路灯回路系统的群集控制方法

文档序号:8199148阅读:344来源:国知局
专利名称:路灯回路系统的群集控制方法
技术领域
本发明涉及一种路灯的控制方法,特别是涉及一种路灯回路系统的群集控制方法。
背景技术
传统的路灯架构是以群集方式分段供电,在节能降耗的需求下,路灯供电的模式 是在用路人的离峰时段,以隔盏点灯或者是调降供应电压的方式,据以降低路灯的电能消 耗。路灯的种类很多,包括钠气路灯、无极路灯、半导体路灯及LED路灯,其中以LED路灯在 未来相当具有潜力可全面取代其它种类的路灯。

发明内容
本发明所欲解决的技术问题 路灯采用隔盏供电或者调降供压的方式除了会使得在照明上有明暗区,也会导致 电网平衡失调,还必需要在受控的路灯路径分别加设定时开关,倘若在降低电能消耗的周 期,有必要整群路灯回复最高亮度时,即有难以回复的困扰。并且,此种布线集成控管的方 式又有衍生敷设线路管沟所需高额成本的问题存在。 为此,本发明的一目的即是提供一种路灯回路系统的群集控制方法,用以使既成
的电力线回路可用于输电及通信,让路灯可同时或单独的工作于多种型态。 本发明的另一目的即是提供一种路灯回路系统的群集控制方法,用以群集控制所
有路灯,调整各个路灯的照明方式,配合各种的路况需求作个别调整设定。 本发明解决问题的技术手段 本发明为解决现有技术的问题所采用的技术手段是在定义一工作模式切换事件 信号后,依据工作模式切换事件信号,将一路灯回路系统的工作模式切换至一点灯模式或 一数据传输模式;在点灯模式时,各个路灯回路经由串联于一电力线回路中的一回路切换 单元及电力线回路与一电力供应源形成通路,由电力供应源供应电力,且由各个路灯回路 的一控制模块依据预设的控制参数数据控制各个路灯回路中的路灯的照明状态;在数据传 输模式时,一主控制器经由回路切换单元及电力线回路与各个路灯回路的控制模块形成数 据传输路径,主控制器经由数据传输路径更新各个路灯回路的控制模块的控制参数数据。
本发明对照先前技术的功效 经由本发明所采用的技术手段,路灯回路系统的工作模式可切换于一点灯模式或 一数据传输模式,使得电力线回路除了用于输电用途,更可切换为通信用途,让主控制器与 控制模块间能相互通信,并以集群或个别的呼叫控制方式,传送同步校正信号、亮度控制 比、控制参数等,完成数据读写传递的通信机制。 再者,各个路灯回路的路灯受专属的控制模块管理,控制模块依据存储器中所蓄 录的控制参数数据,经由主控制器的集群控制,得以依不同时段控制路灯有不同的照度,不 仅可控制使所有路灯的照度同步升降,亦可对于特殊地点的路灯,使其在亮度控制时有别于其它路灯,例如配合LED路灯的发热而作亮度时段、亮度比的调配,使LED阵列可配合在 用路人离峰时段以交替点亮、降低功率点亮等方式,延长其使用寿命。


图1为显示路灯回路系统的系统架构图2为显示主控制器的电路图3为显示控制模块的电路图4为显示本发明较佳实施例的控制流程图5为显示数据传输模式时的步骤流程图6为显示更新路灯回路的控制模块的控制参数数
图7为显示点灯模式时的步骤流程图8为显示校正各个路灯回路中的控制模块的基准
图9为显示调节路灯的照明状态的步骤流程图10为显示巢状的路灯回路系统的系统架构图。
主要元件符号说明lOOUOOa路灯回路系统la、lb、lc、ld、le、lf路灯12灯源稳压电路13脉宽调变控制电路14LED阵列2、2a电力供应源3、3a定时开关4、4a主控制器41中央控制电路411基准时钟412存储器413群集控制参数数据42供电/充电控制电路421供电/充电控制单元422电池组43通信馈电电路431稳压单元44系统转换控制电路45音频译码电路451音频译码单元46音频信息发送电路461音频信息发送单元462放大器47状态显示电路
