LED路灯的智能检测系统的制作方法

本实用新型涉及智能检测技术领域，具体涉及一种led路灯的智能检测系统。

背景技术：

随着城市基础设施建设的不断完善，城市路灯的数量也越来越多，方便人们的夜间出行。并且，随着led技术的日趋成熟，led路灯在城市照明领域得到了广泛的应用。

然而，随着城市路灯数量的不断增加，城市路灯的维护、管理和保养工作的工作量也在不断增加，导致工作人员难以及时发现并关闭出现故障的城市路灯，从而可能造成意外事故。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种led路灯的智能检测系统，能够在led路灯运行状态异常时及时切断led路灯的供电电源，从而避免因led路灯故障造成的意外事故。

为达到上述目的，本实用新型实施例提出了一种led路灯的智能检测系统，包括可控开关，所述可控开关设置于led路灯的供电电路上；电路检测模块，所述电路检测模块设置于所述led路灯的供电电路上，所述电路检测模块用于采集所述供电电路的电压信号和电流信号；环境检测模块，所述环境检测模块用于采集所述led路灯的工作环境信息；控制模块，所述控制模块与所述可控开关、所述电源检测模块和所述环境检测模块相连，所述控制模块用于根据所述电压信号、所述电流信号或所述工作环境信息对所述可控开关进行控制以控制所述供电电路的通断。

根据本实用新型实施例提出的led路灯的智能检测系统，通过设置于led路灯的供电电路上的电路检测模块采集供电电路的电压信号和电流信号，并通过环境检测模块采集led路灯的工作环境信息，然后通过控制模块根据电压信号、电流信号和工作环境信息控制设置于供电电路上的可控开关进行控制供电电路的通断，由此，能够在led路灯运行状态异常时及时切断led路灯的供电电源，从而避免因led路灯故障造成的意外事故。

另外，根据本实用新型上述实施例提出的led路灯的智能检测系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述控制模块在根据所述电压信号、所述电流信号或所述工作环境信息控制所述供电电路断开时还生成故障信息，所述系统还包括：通信模块，所述通信模块与所述控制模块相连；智能终端，所述智能终端与所述通信模块进行通信连接，所述智能终端用于通过所述通信模块接收所述电压信号、所述电流信号、所述工作环境信息和所述故障信息，并用于通过所述通信模块向所述控制模块发送控制指令。

进一步地，所述可控开关包括第一npn型三极管和转换型继电器，所述第一npn型三极管的基极通过第一电阻与所述控制模块相连，所述第一npn型三极管的发射极接地，所述第一npn型三极管的集电极与所述转换型继电器的线圈一端相连，所述转换型继电器的线圈另一端连接到预设电源，所述转换型继电器的动触点通过保险丝与所述供电电路相连，所述转换型继电器的第一静触点与所述供电电路相连，所述转换型继电器的第二静触点悬空，其中，在所述转换型继电器的线圈不通电时，所述转换型继电器的动触点与第一静触点相连。

进一步地，所述电路检测模块包括：电流互感器，所述电流互感器对应所述供电电路设置；电流检测电路，所述电流检测电路与所述电流互感器相连，所述电流检测电路通过所述电流互感器采集所述供电电路的电流信号；电压互感器，所述电压互感器对应所述供电电路设置；电压检测电路，所述电压检测电路与所述电压互感器相连，所述电压检测电路通过所述电压互感器采集所述供电电路的电压信号；电能计量芯片，所述电能计量芯片分别与所述电压检测电路和所述电流检测电路相连，所述电能计量芯片用于处理所述电压信号和所述电流信号并发送至所述控制模块。

进一步地，所述环境检测模块包括：浸水检测单元，所述浸水检测单元的电源端连接到预设电源，所述浸水检测模块的通信端口与所述控制模块相连，所述浸水检测模块的检测端用于检测水位高度；信息采集单元，所述信息采集单元分别与所述浸水检测单元的通信端口和所述控制模块相连，所述信息采集单元用于接收所述水位高度的信息并发送至所述控制模块。

