一种智能路灯的制作方法

本实用新型涉及一种智能路灯，属于智能路灯领域。

背景技术：

社会经济的可持续发展越来越受到能源的制约,同时也是国家经济稳步发展和社会安定和谐的根本因素。当前,能源面临着世界性的危机,中国的能源形势尤为严峻,实现国家层面上的节能目标,需要实施一系列的举措。照明节能是最行之有效的途径之一。

我国大力倡导建设资源节约型社会,加大节能环保力度和合理研究开发新能源并重，保障化会和经济的可持续健康发展。曾在2004年,国家住房和城乡建设部与发展和改革委员会就联合颁布了《关于加强城市照明管理,促进节约用电工作的意见》的文件。文件的形式规定"在城市道路照明系统中,要实现道路100％安装路灯,大型城市至少要达到97％的亮灯率,中小型城市也要满足最低95％的亮灯率；要不断改善和提富能源的使用效率,大力倡导节能减排理念,推广优质先进技术；引领城市照明系统朝着“节能、环保、高效、健康”的方向发展。随着城市化进程的不断推进,道路照明建设在城市化建设中占据着不容小觑的地位。

城市智能照明系统随着计算机应用技术和无线通信技术的快速发展在不断的完善，为了保证我国经济和化会健康发展,国家大力推广新能源技术,倡导节能环保理念,太阳能LED路灯应运而生。然而,传统的城市照明系统无法适应对太阳能LED路灯的管理。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种智能路灯，能实现对路灯全方面的监控管理,提高城市照明的管理水平,减少能源浪费，节能环保同时节约了人力维修成本，实现了路灯的智能化。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

本实用新型的一种智能路灯，其包括信息管理中心、通信模块和LED智能路灯，所述通信模块上设置有网络协调器，所述信息管理中心和网络协调器之间通过GPRS通信，所述LED智能路灯上设置有路灯终端控制器，所述网络协调器与路灯终端控制器组成Zigbee无线传感网络,Zigbee无线传感网络设置有网络协调器节点、路由控制节点和路灯终端控制节点三种节点，网络协调器节点作为核心节点,路由控制节点负责整个网络的寻址和路由转发，路灯终端控制节点负责对路灯进行控制和状态数据收集，网络协调器上设置有ZigBee协调器和GPRS数传终端，路灯终端控制器包括ZigBee路灯控制器和ZigBee路灯路由器，所述ZigBee路灯控制器包括处理器模块、电压电流测量模块、路灯功率调节模块和掉电检测模块所，述处理器模块内设置有JN5139无线射频单控制芯片，所述信息管理中心由信息管理平台和GPRS数据传输模块构成。

所述网络协调器内设置有MC35I模块，该模块可以在900MHz和1800MHz两个频段正常工作,所需电压为3.3-5.5V，功耗是1W-2W，其包括天线连接器、SRAM闪存、GSM射频模块、GSM基带模块、电源模块以及引脚40的ZIF连接器。

所述网络协调器包括主控制器模块、射频通信模块、GPRS模块、电源模块、电参数测量模块、报警处理模块，主控制器模块型号为LPC2138,该处理器是基于ARM7架构的,内含32位的ARM7TDMI-S内核，该处理器具有32KB的RAM、128KB的FLASH、2个16C550工业标准UART、2个高速I2C接口、9个边沿或电平触发的外部中断引脚、2个32位定时器/计数器和看口狗。

所述JN5139无线射频单控制芯片使用电压为3.3V，通过电源模块进行电压转换。

所述电压电流测量模块内设置有微型电压互感器和微型电流互感器,微型电压互感器变比为1:1，微型电流互感器变比为1000:1。

所述掉电检测模块连接在JN5139无线射频单控制芯片的外部中断端口上,掉电后掉电检测模块将信号发送给JN5139无线射频单控制芯片上，JN5139无线射频单控制芯片进入报警程序，向信息管理中心发送警报信息。