5接口通信电路49输入检知电路491光感知元件492手孔盖493其它感应器5a、5b、5c控制模块51中央控制电路511基准时钟512存储器513控制参数数据52供电/充电控制电路521供电/充电控制单元522电池组53线路检知控制电路54系统转换控制电路55音频译码电路551音频译码单元56音频信息发送电路561音频信息发送单元562放大器57输入检知电路571光感知元件572手孔盖573其它感应器58告警显示电路6主控设备61传输接口BR1、服2、服3整流器CI电力线回路Cll、C12、C13路灯回路C2电力线回路C21、C22、C23路灯回路G接地线相线MCU1、MCU2中央处理单元N中性线RYl、RY2 、 RY3 、 RY4 、 RY5 、 RY6 、继电器
RY8、RY9RYla、 RY2a、 RY2b、 RY3a、 RY3b、继电器接点
RY4a、RY5a、RY5b、RY6a、RY8a、
RY8b、RY9a、RY9b T1、T2、T3、T4、T5、T6 耦合器
具体实施例方式
本发明所采用的具体实施例,将由以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。
参阅图1所示,路灯回路系统100于一电力线回路C1连接有多个路灯回路Cll、 C12、 C13,每一个路灯回路Cll、 C12、 C13包括有路灯la、lb、lc,电力线回路CI用以传输由 一电力供应源2经由一定时开关3所供应的电力予各个路灯回路C11、C12、C13的路灯la、 lb、lc。每一个路灯la、lb、lc连接有得以与一主控制器4通信的控制模块5a、5b、5c。
参阅图2所示,主控制器4包括有一中央控制电路41,中央控制电路41连接有一 供电/充电控制电路42、 一通信馈电电路43、 一系统转换控制电路44、 一音频译码电路45、 一音频信息发送电路46、一状态显示电路47、一接口通信电路48及一输入检知电路49。
中央控制电路41包括有一中央处理单元MCU1、一基准时钟411及一存储器412。 基准时钟411用以产生标准时间。存储器412中储存有一群集控制参数数据413,群集控制 参数数据413蓄录有年度的日出日没表、系统故障记录、系统初始电压流值数、受控制的控 制模块数量、亮度时段与亮度比、通报电话码、主控连网拨接码等等的参数数据。
供电/充电控制电路42包括有一供电/充电控制单元421、一电池组422及耦合 器T1、T2,用以将电力线回路Cl所传输的电力储存于电池组422,以提供主控制器4所需的 电力,并可输出目前的供电状况予中央处理单元MCU1 。 通信馈电电路43包括有一稳压单元431及一整流器服l,用以在主控制器4与控 制模块5a、5b、5c通信时提供电力予控制模块5a、5b、5c,亦可用于检知有否通信或占线使 用状态。 系统转换控制电路44包括有四个继电器RY1、RY2、RY3、RY8,用以配合存储器412 中所储存的群集控制参数数据413来控制电力线回路Cl的切换。 音频译码电路45包括有一音频译码单元451 ,用以将控制模块5a、5b、5c所发送的 音频电码,经耦合器T4耦合译码后转由中央处理单元MCU1处理。 音频信息发送电路46包括有一音频信息发送单元461及一放大器462,当中央处 理单元MCU1驱动继电器RY1使继电器接点RYla闭合则可使音频电码经一耦合器T3送出, 由控制模块5a、5b、5c接收。 状态显示电路47受中央处理单元MCU1的输出控制,用以显示主控制器4的各类 状态及控制模式。接口通信电路48用以使主控制器4可通过接口通信电路48与一主控设 备6进行数据传输(配合参阅图5)。接口通信电路48可以是无线的GPRS通信电路亦可以 是有线的RS485通信电路,端看使用上的需求。 输入检知电路49用以检索外界输入信号供中央处理单元MCU1处理。在本实施例 中,外界输入信号来自于一光感知元件491及一手孔盖492,亦可端看使用上的需求而由其 它感应器493提供。 参阅图3所示,控制模块5a包括有一中央控制电路51,中央控制电路51连接有一 供电/充电控制电路52 、 一线路检知控制电路53 、 一系统转换控制电路54 、 一音频译码电路
