一种路灯控制箱校时装置及校时方法

文档序号:6148743阅读:439来源:国知局
专利名称:一种路灯控制箱校时装置及校时方法
技术领域
本发明涉及轨道交通领域,尤其涉及一种路灯控制箱校时装置及校时方法。
背景技术
近几年来,随着经济的持续高速发展,大量的市政道路得到了修缮和新建,作为道 路配套项目的道路照明灯以每年近20%递增的速度快速增长。可是每当我们晚间徜徉街头,还是会发现路灯在亮灯时间上不准确,不统一,对路 灯亮灯时间不准确的现象做了一一归纳,大致分成以下四种情况同一路灯杆两边的双灯 一边亮一边不亮;同一路灯线路一段亮,一段不亮;路灯到点不准时亮;路灯晚上不亮白天壳。我们对亮灯时间进行了分析,发现马路各侧亮灯时间不统一,部分时钟严重走时 不准的路灯控制设备延时可达1个小时,这将极大影响城市的市容;由于亮灯时间的不统 一可能导致路灯在短时期内的照度不均勻,而这也增加了交通事故的隐患;白天亮灯是最 严重的亮灯不准时现象,不仅极大浪费了电能,导致了相当大的经济损失,也带来很坏的社 会影响。综上所述,路灯的亮灯不准时会带来以下三个缺点影响市容;导致局部区域短 时照度不达标,增加事故隐患;白天亮灯浪费电能,社会反响大。目前有的地方采用了由技术人员至现场用PDA写入设备接入PLC接口,利用技PDA 时间,对PLC内部时间存储单元进行刷新,该方法一季度一次的校验频率难以保证路灯控 制箱时间的准确性,并且现场工旷复杂,会导致系统时间偏移,长时间的停电也会导致时间 产生偏差,校验周期长;另一方面,校验时间以PDA时间为准,难以确保该时间无误,因此参 照时间不准确。该现行的校时方法投资大,效果差,是导致路灯亮灯不准时的原因,而路灯 亮灯不准时又存在如此众多的弊端,是个必须解决的问题。目前有的地区采用KDZ型路灯控制箱,该控制箱的控制单元为SIEMENS的 S7-200PLC,采用PPI协议进行控制传输,主要通过该单元实现每天设定时间的开关,在目 前的体系中,由于该PLC依赖于PLC的时钟,因此PLC时钟的精确程度直接影响到了开关 灯时间的准确度,如何提高开关灯时间的准确性是本发明的申请人致力于研究和解决的问题。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,而提供一种路灯控制箱校时装置及校时 方法,利用GPS卫星定位系统直接接受卫星同步信号。仅在控制箱内安装即可,省去大量设 备投资成本;自动校时,省去人工成本;GPS信号覆盖全球,可完全覆盖整个路灯网络,时间 完全准时同步,大大提高了亮灯时间的准确度。实现上述目的的技术方案是本发明之一的一种路灯控制箱校时装置,设置于路灯控制箱以及GPS卫星之间,其中,它包括依次相连的GPS信号接收器、GPS信号处理芯片以及单片机控制芯片,其中所述的GPS信号接收器接收来自GPS卫星的GPS卫星信号,并将需要的信号传输 给GPS信号处理芯片;所述的GPS信号处理芯片接收来自GPS信号接收器传送来的信号,并将该信号转 换成数字信号;所述的单片机控制芯片读出所述GPS信号处理芯片中的数字信号,并将为整点的 数字信号转换成PPI信号输送给路灯控制箱。上述的路灯控制箱校时装置,其中,所述的GPS信号接收器包括相连的天线和滤 波器,所述的天线接收GPS卫星信号,所述的滤波器将需要的信号之外的频率段除去。上述的路灯控制箱校时装置,其中,所述的GPS信号处理芯片包括相连的射频集 成电路和数字信号处理电路,所述的射频集成电路用于检测和处理GPS射频信号,所述的 数字信号处理电路用于处理中频信号。上述的路灯控制箱校时装置,其中,所述的GPS信号接收器输出的信号为NEMA信号。上述的路灯控制箱校时装置,其中,所述的路灯控制箱校时装置安装于所述的路 灯控制箱内。本发明之二的一种路灯控制箱校时方法,包括需要校时的路灯控制箱,路灯控制 箱内具有PLC存储单元,其中,包括以下步骤首先,接收GPS卫星信号,并且将接收到的信号进行滤波,除去需要的信号之外的 频率;然后,对滤波后的信号进行处理,将信号转换成数字信号;最后,对数字信号即时间信号进行存储,并且判断该数字信号是否为整点,将为整 点的信号转换为PPI信号,然后写入路灯控制器的PLC存储单元中,对非整点的信号暂停N 秒后再次进行判断,所述的N为自然数。