直流供电led路灯系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直流供电LED路灯系统。该直流供电LED路灯系统包括：LED路灯；控制器，与LED路灯相连接，用于控制LED路灯；以及直流电源，与LED路灯和控制器相连接，用于将交流电源转换为直流电源，向LED路灯和控制器提供直流电源。通过本实用新型，解决了相关技术中LED路灯系统成本较高的问题。
【专利说明】
直流供电LED路灯系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电路领域，具体而言，涉及一种直流供电LED路灯系统。
【背景技术】
[0002]随着LED技术的成熟，路灯系统中越来越广泛的应用LED灯具作为照明设备。但是现有的对LED路灯系统对光照控制的功能相对薄弱，不能对指定的路灯进行控制，同时也不能实时检测出故障的路灯，不便于维修。一旦出现故障需要人工检测，由于现场工作环境复杂，测试繁琐、效率低，需要耗费大量的人力物力。
[0003]传统的路灯控制方法有三种，一是采用简单的光控电路，LED路灯系统控制LED路灯白天熄灯、晚上开灯;二是采用自动定时的方法，但是这两种方法在节能和控制管理上均不理想;三是基于电信无线网络、因特网以及电力线载波通信(Power Line Carrier，简称PLC)等方式的智能照明管理系统，但以上的LED路灯系统都是基于交流电网设计的，直接连接交流电网使得LED灯具受电网电压质量的影响很大，例如电网对灯具的电磁兼容性影响和电网传输过来的雷击影响，并且交流电网的LED路灯系统中，每只LED灯具都需要在进行电磁屏蔽、整流、功率因数校正、滤波、功率驱动、逆变降压、稳电压输出或再稳流输出的处理之后才能连接至单只LED灯具，会降低LED灯具的可靠性，影响LED灯具寿命，导致灯具控制系统的电路复杂、元器件多，系统的成本高。
[0004]针对相关技术中LED路灯系统成本较高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于提供一种直流供电LED路灯系统，以解决相关技术中LED路灯系统成本较高的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种直流供电LED路灯系统。该系统包括:LED路灯;控制器，与LED路灯相连接，用于控制LED路灯；以及直流电源，与LED路灯和控制器相连接，用于将交流电源转换为直流电源，向LED路灯和控制器提供直流电源。
[0007]进一步地，LED路灯为多个，控制器包括:多个从控制器，与多个LED路灯——对应连接，用于分别控制多个LED路灯，其中，直流电源包括多个并联的直流输出接口，用于分别连接多个LED路灯；以及主控制器，与多个从控制器相连接，用于向多个从控制器发送主控制指令，其中，多个从控制器用于根据主控制指令分别确定对应的单灯控制指令，其中，对应的单灯控制指令为控制多个从控制器中各个从控制器对应连接的LED路灯的指令。
[0008]进一步地，多个从控制器包括第一从控制器，第一从控制器包括:电力线接口，用于接入电力线，其中，主控制器和第一从控制器之间通过电力线相连接；以及电力线载波通讯模块，与电力线接口相连接，用于将电力数据转换为主控制指令，其中，电力数据为在电力线上传输的数据。
[0009]进一步地，第一从控制器还包括:微控制器，与电力线载波通讯模块相连接，用于根据主控制指令确定对应的单灯控制指令，并根据单灯控制指令确定开关信号和调光信号;继电器，与微控制器相连接，用于根据开关信号开启或关闭以控制LED路灯的开启与关闭；以及调光接口，与微控制器相连接，用于输出调光信号。
[0010]进一步地，该系统还包括:供电线，用于连接继电器与LED路灯，以向LED路灯传输直流电源；以及调光线，用于连接调光接口与LED路灯，以传输调光信号。
[0011 ]进一步地，第一从控制器还包括:电量采集模块，与电力线载波通讯模块、微控制器和供电线相连接，用于采集LED路灯的电量。
[0012]进一步地，该系统还包括:驱动器，连接在LED路灯与供电线之间，以及LED路灯与调光线之间，用于驱动LED路灯开启和关闭，并根据调光信号调节LED路灯的亮度。