755、一音频信息发送电路56、一输入检知电路57及一告警显示电路58。 中央控制电路51包括有一中央处理单元MCU2、一基准时钟511及一存储器512。
基准时钟511用以产生标准时间,亦经由主控制器4定期作远程同步校正。存储器512中
储存有一控制参数数据513,控制参数数据513蓄录年度的日出日没表、灯型、灯条故障记
录、控制模块序号、亮度时段与亮度比、通报电话码等等的参数数据。 供电/充电控制电路52包括有一供电/充电控制单元521及一电池组522,用以 将该电力线回路Cl所传输的电力储存于电池组522,以提供控制模块5a所需的电力,并可 输出目前的供电状况予中央处理单元MCU2。 线路检知控制电路53包括有整流器BR2、 BR3,用以检知电力线回路Cl是否处于 忙线状态。系统转换控制电路54包括有四继电器RY4、RY5、RY6、RY9,可配合存储器512中 所储存的控制参数数据513来控制电力线回路Cl的切换。 音频译码电路55包括有一音频译码单元551,用以将主控制器4或其它控制模块
5b、5c所发送的音频电码,经耦合器T6耦合译码后转由中央处理单元MCU2处理。 音频信息发送电路56包括有一音频信息发送单元561及一放大器562,可由中央
处理单元MCU2驱动继电器RY4控制继电器接点RY4a占线,并驱动继电器RY6控制继电器
接点RY6a闭合而使音频电码经一耦合器T5广播至电力线回路Cl,由主控制器4或其它控
制模块5b、5c接收。 输入检知电路57用以检索外界输入信号供中央处理单元MCU2处理,在本实施例 中,外界输入信号来自于一光感知元件571及一手孔盖572,亦可端看使用上的需求而由其 它感应器573提供。 告警显示电路58用以受中央处理单元MCU2的驱动显示控制模块5a的工作及告 警状态,以及可送出各种类型的间歇鸣响信号。 参阅图4所示,其显示本发明较佳实施例的操作流程图,并同时配合前述图1至图 3对本发明较佳实施例的操作流程图作一说明如下。在本实施例仅以路灯回路Cll为例,其 余的路灯回路C12、13因其元件的功能及动作可类推,故不再赘述。 路灯la在本实施例为一 LED路灯,包括有一灯源稳压电路12、一连接于灯源稳压 电路12的脉宽调变控制电路13及一 LED阵列14。当然路灯la亦可以为一半导体路灯、一 钠气路灯及一无极路灯之一。 电力线回路C1为现有的路灯电缆,包括有一相线L、一中性线N及一地线G,且电 力线回路C1串联有至少一回路切换单元,此回路切换单元在本实施例中为由主控制器4的 系统转换控制电路44所控制的各个继电器RY1、 RY2、 RY3、 RY8,以及由控制模块5a的系统 转换控制电路54所控制的各个继电器、RY4、 RY5、 RY6、 RY9。 首先,初始化系统(步骤110),主控制器4及控制模块5加载系统开始运作执行。 之后,定义一工作模式切换事件信号(步骤120),并检测此工作模式切换事件信号(步骤 130),依据此工作模式切换事件信号,将路灯回路系统100的工作模式切换至一点灯模式 或一数据传输模式。 在本实施例中,工作模式切换事件信号由主控制器4的供电/充电控制电路42以 及控制模块5a的供电/充电控制电路52依据电力线回路Cl的供电状况而产生。在监测 出电力供应源2尚未供应电力至电力线回路C1时,不产生工作模式切换事件信号,而将路
