专利名称：远端路灯监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种远端路灯监控系统，通过电压、电流与功率因数分别判断LED灯具与电源供应器是否故障。
背景技术：
由于电カ线通讯技术日渐成熟，应用电力线通讯技术进行数字控制或管理的应用亦逐渐增多，目前常见用于路灯控制应用上。路灯监控系统主要包含一管理主机与多盏LED路灯，管理主机可利用电カ线通讯技术连线到各个LED路灯，管理主机即可传送控制信号给LED路灯以控制点亮或熄灭LED路灯。其中LED路灯包含有一电源供应器与一 LED灯具，由于市电电源为一交流电源，而LED灯具的驱动电源属于直流电源，该电源供应器负责将交流电源转换为直流电源以驱动 该LED灯具。假若任一 LED路灯故障或损坏，因管理主机仅控制点亮或熄灭LED路灯，操作人员无法从管理主机得知故障的LED路灯设置在何处，而必需外派维修人员到各个地方视察LED灯具的运作情况，当维修人员发现LED灯具故障，才可针对故障的LED灯具进行维修，如此外派维修人员将会増加人力成本。为了可让管理主机达到自动判断LED路灯是否正常运作的功能，已知技术是在各个LED灯具上进ー步安装感光元件，该管理主机电连接各个感光元件，并对每一感光元件编列代号以指示其所在的位置信息。感光元件用于感测LED路灯的发光亮度，并依LED路灯的发光亮度产生ー检测信号，管理主机根据检测信号而判断LED路灯是否正常发光。若LED路灯损坏，LED路灯将熄灭或发光亮度不足，并导致感光元件产生的检测信号减弱，因此管理主机可根据检测信号检与代号得知异常LED路灯的所在位置，操作人员即可派员维修。然而，在LED路灯加装感光元件除了提高成本，感光元件亦容易受到周遭环境的影响，使管理主机所判断出的故障信息不符合LED路灯实际的工作状态，导致误判的情形。此外，因管理主机仅单方面根据感光元件判断LED路灯是否正常运作，但无法分别检知电源供应器与LED灯具是否故障，例如当电源供应器故障而LED灯具正常时将会因电カ因素导致LED灯具熄灭或降低LED灯具的发光亮度，但是管理主机依据感光元件仅能检知该个LED路灯异常，无法检知出是由电源供应器异常所导致。
实用新型内容鉴于已知管理主机无法自远端分别判断电源供应器与LED灯具故障的缺点，因此本实用新型的主要目的在于提供一种远端路灯监控系统，令管理主机在远端可分别判断LED灯具与电源供应器的工作状态。为达前掲目的，本实用新型所采用的技术手段是令该远端路灯监控系统包含有至少ー个路灯网络，该路灯网络包含有多个路灯単元，每ー个路灯单元包含有[0010]一 LED 灯具；ー电源供应器，其输入端电连接一电カ线以接收市电电源，并提供该LED灯具エ作电源；及ー监控装置，包含有一微控制器，电连接该电源供应器输入端以取样电压、电流数据，并将电压、电流换算为功率因数；ー电子开关，电连接该微控制器且串接于该电カ线上；及ー电カ线通讯模块，电连接该微控制器以及该电カ线，以将电压、电流与功率因数数据传送到外部；至少ー个数据集中器，对应连线至ー个路灯网络中的各个路灯単元的电カ线通讯 模块，以接收各个路灯単元的电压、电流与功率因数数据；以及一管理主机，连线至该数据集中器以接收各个路灯単元的电压、电流与功率因数数据，该管理主机具有一数据库，该数据库中存有电压、电流与功率因数基准值，该管理主机根据基准值与所接收的电压、电流判断LED灯具是否故障，并根据基准值与所接收的功率因数判断电源供应器是否故障。由于该管理主机是根据微控制器所取样的电压与电流判断LED灯具是否故障，并根据功率因数判断电源供应器是否故障，该管理主机即可自远端分别判断LED灯具与电源供应器的故障情形，供维修人员有效掌握各个路灯単元的工作情況。如此ー来，本实用新型不需额外安装感光元件，避免増加成本，并有效降低管理主机误判的情形。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进ー步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中图I为本实用新型第一较佳实施例的系统示意图；图2为图I的部份电路方块示意图；图3为图2的部份电路方块示意图。附图标号10管理主机11图形使用者接ロ12记录媒体 13数据库20数据集中器 200电カ线30路灯网络31路灯单元32LED灯具33电源供应器331功因校正电路332直流转换电路34监控装置 341微控制器342电子开关 343电カ线通讯模块