[0013]进一步地，微控制器包括:存储器，用于存储第一从控制器的标识信息；以及寻址器，与存储器相连接，用于根据第一从控制器的标识信息在主控制指令中确定单灯控制指令。
[0014]进一步地，该系统还包括:控制终端，与主控制器相连接，用于获取主控制指令。
[0015]进一步地，主控制器包括:USB-RS232串口通信接口，用于接入USB-RS232数据线，其中，USB-RS232数据线用于连接控制终端和主控制器;微控制器，与USB-RS232串口通信接口相连接，用于将USB-RS232串口通信接口接收到的数据转换为主控制指令;电力线载波通讯模块，与微控制器相连接，用于将主控制指令转换为对应的电力数据，其中，电力数据为在电力线上传输的数据，电力线用于连接主控制器和从控制器；以及电力线接口，与电力线载波通讯模块相连接，用于接入电力线。
[0016]相关技术中LED路灯系统采用交流电网进行供电需要在各个LED路灯上配置单独的直流电源进行交流直流转换，本实用新型通过一个将交流电转换为直流电的直流电源为LED路灯系统集中供电，解决了现有技术中LED路灯系统成本较高的问题，进而达到了降低LED路灯系统成本的效果。
【附图说明】
[0017]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0018]图1是根据本实用新型第一实施例的直流供电LED路灯系统的示意图；
[0019]图2是根据本实用新型第二实施例的直流供电LED路灯系统的示意图；
[0020]图3是根据本实用新型第三实施例的直流供电LED路灯系统的示意图；
[0021]图4是根据本实用新型实施例的直流供电LED路灯系统的主控制器的结构示意图；以及
[0022]图5是根据本实用新型实施例的直流供电LED路灯系统的从控制器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0024]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
[0025]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0026]本实用新型的实施例提供了一种直流供电LED路灯系统。
[0027]图1是根据本实用新型第一实施例的直流供电LED路灯系统的示意图。如图1所示，该系统包括LED路灯1，控制器20和直流电源30。
[0028]LED路灯10是采用LED作为照明灯具的路灯，LED路灯10受控制器20的控制。控制器20与LED路灯1相连接，可以控制LED路灯1的亮灭或调节LED路灯1的亮度。
[0029]直流电源30与LED路灯10和控制器20相连接，用于将交流电源转换为直流电源30，向LED路灯1和控制器20提供直流电源30。
[0030 ]该实施例提供的直流供电LED路灯系统通过一个集中供电的直流电源30向系统中的LED路灯10和控制器20供电，无需为LED路灯10配置单独的直流电源30进行交流直流转换，解决了现有技术中LED路灯系统成本较高的问题，进而达到了降低LED路灯系统成本的效果。
[0031 ] 该实施例的直流供电LED路灯系统中，可以包括多个LED路灯，多个LED路灯可以是相同的，多个LED路灯的工作参数，例如，工作电压、工作电流、接口型号是相同的，可以连接至直流电源上。直流电源可以配置有多个直流输出端口，多个直流输出端口并联，输出恒流电压，用于提供给多个LED路灯，每个LED路灯连接至一个直流输出端口用电。
[0032]LED路灯为多个时，控制器可以分为主控制器和从控制器。从控制器为多个，与多个LED路灯一一对应，多个从控制器分别控制多个LED路灯。主控制器与多个从控制器相连接，用于向多个从控制器发送主控制指令。主控制命令用于控制多个从控制器分别确定对应的单灯控制指令，每个从控制器可以根据主控制指令确定一个单灯控制指令以控制从控制器对应连接的LED路灯。
[0033]优选地，主控制器可以包括USB-RS232串口通信接口，微控制器，电力线载波通讯模块和电力线接口。
