链状通信式新型智慧路灯的制作方法

本发明属于照明行业技术领域，具体地说，尤其涉及一种链状通信式新型智慧路灯。

背景技术：

近年来，路灯控制由传统的通电开关控制方式，逐渐演变成使用通信系统进行智能控制的方式。通过使用智能控制，可以有效地降低路灯的功耗，及时发现系统故障，实现快速维护。目前我国的智慧路灯照明控制系统，主要有两种控制方式：一种是电力线载波通信(PLC)方式；另一种是ZigBee无线通信方式。电力线载波通信是使用电力线作为载波信号的传输媒介，具有节省通信线路的优点。但是，在低压电压载波通信中，电力载波控制易受电力线强磁场干扰，导致信号衰减强、实时响应慢。再者，电力线载波通信对于无电力线的新能源路灯，如太阳能路灯、风能路灯等无法执行监控。ZigBee是一种兴形的无线短距离通信技术，具有自配置、自愈合、抗干扰的优点，同时具有很强的系统可靠性和网络健壮性。然而，由于路灯照明应用规模大的特性，使ZigBee通信方式容易导致网络开销大，出现网络堵塞。

从实际应用环境上讲，路灯处于一个大规模带状区域，一般的网络拓扑结构难以胜任，应当使用一种符合该特征的拓扑结构进行通信，长链状无线传感网络最为适合。

目前，国内外对于带状网络协议的研究比较多，主要是采用聚簇的路由协议方式，研究带状网络的能耗问题。但是，在路灯照明控制系统中，一般节点的数量比较多，同时各路节点中的基本信息量也比较大，所以聚簇路由协议中关于数据融合的方法，在路灯照明控制系统中已起不到明显的作用。同时，相对于路灯灯泡的功率，无线模块的能耗也已不是主要问题，而整个网络的可靠性、实时性和健壮性成了目前路灯照明控制系统的主要研究内容。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种链状通信式新型智慧路灯。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种链状通信式新型智慧路灯，包括监控中心、集中控制器以及无线路灯节点控制器，所述监控中心通过GPRS网络与集中控制器进行通信，所述集中控制器经长链状无线传感网络与所述无线路灯节点控制器通信连接。

优选地，所述无线路灯节点控制器包括自检测量模块、电源模块、开关模块、功率调节模块、保护模块以及IM无线模块，所述自检测量模块分别与所述IM无线模块、路灯灯具双向电信号相连，所述保护模块、电源模块均单向与所述IM无线模块电信号相连，所述IM无线模块将处理后的信号传输至所述开关模块和所述功率调节模块，所述开关模块、功率调节模块均与所述路灯灯具电信号相连。

优选地，所述电源模块由路灯电源提供电能。

优选地，所述IM无线模块的型号为STM32F103。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明是基于长链状传感网的智慧路灯系统，采用了自适应可变路由半径动态路由方式，解决了室外环境对无线传感网络的通信干扰，具有高稳定性、高可靠性、强健壮性及快速响应性；本发明功能全面，不仅具备对路灯进行开关控制、路灯基本信息的采集等基本功能，同时还必须具备路灯故障检测、亮度调节、用电查询等功能。

附图说明

图1是本发明路灯控制系统架构图；

图2是本发明无线路灯节点控制器的体系结构图。

图中：1.监控中心；2.集中控制器；3.无线路灯节点控制器；4.自检测量模块；5.电源模块；6.开关模块；7.功率调节模块；8.保护模块；9.IM无线模块；10.路灯灯具；11.路灯电源。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

一种链状通信式新型智慧路灯，包括监控中心1、集中控制器2以及无线路灯节点控制器3，所述监控中心1通过GPRS网络4与集中控制器2进行通信，所述集中控制器2经长链状无线传感网络与所述无线路灯节点控制器3通信连接。

优选地，所述无线路灯节点控制器3包括自检测量模块4、电源模块5、开关模块6、功率调节模块7、保护模块8以及IM无线模块9，所述自检测量模块4分别与所述IM无线模块9、路灯灯具10双向电信号相连，所述保护模块8、电源模块5均单向与所述IM无线模块9电信号相连，所述IM无线模块9将处理后的信号传输至所述开关模块6和所述功率调节模块7，所述开关模块6、功率调节模块7均与所述路灯灯具10电信号相连。

优选地，所述电源模块5由路灯电源11提供电能。

优选地，所述IM无线模块9的型号为STM32F103。

本发明包括监控中心1、集中控制器2以及无线路灯节点控制器3，监控中心1通过GPRS网络与集中控制器2进行通信，集中控制器2经长链状无线传感网络与无线路灯节点控制器3通信连接；无线路灯节点控制器3包括自检测量模块4、电源模块5、开关模块6、功率调节模块7、保护模块8以及IM无线模块9，自检测量模块4分别与IM无线模块9、路灯灯具10双向电信号相连，保护模块8、电源模块5均单向与IM无线模块9电信号相连，IM无线模块9将处理后的信号传输至开关模块6和功率调节模块7，开关模块6、功率调节模块7均与路灯灯具10电信号相连；电源模块5由路灯电源11提供电能。

无线路灯节点控制器3作为无线传感网的一个单元，多个无线路灯节点控制3与集中控制器3相互协调工作，构成长链状无线传感网。集中控制器2主要是实现无线传感网与GPRS间数据交换，而无线路灯节点控制器3不仅要控制路灯，还要处理整个无线传感网的协调问题。因此，无线路灯节点控制器3的设计是本发明的一个关键。

本发明的无线路灯节点控制器3主要由自检测量模块4、电源模块5、开关模块6、功能调节模块7、保护模块8、IM无线模块9组成。无线路灯节点控制器3的体系结构如说明书附图图2所示。

自检测量模块4主要用于采集路灯节点自身的电参数，以判断节点是否处于正常状态。开关模块6是通过控制继电器的开关以实现路灯的亮与灭。功率调节模块7能根据为控制器给出的控制信号调节路灯的亮度，主要用于LED路灯上调节。电源模块5是将路灯上的电压转换成无线路灯节点控制器3所需直流电压，供控制器正常工作。保护模块8能在过压过流时保护路灯节点控制器，尤其是雷击浪涌保护。IM无线模块9不仅为整个节点控制器提供通信功能，同时还作为整个无线路灯节点控制器3的中央处理器，实现路灯节点控制器全部外围电路的控制。本发明是基于长链状传感网的智慧路灯系统，采用了自适应可变路由半径动态路由方式，解决了室外环境对无线传感网络的通信干扰，具有高稳定性、高可靠性、强健壮性及快速响应性；本发明功能全面，主要是对路灯进行合理的开关控制，及路灯基本信息的采集，同时还必须具备路灯故障检测、亮度调节、用电查询等功能。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。