8灯回路系统100的工作模式切换至数据传输模式(步骤140);而在监测出电力供应源2供 应电力至电力线回路C1时,则产生工作模式切换事件信号,将路灯回路系统100的工作模 式切换至点灯模式(步骤150)。 本实施例在实际应用时,可配合现有路灯的点灯时段(约略是6:00PM至翌日 6:00AM),以及熄灯时段(约略是6:00AM至6:00PM)进行点灯模式以及数据传输模式的切 换。由于路灯la在白天熄灯时段时,定时开关3会切断经由电力线回路Cl送往路灯回路C 11的电力,此时即监测出电力供应源2尚未供应电力至电力线回路Cl,而将路灯回路系统 100的工作模式切换至数据传输模式;而路灯la在晚上的点灯时段时,定时开关3会连通, 此时则监测出电力供应源2供应电力至电力线回路C1,而将路灯回路系统100的工作模式 切换至点灯模式。 参阅图5所示,其显示路灯回路系统在数据传输模式时的步骤流程图。在数据传 输模式时,主控制器4驱动继电器RY2使继电器接点RY2a、 RY2b打开,使电力线回路Cl的 相线L及中性线N与定时开关3成为断路,以将路灯回路Cll与电力供应源2切为断路(步 骤141)。 并由主控制器4驱动继电器RY3使继电器接点RY3a、RY3b闭合,让电力线回路Cl 的相线L及中性线N与主控制器4成为通路;以及由控制模块5a驱动继电器RY5切换继电 器接点RY5a、RY5b的状态,使控制模块5a与电力线回路Cl的相线L及中性线N成为通路, 以将主控制器4经由回路切换单元及电力线回路C1与路灯回路Cll的控制模块5a形成数 据传输路径(步骤142)。 此外,亦可由主控制器4驱动继电器RY8切换继电器接点RY8a、 RY8b的状态,使 用电力线回路Cl的相线L或中性线N,以及使用电力线回路Cl的接地线G ;并由控制模块 5a驱动继电器RY9来切换继电器接点RY9a、 RY9b的状态,使用电力线回路Cl的相线L或 中性线N,以及使用电力线回路C1的接地线G,形成另一种数据传输路径。形成数据传输路 径后,由主控制器4经由此数据传输路径更新路灯回路Cll的控制模块5a的控制参数数据 513 (步骤143)。 参阅图6所示,更新路灯回路Cll的控制模块5a的控制参数数据513先由主控制 器4接收一更新数据(步骤143a),此更新数据可由使用者以有线或无线方式,经由接口通 信电路48输入,或是由主控设备6(配合参阅图10)经由接口通信电路48传输予主控制器 4。主控制器4的中央处理单元MCU1依据是否有更新数据输入来判断需不需要更新群集控 制参数数据413 (步骤143b)如有需要即以此接收的更新数据更新主控制器4的存储器41 中所储存的群集控制参数数据413 (步骤143c)。 群集控制参数数据413更新完毕后,由主控制器4驱动继电器RY1使继电器接点 RYla闭合,将群集控制参数数据413经耦合器T3送出,经由电力线回路C1传送至路灯la 的控制模块5a(步骤143d)。由控制模块5a以群集控制参数数据413更新控制模块5a的 存储器512中的控制参数数据513 (步骤143e),完成更新的动作。 参阅图7所示,在路灯回路系统100进入点灯模式时,先由主控制器4校正路灯回 路Cll中的控制模块511的基准时钟511(步骤151)。配合图8所示,校正控制模块5a的 基准时钟511由主控制器4自中央控制电路41中的基准时钟411读取出一基准时钟信息 (步骤151a)作为整个系统的时间基准,然后由主控制器4将此基准时钟信息经由电力线回路C1传送至路灯回路Cll中的控制模块5a(步骤151b),让控制模块5a以此基准时钟信息 更新其中央控制电路51中的基准时钟511 (步骤151c),校正至与主控制器4的基准时钟 411为同一时间基准。 在校正控制模块511的基准时钟511后,由主控制器4驱动继电器RY1使继电器 接点RYla闭合,使音频电码经耦合器T3送出,广播进入点灯模式予路灯回路CI 1中的控制 模块5a(步骤152)。 之后由主控制器4驱动继电器RY3使继电器接点RY3a、 RY3b打开,让相线L及中 性线N与主控制器4成为断路,切断主控制器4经由回路切换单元及电力线回路Cl与控制 模块5a所形成的数据传输路径(步骤153)。并由主控制器4驱动继电器RY2使继电器接 点RY2a、 RY2b关闭,让电力线回路Cl的相线L及中性线N与定时开关3成为通路,以将路 灯回路Cll经由回路切换单元及电力线回路C1与电力供应源2形成通路(步骤154)。
