈉燈降功率為250W工作；鈉燈為250W，單燈節(jié)電器控制鈉燈降功率為150W工作；當(dāng)鈉燈不需要進(jìn)行節(jié)電操作時(shí)，單燈控制器HG-WSN-S3控制單燈節(jié)電器不工作，鈉燈以本身功率工作。圖2為路端通信裝置2的硬件總體設(shè)計(jì)圖，路端通信裝置2作為一個(gè)鈉燈網(wǎng)絡(luò)的路由節(jié)點(diǎn)和主控節(jié)點(diǎn)，是3G/2. 5G網(wǎng)絡(luò)和鈉燈網(wǎng)絡(luò)的接口網(wǎng)關(guān)。通常，路端通信裝置2和多個(gè)鈉燈對應(yīng)連接，組成一個(gè)鈉燈區(qū)域，然后，多個(gè)路端通信裝置2通過3G/2. 5G網(wǎng)絡(luò)連接因特網(wǎng)，進(jìn)而連接監(jiān)控中心3，這樣組成一個(gè)大的鈉燈網(wǎng)絡(luò)。路端通信裝置2采用高性能的Freescale公司32位CodeFire系列MCU作為控制單元，結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡(luò)的微控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。路端通信裝置2包括兩個(gè)部分首先使用單燈控制器HG-WSN-S3中基于 ZigBee技術(shù)的無線傳感控制器模塊，即射頻模塊，將鈉燈網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)铰范送ㄐ叛b置的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。路端通信裝置2可以直接安裝在其所對應(yīng)覆蓋的多個(gè)鈉燈(如四個(gè)鈉燈)的其中一個(gè)中，也可以單獨(dú)安裝在一個(gè)控制箱中。實(shí)施者可以根據(jù)情況，靈活選用。鈉燈控制系統(tǒng)還包括手持路燈檢測儀4，手持路燈檢測儀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。手持路燈檢測儀4的無線模塊包括兩個(gè)部分，首先其具有射頻模塊，可以通過射頻方式和50m范圍內(nèi)的鈉燈通信，還具有3G/2. 5G無線通信模塊，用于和監(jiān)控中心3通信。當(dāng)接受到鈉燈故障信息時(shí)，手持路燈檢測儀4的蜂鳴器提示模塊發(fā)出蜂鳴聲，提示維修人員該鈉燈故障，并在液晶顯示系統(tǒng)上顯示鈉燈序號(hào)、故障名稱和操作提示。并且， 可通過按鈕系統(tǒng)選擇打開關(guān)閉鈉燈維修門進(jìn)行維修。本優(yōu)選實(shí)施方式的照明控制系統(tǒng)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SQL krver2005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)的鈉燈控制、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)鈉燈管理自動(dòng)化。如圖3，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市照明控制系統(tǒng)采用“監(jiān)控中心-路端通信裝置-路端單燈測控器”的三層結(jié)構(gòu)，通過3G/2. 5G的技術(shù)將監(jiān)控中心3的城市照明控制系統(tǒng)軟件的和路端通信裝置2聯(lián)系起來，而路端通信裝置2又通過鈉燈網(wǎng)絡(luò)將鈉燈的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到相關(guān)的路燈節(jié)點(diǎn)。每個(gè)路端通信裝置2為該條道路的主控節(jié)點(diǎn)，也是hternet和鈉燈網(wǎng)絡(luò)的接口，通過提供可選的3G/2. 5G通信技術(shù)(本優(yōu)選實(shí)施方式中為GPRS網(wǎng)絡(luò))和鈉燈網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，可以將鈉燈的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到世界上任何一個(gè)有hternet網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方。當(dāng)路端通信裝置2將鈉燈信息發(fā)送到中心服務(wù)器，存入數(shù)據(jù)庫中，監(jiān)控中心3通過對服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫操作可以實(shí)現(xiàn)對鈉燈的控制和監(jiān)測。通過該照明控制系統(tǒng)，監(jiān)控中心3可以全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測每一個(gè)鈉燈的狀況，對其電壓，電流，功率因數(shù)，亮度，防盜機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控，采集和統(tǒng)計(jì)分時(shí)段電量，總電量。結(jié)合城市鈉燈地理信息及實(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，鈉燈序號(hào)故障提示， 統(tǒng)計(jì)鈉燈亮燈率，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鈉燈線路，器材的犯罪行為，減少公共財(cái)產(chǎn)的損失。