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，
以下结合附图对本实用新型实施例做进ー步详细说明。在此，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，但并不作为对本实用新型的限定。请參考图I所示，为本实用新型一较佳实施例的系统示意图。该较佳实施例包含有一管理主机10、多个数据集中器20与至少ー个路灯网络30，ー个路灯网络30对应连线至一个数据集中器20，各数据集中器20分别连线至该管理主机10。请參考图2与图3所示前述系统的部分方块示意图，路灯网络30与数据集中器20之间通过电カ线200连线，各路灯网络30包含有多个路灯单元31，图2中仅列出一个路灯单元31以示意之。每ー个路灯单元31包含有一 LED灯具32、ー电源供应器33与一监控装置34。请參考图3所示,该LED灯具32具有ー调光驱动端DIM。该电源供应器33包含有一功因校正电路331与一直流转换电路332。该功因校正电路331的输入端电连接电カ线AC_L、AC_N以接收市电电源，并在输出端产生一直流电源；该直流转换电路332的输入端电连接该功因校正电路331的输出端以接收该直流电源，并 将该直流电源转换为ー工作电源，该直流转换电路332的输出端电连接该LED灯具32以将该工作电源输出至该LED灯具32。该监控装置34包含有一微控制器341、一电子开关342与一电カ线通讯模块343。该微控制器341电连接该功因校正电路331输入端的电カ线，且具有一调光控制端GPI0，该调光控制端GPIO电连接该LED灯具32的调光驱动端DM。该微控制器341取样电源供应器33输入端的电压、电流数据，并可进ー步将电压、电流数据换算为各种电カ数据，例如消耗功率、功率因数(Powerfactor)、频率与累计消耗功率(瓦吋)等电カ数据。该微控制器341可为PM系列的控制器，例如PM8212、PM8213及PM8214等。该电子开关342电连接该微控制器341且串接于电カ线上，其中电カ线包含有一火线AC_L与一中性线AC_N，该电子开关342可串接在中性线AC_N上。该电カ线通讯模块343电连接该微控制器341以及电カ线AC_L、AC_N，用以将该微控制器341所测得的各种电カ数据，包含电压、电流、消耗功率、功率因数、频率与累计消耗功率(瓦吋)等数据，通过电カ线AC_L、AC_N*送到外部；其中每ー个电カ线通讯模块343具有一代号(Serial Number, SN), —个代号代表ー个特定的路灯单元31。电カ线通讯模块343可为DSS系列的通讯模块，例如DSS9011、DSS9002或DSS9003等。该数据集中器20电连接电カ线AC_L、AC_N而与各个路灯単元31的电カ线通讯模块343构成连线，该数据集中器20可通过电カ线AC_L、AC_N接收各个路灯单元31的电カ数据，其中每ー笔路灯单元31的电カ数据包含有其电カ线通讯模块343的代号。该管理主机10可通过有线网络或无线网络连线至该多个数据集中器20，以自数据集中器20接收各个路灯单元31的电カ数据，由于电カ数据皆包含有其电カ线通讯模块343的代号，管理主机10即可根据代号而逐一辨识电力数据的来源。