專(zhuān)利名稱(chēng)：智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及照明裝置，尤其涉及對(duì)路燈和景觀燈等的進(jìn)行控制的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器。
背景技術(shù)：
城市路燈控制現(xiàn)狀，大多采用時(shí)間控制器方式。按照提前設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)去實(shí)現(xiàn)每天的開(kāi)燈和關(guān)燈，冬天和夏天的開(kāi)關(guān)燈時(shí)間相差較大，維護(hù)人員需要經(jīng)常修改開(kāi)關(guān)等時(shí)間， 到每個(gè)控制箱去設(shè)置時(shí)間，工作量大，不但消耗人力、也消耗物力、財(cái)力。由于控制設(shè)備的時(shí)間偏差，經(jīng)常出現(xiàn)開(kāi)關(guān)燈不一致現(xiàn)象。路燈的維護(hù)則由維護(hù)人員定期巡檢，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后在進(jìn)行處理，故障處理周期長(zhǎng)，不能適時(shí)掌握路燈的運(yùn)行情況。為此，有人發(fā)明一種路燈照明網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，通過(guò)GSM/GPRS無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心連接，對(duì)路燈實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。但是路燈的開(kāi)關(guān)時(shí)間通過(guò)監(jiān)控中心設(shè)置，從節(jié)能的角度考慮，開(kāi)關(guān)燈時(shí)間需要經(jīng)常改變，維護(hù)人員不能正確掌握每天的開(kāi)關(guān)燈時(shí)間，在無(wú)人的后半夜為減少能耗一般會(huì)采用隔一個(gè)點(diǎn)亮一個(gè)的方式，所以，只單純的采用GSM/GPRS無(wú)線(xiàn)通訊方式，從節(jié)能出發(fā)不能合理的控制路燈。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)路燈合理開(kāi)關(guān)、效降低使用成本、工作穩(wěn)定的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，包括存儲(chǔ)模塊用于保存開(kāi)關(guān)燈所需的參數(shù)，ARM處理器開(kāi)始運(yùn)行首先讀取存儲(chǔ)模塊中的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并把計(jì)算結(jié)果保存到存儲(chǔ)模塊；高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘用于給ARM處理器提供工作時(shí)鐘；ARM處理器用于讀取所述存儲(chǔ)模塊中的經(jīng)緯度信息參數(shù)，并結(jié)合高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊提供的時(shí)間計(jì)算日出日落時(shí)間，并在根據(jù)該日出日落時(shí)間確定的開(kāi)關(guān)燈時(shí)間通過(guò)數(shù)字量輸出控制模塊發(fā)送給啟閉控制信號(hào)給路燈上的交流接觸器；數(shù)字量輸出控制模塊用于接收所述ARM處理器的指令向路燈的交流接觸器輸出控制路燈啟閉的控制信號(hào)。優(yōu)選的，還包括用于和監(jiān)控中心通訊的無(wú)線(xiàn)通訊模塊，該無(wú)線(xiàn)通訊模塊和所述的 ARM處理器相連。優(yōu)選的，還包括用于采集光照強(qiáng)度的光照強(qiáng)度采集模塊，所述的ARM處理器根據(jù)該光照強(qiáng)度采集模塊采集的光照強(qiáng)度及經(jīng)緯度信息參數(shù)計(jì)算的開(kāi)關(guān)燈時(shí)間，并通過(guò)數(shù)字量輸出控制模塊控制路燈的開(kāi)關(guān)。優(yōu)選的，還包括用于采集開(kāi)關(guān)量信號(hào)數(shù)字量采集模塊，所述ARM處理器讀取所述的數(shù)字量的采集模塊采集的開(kāi)關(guān)量信號(hào)監(jiān)測(cè)路燈的當(dāng)前開(kāi)關(guān)狀態(tài)。[0014]優(yōu)選的，還包括電量參數(shù)采集模塊，該電量參數(shù)采集模塊將采集的電量參數(shù)發(fā)送給所述ARM處理器；6優(yōu)選的，所述的電量參數(shù)采集模塊包括依次連接的電流/電壓互感器、模擬多路開(kāi)關(guān)、三相電能計(jì)量芯片，所述的三相電能計(jì)量芯片和所述的ARM處理器相連。優(yōu)選的，還包括按鍵和IXD顯示模塊，用于對(duì)所述的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器進(jìn)行本地配置，和所述的ARM處理器連接。優(yōu)選的，還包括用于和監(jiān)控中心通訊的網(wǎng)絡(luò)接口模塊，該網(wǎng)絡(luò)接口模塊和所述的 ARM處理器相連。優(yōu)選的，還包括用于外接擴(kuò)展設(shè)備的通訊接口模塊，該通訊接口模塊和所述的ARM 處理器相連。本實(shí)用新型的有益效果如下本實(shí)用新型的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度信息計(jì)算當(dāng)天的日出日落時(shí)間，并結(jié)合光線(xiàn)強(qiáng)度控制路燈的開(kāi)關(guān)，節(jié)省了能量且使用、維護(hù)方便；同時(shí)，本實(shí)用新型的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器可以實(shí)時(shí)采集路燈運(yùn)行的實(shí)時(shí)工作參數(shù)，還能采集路燈的開(kāi)關(guān)量信息，實(shí)現(xiàn)了遙控、遙測(cè)、遙信的三遙功能。

