一种基于GPRS的网络路灯照明系统的制作方法

本发明涉及一种路灯控制系统，更具体的说是涉及一种基于GPRS的网络路灯照明系统。

背景技术：

路灯在汽车在道路上夜间行驶占有十分重要的地位，在夜间的时候可以有效的照亮道路，避免汽车在夜间行驶的时候没有观察到道路上障碍物或人导致的出车祸的问题，因而几乎所有城市道路上都会设置大量的路灯，以保证车辆的安全驾驶。

随着城市的发展，相应的道路就会越来越多，自然对应的路灯的数量就会越来越多，就需要对大量的路灯的打开控制就显得尤为重要，现有的采用的对路灯进行打开控制方式主要是通过导线直接将控制中心和路灯内的路灯控制器连接起来，利用控制中心直接通过导线直接发送信号给路灯控制器的方式来实现控制，但是这种控制方式前期需要大量布线作为铺垫，以保证将路灯控制器与控制中心能够进行有效的连接，这种方式由于大量布线的存在，就会导致整个路灯的整体成本成倍上升，同时在路灯控制器与远程控制中距离较远的时候，就需要使用到大量的线进行连接，一方面施工麻烦，另一方面还需要大量的电线成本。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可以将降低路灯控制成本的基于GPRS的网络路灯照明系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于GPRS的网络路灯照明系统，包括：

通信网关，耦接于外部路灯控制器，用于与路灯控制器通信，接收路灯控制器输出的路灯状态信号，发送控制指令到路灯控制器器；

GPRS通信模块，耦接于通信网关，用于接收通信网关输出的路灯状态信号，将该路灯状态信号转换成GPRS通信后发出；

远程控制中心，耦接于GPRS通信模块，用于接收GPRS通信模块发出的转换后的路灯状态信号，并将这个信号进行解析后显示，并发出控制指令到GPRS通信模块，通过GPRS通信模块输入到通信网关内；

其中，GPRS通信模块包括上通信模块和下通信模块，所述上通信模块设置于远程控制中心处，与远程控制中心相互通信，所述下通信模块设置于通信网关处，与通信网关相互通信。

作为本发明的进一步改进，所述的上通信模块和下通信模块均包括：

CPU单片机，该CPU单片机具有I/O接口、晶振接口和复位接口，所述I/O接口与路灯控制器或远程控制中心通信连接，所述晶振接口耦接有晶体振荡器，所述复位接口耦接有复位电路，用于接收路灯控制器输出的路灯状态信号和用于向路灯控制器；

移动通讯模块，耦接于CPU单片机，还耦接有天线，用于接收CPU单片机输出的路灯状态信号，并将该信号转换成GPRS信号后通过天线输出，或是用于通过天线接收远程控制中心输出控制指令，并将控制指令转换成GPRS信号后输出；

其中，上通信模块的CPU单片机的I/O接口与远程控制中心连接，下通信模块的CPU单片机的I/O接口与路灯控制器连接。

作为本发明的进一步改进，所述移动通讯模块包括：

通信芯片，该通信芯片具有用于输出芯片状态信号的状态指示引脚、用于与SIM卡通信的通讯引脚、用于与天线耦接的天线引脚和多个I/O引脚，所述多个I/O接口与CPU单片机的I/O接口相互连接，用于接收CPU单片机输出的信号和向CPU单片机输出指令信号。

作为本发明的进一步改进，所述天线包括主天线和辅助天线，所述主天线与移动通讯模块耦接，所述主天线与辅助天线相互耦接并相互交错呈十字形，所述主天线呈中空圆锥状结构，所述辅助天线呈中空圆柱状结构，所述辅助天线内滑移连接有滑块，所述主天线内设有电机，所述电机耦接有开关电路后与移动通讯模块耦接，所述开关电路内设有阈值电压，当移动通讯模块输出到开关电路内信号电压大于阈值的时候，开关电路驱动电机旋转，所述滑块的一侧铰接有连杆，所述连杆包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与第二连杆的一端铰接，另一端与滑块铰接，所述第二连杆相对于第一连杆的另一端与辅助天线耦接，所述辅助天线的内壁上固定连接有挡块，所述滑块的侧面设有阻挡块，所述阻挡块与挡块之间耦接有弹簧，所述滑块通过线与电机的转轴连接，当电机旋转时，滑块被拉向电机，弹簧被压缩，连杆被弯折，第一连杆与第二连杆的铰接点背向辅助天线突出。