根据本实用新型的一个实施例，所述的led路灯的智能检测系统还包括调光模块，所述调光模块与所述控制模块相连，所述调光模块用于调节所述led路灯的亮度。

进一步地，所述调光模块包括调光接口电路和调光控制单元，所述调光控制单元通过所述调光接口电路与所述控制模块相连，所述调光控制单元用于调节所述led路灯的亮度。

根据本实用新型的一个实施例，所述的led路灯的智能检测系统还包括供电模块，所述供电模块分别与所述可控开关、所述电路检测模块、所述环境检测模块、所述控制模块、所述通信模块和所述调光模块相连，所述供电模块用于为所述可控开关、所述电源检测模块、所述环境检测模块、所述控制模块、所述通信模块和所述调光模块供电。

进一步地，所述通信模块为nb-iot模块。

附图说明

图1为本实用新型实施例的led路灯的智能检测系统的方框示意图；

图2为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统的方框示意图；

图3为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中可控开关的电路图；

图4为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中电流检测电路的电路图；

图5为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中电压检测电路的电路图；

图6为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中ht7017芯片的引脚图；

图7为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中ht7017芯片的辅助电路图；

图8为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中ht7017芯片的辅助电路图；

图9为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中浸水检测单元的连接示意图；

图10为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统的方框示意图；

图11为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中调光接口电路的电路图；

图12为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统的方框示意图；

图13为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中稳压芯片reg117-3.3的引脚图；

图14为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中稳压芯片reg117-3.3的辅助电路图；

图15为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中stm32f103c8t6芯片的引脚图；

图16为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中stm32f103c8t6芯片的电源保护电路；

图17为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中stm32f103c8t6芯片的晶振电路；

图18为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中stm32f103c8t6芯片与32.768k晶振连接的电路图；

图19为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中stm32f103c8t6芯片中pa10引脚的辅助电路图；

图20为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中m5310芯片的引脚图；

图21为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中m5310芯片的电源指示灯的电路图；

图22为本实用新型一个实施例的led路灯的智能检测系统中m5310芯片的辅助电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例的led路灯的智能检测系统的方框示意图。

如图1所示，本实用新型实施例的led路灯的智能检测系统，包括可控开关10、电路检测模块20、环境检测模块30和控制模块40。其中，可控开关10设置于led路灯的供电电路上；电路检测模块20设置于led路灯的供电电路上，电路检测模块20用于采集供电电路的电压信号和电流信号；环境检测模块30用于采集led路灯的工作环境信息；控制模块40与可控开关10、电源检测模块20和环境检测模块30相连，控制模块40用于根据电压信号、电流信号或工作环境信息对可控开关10进行控制以控制供电电路的通断。

其中，控制模块40在根据电压信号、电流信号或工作环境信息控制供电电路断开时还可生成故障信息。进一步地，如图2所示，本实用新型实施例的led路灯的智能检测系统还包括通信模块50和智能终端60。通信模块50与控制模块40相连；智能终端60与通信模块50进行通信连接，智能终端60用于通过通信模块50接收电压信号、电流信号、工作环境信息和故障信息，并用于通过通信模块50向控制模块40发送控制指令。通过通信模块和智能终端能够远程实时获取led路灯的运行状态，从而便于工作人员及时了解led路灯的运行状态，避免通过人工巡逻来检测led路灯的运行状态，能够降低人工成本，并且在led路灯出现故障时能够通过智能终端控制故障led路灯的供电电路断开，从而防止因led路灯故障造成意外事故发生。

在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，可控开关10包括第一npn型三极管q2和转换型继电器，第一npn型三极管q2的基极与第一电阻r01的一端相连，第一电阻r01的另一端分别与控制模块40和第二电阻r02的一端相连，第二电阻r02的另一端和第一npn型三极管q2的发射极均接地，第一npn型三极管q2的集电极分别与二极管d1的正极和转换型继电器的线圈一端相连，转换型继电器的线圈另一端分别与二极管d1的负极和预设直流电源，例如直流5v电源相连，转换型继电器的动触点通过保险丝f1与led路灯的供电电路，例如与led路灯供电电路的火线相连，同时转换型继电器的第一静触点也与与led路灯供电电路的火线相连，转换型继电器的第二静触点悬空，其中，在转换型继电器的线圈不通电时，转换型继电器的动触点与第一静触点相连。

在本实用新型的一个实施例中，电路检测模块20包括电流互感器、电流检测电路、电压互感器、电压检测电路和电能计量芯片。其中，电流互感器对应供电电路设置；电流检测电路与电流互感器相连，电流检测电路通过电流互感器采集供电电路的电流信号；电压互感器对应供电电路设置；电压检测电路与电压互感器相连，电压检测电路通过电压互感器采集供电电路的电压信号；电能计量芯片分别与电压检测电路和电流检测电路相连，电能计量芯片用于处理电压信号和电流信号并发送至控制模块。