电力供应源2于形成通路后经由电力线回路Cl供应电力至路灯回路Cll中的路 灯la(步骤155),其供应电力先由路灯la的灯源稳压电路12稳压后,经由脉宽调变控制 电路13送往LED阵列14,使LED阵列14点亮。脉宽调变控制电路13由控制模块5a所控 制,控制模块5a依据存储器512中的控制参数数据513通过控制脉宽调变控制电路13来 调节路灯la的照明状态(步骤156)。 参阅图9所示,其显示调节路灯的照明状态的步骤流程图。在调节路灯la的照明 状态时,由控制模块5a自中央控制电路51中的基准时钟511读取出当时的基准时间(步 骤156a),并依据所读取的基准时间查对控制参数数据511中所蓄录的日出日没表及亮度 时段。判别控制参数数据511中,于此基准时间时的日出日没表及亮度时段所预设对应的 亮度比(步骤156b)。然后由控制模块5b依据此亮度比控制脉宽调变控制电路13调节供 应电压,变更路灯la的照明亮度(步骤156c),用以达到在不同时段以不同的亮度比点亮路 灯la的效果。 参阅图IO所示,其显示巢状的路灯回路系统的系统架构图。如图所示,路灯回路 系统100a还包括有一电力线回路C2。电力线回路C2连接有多个路灯回路C21、 C22、 C23, 每一个路灯回路C21、 C22、 C23包括有路灯ld、le、lf,电力线回路C2用以传输由一电力供 应源2a经由一定时开关3a所供应的电力予各个路灯ld、le、lf。每一个路灯ld、le、lf连 接有得以与一主控制器4通信的多个控制模块5d、5e、5f 。 路灯回路系统100a的特征在于主控制器4、4a通过接口通信电路48(配合参阅图 2),经由一传输接口 61连接于主控设备6而成为巢状系统。由此可由主控设备6通过主控 制器4、4a对所有的控制模块5a、5b、5c、5d、5e、5f进行群集控制,其控制方法与前述较佳实 施例相同,不再赘述。 由以上的实施例可知,本发明所提供的路灯回路系统的群集控制方法确具产业上 的利用价值,故本发明业已符合于专利的要件。但以上的叙述仅为本发明的较佳实施例说 明,凡精于此项技艺者当可依据上述的说明而作其它种种的改良,但这些改变仍属于本发 明的发明精神及以下所界定的专利范围中。
权利要求
一种路灯回路系统的群集控制方法,其特征在于,用以控制连接于一电力线回路中的至少一路灯回路中的至少一路灯,该电力线回路串联有至少一回路切换单元,该路灯回路经由该电力线回路连接于一电力供应源,且该每一个路灯回路中包括有一控制模块,该控制模块储存有至少一笔用以控制该路灯回路的路灯照明状态的控制参数数据,至少一主控制器经由该电力线回路连接该各个路灯回路的控制模块,该方法包括下列步骤(a)定义一工作模式切换事件信号;(b)依据该工作模式切换事件信号,将该路灯回路系统的工作模式切换至一点灯模式或一数据传输模式;(c)在该点灯模式时,各个路灯回路经由该回路切换单元及该电力线回路与该电力供应源形成通路,由该电力供应源供应电力至各个路灯回路的路灯,且由该各个路灯回路中的控制模块依据预设的控制参数数据控制该路灯的照明状态;(d)在该数据传输模式时,该主控制器经由该回路切换单元及该电力线回路与该各个路灯回路的控制模块形成数据传输路径,由该主控制器经由该数据传输路径更新该各个路灯回路的控制模块的控制参数数据。