作为本发明的进一步改进，所述开关电路包括：

比较器T，该比较器T的同相输入端与移动通讯模块耦接，反相输入端输入一基准电压作为阈值电压，当比较器T的同相输入端输入电压值大于基准电压时，比较器T的输出端输出信号；

开关管K，该开关管K具有第一端、第二端和控制端，所述控制端耦接于比较器T的输出端，第一端耦接于电源，第二端与电机耦接。

作为本发明的进一步改进，所述GPRS通信模块内的通信方法如下：

步骤一，启动GPRS通信模块，并将系统初始化；

步骤二，建立握手通讯指令模式，设置工作状态，配置模块进入GPRS数据在线模式，等待接收远程控制中心输出指令；

步骤三，接收远程控制中心输出指令，根据指令确定SIM卡号、获取遥测数据包或是心跳包、确定IP地址，并依据上述确定的SIM卡号和IP地址以及获取的遥测数据包或是心跳包建立基站与控制中心、网关与基站之间的GPRS数据传输通道；

步骤四，通信网关与远程控制中心传输信号后结束。

作为本发明的进一步改进，所述步骤三中的确定SIM卡号步骤如下：

步骤三一，判断是否接收到远程控制中心需要获取SIM卡号指令，未接收到获取SIM卡号指令，则使用远程控制中心原有的SIM卡号，完成SIM卡号确定，若接收到则进行下一步骤；

步骤三二，根据GPRS提供的手机号码往固定手机拨打电话；

步骤三三，手机接到电话后，回复确认收到信息；

步骤三四，读取信息，把GPRS的SIM卡号合固定手机号传送至控制中心进行更新，将更新后的SIM卡号进行确定，完成SIM卡号确定。

作为本发明的进一步改进，所述步骤三中的获取遥测数据或心跳包的步骤如下：

步骤三五，判断是否接收到远程控制中心输出的遥测数据发送指令，若有接收到，则发送遥测数据，若未接收到则发送心跳包，完成遥测数据或心跳包的获取。

作为本发明的进一步改进，所述步骤三中的确定IP地址步骤如下：

步骤三六，判断是否接收到远程控制中心输出的改变TCP/IP地址端口指令，若未接收到，则保持原有的IP地址，完成IP地址确定，若有接收到，这继续下一步骤；

步骤三七，配置新的TCP/IP通讯地址，并判断新的TCP/IP通讯状态是否正常，若正常，则删除被无效的TCP/IP地址参数，选用修改后的IP地址，完成IP地址的确定，若不正常，则重新配置IP地址，并且重新判断，循环三次若还不正常，则返回不成功标志，并选用原有的IP地址完成IP地址的确定。

作为本发明的进一步改进，所述步骤中GPRS通信方法还包括软件关闭GPRS通信模块步骤，具体包括如下：

步骤五，判断是否接收到远程控制中心输出的软件关闭GPRS通信模块指令，若接收到，则返回步骤一，若未接收到，则等待GPRS通信模块启动完成，然后执行软件关闭GPRS通信模块指令，返回步骤一。

本发明的有益效果，通过通信网关的设置，就可以有效的与路灯控制器进行通信，接收路灯控制器输出的路灯状态信号和向路灯控制器发送控制指令，实现路灯控制器控制路灯，而通过GPRS通信模块和远程控制中心的设置，就可以有效的利用GPRS通信模块将通信网关输出的路灯状态信号转换成GPRS通信信号，将远程控制中心输出的控制指令转换成GPRS信号，然后利用GPRS信号进行远程控制中心与路灯控制器之间的通信了，且通过上通信模块和下通信模块的设置，便可以实现一个配套设置GPRS通信到远程控制中心和通讯网关的效果了，能够实现更好的一个信号转换传输了。