[0034]USB-RS232串口通信接口用于接入USB-RS232数据线，其中，USB_RS232数据线用于连接控制终端和主控制器。微控制器与USB-RS232串口通信接口相连接，用于将USB-RS232串口通信接口接收到的数据转换为主控制指令。电力线载波通讯模块与微控制器相连接，用于将主控制指令转换为对应的电力数据，其中，电力数据为在电力线上传输的数据，电力线用于连接主控制器和从控制器。电力线接口与电力线载波通讯模块相连接，用于接入电力线。
[0035]多个从控制器包括第一从控制器，下面以第一从控制器为例，说明第一从控制器结构的一种实施方式。
[0036]第一从控制器可以包括电力线接口和电力线载波通讯模块。
[0037]电力线接口用于接入电力线，电力线是传输电力的线，在该实施方式下，主控制器和各个从控制器之间通过电力线相连接，通过电力线传输电力。
[0038]电力线载波通讯模块与电力线接口相连接，用于将电力数据转换为主控制指令。电力数据是在电力线上传输的数据，电力线不仅可以传输电力，还可以传输数据，电力线上传输的数据可以通过电力线载波通讯模块进行转换，电力线载波通讯模块可以将电力数据转换为硬件可以识别的语言或指令，也可以将硬件发出的指令转换为电力线可以传输数据格式。
[0039]主控制指令可以是主控制器通过电力线传输至第一从控制器的指令，主控制指令在电力线中以电力数据的格式传输，第一从控制器在接收到主控制指令之后，根据主控制指令确定出第一从控制器对应的单灯控制指令。
[0040]优选地，第一从控制器还可以包括微控制器，继电器和调光接口。
[0041]微控制器与电力线载波通讯模块相连接，电力线载波通讯模块在将电力数据转换为主控制指令之后，微控制器可以根据主控制指令确定对应的单灯控制指令，并根据单灯控制指令确定开关信号和调光信号。其中，开关信号是用于控制第一从控制器对应的LED路灯亮灭的信号，调光信号是用于调节第一从控制器对应的LED路灯亮度的信号，具体地，调光信号可以是通过不同的电参数值来控制LED路灯的亮度。
[0042]优选地，微控制器可以包括存储器和寻址器。存储器用于存储第一从控制器的标识信息，寻址器与存储器相连接，用于根据第一从控制器的标识信息在主控制指令中确定单灯控制指令。
[0043]继电器可以设置在第一从控制器中，与微控制器相连接，用于根据开关信号开启或关闭以控制LED路灯的开启与关闭。继电器可以通过控制LED路灯与直流电源的直流输出端口之间的线路的导通或断开来控制LED路灯的开启与关闭。
[0044]调光接口可以设置在第一从控制器中，调光接口与微控制器相连接，用于输出调光信号。LED路灯可以通过与调光接口连线以接收调光信号，并根据调光信号调节亮度。
[0045]在上述实施方式中，该系统还可以包括供电线和调光线。供电线用于连接继电器与LED路灯，以向LED路灯传输直流电源，调光线用于连接调光接口与LED路灯，以传输调光信号。
[0046]优选地，第一从控制器还可以包括电量采集模块，电量采集模块与电力线载波通讯模块、微控制器和供电线相连接，用于采集LED路灯的电量。
[0047]电量采集模块可以通过采集供电线上的电量以采集LED路灯的电量，可以得到LED路灯的电参数模拟信号。
[0048]微控制器可以对电参数模拟信号进行处理，得到电参数采集数据，并可以按照预设的程序规则判断电参数采集数据是否处于异常状态，如果判断出电参数采集数据处于异常状态，则紧急对LED路灯进行断电以保护LED路灯。
[0049]电力线载波通讯模块可以将电参数模拟信号转换为电力数据，该电力数据可以通过电力线反馈至主控制器。
[0050]在该实施方式中，该系统还可以包括驱动器，驱动器连接在LED路灯与供电线之间，以及LED路灯与调光线之间，用于驱动LED路灯开启和关闭，并根据调光信号调节LED路灯的亮度。驱动器是执行机构，可以根据调光信号和开关信号进行动作。
[0051]优选地，该系统还可以包括控制终端，控制终端与主控制器相连接，用于获取主控制指令，控制终端可以是计算机等，控制终端可以与主控制器远程连接，通过执行预设的程序算法获取主控制指令，或者，也可以接收输入的指令以生成主控制指令。
[0052]图2是根据本实用新型第二实施例的直流供电LED路灯系统的示意图。如图2所示，该实施例提供的直流供电LED路灯系统为一主多从结构，包括一个主控制器和多个从控制器，每一个从控制器控制一盏路灯，每个从控制器跟主控制器之间采用电力线通信，主控制器21跟控制终端40之间采用USB-RS232数据线通信。控制终端40的控制软件可以对每个路灯进行开关，调光，设置频率等操作，同时可以实时的采集每个路灯的用电信息，分析路灯的工作状况。