2. 如权利要求l所述的路灯回路系统的群集控制方法,其特征在于,步骤(a)至步骤 (b)中,该工作模式切换事件信号依据该电力线回路的供电状况所产生,在监测出该电力供 应源尚未供应电力至该电力线回路时,将该路灯回路系统的工作模式切换至该数据传输模 式;而在监测出该电力供应源供应电力至该电力线回路时,将该路灯回路系统的工作模式 切换至该点灯模式。
3. 如权利要求l所述的路灯回路系统的群集控制方法,其特征在于,步骤(c)中,在点 灯模式时,还包括校正该各个路灯回路中的控制模块的一基准时钟的步骤。
4. 如权利要求3所述的路灯回路系统的群集控制方法,其特征在于,该校正该各个路 灯回路中的控制模块的基准时钟的步骤包括下列步骤(bl)由该主控制器读取一基准时钟信息;(b2)由该主控制器传送该基准时钟信息至该各个路灯回路中的控制模块;(b3)由该各个控制模块以该接收的基准时钟信息更新该各个控制模块的基准时钟。
5. 如权利要求l所述的路灯回路系统的群集控制方法,其特征在于,步骤(c)中,在该 点灯模式时,还包括由该主控制器广播进入点灯模式予该各个路灯回路中的控制模块的步 骤。
6. 如权利要求l所述的路灯回路系统的群集控制方法,其特征在于,步骤(c)中,在该 点灯模式时,还包括切断该主控制器经由该回路切换单元及该电力线回路与该各个路灯回 路的控制模块所形成的数据传输路径的步骤。
7. 如权利要求l所述的路灯回路系统的群集控制方法,其特征在于,步骤(c)中,由该 各个路灯回路中的控制模块依据预设的控制参数数据控制该路灯的照明状态包括下列步 骤(cl)由该控制模块读取一基准时间;(c2)由该控制模块依据该读取的基准时间查对该控制参数数据中所蓄录的日出日没 表及亮度时段,判别该控制参数数据中于该基准时间时所对应的亮度比; (c3)由该控制模块依据该亮度比变更该路灯的照明亮度。
8. 如权利要求l所述的路灯回路系统的群集控制方法,其特征在于,步骤(d)中,在该 数据传输模式时,还包括将该路灯回路经由该回路切换单元及该电力线回路与该电力供应 源切为断路的步骤。
9. 如权利要求l所述的路灯回路系统的群集控制方法,其特征在于,步骤(d)中,在该 数据传输模式时,该主控制器经由该数据传输路径更新该各个路灯回路的控制模块的控制参数数据,包括下列步骤(dl)由该主控制器经由该数据传输路径传送一群集控制参数数据予该各个路灯回路 中的控制模块;(d2)该各个路灯回路的控制模块以该接收的群集控制参数数据更新该控制模块的控 制参数数据。
10. 如权利要求9所述的路灯回路系统的群集控制方法,其特征在于,步骤(dl)还包括(dll)由该主控制器接收一更新数据;(dl2)由该主控制器以该更新数据更新该主控制器的群集控制参数数据。
全文摘要
本发明涉及一种路灯回路系统的群集控制方法,在定义一工作模式切换事件信号后,依据工作模式切换事件信号,将一路灯回路系统的工作模式切换至点灯模式或数据传输模式,在点灯模式时,各个路灯回路经由串联于一电力线回路中的一回路切换单元及电力线回路与一电力供应源形成通路而获得电力供应,且由各个路灯回路的一控制模块依据一预设的控制参数数据控制各个路灯回路的路灯的照明状态;并在数据传输模式时,一主控制器经由回路切换单元及电力线回路与各个路灯回路的控制模块形成数据传输路径,更新各个路灯回路的控制模块的控制参数数据。
文档编号H05B37/02GK101784141SQ20091000349
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月15日 优先权日2009年1月15日
发明者陈寿山 申请人:陈寿山
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