附图说明

图1为本发明的基于GPRS的网络路灯照明系统的模块框图；

图2为图1中GPRS通信模块的结构框图；

图3为图2中移动通讯模块的电路图；

图4为图2中天线的整体结构图；

图5为开关电路的电路图；

图6为利用GPRS通信模块进行GPRS的通讯方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。

参照图1至6所示，本实施例的一种基于GPRS的网络路灯照明系统，包括：

通信网关1，耦接于外部路灯控制器，用于与路灯控制器通信，接收路灯控制器输出的路灯状态信号，发送控制指令到路灯控制器；

GPRS通信模块2，耦接于通信网关1，用于接收通信网关1输出的路灯状态信号，将该路灯状态信号转换成GPRS通信后发出；

远程控制中心3，耦接于GPRS通信模块2，用于接收GPRS通信模块2发出的转换后的路灯状态信号，并将这个信号进行解析后显示，并发出控制指令到GPRS通信模块2，通过GPRS通信模块2输入到通信网关1内；

其中，GPRS通信模块2包括上通信模块和下通信模块，所述上通信模块设置于远程控制中心3处，与远程控制中心3相互通信，所述下通信模块设置于通信网关1处，与通信网关1相互通信，在使用本实施例的路灯照明系统的过程中，首先通过通信网关1接收路灯控制器输出的路灯状态信号，然后再将这个信号输入到GPRS通信模块2内，通过GPRS通信模块2就可以将这个信号转换成GPRS信号，如此便是下通信模块传输出路灯状态信号的GPRS信号到上通信模块内，然后上通信模块接收到这个信号以后将其还原成路灯状态信号后输入到远程控制中心3内，远程控制中心3便可以接收到路灯的状态反馈了，而远程控制中3发出控制指令也是同样的道理，先将指令发送到上通信模块，上通信模块将指令转换成GPRS通信信号，然后用下通信模块接收到这个GPRS通信信号，并转换成指令信号到通信网关1内，之后通过通信网关1将指令发送到路灯控制器内，这样便可以有效的完成一个对路灯的控制指令的传输，可以看出，上述的信号传输步骤都是通过转换成GPRS通信信号来实现的，如此便可以直接使用外部的移动服务器，这样一来不用大量布线降低成本，还可以避免设置专用服务器导致成本上升的问题，同时通过通信网关1的设置，可以实现一个网关对应多个路灯控制器的效果，实现一种集中化管理，如此也降低了路灯控制器与远程控制中心3之间的通信成本和难度。

作为改进的一种具体实施方式，所述的上通信模块和下通信模块均包括：

CPU单片机21，该CPU单片机21具有I/O接口、晶振接口和复位接口，所述I/O接口与路灯控制器或远程控制中心通信连接，所述晶振接口耦接有晶体振荡器，所述复位接口耦接有复位电路，用于接收路灯控制器输出的路灯状态信号和用于向路灯控制器；

移动通讯模块22，耦接于CPU单片机21，还耦接有天线221，用于接收CPU单片机21输出的路灯状态信号，并将该信号转换成GPRS信号后通过天线221输出，或是用于通过天线221接收远程控制中心3输出控制指令，并将控制指令转换成GPRS信号后输出；

其中，上通信模块的CPU单片机21的I/O接口与远程控制中心3连接，下通信模块的CPU单片机21的I/O接口与路灯控制器连接，通过CPU单片机21的设置，便可以与路灯控制器或是远程控制中心3有效的进行通信，然后通过移动通讯模块22的设置，便可以将通信的内容转换成GPRS信号通过天线221发出去了，十分的方便快捷，且结构简单，容易实现。