所述网络协调器使用ATT7022A作为电参数测量芯片。

所述LED智能路灯内设置有LED灯，LED灯采用恒流驱动。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型利用GPRS远程通信、ZigBee无线传感网络、LED节能灯技术优势,设计了一个基于无线通信的智能路灯控制系统，其中ZigBee无线传感网络采集环境数据,并向区域控制节点上传这些数据,信息管理中心和网络协调器之间通过GPRS通信,提交数据并接受控制命令，从而实现对路灯全方面的监控管理,提高城市照明的管理水平,减少能源浪费。

2、ZigBee路灯控制器包括处理器模块、电压电流测量模块、路灯功率调节模块和掉电检测模块，掉电检测模块可对路灯进行实时的检测,实现自动的故障检测并自动报修,信息管理中心可很便捷的对维修人员进行调度,最大可能的减少路灯的损坏时间,将不良影响降到最低；通过智能化的控制路灯，较少能耗，节能环保，信息管理中心也可以对整个区域的路灯进行实时的监测，避免人工巡视的麻烦，节约了大量的人力成本，提高了管理的科学性和便捷性。

3、两层网络，第一层是基于GPRS通讯技术的星型网络,将远程的网络协调器和信息管理中心连接起来,建立通信,信息管理中心与多个网络协调器建立GPRS的连接,从而获得网络协调器的数据和发送指令给这些网络协调器,整个网络中,信息管理中心做为核心，第二层网络是单个网络协调器和多个路灯终端控制器共同组建的Zigbee无线传感网络,该网络是网状结构,所述信息管理中心和网络协调器之间通过GPRS通信，所述LED智能路灯上设置有路灯终端控制器，所述网络协调器与路灯终端控制器组成Zigbee无线传感网络,Zigbee无线传感网络设置有网络协调器节点、路由控制节点和路灯终端控制节点三种节点，网络协调器节点作为核心节点,路由控制节点负责整个网络的寻址和路由转发，路灯终端控制节点负责对路灯进行控制和状态数据收集。通过分级管理，管理效率更加高效。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型的框式图。

图2为本实用新型ZigBee路灯控制器结构图。

图3为本实用新型路灯功率调节模块电路图。

图4为本实用新型路灯功率调节模块继电器开关电路图。

图5为本实用新型MC35I模块结构图。

图6为本实用新型网络协调器结构图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明，如图1、2所示：本实施例的一种智能路灯，其包括信息管理中心1、通信模块2和LED智能路灯3，所述通信模块2上设置有网络协调器4，所述信息管理中心1和网络协调器4之间通过GPRS通信，所述LED智能路灯3上设置有路灯终端控制器5，所述网络协调器4与路灯终端控制器5组成Zigbee无线传感网络,Zigbee无线传感网络设置有网络协调器节点、路由控制节点和路灯终端控制节点三种节点，网络协调器节点作为核心节点,路由控制节点负责整个网络的寻址和路由转发，路灯终端控制节点负责对路灯进行控制和状态数据收集，网络协调器4上设置有ZigBee协调器6和GPRS数传终端7，路灯终端控制器5包括ZigBee路灯控制器8和ZigBee路灯路由器9，所述ZigBee路灯控制器8包括处理器模块10、电压电流测量模块11、路灯功率调节模块12和掉电检测模块13所述处理器模块10内设置有JN5139无线射频单控制芯片14，所述信息管理中心1由信息管理平台15和GPRS数据传输模块16构成。

所述网络协调器4内设置有MC35I模块，该模块可以在900MHz和1800MHz两个频段正常工作,所需电压为3.3-5.5V，功耗是1W-2W，其包括天线连接器、SRAM闪存、GSM射频模块、GSM基带模块、电源模块以及引脚40的ZIF连接器。

所述网络协调器4包括主控制器模块、射频通信模块、GPRS模块、电源模块、电参数测量模块、报警处理模块，主控制器模块型号为LPC2138,该处理器是基于ARM7架构的,内含32位的ARM7TDMI-S内核，该处理器具有32KB的RAM、128KB的FLASH、2个16C550工业标准UART、2个高速I2C接口、9个边沿或电平触发的外部中断引脚、2个32位定时器/计数器和看口狗。