[0021]圖1為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；[0022]圖2為存儲(chǔ)模塊電路圖；[0023]圖3為時(shí)鐘模塊電路圖；[0024]圖4為電量參數(shù)采集模塊中的電能計(jì)量芯片部分的電路圖[0025]圖5為電量參數(shù)采集模塊中的模擬多路開(kāi)關(guān)電路圖；[0026]圖6為數(shù)字量采集模塊電路圖；[0027]圖7為無(wú)線(xiàn)模塊的控制電路圖；[0028]圖8為數(shù)字量輸出控制模塊的繼電器擴(kuò)展部分電路圖；[0029]圖9為數(shù)字量輸出控制模塊的繼電器控制部分電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明。參見(jiàn)附圖1，本實(shí)用新型的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器包括ARM處理器、存儲(chǔ)模塊、高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘、光照強(qiáng)度采集模塊、數(shù)字量輸出控制模塊。其中存儲(chǔ)模塊，參見(jiàn)圖2，采用FMMCL64芯片，WPl是讀寫(xiě)保護(hù)控制信號(hào)，WPl位高電平時(shí)禁止寫(xiě)數(shù)據(jù)操作，只能讀取參數(shù)，WPl為低電平才可以執(zhí)行寫(xiě)參數(shù)操作，F(xiàn)MMCL64保存控制器運(yùn)行參數(shù)，包括時(shí)間方案參數(shù)、通訊參數(shù)、交流采集模塊參數(shù)、開(kāi)燈的照度值、關(guān)燈的照度值、當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度值等參數(shù)等，為了做到后半夜燈隔一個(gè)亮一個(gè)的效果，在需要在后半夜關(guān)閉的路燈的控制器中還存儲(chǔ)了后半夜關(guān)燈的時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)ARM處理器開(kāi)始運(yùn)行首先讀取存儲(chǔ)器，根據(jù)時(shí)鐘模塊提供的當(dāng)前的日期，計(jì)算當(dāng)?shù)氐娜粘鋈章鋾r(shí)間，ARM處理器運(yùn)行的一些參數(shù)也保存到存儲(chǔ)模塊里。[0033]參見(jiàn)附圖3，高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘采用SD2001API實(shí)時(shí)時(shí)鐘，給ARM處理器提供工作時(shí)鐘，ARM處理器根據(jù)實(shí)時(shí)時(shí)鐘執(zhí)行時(shí)間方案的操作，SD2001INT可以給MCU模塊提供中斷信號(hào)，一秒產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)。高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘在智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器掉電的情況下繼續(xù)運(yùn)行。光照強(qiáng)度采集模塊采集光照傳感器TSL2561的數(shù)字信號(hào)，提供開(kāi)關(guān)路燈的輔助參數(shù)。ARM處理器是智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器的核心部件、路燈的開(kāi)關(guān)動(dòng)作、電量數(shù)據(jù)的讀取、無(wú)線(xiàn)模塊的通訊控制、LCD數(shù)據(jù)的顯示等操作都有該模塊完成。在圖1所示的實(shí)施例中，還可以包括電量參數(shù)采集模塊，參見(jiàn)附圖4，該電量參數(shù)采集模塊通過(guò)AT7022A電能專(zhuān)用計(jì)量芯片采集3路電壓信號(hào)、12路電流信號(hào)、頻率等電量參數(shù)，提供路燈運(yùn)行的實(shí)時(shí)工作參數(shù)，為了將AT7022A電能專(zhuān)用計(jì)量芯片的3路電流采集變?yōu)?12路電流采集，選用模擬多路開(kāi)關(guān)，參見(jiàn)附圖5，該模擬開(kāi)關(guān)采用CH4052芯片，另外八路的電流采集的原理與I1、14、I7，、I10的采集相同。在圖1所示的實(shí)施例中，還可以包括數(shù)字量采集模塊，用于采集交流接觸器的輔助節(jié)點(diǎn)，判斷路燈的實(shí)際開(kāi)關(guān)動(dòng)作，在實(shí)際工程中也可采集其他數(shù)字信號(hào)，比如配電箱門(mén)的接觸開(kāi)關(guān)。參見(jiàn)附圖6，通過(guò)該數(shù)字量采集模塊通過(guò)光電隔離模塊控制采集電路的通斷，輸入信號(hào)為高時(shí)，光耦導(dǎo)通，Dl =0。MCU模塊監(jiān)測(cè)到信號(hào)的變化，產(chǎn)生中斷。單片機(jī)記下產(chǎn)生中斷的時(shí)間，并啟動(dòng)一個(gè)軟定時(shí)器計(jì)數(shù)。