作为改进的一种具体实施方式，所述移动通讯模块22包括：

通信芯片222，该通信芯片222具有用于输出芯片状态信号的状态指示引脚、用于与SIM卡通信的通讯引脚、用于与天线221耦接的天线引脚和多个I/O引脚，所述多个I/O接口与CPU单片机21的I/O接口相互连接，用于接收CPU单片机21输出的信号和向CPU单片机21输出指令信号，通过通信芯片222的状态指示引脚、通讯引脚、天线引脚和I/O引脚，可以实现不同的通讯内容采用不同引脚来实现的方式，一方面可以方便对通讯芯片222的内部编程，另一方面也可以避免同一个引脚输入多种信号导致信号分辨不清使得通信芯片222产生误动作的问题，例如图3所示，本实施例选用17-20号引脚与SIM卡进行通信，利用15-16号引脚与CPU单片机21进行通信，48-50号引脚与天线进行通信。

作为改进的一种具体实施方式，所述天线221包括主天线2211和辅助天线2212，所述主天线2211与移动通讯模块22耦接，所述主天线2211与辅助天线2212相互耦接并相互交错呈十字形，所述主天线2211呈中空圆锥状结构，所述辅助天线2212呈中空圆柱状结构，所述辅助天线2212内滑移连接有滑块2213，所述主天线2211内设有电机2214，所述电机2214耦接有开关电路2215后与移动通讯模块22耦接，所述开关电路2215内设有阈值电压，当移动通讯模块22输出到开关电路2215内信号电压大于阈值的时候，开关电路2215驱动电机2214旋转，所述滑块2213的一侧铰接有连杆22131，所述连杆22131包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与第二连杆的一端铰接，另一端与滑块2213铰接，所述第二连杆相对于第一连杆的另一端与辅助天线2212耦接，所述辅助天线2212的内壁上固定连接有挡块22121，所述滑块2213的侧面设有阻挡块22132，所述阻挡块22132与挡块22121之间耦接有弹簧2216，所述滑块2213通过线与电机2214的转轴连接，当电机2214旋转时，滑块2213被拉向电机2214，弹簧2216被压缩，连杆22131被弯折，第一连杆与第二连杆的铰接点背向辅助天线2212突出，天线221的设置，一方面是为了将GPRS通信信号发送出去，另一方面便是对这个信号进行一个范围扩充的作用，并且越强的信号便需要越大的范围，而天线221范围大小是和天线221的发送信号端有直接关联的，因而当发送信号端越多的时候，天线221的范围就越大，因而在这里通过主天线2211和辅助天线2212的设置，就可以利用辅助天线2212将范围进行扩大，并且通过电机2214、开关电路2215和连杆22131的设置，就可以实现当输出信号强度很大，需要大范围的时候，就可以通过开关电路2215控制电机2214旋转，使得第一连杆和第二连杆的铰接点背向辅助天线2212突出，这样就可以有效的构成一个发射端，有效的起到了一个增加天线2212发送范围的效果，同时由于信号强度大，并不会影响接收，而在信号强度比较小，并不需要多大的范围的时候，通过弹簧2216的复位作用，就会使得第一连杆和第二连杆复原，如此便可以将形成的发射端取消掉，这样就不会导致信号强度小而范围大，使得信号强度降低无法很好的接收的问题，这样便可以有效的实现依据信号强度来确定辐射范围的效果，进一步增加了天线221的适用范围，也进一步增加了本发明的照明系统的适用范围。

作为改进的一种具体实施方式，所述开关电路2215包括：

比较器T，该比较器T的同相输入端与移动通讯模块22耦接，反相输入端输入一基准电压作为阈值电压，当比较器T的同相输入端输入电压值大于基准电压时，比较器T的输出端输出信号；

开关管K，该开关管K具有第一端、第二端和控制端，所述控制端耦接于比较器T的输出端，第一端耦接于电源，第二端与电机2214耦接，利用比较器T的设置就可以有效的判断此时的信号强度是大还是小了，而通过开关管K的设置，可以实现在比较器T判断完成以后，驱动电机2214旋转的效果，且整体结构简单，体积小巧，成本低廉。