本優(yōu)選實(shí)施方式的照明控制系統(tǒng)具有可選的3G/2. 5G的無線通信模塊。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。這極大的增加了照明控制系統(tǒng)的使用范圍。比如，一些小城市尚無3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，則可以采用GPRS通信方式。本優(yōu)選實(shí)施方式的照明控制系統(tǒng)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，其可以接受監(jiān)控中心3的信息和指令，打印報(bào)告，顯示照明系統(tǒng)狀態(tài)，進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)等。配套的手持路燈檢測儀4可以作為輔助工具對鈉燈進(jìn)行測控。盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本實(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)利要求書公開的本實(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1.一種單燈控制節(jié)電系統(tǒng)，適用于對高壓鈉燈進(jìn)行節(jié)電控制，其特征在于包括單燈控制器、電感鎮(zhèn)流器、單燈節(jié)電器以及啟輝器、路端通信裝置和監(jiān)控中心，其中，單燈控制器借助無線模塊通過射頻信號(hào)將鈉燈工作狀態(tài)信息發(fā)送給路端通信裝置，監(jiān)控中心通過路端通信裝置的3G/2. 5G無線通信模塊接收到鈉燈的工作狀態(tài)信息，并將監(jiān)控中心的命令發(fā)送給路端通信裝置并反饋至單燈控制器控制鈉燈，所述單燈節(jié)電器連接高壓鈉燈，并控制高壓鈉燈按指定功率工作。
2.如權(quán)利要求1中所述的單燈控制節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的高功率是鈉燈為 400W，單燈節(jié)電器控制鈉燈功率為250W工作；鈉燈為250W，單燈節(jié)電器控制鈉燈功率為 150W工作。
3.如權(quán)利要求1中所述的單燈控制節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的單燈控制器的主控芯片為ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)微控制器。
4.如權(quán)利要求1中所述的單燈控制節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的單燈控制器連接在鈉燈中，對鈉燈實(shí)施故障自動(dòng)檢測及報(bào)警、單燈電流檢測和開關(guān)控制。
5.如權(quán)利要求1中所述的單燈控制節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于，單燈控制器包括主控芯片及最小系統(tǒng)、采集鈉燈工作狀態(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、 與路端通信裝置連接通信的無線模塊和控制鈉燈工作狀態(tài)的控制模塊。
6.如權(quán)利要求1中所述的單燈控制節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于，所述路端通信裝置的 3G/2. 5G無線通信模塊為GPRS無線通信模塊、或CDMA無線通信模塊、或WCDMA無線通信模塊。
7.如權(quán)利要求1中所述的單燈控制節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于，單燈控制節(jié)電系統(tǒng)還包括手持路燈檢測儀，其具有無線模塊以接受臨近的單燈控制器發(fā)出的工作狀態(tài)信息和連接監(jiān)控中心。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種單燈控制節(jié)電系統(tǒng)，適用于對高壓鈉燈進(jìn)行節(jié)電控制，包括單燈控制器、電感鎮(zhèn)流器、單燈節(jié)電器以及啟輝器、路端通信裝置和監(jiān)控中心，其中，單燈控制器借助無線模塊通過射頻信號(hào)將鈉燈工作狀態(tài)信息發(fā)送給路端通信裝置，監(jiān)控中心通過路端通信裝置的3G/2.5G無線通信模塊接收到鈉燈的工作狀態(tài)信息，也能將監(jiān)控中心的命令發(fā)送給路端通信裝置并反饋至單燈控制器控制鈉燈，所述單燈節(jié)電器連接高壓鈉燈，并控制高壓鈉燈按指定功率工作，當(dāng)鈉燈為高功率時(shí)，單燈節(jié)電器控制鈉燈降功率工作；當(dāng)鈉燈不需要進(jìn)行節(jié)電操作時(shí)，單燈控制器控制單燈節(jié)電器不工作，鈉燈以本身功率工作。
文檔編號(hào)H05B41/36GK202068637SQ20102065922
公開日2011年12月7日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者浦敏 申請人:蘇州市華工照明科技有限公司