[0053]所有路灯采用并联的方式和主控制器构成一主多从的架构模式，每台路灯都有一个地址，控制终端40可以根据路灯的地址对相应的LED路灯进行操作。主控制器21来完成主控制指令以及对路灯采集信息在电力线上的发送与接收。从控制器通过两路线连接LED路灯，一路为供电线，主要用于为LED路灯提供电源，电量信息的采集也是连接在供电线上进行采集，一路为调光线，可通过脉冲宽度调制(PWM)和电压两种方式对LED路灯进行光的亮度调节。从控制器可以通过驱动器跟LED路灯相连。整个系统采用直流电源提供直流电，且主控制器21和从控制器均连接在同一个直流电源处。
[0054]该实施例提供的直流供电LED路灯系统，可以对多盏LED路灯进行控制和管理，通过电力线载波通信对路灯进行控制和获取路灯的采集数据。路灯中可以内置降压驱动器、调光器，有效提高能源使用效率。
[0055]该实施例提供的直流供电LED路灯系统采用直流供电，控制系统组件全部从直流源取电。每个LED路灯配置有一个从控制器，通过电力线载波通信与主控制器形成网络，主控制器通过USB-232数据线连接至控制终端，控制终端可以搜集并处理这些路灯的用电信息并储存至控制终端使用的系统的数据库中以供管理者查询。
[0056]图3是根据本实用新型第三实施例的直流供电LED路灯系统的示意图。如图3所示，在该直流供电LED路灯系统中，控制终端40通过USB-RS232数据线与主控制器21相连接，向主控制器21发送主控制指令，并可以接收主控制器21发送的数据，例如，对LED路灯的电压、电流进行采样的数据，直流电源30为主控制器21、多个从控制器以及多个LED路灯供电。多个从控制器包括从控制器101，从控制器102，……，从控制器1n，分别对应控制LED路灯201，LED路灯202，……，LED路灯20η。主控制器21和多个从控制器之间通过电力线连接。
[0057]多个从控制器包括从控制器101，多个LED路灯包括LED路灯201。从控制器101通过调光线51和供电线61与驱动器相连接，驱动器71可以驱动LED，控制LED路灯201的亮灭，并根据调光线51传输的调光信号调节LED路灯201的亮度。
[0058]图4是根据本实用新型实施例的直流供电LED路灯系统的主控制器的结构示意图。如图4所示，主控制器21包括USB-RS232接口 211，主控制器21通过USB-RS232接口 211与控制终端40相连接。主控制器21还包括微控制器(Μ⑶)212，电力线载波模块213，变压器模块214，电源模块215和电力线接口 216JCU212与USB-RS232接口 211，变压器模块214和电力线载波模块213相连接，电力线载波模块213与变压器模块214和电力线接口 216相连接，电源模块215与变压器模块214相连接，主控制器21通过电力线接口 216与从控制器101相连接。
[0059]直流供电LED路灯系统可以包括多个从控制器，多个从控制器中包括从控制器101，以从控制器101为例，说明从控制器的结构。
[0060]图5是根据本实用新型实施例的直流供电LED路灯系统的从控制器的结构示意图。如图5所示，从控制器101包括电力线接口 1011，电力线载波模块1012，M⑶1013，电源模块1014，调光接口 1015，电量采集模块1016和继电器1017。
[0061 ]从控制器101通过电力线接口 1011与主控制器21相连接。电力线接口 1011与电力线载波模块1012相连接，电力线载波模块1012与MCU1013和电源模块1014相连接，MCU1013与调光接口 1015、电量采集模块1016和继电器1017相连接，电量采集模块1016与电源模块1014相连接。从控制器101通过调光接口 1015、电量采集模块1016和继电器1017与驱动器71相连接以驱动LED路灯201。