具体地，如图4、图5、图6、图7和图8所示，电流互感器的正极分别与第三电阻rg1的一端、第四电阻rg2的一端和第五电阻rg4的一端相连，电流互感器的负极分别与第三电阻rg1的另一端，以及第六电阻rg3和第七电阻rg5的一端相连，第五电阻rg4的另一端和第一电容cg14的一端均与电能计量芯片ht7017的引脚v1p相连，第七电阻rg5的另一端和第二电容cg15的一端均与电能计量芯片ht7017的引脚v1n相连，第四电阻rg2的另一端、第六电阻rg3的另一端、第一电容cg14的另一端和第二电容cg15的另一端均接地；电压互感器的正极分别与第八电阻rg6、第九电阻rg7和第十电阻rg9的一端相连，电压互感器的负极分别与第八电阻rg6的另一端，以及第十一电阻rg8和第十二电阻rg10的一端相连，第十电阻rg9的另一端和第三电容cg12的一端均与电能计量芯片ht7017的引脚v3p相连，第十二电阻rg10的另一端和第四电容cg13的一端均与电能计量芯片ht7017的引脚v3n相连，第九阻rg7、第十一电阻rg8、第三电容cg12和第四电容cg13的另一端均接地；电能计量芯片ht7017的引脚att-xtali分别与晶振yz的一端和第五电容cg11的一端相连，引脚att-xtalo分别与晶振yz的另一端和第六电容cg10的一端相连，第五电容cg11的另一端和第六电容cg10的另一端均接地，同时电能计量芯片ht7017的引脚attreset通过第十三电阻rd11与第二npn型三极管q1的基极相连，第二npn型三极管q1的集电极分别与第十四电阻rg12的一端和第七电容cg2的一端相连，第二npn型三极管q1的发射极和第七电容cg2的另一端均接地，并且电能计量芯片ht7017的引脚vdd1p8分别与第八电容cg5和第九电容cg6的一端相连，第八电容cg5和第九电容cg6的另一端均接地，同时电能计量芯片ht7017的引脚vret通过第十电容cg9接地，此外，电能计量芯片ht7017的引脚att-tx通过第十五电阻rg13分别与引脚14和预设直流电源，例如vcc5v直流电源相连，其中，vcc5v直流电源还分别与电能计量芯片ht7017的引脚1和第十四电阻rg12的另一端相连，同时vcc5v直流电源还通过第十一电容cg7接地。

在本实用新型的一个实施例中，环境检测模块30包括浸水检测单元和信息采集单元。其中，如图9所示，浸水检测单元的电源端，即电源接口可连接到预设电源，浸水检测单元的通信接口，即a+和b-通信接口可与控制模块相连，浸水检测单元的检测端，即漏水探头接口可设置于水位检测位置用于检测水位高度；信息采集单元可分别与浸水检测单元的通信接口和控制模块40相连，例如，信息采集单元可通过rs485或rs232通信标准分别与浸水检测单元的通信接口a+和b-相连，以及和控制模块40相连，用于接收水位高度的信息并发送至控制模块40。

在本实用新型的其他实施例中，环境检测模块30可包括用于检测光照、温湿度、pm2.5和噪声信息的检测单元，该检测单元检测到的信息可通过信息采集单元发送至控制模块40，具体方式与发送水位高度信息的方式相同，这里不在进行赘述。

在本实用新型的一个实施例中，如图10所示，led路灯的智能检测系统还包括调光模块70。调光模块70与控制模块40相连，调光模块70可用于调节led路灯的亮度。其中，调光模块包括调光接口电路和调光控制单元，调光控制单元可通过调光接口电路与控制模块40相连，调光控制单元可用于调节led路灯的亮度。通过调光模块能够根据天气情况、季节变换以及其他需要进行调节亮度的情况进行led路灯亮度的调节，以节约电能。