作为改进的一种具体实施方式，所述GPRS通信模块2内的通信方法如下：

步骤一，启动GPRS通信模块2，并将系统初始化；

步骤二，建立握手通讯指令模式，设置工作状态，配置模块进入GPRS数据在线模式，等待接收远程控制中心输出指令；

步骤三，接收远程控制中心输出指令，根据指令确定SIM卡号、获取遥测数据包或是心跳包、确定IP地址，并依据上述确定的SIM卡号和IP地址以及获取的遥测数据包或是心跳包建立基站与控制中心、网关与基站之间的GPRS数据传输通道；

步骤四，通信网关1与远程控制中心3传输信号后结束，通过上述步骤的设置，便可以有效的实现利用GPRS通信模块2进行无线通信的效果了，同时在建立通信的过程中对IP地址和SIM卡号均进行了确定，因而便在建立的过程中将路灯的身份进行了指定，为之后针对性查找故障路灯起到了一个强有力的支持作用。

作为改进的一种具体实施方式，所述步骤三中的确定SIM卡号步骤如下：

步骤三一，判断是否接收到远程控制中心3需要获取SIM卡号指令，未接收到获取SIM卡号指令，则使用远程控制中心3原有的SIM卡号，完成SIM卡号确定，若接收到则进行下一步骤；

步骤三二，根据GPRS提供的手机号码往固定手机拨打电话；

步骤三三，手机接到电话后，回复确认收到信息；

步骤三四，读取信息，把GPRS的SIM卡号合固定手机号传送至控制中心进行更新，将更新后的SIM卡号进行确定，完成SIM卡号确定，通过上述步骤就可以实现选择新的SIM卡号作为确定的SIM卡号还是保持旧的SIM卡号作为确定的SIM卡号，主要为了避免在对路灯进行了修改之后，当修改后的路灯出现故障的时候，控制中心内还是旧的SIM卡号导致的无法实现针对性查找故障的问题。

作为改进的一种具体实施方式，所述步骤三中的获取遥测数据或心跳包的步骤如下：

步骤三五，判断是否接收到远程控制中心3输出的遥测数据发送指令，若有接收到，则发送遥测数据，若未接收到则发送心跳包，完成遥测数据或心跳包的获取，通过以上步骤采取了遥测数据和心跳包择一的方式，可以实现快速的为建立GPRS数据通道建立基础。

作为改进的一种具体实施方式，所述步骤三中的确定IP地址步骤如下：

步骤三六，判断是否接收到远程控制中心3输出的改变TCP/IP地址端口指令，若未接收到，则保持原有的IP地址，完成IP地址确定，若有接收到，这继续下一步骤；

步骤三七，配置新的TCP/IP通讯地址，并判断新的TCP/IP通讯状态是否正常，若正常，则删除被无效的TCP/IP地址参数，选用修改后的IP地址，完成IP地址的确定，若不正常，则重新配置IP地址，并且重新判断，循环三次若还不正常，则返回不成功标志，并选用原有的IP地址完成IP地址的确定，通过以上步骤的设置可以实现在出现对路灯进行修改以后对新的IP地址进行记录的效果，同时由于IP地址创建的容易失败的特性，可以利用步骤三七可以对失败的IP地址进行有效的排除，能够更好的对IP地址进行更新，同时在新的IP地址难以创建的时候，也可以保证GPRS数据通道的建立。

作为改进的一种具体实施方式，所述步骤中GPRS通信方法还包括软件关闭GPRS通信模块2步骤，具体包括如下：

步骤五，判断是否接收到远程控制中心3输出的软件关闭GPRS通信模块2指令，若接收到，则返回步骤一，若未接收到，则等待GPRS通信模块2启动完成，然后执行软件关闭GPRS通信模块2指令，返回步骤一，通过上述步骤的设置，就可以实现远程控制中心关闭GPRS通信模块2的效果，可以有效的节省电能。

综上所述，本发明的基于GPRS的网络路灯照明系统，利用通信网关1的设置，可以与路灯控制器进行数据交互，实现集中化管理，而通过远程控制中心3和GPRS通信模块2的设置，可以实现利用GPRS进行远程无线通信的效果，避免了现有技术中出现的需要大量布线导致的成本提升的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。