本发明的有益效果是本发明的路灯控制箱校时装置及校时方法通过采用GPS卫 星信号来对路灯控制箱进行校时,提高亮灯时间的精确度,GPS网络通信具有以下优点1.省去了服务器,节约了服务器端的硬件及软件的投资;2.信息传输方式得到简化,即变双向信息传输为单向信息传输,简化了传输方式、 统一信号不间断传送避免了传统C-S结构因信道嘈音导致信息交互失败的可能性、不会因 服务器端的故障导致整个系统崩溃;3. GPS全球定位系统相比单一封闭式系统具有可靠性高、时间准确的特点。本发明通过采用GPS卫星信号,具有以下优点结构简单,尺寸小巧,便于安装;一 次安装,长期使用,免于维护;由于路灯控制箱采用的是精准的GPS时间,因此校时精确,时 间误差仅为微秒级,每小时校验1次,反复确保控制箱基准时间的精确性。


图1是本发明之一的路灯控制箱校时装置的结构框图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1,图中示出了本发明之一的一种路灯控制箱校时装置,设置于路灯控制 箱5以及GPS卫星1之间,安装于路灯控制箱5内,它包括依次相连的GPS信号接收器2、 GPS信号处理芯片3以及单片机控制芯片4,其中GPS信号接收器2接收来自GPS卫星1的GPS卫星信号,并将需要的信号传输给 GPS信号处理芯片3,该GPS信号接收器2包括相连的天线21和滤波器22,天线21接收 GPS卫星信号,滤波器22将需要的信号之外的频率段除去,GPS信号接收器2输出的信号为 NEMA信号;GPS信号处理芯片3接收来自GPS信号接收器2传送来的信号,并将该信号转换 成数字信号,它包括相连的射频集成电路31和数字信号处理电路32,射频集成电路31用 于检测和处理GPS射频信号,数字信号处理电路32用于处理中频信号,GPS信号处理芯片3 中嵌有用于搜索和跟踪GPS卫星信号,并根据这些信号求解用户坐标和速度的标准嵌入式 GPS软件;单片机控制芯片4读出GPS信号处理芯片3中的数字信号,并将为整点的数字信 号转换成PPI信号输送给路灯控制箱5,采用型号为U-Processor 89C52单片机,该单片机 采用增强型8051内核,速度快,多累加器结构,有较强的中断处理能力,价格仅为30元人民 币,采用汇编语言程序设计,它具有底层语言设计、适合底层开发、无须编译器、执行速度非 常快的优点。本实施例中,天线21采用普通GPS天线,其接收频率,接受信号强度的方面均能满 足要求,且价格便宜,GPS信号接收器2采用型号为GPS ANTENNA G-503 ;GPS信号处理芯片 3采用信号为VPW513S模块,该芯片采用第三代SIRF芯片,且具有以下优势 GPS全球定位系统(Global Positioning System)是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4 颗卫星,所有卫星均会不断发出带有时间、经度、纬度、高度等信息的信号,接收器通过接收 到的四个卫星的不同信号计算所在的时间、经度、纬度、高度等信息。它具有信号强,覆盖全 球、时间精确,全球同步、技术成熟,是目前世界上最流行最通用的定时,定位技术、GPS信号 完全免费,无需后续投资的优点。工作原理GPS信号被接受后,由VPW513S芯片将NEMA信号转成数字信号送入 u-Processor 89C52单片机,由软件将数字信号读出,若为整点,则将时间信号转为PPI信 号,写入路灯控制箱的PLC存储单元,即每日自动校时24次。本发明的装置安装时,通过RS232接口进行安装,整套设备的安装从到达现场到 完工撤离,仅需15分钟,方便简单,安装牢固。综上所述,本发明具有如下效果1、亮灯时间准确,提升了城市美观度,提高了企业形象。同时也降低了路灯照度不 均勻的可能性,减少了交通事故发生的概率。