具体地，如图11所示，调光接口电路包括第三npn型三极管q3、运算放大器lm321和nmos管q6，第三npn型三极管q3的基极分别与第十六电阻r05的一端和第十七电阻r06的一端相连，第十六电阻r05的另一端与控制模块40相连，第十七电阻r06的另一端和第三npn型三极管q3的发射极均接地，第三npn型三极管q3的集电极分别与第十八电阻r04的一端和第十九电阻r07的一端相连，第十八电阻r04的另一端连接到预设直流电源，即vcc10v电源，第十九电阻r07的另一端分别与第十二电容c01的一端和运算放大器lm321的同相输入端相连，第十二电容c01的另一端接地，运算放大器lm321的电源端连接到预设直流电源，即vcc10v电源，运算放大器lm321的输出端分别与反相输入端和nmos管q6的源极相连，nmos管q6的栅极通过第二十电阻r13连接到预设直流电源，即vcc10v电源，nmos管q6的漏极与第二十一电阻r03的一端相连，第二十一电阻r03的另一端分别与稳压二极管d2的负极和调光控制单元相连，稳压二极管d2的正极接地。

在本实用新型的一个实施例中，如图12所示，led路灯的智能检测系统还可包括供电模块80，供电模块80可分别与可控开关10、电路检测模块20、环境检测模块30、控制模块40、通信模块50和调光模块70相连，供电模块80用于为可控开关10、电源检测模块20、环境检测模块30、控制模块40、通信模块50和调光模块70供电。

具体地，如图13所示，供电模块80可包括稳压芯片reg117-3.3。进一步如图13和图14所示，稳压芯片reg117-3.3的输入引脚连接到预设直流电源，即vcc5v电源，并分别与第十三电容ca2的一端和第十四电容ca3的一端相连，第十三电容ca2的另一端和第十四电容ca3的另一端均接地，稳压芯片reg117-3.3的输出引脚分别与第十五电容ca4的一端、第十六电容ca5的一端、第十七电容ca6的一端和第十八电容ca7的一端相连，并输出直流电源，即vcc3.3v直流电源，第十五电容ca4的另一端、第十六电容ca5的另一端、第十七电容ca6的另一端和第十八电容ca7的另一端均接地。其中，预设直流电源，即vcc5v直流电源还可通过第十九电容ca1接地，输出直流电源，即vcc3.3v直流电源还可通过第二十二电阻ra1与发光二极管led1的正极相连，发光二极管led的负极接地，其中，发光二极管led1可用作电源指示灯。

在本实用新型的一个实施例中，如图15所示，控制模块40可包括stm32f103c8t6芯片。进一步如图3、图6、图11和图15所示，stm32f103c8t6芯片可通过引脚pa0输出ledon/off信号以控制可控开关10来控制供电电路的通断，stm32f103c8t6芯片可通过引脚pa2与第二十三电阻rb2的一端相连，第二十三电阻rb2的另一端与电能计量芯片ht7017的引脚att-rx相连，stm32f103c8t6芯片可通过引脚pa3与第二十四电阻rb3的一端相连，第二十四电阻rb3的另一端与电能计量芯片ht7017的引脚att-tx相连，stm32f103c8t6芯片可通过引脚pb1与调光接口电路的第十六电阻r05的另一端相连，可用于向调光控制单元发送pwm信号以控制调光控制单元调节led路灯的亮度，同时，stm32f103c8t6芯片的引脚vbat、vdda、vdd-1、vdd-2、vdd-3均可连接到预设直流电源，即vcc3.3v直流电源，stm32f103c8t6芯片的引脚vss-a、vss-1、vss-2、vss-3均接地，同时stm32f103c8t6芯片的引脚boot0通过第二十五电阻rb1接地。此外，stm32f103c8t6芯片可通过串行通信接口，例如pa9和pa10引脚与环境检测模块30中的信息采集单元，例如rs485串行通信接口相连。

其中，预设直流电源，即vcc3.3v直流电源还可与图16所示的保护电路相连。如图15和图16所示，vcc3.3v直流电源可与第二十六电阻rb6的一端相连，第二十六电阻rb6的另一端分别与第二十电容cb6的一端和mcureaet相连，第二十电容cb6的另一端接地，同时vcc3.3v直流电源还可分别与第二十一电容cb1的一端、第二十二电容cb2的一端和第二十三电容cb3的一端相连，第二十一电容cb1的另一端、第二十二电容cb2的另一端和第二十三电容cb3的另一端均接地。

