一种综合led路灯管理系统的制作方法_2

文档序号:9456518阅读:来源:国知局
分控制单 元;其中,
[0051] 所述主控中心用于根据现场分控制单元传输的监控数据进行数据解析,并根据数 据解析结果向现场分控制单元发出控制指令;
[0052] 所述无线接入点用于提供主控单元与第一无线通信单元的远程连接;
[0053] 所述第一无线通信单元用于提供前端汇聚单元到无线接入点的无线连接;
[0054] 所述前端汇聚单元用于接收汇聚并调度现场分控制单元与第一无线通信单元的 数据传输和无线接连;
[0055] 所述现场分控制单元用于对提供对LED路灯的现场管理、驱动和监控;以及
[0056] 所述稳压供电单元用于向前端汇聚单元和现场分控制单元供电并对输出电流进 行控制。
[0057] 根据本发明的实施方式,如附图2所示,每个现场分控制单元均至少包括现场处 理单元、第二无线通信单元、智能驱动单元、驱动保护单元、LED路灯、监控单元以及现场通 信单元,所述现场处理单元分别连接第二无线通信单元、智能驱动单元和现场通信单元,所 述第二无线通信单元连接前端汇聚单元,所述驱动保护单元连接智能驱动单元,智能驱动 单元的输出端与LED路灯电连接,LED路灯与监控单元的输入端连接,监控单元的输出端与 第二无线通信单元的输入端电连接;其中,
[0058] 所述现场处理单元用于提供对现场分控制单元各部件的控制和信号转换;
[0059] 所述第二无线通信单元用于提供现场分控制单元与前端汇聚单元的无线连接;所 述第二无线通信单元与第一无线通信单元采用的通信协议不同,例如,但不限于,第一无线 通信单元可以是基于4G蜂窝通信协议、WLAN协议或卫星通信协议,第二无线通信单元可以 是基于WLAN协议、ZIGBEE协议,蓝牙协议。
[0060] 所述智能驱动单元用于提供对LED路灯的恒流驱动和温控保护;
[0061] 所述驱动保护单元提供对智能驱动单元的安全保护;
[0062] 所述监控单元用于实时获取LED路灯的状态参数信息和实时路况信息;以及
[0063] 所述现场通信单元用于与道路行驶车辆进行实时现场通信,包括但不限于,接收 车辆发送的行驶路线路灯开启请求,路况信息请求以及向行驶车辆发送路况信息和交通指 示信息等。
[0064] 根据本发明的实施方式,如附图3所示,所述主控中心包括数据存储单元、数据解 析单元、智能指令生成单元、以及指令分发单元,其中,
[0065] 所述数据存储单元用于存储从现场分控制单元接收的监控数据和预先设置的指 令映射表,所述指令映射表用于记录不同监测数据解析结果对应的优选操作指令;
[0066] 所述数据解析单元用于对接收的监控数据进行解析;
[0067] 所述智能指令生成单元用于根据对监控数据的解析结果和指令映射表的存储指 令生成对现场分控制单元的操作指令;
[0068] 所述指令分发单元用于将所述操作指令下发至现场分控制单元。
[0069] 根据本发明的实施方式,所述数据解析单元包括LED路灯运行状态检测解析子单 元、LED路灯流明衰减检测解析子单元、道路交通状况检测解析子单元、以及恒定照明调光 解析子单元;其中,
[0070] 所述LED路灯运行状态检测解析子单元用于根据监控单元实时获取的LED路灯 的电流和电压信号,与设定的电流电压标准值进行比较,生成关于运行状态的检测解析结 果;
[0071] 所述LED路灯流明衰减检测解析是通过监控单元传输的LED路灯本身流明强度 值,结合设定的流明强度值进行对比,解析得出LED路灯流明衰减是否超过设定的阈值,生 成关于流明衰减的检测解析结果;
[0072] 所述道路交通状况检测解析是通过监控单元传输的数据,统计每个过往的LED路 灯所在位置的车辆,解析得出整个安装有LED路灯的区域道路交通的基本状况,生成关于 道路交通状况的检测解析结果。
[0073] 所述恒定照明调光解析子单元通过监控单元传输的实时环境光照强度数据,与设 定的环境光照强度进行对比,生成关于环境相关照度的检测解析结果。
[0074] 所述现场分控制单元在接收到指令分发单元发送的操作指令后,例如在接收到与 道路交通状况相关指令时,立即对LED路灯进行开关控制;其中,所述开关控制用于控制 LED路灯:在道路闲时,间隔的打开部分LED路灯;当检测到有车辆驶入时将依次打开LED 路灯等,在接收到与环境光照相关的指令时,增大或降低光照强度等。
[0075] 根据本发明的实施方式,如附图4所示,所述前端汇聚单元包括供电电路、RS485 通讯电路、无线收发电路和通信芯片单元;所述供电电路包括48V直流转5V直流电路和5V 转3. 3V电路,其中的48V直流转5V直流电路是RS485通讯电路的供电电路,其中的5V转 3. 3V电路是通信芯片单元的供电电路;所述RS485通讯电路用于与第一无线通信单元进行 交互,所述无线收发电路是前端汇聚单元与第二无线通信单元之间的通信电路,所述通信 芯片单元采用与第二无线通信单元相同的通信协议。