如果沒(méi)有到達(dá)設(shè)定的時(shí)間信號(hào)又發(fā)生變換，則清除中斷時(shí)間和事件記錄。如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)信號(hào)沒(méi)有發(fā)生變化，則作為輸入改變。開(kāi)關(guān)量的輸入具有公共端子(DIVCC)，是有源的，使用時(shí)無(wú)需外接電源。每路輸入的輸入電流不超過(guò)5ma，功率不大于0. 2W。開(kāi)關(guān)量輸入不允許交流電源作為開(kāi)關(guān)量輸入電源，這有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的錯(cuò)誤。在圖1所示的實(shí)施例中，還可以包按鍵和IXD顯示模塊該模塊完成智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器的本地配置功能，可以修改智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器的運(yùn)行參數(shù)。本實(shí)用新型采用無(wú)線(xiàn)模塊和監(jiān)控中心進(jìn)行通訊，該無(wú)線(xiàn)模塊可以采用獨(dú)立的模塊形式，并和主板之間通過(guò)232或者485接口相聯(lián)，參見(jiàn)附圖7，為主板上無(wú)線(xiàn)通訊模塊的控制模塊，無(wú)線(xiàn)模塊通訊電路采用232和485通訊的方式，焊接A部分電路控制器通過(guò)232通訊方式和無(wú)線(xiàn)通訊模塊通訊；焊接B部分電路控制器通過(guò)485通訊方式和無(wú)線(xiàn)通訊模塊通訊； 通訊模塊(DTU)需要實(shí)時(shí)供電，采用DTU的控制電路實(shí)現(xiàn)，在控制器發(fā)送心跳每有應(yīng)答的情況下，連續(xù)10分鐘內(nèi)都沒(méi)有收到應(yīng)答信號(hào)，控制器就主動(dòng)給DTU斷電10S。然后重新給DTU 上電。本實(shí)用新型的數(shù)字量輸出控制模塊和ARM處理器相連，用戶(hù)路燈上交流接觸器的控制，該數(shù)字量輸出控制模塊包括和ARM處理器相連的繼電器擴(kuò)展電路，參見(jiàn)圖8，擴(kuò)展電路采用PCF8574芯片實(shí)現(xiàn)IO 口的擴(kuò)展，使用MCU模塊的兩個(gè)控制口線(xiàn)就可以擴(kuò)展出8個(gè)口線(xiàn)，給八路繼電器控制電路提供控制信號(hào)；在繼電器擴(kuò)展電路后連接有繼電器控制電路，該繼電器控制電路連接路燈上的交流接觸器，控制交流接觸器的啟閉，從而控制路燈的啟閉， 其電路圖參見(jiàn)附圖9，控制信號(hào)EV3低點(diǎn)平，光耦導(dǎo)通，D003為低，D03為低繼電器吸合。開(kāi)關(guān)量輸出為繼電器輸出，響應(yīng)的時(shí)間較慢，不適合需要輸出快速改變的場(chǎng)合。繼電器的觸點(diǎn)是直接連接到輸出端子的，沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何的防弧、防短路措施，使用時(shí)請(qǐng)多加注意，需要增加保險(xiǎn)絲。繼電器的輸出觸點(diǎn)主要用于控制交流接觸器或者小型真空接觸器，一般不要用來(lái)直接控制功率負(fù)載，不適合控制有非常大沖擊電流的負(fù)載，如開(kāi)關(guān)電源等。輸出一共8 路，(1-8路)低四路和高四路分別公用一個(gè)公共端，使用時(shí)需要給公共端接入交流火線(xiàn)信號(hào)，這樣繼電器吸合后就有火線(xiàn)的信號(hào)輸出。每路提供的是繼電器的一副常開(kāi)觸點(diǎn)。本實(shí)用新型的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器工作時(shí)，ARM處理器讀取存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的經(jīng)緯度信息，根據(jù)當(dāng)前日期計(jì)算日出日落時(shí)間，并將該時(shí)間存入存儲(chǔ)模塊，同時(shí)將光照強(qiáng)度采集模塊采集的光照強(qiáng)度作為輔助參數(shù)，開(kāi)燈時(shí)間前，當(dāng)光照強(qiáng)度小于開(kāi)燈的照度值提前開(kāi)燈；關(guān)燈時(shí)間前，當(dāng)光照強(qiáng)度大于關(guān)燈的照度值提前關(guān)燈，同時(shí)可以設(shè)定后半夜關(guān)燈時(shí)間，在無(wú)人的后半夜實(shí)現(xiàn)路燈隔一個(gè)亮一個(gè)的效果。本實(shí)用新型通常安裝在配電箱內(nèi)，智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器采集電壓，電流，亮燈率等參數(shù)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心通訊，實(shí)現(xiàn)路燈的三遙控制。本實(shí)用新型設(shè)有無(wú)線(xiàn)通訊模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，可以實(shí)現(xiàn)多種組網(wǎng)方式，即可以和監(jiān)控中心有線(xiàn)通信，也可以通過(guò) GPRS、EDGE、CDMA IX、CDMA 2000、WCDMA、TD-SCDMA 等移動(dòng) 2. 