基于太阳能路灯的城市照明智能管理系统的制作方法_2

文档序号:9792606阅读:来源:国知局
下参照附图1-6,给出本发明的【具体实施方式】,用来对本发明做进一步说明,所举实例只用于解释本发明技术方案,并非用于限定本发明技术方案的范围。。
[0019]实施例1:
图1为本发明城市照明智能管理系统的逻辑结构示意图,基于太阳能路灯的城市照明智能管理系统包括太阳能电池板、充电控制电路、自动追日装置、蓄电池、路灯、主控制器、监控中心、云中心、用户平台。
[0020]太阳能电池板与自动追日装置相连接,自动追日装置能够检测电池板各方位光照强度,控制电池板向光照较强方向转动,从而实现追日功能,采用自动追日装置,有效提高了太阳能的吸收效率。
[0021 ]蓄电池通过充电控制电路与太阳能电池板相连接,充电控制电路能够有效提高蓄电池的使用寿命;蓄电池通过主控制器与自动追日装置连接;路灯与蓄电池相连接,蓄电池提供电源使得路灯点亮;主控制器与充电控制电路相连接;主控制器与监控中心相连接;监控中心通过GPRS信号与云中心相连接。
[0022]主控制器具有多个接口,可灵活增加以太网模块、短信模块、防盗报警模块、车流量监测模块、PM2.5监测模块、视频摄像、故障报警、广播视频、光照度采集、新能源汽车充电等模块。整个系统提高了太阳能电池板的光伏利用效率,延长了太阳能控制器的使用寿命、灵活扩展监控中心并利用云平台服务提高了整个系统的智能化监控与管理。
[0023]图2为本发明城市照明智能管理系统的串联式PWM充电电路图;当太阳能电池两端电压高于蓄电池两端电压时,PMOS管的MjPM2导通,蓄电池充电。当太阳能电池两端电压低于蓄电池两端电压时,PMOS管的Mi和M2截止,太阳能电池不向蓄电池充电。图中二极管Dl和D2正向导通,保护蓄电池。串联式PWM充电电路的其余元器件与现有技术常规设计相同,此处不再赘述。
[0024]本发明采用串联式PffM(Pulse Width Modulat1n, PffM)充电方式,采用温度补偿技术,自动调整充放电参数,具备完善的保护功能,包括短路保护、过流保护、低压保护、过压保护、防雷保护、极性反接保护、蓄电池过充保护、蓄电池过放保护、负载过载保护、负载短路保护、超温保护,从而提高太阳能路灯控制器中的蓄电池寿命。
[0025]图3为本发明城市照明智能管理系统的应用示意图;监控中心通过GPRS信号将数据传送到智慧城市‘云’系统平台,云平台对数据进行统一管理,通过互联网连接到监控平台、电脑、手机等终端进行人机交互,反馈整个系统的运行状态。
[0026]本发明的系统支持远程监控、PC端监控、手机客户端远程遥控,无需到达现场即可实时控制,操作无距离限制,简单快捷。
[0027]图4为本发明城市照明智能管理系统的主控制器与路灯控制器连接结构示意图;在本发明的管理系统中包括用于对路灯进行开关及亮度调节的路灯控制器、用于对支路的路灯进行供电控制的支路控制器;路灯控制器、支路控制器均与蓄电池相连;主控制器对路灯控制器和支路控制器的运行状态进行监控,并通过主控器上的通信模块将监控得到的运行状态数据反馈至监控中心。
[0028]主控器通过光控、时控、手控中的任一控制方式,对路灯的开启与关闭进行控制; 主控制器根据光线强弱对路灯的开启与关闭进行控制,当光线较弱时,主控制器控制路灯开启,当光线较强时,主控制器控制路灯关闭;
或主控制器根据有效时间段对路灯的开启与关闭进行控制,在主控制器内设置有效时间段及预设开启时间,若在有效时间段内,光控有效则控制路灯开启;若在有效时间段内,光控无效,则按开启时间自动定时控制路灯开启;
或主控制器通过云中心与用户平台进行通信,用户远程遥控手动控制路灯的开启。
[0029]其中,用于进行数据传输的通信模块包括GPRS通信模块、CDMA通信模块、3G通信模块和WIFI通信模块,通常根据实际应用的需要而选择相应的通信模块进行通信。