进一步地，如图15和图17所示，stm32f103c8t6芯片的引脚pd0可分别与第二晶振y1的一端和第二十四电容cb4的一端相连，引脚pd1分别与第二晶振y1的另一端和第二十五电容cb5的一端相连，第二十四电容cb4的另一端和第二十五电容cb5的另一端均接地；如图15和图18所示，stm32f103c8t6芯片的引脚pc14分别与32.768k晶振的引脚out和第二十六电容cb7的一端相连，第二十六电容cb7的另一端接地，32.768k晶振的引脚vdd可与预设直流电源，即vcc3.3v直流电源相连，32.768k晶振的引脚gnd接地；如图15和图19所示，stm32f103c8t6芯片的引脚pa10可与第二十七电阻rb7的一端相连，第二十七电阻rb7的另一端分别与j1中的引脚6和预设直流电源相连。

在本实用新型的一个实施例中，通信模块50可为nb-iot模块。具体地，如图20所示，nb-iot模块可包括m5310芯片。进一步如图15和图20所示，m5310芯片可通过引脚txd与stm32f103c8t6芯片的引脚pb11相连，m5310芯片可通过引脚rxd与stm32f103c8t6芯片的引脚pb10相连，同时m5310芯片的引脚rst可通过第二十七电容cg1接地，并且m5310芯片的引脚sim-gnd和gnd分别接地，此外，m5310芯片的vbat引脚可分别与预设直流电源，即vcc3.3v直流电源和第二十八电容cn1的一端相连，其中，第二十八电容cn1的另一端接地。

进一步地，如图21所示，预设直流电源，即vcc3.3v直流电源可通过第二十八电阻rf1与第二发光二极管led2相连，第二反光二极管led2可作为预设直流电源的指示灯；如图22所示，j2中的vdd、rst、clk引脚分别与第二十九电容cn2的一端、第三十电容cn3的一端和第三十一电容cn4的一端相连，第二十九电容cn2的另一端、第三十电容cn3的另一端和第三十一电容cn4的另一端均接地，同时2和3引脚共同连接到第三十二电容cn5的一端，第三十二电容cn5的另一端接地。

在本实用新型的另一个实施例中，通信模块50可为其他无线通信模块，例如wifi模块。

基于上述结构，在led路灯出现故障时，维修人员可通过智能终端60，例如手机、pad、pc机接收到led路灯的故障信息，并能够通过智能终端60控制出现故障的led路灯的供电电路断开。

举例而言，在led路灯出现漏电故障时，电路检测模块20可通过电流互感器采集到故障电流信号，并发送至电流检测电路，电流检测电路对接收到的故障电流信号进行转换后发送至电能计量芯片，例如发送至电能计量芯片ht7017的v1p、v1n引脚，电能计量芯片ht7017对接收到的故障电流信号进一步处理后可通过att-tx引脚发送至控制模块40，例如发送至stm32f103c8t6芯片的pa3引脚，stm32f103c8t6芯片通过pb10引脚将接收的故障电流信号发送至通信模块50，例如m5310芯片的rxd引脚，m5310芯片可将接收到的故障电流信号发送至智能终端60，例如手机，维修人员可根据手机接收到的电流故障信号，并确定发送电流故障信号的led路灯的位置，同时向该led路灯发送控制指令，例如断开故障led路灯供电电路的指令，控制指令可发送至m5310芯片，m5310芯片可通过txd引脚将接收到的控制指令发送至stm32f103c8t6芯片的pb11引脚，stm32f103c8t6芯片可通过pa0引脚输出ledoff信号以控制第一npn型三极管q2导通，进而控制转换型继电器的线圈通电，从而控制转换型继电器的动触点与第二静触点接触，以控制故障led路灯的供电电路断开。

需要说明的时，在led路灯出现功率过载、环境水位超标的情况时，led路灯的智能检测系统的工作过程与上述led路灯出现漏电故障时的工作过程相似，为避免重复，这里不在进行赘述，同时，工作人员还可通过智能终端主动向控制模块下发控制指令，例如上报led路灯状态信息、调节led路灯的亮度、开灯或关灯的指令，以适应多种情况。

根据本实用新型实施例提出的led路灯的智能检测系统，通过设置于led路灯的供电电路上的电路检测模块采集供电电路的电压信号和电流信号，并通过环境检测模块采集led路灯的工作环境信息，然后通过控制模块根据电压信号、电流信号和工作环境信息控制设置于供电电路上的可控开关进行控制供电电路的通断，由此，能够在led路灯运行状态异常时及时切断led路灯的供电电源，从而避免因led路灯故障造成的意外事故。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。