2、有效解决了白天亮灯的问题,响应了国家节能减排的号召,每年至少可以节约 白天亮灯浪费的电费约1万元。3、校时成本大大降低,与传统的相比,成本下降75. 7%。本发明之二的一种路灯控制箱校时方法,包括需要校时的路灯控制箱,路灯控制 箱内具有PLC存储单元,包括以下步骤首先,接收GPS卫星信号,并且将接收到的信号进行滤波,除去需要的信号之外的 频率;然后,对滤波后的信号进行处理,将信号转换成数字信号;最后,对数字信号即时间信号进行存储,并且判断该数字信号是否为整点,将为整 点的信号转换为PPI信号,然后写入路灯控制器的PLC存储单元中,对非整点的信号暂停N 秒后再次进行判断,所述的N为自然数。以上结合实施例对本发明进行了详细说明,本领域中普通技术人员可根据上述说 明对本发明做出种种变化例。因而,实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定,本发明 将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
权利要求
一种路灯控制箱校时装置,设置于路灯控制箱以及GPS卫星之间,其特征在于,它包括依次相连的GPS信号接收器、GPS信号处理芯片以及单片机控制芯片,其中所述的GPS信号接收器接收来自GPS卫星的GPS卫星信号,并将需要的信号传输给GPS信号处理芯片;所述的GPS信号处理芯片接收来自GPS信号接收器传送来的信号,并将该信号转换成数字信号;所述的单片机控制芯片读出所述GPS信号处理芯片中的数字信号,并将为整点的数字信号转换成PPI信号输送给路灯控制箱。
2.根据权利要求1所述的路灯控制箱校时装置,其特征在于,所述的GPS信号接收器包 括相连的天线和滤波器,所述的天线接收GPS卫星信号,所述的滤波器将需要的信号之外 的频率段除去。
3.根据权利要求1所述的路灯控制箱校时装置,其特征在于,所述的GPS信号处理芯片 包括相连的射频集成电路和数字信号处理电路,所述的射频集成电路用于检测和处理GPS 射频信号,所述的数字信号处理电路用于处理中频信号。
4.根据权利要求1所述的路灯控制箱校时装置,其特征在于,所述的GPS信号接收器输 出的信号为NEMA信号。
5.根据权利要求1所述的路灯控制箱校时装置,其特征在于,所述的路灯控制箱校时 装置安装于所述的路灯控制箱内。
6.一种路灯控制箱校时方法,包括需要校时的路灯控制箱,路灯控制箱内具有PLC存 储单元,其特征在于,包括以下步骤首先,接收GPS卫星信号,并且将接收到的信号进行滤波,除去需要的信号之外的频率;然后,对滤波后的信号进行处理,将信号转换成数字信号;最后,对数字信号即时间信号进行存储,并且判断该数字信号是否为整点,将为整点的 信号转换为PPI信号,然后写入路灯控制器的PLC存储单元中,对非整点的信号暂停N秒后 再次进行判断,所述的N为自然数。
全文摘要
本发明公开了一种路灯控制箱校时装置及校时方法,装置包括依次相连的GPS信号接收器、GPS信号处理芯片以及单片机控制芯片;方法包括接收GPS卫星信号,并且将接收到的信号进行滤波、对滤波后的信号进行处理,将信号转换成数字信号、对数字信号进行存储,并且判断该数字信号是否为整点,将为整点的信号转换为PPI信号写入路灯控制器的PLC存储单元中,对非整点的信号暂停N秒后再次进行判断。本发明利用GPS卫星定位系统直接接受卫星同步信号。仅在控制箱内安装即可,省去大量设备投资成本;自动校时,省去人工成本;GPS信号覆盖全球,可完全覆盖整个路灯网络,时间完全准时同步,大大提高了亮灯时间的准确度。
文档编号G01S5/02GK101932161SQ20091005366
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者任春萌, 沈超, 王辉, 胡龙生, 鲍长庚 申请人:上海博繁企业发展有限公司;上海市电力公司
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