所述JN5139无线射频单控制芯片14使用电压为3.3V，通过电源模块进行电压转换。

所述电压电流测量模块11内设置有微型电压互感器和微型电流互感器,微型电压互感器变比为1:1，微型电流互感器变比为1000:1。

所述掉电检测模块13连接在JN5139无线射频单控制芯片14的外部中断端口上,掉电后掉电检测模块13将信号发送给JN5139无线射频单控制芯片14上，JN5139无线射频单控制芯片14进入报警程序，向信息管理中心1发送警报信息。

所述网络协调器4使用ATT7022A作为电参数测量芯片。

所述LED智能路灯3内设置有LED灯，LED灯采用恒流驱动。

ZigBee是目前智能物联网中使用比较多的一项技术,该技术采用的IEEE802.15.4网络协议,可实现近距离的范围内较低的功耗进行低速的数据传输任务,且具有延时短,安全性高,可扩展性好的特点。为路灯控制系统中的路灯节点间的通信提供了一种可靠的解决方案。

如图3所示路灯功率调节模块12，当开关选择不同的状态时,接入电路的电感不同,例如,若是开关K2接LS时,没有档杆接入,所以此时电路的功率是最大的,而当关K2不接LS,开关K3接LF,电感最大,此时路好的功率最低,也最节能。开关的通断必须通过控制器控制,所以选择继电器来实现这个功能,电路设计如图4所示，图4中的K2_GP89_0N等均为CC2430,输出信号经达林顿阵列MC1413信号驱动得到控制信号。在进行功率切换时为了避免路灯断电的情况发生,应该先将路灯变换到最大功率的情况下,再把相应的开关合上,最后断开最大功率的那个开关即可全程保持路灯不灭。

MC35i模块的构成如图5所示,主要包括:天线连接器、SRAM闪存、GSM射频模块、GSM基带模块、电源模块W及引脚40的ZIF连接器。其中GSM基带处理器是MC35i模块的关键组成,主要负责对接收的信号数据进行解码处理,而且还可向蜂窝射频设备一样支持模拟和数字的信号,无须添加其他的设备电路就能够进行FR,HR和EFR语音信道编码。而GSM射频模块主要是对信号进行调制解调,对接收到的外部信号和基带处理器的信号进行转换。电源模块为整个模块的设备供电,内部会使用线性电压调节器进行稳压处理。天线模块是提供了接口给用户以便扩展应用。SRAM闪存的功能是保持用户的电话本及一些设置信息。网络协调器4上通信模块主要有两个部分,一是GPRS通信模块,二是Zigbe通信模块,Zigbee模块和路灯控制器上使用的基本一致,不过网络协调器的Zigbee模块是作为Zigbee网络中的中心节点,可和整个网络的任何一个路灯控制器节点进行交流,它主要作用是管理Zigbee网络、获取与其相连的各个路灯的状态信息,并上传主控器模块,再由主控制器模块通过GPRS传输给信息管理中心(1),同时还可接受主控制器模块下发的控制指令然后再转发给路灯终端控制器5，这里还是使用的JN5139无线射频单控制芯片14的解决方案,通过串口UART与主控器模块进行通信。

如图6所示，所述网络协调器4包括主控制器模块、射频通信模块、GPRS模块、电源模块、电参数测量模块、报警处理模块，主控制器模块型号为LPC2138,该处理器是基于ARM7架构的,内含32位的ARM7TDMI-S内核，该处理器具有32KB的RAM、128KB的FLASH、2个16C550工业标准UART、2个高速I2C接口、9个边沿或电平触发的外部中断引脚、2个32位定时器/计数器和看口狗。

网络协调器4使用ATT7022A作为电参数测量芯片。它是一个专用于电能监测的芯片,具有精度高、功能全的特点,尤其针对三相三线制或三相四制的电能线。它其中自带有参考电压电路、六路二阶ADC、及针对各种电能参数的测量电路及针对这些参数的处理电路,这些参数包括能量、有效值、功率、功率因数及频率等等。

ATT7022A通过SPI接口和微型主控制相互通信的。引脚V1P、V1N是用来测量电流的端口,V2P、V2N是用来测量电压的端口。REFOUT是用于外部信号的直流偏置端口,是基准电里输出引脚。主控制器通过SN接曰就能够接收到电能的各个参数值。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。