该管理主机10可产生ー控制信号与ー调光信号，而该些控制信号与调光信号通过数据集中器20传送至各个路灯単元31，路灯单元31的微控制器341根据控制信号而导通或切断该电子开关342 ;该调光信号为脉冲宽度调变(PWM)信号，调光信号自该微控制器341的调光控制端GPIO传递到该LED灯具32的调光驱动端DIM，LED灯具32即根据调光信号而调整发光亮度。承上述，该微控制器341可对电カ线AC L、AC N进行零点电压检测(ZeroCrossingDetecting)，当微控制器341执行零点电压检测时，检知电カ线AC_L、AC_N上的电压波形，供该微控制器341在电压大小相对较低的时候才切换该电子开关342,由于该电子开关342可在电压较低的的电压下进行切換，可降低电子开关342在切換时所产生的火花，使电子开关342不易积碳与损坏。该管理主机10可供连线到ー电脑，并于电脑产生ー图形使用者接ロ11 (Graphical User Interface,⑶I)。该管理主机10具有一记录媒体12与一数据库13。该管理主机10可将接收到的电カ数据储存在该记录媒体12中。管理主机10可进ー步将LED灯具32的电カ数据换算为消费用电的单位，例如将消耗功率換算为“度”(千瓦-小时)，又该图形使用者接ロ 11可供设定目前的电价，该管理主机10根据电价与消耗 功率換算为电费，并将电费在记录媒体12中储存为ー历史数据；是以，记录媒体12中即储存有各个路灯単元31的电カ数据与电费信息，供使用者根据代号检视路灯的使用状況。该数据库13存有各个路灯単元31的电カ数据基准值，诸如电压、电流功率因数与频率的基准值。该管理主机10比对所接收到的电カ数据与数据库13中的基准值，若管理主机10判断所接收的电カ数据，如电压、电流功率因数与频率等不符合基准值，表示该个路灯单元31工作异常，或者若电カ线通讯模块343与数据集中器20之间通讯品质不良，导致电カ数据控制信号与调光信号无法完整传递，管理主机10将在图形使用者接ロ 11产生提示信息，供技术人员參考。举例而言，若一 LED灯具32损坏，其电源供应器33输入端的电流将异常下降而小于基准值，管理主机10即可判断出该个LED灯具32有故障的情况；又或者若电源供应器33故障或过载时，将使功率因数偏低而低于基准值，管理主机10即可判断出该个电源供应器33有故障的情況。藉此，该管理主机10可分别检知LED灯具32与电源供应器33故障的情形。该数据集中器20进ー步具有组网功能。该多个电カ线通讯模块343的代号(SN)储存在该数据集中器20，该数据集中器20可对所有电カ线通讯模块343发出连线请求信息，若电カ线通讯模块343接收到连线请求信息，电カ线通讯模块343将根据本身的代号产生一确认信息，并将该确认信息回传给该数据集中器20，该数据集中器20接收到来自各个电カ线通讯模块343的确认信息后，撷取各个确认信息内的代号，再根据各个代号产生ー路由表并储存该路由表；是以，该路由表即代表所有路灯网络30与路灯单元31的目录，管理主机10即可根据该路由表快速地检索到特定的路灯单元31，进而将控制信号与调光信号发送至特定的路灯单元31。综上所述，通过该监控装置34检测电源供应器33输入端的电カ数据，若电カ数据的数据异常，代表LED灯具32有损坏的情形，又特别对于电源供应器33而言，若其功因校正电路331故障，微控制器341测得的功率因数将偏低，该管理主机10可判断出此电源供应器33的异常情形，管理主机10针对数据异常的路灯单元31配合其代号在图形使用者接ロ 11发出提示信息，维修人员即可针对代号而前往发生故障的路灯单元31进行维修。该管理主机10可针对各个路灯単元31自动计算其电费，供电力公司或路灯安装厂商作为耗电的參考指标。此外，通过该路由表的建立，供该管理主机10可快速地检索到特定的路灯单元31，加快了本实用新型系统的运作速度。