5G 和 3G 的無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通訊，從而可以實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，其特征在于包括存儲(chǔ)模塊用于保存開(kāi)關(guān)燈所需的參數(shù)，ARM處理器開(kāi)始運(yùn)行首先讀取存儲(chǔ)模塊中的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并把計(jì)算結(jié)果保存到存儲(chǔ)模塊；高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘用于給ARM處理器提供工作時(shí)鐘；ARM處理器用于讀取所述存儲(chǔ)模塊中的經(jīng)緯度信息參數(shù)，并結(jié)合高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊提供的時(shí)間計(jì)算日出日落時(shí)間，并在根據(jù)該日出日落時(shí)間確定的開(kāi)關(guān)燈時(shí)間通過(guò)數(shù)字量輸出控制模塊發(fā)送給啟閉控制信號(hào)給路燈上的交流接觸器；數(shù)字量輸出控制模塊用于接收所述ARM處理器的指令向路燈的交流接觸器輸出控制路燈啟閉的控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，其特征在于，還包括用于和監(jiān)控中心通訊的無(wú)線(xiàn)通訊模塊，該無(wú)線(xiàn)通訊模塊和所述的ARM處理器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，其特征在于，還包括用于采集光照強(qiáng)度的光照強(qiáng)度采集模塊，所述的ARM處理器根據(jù)該光照強(qiáng)度采集模塊采集的光照強(qiáng)度及經(jīng)緯度信息參數(shù)計(jì)算的開(kāi)關(guān)燈時(shí)間，并通過(guò)數(shù)字量輸出控制模塊控制路燈的開(kāi)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，其特征在于，還包括用于采集開(kāi)關(guān)量信號(hào)的數(shù)字量采集模塊，所述ARM處理器讀取所述的數(shù)字量采集模塊采集的開(kāi)關(guān)量信號(hào)監(jiān)測(cè)路燈的當(dāng)前開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，其特征在于，還包括電量參數(shù)采集模塊，該電量參數(shù)采集模塊將采集的電量參數(shù)發(fā)送給所述ARM處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，其特征在于，所述的電量參數(shù)采集模塊包括依次連接的電流/電壓互感器、模擬多路開(kāi)關(guān)、三相電能計(jì)量芯片，所述的三相電能計(jì)量芯片和所述的ARM處理器相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，其特征在于，還包括按鍵和IXD 顯示模塊，用于對(duì)所述的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器進(jìn)行本地配置，和所述的ARM處理器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，其特征在于，還包括用于和監(jiān)控中心通訊的網(wǎng)絡(luò)接口模塊，該網(wǎng)絡(luò)接口模塊和所述的ARM處理器相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，其特征在于，還包括用于外接擴(kuò)展設(shè)備的通訊接口模塊，該通訊接口模塊和所述的ARM處理器相連。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種應(yīng)用在照明領(lǐng)域的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，包括存儲(chǔ)模塊、高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘、ARM處理器、數(shù)字量輸出控制模塊，ARM處理器讀取所述存儲(chǔ)模塊中的經(jīng)緯度信息參數(shù)，根據(jù)高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊提供的時(shí)間計(jì)算日出日落時(shí)間，并在根據(jù)該日出日落時(shí)間確定的開(kāi)關(guān)燈時(shí)間通過(guò)數(shù)字量輸出控制模塊發(fā)送給啟閉控制信號(hào)給路燈上的交流接觸器。本實(shí)用新型的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度信息計(jì)算當(dāng)天的日出日落時(shí)間，并結(jié)合光線(xiàn)強(qiáng)度控制路燈的開(kāi)關(guān)，節(jié)省了能量且使用、維護(hù)方便；同時(shí)，本實(shí)用新型的智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)照明控制器可以實(shí)時(shí)采集路燈運(yùn)行的實(shí)時(shí)工作參數(shù)，還能采集路燈的開(kāi)關(guān)量信息，實(shí)現(xiàn)了遙控、遙測(cè)、遙信的三遙功能。
文檔編號(hào)H05B37/02GK202077245SQ20112018621
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者張晉斌 申請(qǐng)人:北京嘉復(fù)欣科技有限公司