[0076] 根据本发明的实施方式,如附图5所示,所述现场分控制单元的智能驱动单元包 括:驱动电路、压降变换单元、定时平衡单元、定时控制单元、平均电流获取单元、PWM信号 生成单元、温度响应三极管、和温度调节信号发生电路;所述定时平衡单元分别与驱动电 路、定时控制单元和平均电流获取单元连接;压降变换单元分别与驱动电路和平均电流获 取单元连接;所述温度响应三极管的漏极与LED的阴极相连,源极与PffM信号生成单元相 连,栅极与温度调节信号发生电路相连。
[0077] 所述定时平衡单元用于通过驱动电路输出导通的信号,控制压降变换单元中电流 从最小值到电流平均值的时间等于电流平均值到峰值电流的时间;定时控制单元用于通过 驱动电路输出开关信号;所述平均电流获取单元根据从监控单元获取的实时负载电流计算 平均电流,所述PWM信号生成单元根据平均电流获取单元生成的平均电流,产生占空比与 负载电流反向相关的PWM信号,用以控制压降变换单元中的开关器件;所述温度调节信号 发生电路用于根据监控单元获取的环境温度,产生占空比与环境温度反向相关的电压脉冲 信号,用以控制温度响应三极管。
[0078] 所述压降变换单元用于对直流输入电压进行DC-DC降压转换,压降变换单元由三 极管Ql、电感LU电容Cl和二极管Dl构成;其中,三极管Ql的漏极依次通过电感LU电容 Cl后接电源,三极管Ql的漏极接二极管Dl的正极;二极管Dl的负极接电源。
[0079] 所述定时平衡单元由第一反相器、加减计数器和或门构成;其中,加减计数器的输 出端接或门的输入端;或门的输出端接驱动电路和第一反相器的输入端;第一反相器的输 出端接加减计数器的输入端。
[0080] 所述定时控制单元由第二反相器、第三反相器、加法计数器和与门构成;其中,第 二反相器的输入端接或门的输出端,其输出端接加法计数器的加法信号端;第三反相器的 输入端接或门的输出端,其输出端接加法计数器的输入端;加法计数器的输出端接与门的 输入端;与门的输出端接或门的输入端。
[0081] 所述PWM信号生成单兀包括一插值电阻、一误差放大器和一 RS触发器;其中:误 差放大器的反相输入端与插值电阻的一端以及温度响应三极管的源极相连,插值电阻的另 一端接地,误差放大器的正相输入端接基准电压,误差放大器的输出端与RS触发器的R端 相连,RS触发器的端接时钟信号,RS触发器的Q端与压降变换单元相连并输出所述PffM信 号。
[0082] 所述温度调节信号发生电路包括:运行单元、温度电流信号生成单元、直流消减单 元和信号转换单元;其中:
[0083] 所述运行单元用于通电时当温度电流信号生成单元内部节点电位不正常情况下, 使其正常运行;
[0084] 所述温度电流信号生成单元用于根据监控单元获取的环境温度,产生与环境温度 同相相关的电流信号;
[0085] 所述直流消减单元用于消减所述电流信号的直流分量;
[0086] 所述信号转换单元用于对经直流消减单元处理后输出的电流信号进行转换,产生 一路占空比与环境温度反向相关的电压脉冲信号,用以控制温度响应三极管。
[0087] 根据本发明的优选实施方式,如附图6所示,所述运行单元包括五个MOS管M9~ M12、M27 ;其中:MOS管M27的漏极与MOS管M27的源极以及MOS管MlO的源极相连并接电 源电压,MOS管M27的栅极与MOS管M9的栅极、MOS管MlO的漏极、MOS管M12的栅极以及 MOS管Mll的漏极相连,MOS管M9的漏极与MOS管M9的源极、MOS管MlO的栅极、MOS管M12 的源极以及MOS管Mll的源极相连并接地,MOS管Mll的栅极作为运行单元的第一输出端, MOS管M12的漏极作为运行单元的第二输出端。
[0088] 根据本发明的优选实施方式,所述温度电流信号生成单元包括一电阻RU八个 MOS管Ml~M8和两个三极管Ql~Q2 ;其中:MOS管Ml的源极与MOS管M2的源极相连并 接电源电压,MOS管Ml的漏极与MOS管M3的源极、MOS管Ml的栅极以及MOS管M2的栅极 相连并作为温度电流信号生成单元的第一输出端,MOS管M2的漏极与MOS管M4的源极相 连,MOS管M3的漏极与MOS管M5的漏极、MOS管M3的栅极、MOS管M4的栅极以及运行单元 的第二输出端相连并作为温度电流信号生成单元的第二输出端,MOS管M4的漏极与MOS管 M6的漏极、MOS管M6的栅极以及MOS管M5的栅极相连,MOS管M5的源极与MOS管M7的漏 极相连,MOS管M6的源极与MOS管M8的漏极、MOS管M8的栅极、MOS管M7的栅极以及运行 单元的第一输出端相连,MOS管M7的源极与电阻Rl的一端相连,电阻Rl的另一端与三极
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