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进ー步详细说明，所应理解的是，以上所述 仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种远端路灯监控系统，其特征在于，其包含有 至少一个路灯网络，所述路灯网络包含有多个路灯单元，每一个路灯单元包含有 一LED灯具； 一电源供应器，其输入端电连接一电力线以接收市电电源，并提供所述LED灯具工作电源；及 一监控装置，包含有 一微控制器，电连接所述电源供应器输入端以取样电压、电流数据，并将电压、电流换算为功率因数； 一电子开关，电连接所述微控制器且串接于所述电力线上 '及 一电力线通讯模块，电连接所述微控制器以及所述电力线，以将电压、电流与功率因数数据传送到外部； 至少一个数据集中器，对应连线至一个路灯网络中的各个路灯单元的电力线通讯模块，以接收各个路灯单元的电压、电流与功率因数数据；以及 一管理主机，连线至所述数据集中器以接收各个路灯单元的电压、电流与功率因数数据，所述管理主机具有一数据库，所述数据库中存有电压、电流与功率因数基准值，所述管理主机根据基准值与所接收的电压、电流判断LED灯具是否故障，并根据基准值与所接收的功率因数判断所述电源供应器是否故障。
2.如权利要求I所述的远端路灯监控系统，其特征在于，所述管理主机产生一控制信号，所述控制信号通过数据集中器传送至各个路灯单元，路灯单元的微控制器根据控制信号而切换所述电子开关。
3.如权利要求2所述的远端路灯监控系统，其特征在于，所述微控制器执行零点电压检测，检知电力线上的电压波形，供所述微控制器在电压大小相对较低的时候切换所述电子开关。
4.如权利要求I所述的远端路灯监控系统，其特征在于，各路灯单元中，所述LED灯具具有一调光驱动端； 所述微控制器具有一调光控制端，所述调光控制端电连接所述调光驱动端； 所述管理主机产生一调光信号，所述调光信号通过所述数据集中器传送至各个路灯单元，所述微控制器根据所述调光信号而调整所述LED灯具的发光亮度。
5.如权利要求I至4中任一项所述的远端路灯监控系统，其中各电力线通讯模块具有一代号，所述多个电力线通讯模块的代号储存在所述数据集中器，所述数据集中器根据所述代号建立一路由表。
6.如权利要求5所述的远端路灯监控系统，其特征在于，各路灯单元的微控制器根据所取样的电压、电流换算出消耗功率； 所述管理主机连线到一电脑，并在所述电脑产生一图形使用者接口，所述图形使用者接口供设定一电价； 所述管理主机接收消耗功率数据，并根据消耗功率与所述电价换算出电费。
7.如权利要求6所述的远端路灯监控系统，其特征在于，所述管理主机具有一记录媒体，用于储存所接收的电压、电流、功率因数、消耗功率与电费数据。
8.如权利要求I至4中任一项所述的远端路灯监控系统，其特征在于，各路灯单元的微控制器根据所取样的电压、电流换算出消耗功率； 所述管理主机供连线到一电脑，并在所述电脑产生一图形使用者接口，所述图形使用者接口供设定一电价； 所述管理主机接收消耗功率数据，并根据消耗功率与所述电价换算出电费。
9.如权利要求8所述的远端路灯监控系统，其特征在于，所述管理主机具有一记录媒体，用于储存所接收的电压、电流、功率因数、消耗功率与电费数据。
专利摘要本实用新型公开了一种远端路灯监控系统，包含有通过电力线连线的多个路灯单元与数据集中器，各路灯单元包含有一LED灯具、一电源供应器与一监控装置，该监控装置对电源供应器输入端的电压与电流进行取样，并将电压与电流换算为功率因数，该数据集中器电连接一管理主机，该管理主机通过该数据集中器接收各路灯单元的电压、电流与功率因数数据，根据电压、电流判断LED灯具是否故障，并根据功率因数判断电源供应器是否故障，藉此分别检知LED灯具与电源供应器的工作情形。
文档编号H05B37/03GK202652662SQ20122016571
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者曾席璋, 蒋浩然 申请人:康舒科技股份有限公司