[0030]本发明采用光控、时控、手控多种方法相结合的路灯控制方案,并能设置开关灯的光控照度值和光控作用有效时段。以当地的日出日落时间作为基本条件,设定一个有效开关灯时段,在此时段内,如果光控有效,就自动执行相应的开关灯命令。若光控无效,则按设定时间定时开关灯。也可以通过手控对单灯进行开关灯、调光等操作。
[0031]图5为本发明城市照明智能管理系统的主控制器结构示意图;主控制器包括数据采集单元、处理器单元I以及监控单元,所述处理器单元I分别与数据采集单元和监控单元相连接。该实施方式中,所述数据采集单元获取路灯和路灯支路的状态信息,并将获取的状态信息输入处理器单元I,所述监控单元通过处理器单元I对路灯和路灯支路的状态信息进行监控并下发控制信息对路灯及路灯支路的运行状态进行控制。其中,所述路灯和路灯支路的状态信息包括路灯的开关状态和亮度信息以及路灯支路的开关状态和用电量信息等。
[0032]图6为本发明城市照明智能管理系统的路灯控制器结构示意图。路灯控制器包括RS485通信单元、处理器单元11、载波发送单元、载波接收单元和载波收发親合电路单元,所述载波发送单元和载波接收单元分别与载波收发親合电路单元和处理器单元II相连接,所述处理器单元II还与RS485通信单元相连接。在本实施例中,所述路灯控制器的RS485通信单元与路灯的电子镇流器相连接;其中,所述载波收发耦合电路单元接收经电力线缆传输的载波信号,然后通过载波接收单元将载波信号输入处理器单元II,所述处理器单元II将载波信号转换为控制信号后经RS485通信单元输出至路灯的电子镇流器,用于对路灯进行开关及亮度调节的控制;所述RS485通信单元还能够接收电子镇流器的反馈信号,并将反馈信号输入至处理器单元II,由处理器单元II将接收的反馈信号转换为载波信号后通过载波发送单元发送至载波收发耦合电路单元,由载波收发耦合电路单元将该载波信号输出至电力线缆。
[0033 ] 本发明通过对每一个灯杆安装一只路灯控制器,实现一个路灯控制器可以与该灯杆上的多个电子镇流器进行通信,以此控制该灯杆上的多路灯头电源,实现控制灯杆上每个灯头的开关及亮度,监测每个灯头的状态;并且可以对该灯杆上的灯头进行灵活分组控制,可实现隔一亮一、隔二亮一、熄灭慢车道灯头、深夜调低亮度等各种节能控制方式。所述的路灯控制器与主控制器通过电力线载波通信,接收主控制器的控制指令,实现上报路灯工作状态,如当路灯控制器监测到灯头故障时,会通过电力线载波通信主动上报故障给主控制器,因每个路灯控制器都有一个唯一的地址码与灯杆编码对应,因此在远程监控中心很容易定位故障灯的准确位置。所述主控制器通过GPRS或其他网络与远程监控中心通信,故障或状态信息会主动上报监控中心,可按监控中心指令自动或手动执行开关灯或调节亮度动作,即通过电力线载波通信下发控制指令给路灯控制器控制该灯杆上的路灯状态,或通过RS485通信单元下发控制指令给支路控制器,支路控制器通过RS485通信单元接收主控制器指令,并上传该支路的电量数据及支路开关状态。而所述的远程监控中心是整个城市照明智能监控系统进行操作、维护、处理、统计、分析和监管的中心,通过GPRS或其他网络与主控制器通信,下发维护或控制指令,查询测量数据、支路状态或单灯状态等。
[0034]本发明的基于太阳能路灯的照明智能管理系统集太阳能供电、计算机、电子技术、电力线载波通信技术及无线通信技术等为一体,采用支路控制与单灯控制相结合,不仅可以实现对照明系统和路灯的实时监控和管理,确保高效稳定,全天候运行,控制不必要的“全夜灯照明”;还可以根据日出日落时间调整每一天的开关灯时间,并根据需求调节每一只灯的亮度,有效节约电能。并有效地实现了城市照明系统安全、可靠、高效的运行,大大提高了管理部门对于城市照明系统的管理和业务水平,节约路灯巡视和值班人员的费用,可以避免白天意外亮灯或夜间熄灯的现象,甚至可有效地防止照明电缆被盗的情况发生,使用该系统
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