[0062]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种直流供电LED路灯系统，其特征在于，包括: LEiD路灯； 控制器，与所述LED路灯相连接，用于控制所述LED路灯；以及 直流电源，与所述LED路灯和所述控制器相连接，用于将交流电源转换为直流电源，向所述LED路灯和所述控制器提供所述直流电源。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述LED路灯为多个，所述控制器包括: 多个从控制器，与多个LED路灯一一对应连接，用于分别控制所述多个LED路灯， 其中，所述直流电源包括多个并联的直流输出接口，用于分别连接所述多个LED路灯；以及 主控制器，与所述多个从控制器相连接，用于向所述多个从控制器发送主控制指令，其中，所述多个从控制器用于根据所述主控制指令分别确定对应的单灯控制指令，其中，所述对应的单灯控制指令为控制所述多个从控制器中各个从控制器对应连接的LED路灯的指令。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多个从控制器包括第一从控制器，所述第一从控制器包括: 电力线接口，用于接入电力线，其中，所述主控制器和所述第一从控制器之间通过所述电力线相连接;以及 电力线载波通讯模块，与所述电力线接口相连接，用于将电力数据转换为所述主控制指令，其中，所述电力数据为在所述电力线上传输的数据。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一从控制器还包括: 微控制器，与所述电力线载波通讯模块相连接，用于根据所述主控制指令确定所述对应的单灯控制指令，并根据所述单灯控制指令确定开关信号和调光信号； 继电器，与所述微控制器相连接，用于根据所述开关信号开启或关闭以控制所述LED路灯的开启与关闭；以及 调光接口，与所述微控制器相连接，用于输出所述调光信号。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 供电线，用于连接所述继电器与所述LED路灯，以向所述LED路灯传输所述直流电源；以及 调光线，用于连接所述调光接口与所述LED路灯，以传输所述调光信号。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一从控制器还包括: 电量采集模块，与所述电力线载波通讯模块、所述微控制器和所述供电线相连接，用于采集所述LED路灯的电量。7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 驱动器，连接在所述LED路灯与所述供电线之间，以及所述LED路灯与所述调光线之间，用于驱动所述LED路灯开启和关闭，并根据所述调光信号调节所述LED路灯的亮度。8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述微控制器包括: 存储器，用于存储所述第一从控制器的标识信息；以及 寻址器，与所述存储器相连接，用于根据所述第一从控制器的标识信息在所述主控制指令中确定所述单灯控制指令。9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 控制终端，与所述主控制器相连接，用于获取所述主控制指令。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述主控制器包括: USB-RS232串口通信接口，用于接入所述USB-RS232数据线，其中，所述USB-RS232数据线用于连接所述控制终端和所述主控制器； 微控制器，与所述USB-RS232串口通信接口相连接，用于将所述USB-RS232串口通信接口接收到的数据转换为所述主控制指令； 电力线载波通讯模块，与所述微控制器相连接，用于将所述主控制指令转换为对应的电力数据，其中，所述电力数据为在电力线上传输的数据，所述电力线用于连接所述主控制器和所述从控制器；以及 电力线接口，与所述电力线载波通讯模块相连接，用于接入所述电力线。
【文档编号】H05B37/02GK205622956SQ201620383856
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】丁屹峰, 韩帅, 迟忠君, 刘鹏, 段玉林
【申请人】国网北京市电力公司, 国家电网公司