专利名称:一种城市照明智能监控设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种城市照明智能监控设备，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、用于对路灯控制器和支路控制器进行控制的集中控制器，所述集中控制器通过通信模块与远程控制中心无线通信，所述集中控制器分别与所述路灯控制器以及支路控制器通信连接。本实用新型的城市照明智能监控设备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，还可以根据需求调节每一只灯的亮度，有效节约电能。
【专利说明】一种城市照明智能监控设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及城市照明系统，具体涉及一种城市照明智能监控设备。
【背景技术】
[0002]城市照明是人们日常生活中必不可少的公共设施，而城市照明耗电量约占总耗电量的15%。面对供电紧张形势，各种临时应急节电措施被广泛采用，比如夜晚间隔关灯、调整路灯开关的时间、关闭景观照明等等；另外，城市照明灯的巡查对于市政部门来说也是一项需要耗费大量人力物力的工作。
[0003]现有技术大多采用支路控制的方案，而此方案与电缆的铺设密不可分，不能适应现场复杂多变的环境。比如目前大约有二百多个大中城市采用现代化的“三遥”(遥控、遥测、遥信)路灯智能控制系统，虽然在一定程度上提高了道路照明的社会效益和经济效益，但这些系统基本都只是能实现支路控制、监测，不能对单灯进行有效管理，这就不能适应现场复杂多变的环境。同时也无“遥调”功能，也就无法实现路灯亮度的调节，只能控制某条支路的开关。如果想在夜晚实现间隔关灯，必须要在铺设电缆时预先考虑，一旦投入运行后就很难改变开关灯的支路位置，并且这种方式存在黑影，并不可取。另外，路灯故障基本都是靠电流检测估算出来的，对于高温潮湿的气候适应性差，而且受振动、尘土、电流等干扰因素影响较大，误动和拒动时有发生，误报警的几率高，且报警不能准确定位到灯杆，缺乏通讯手段靠人为巡灯来查找故障成本高昂，效率较低，大大增加了工作量和维护成本，对于不断扩大的城市照明范围和内容，原有控制方式难以满足社会的需求。同时现有的城市照明维护制度也难以适应特殊的控制需求，比如台风季节、节假日等特殊照明方式实发性强，要求反应速度快，但是目前的控制方式，反应慢、效率低，而且由于缺乏开关信息反馈，因此在很大程度上依赖人力成本；导致特殊需求不能得到很好的实施，且难以进行运行监控和状态检修，既浪费电力资源、增加运行成本，又影响市民生活。
[0004]还有一些采用zigbee无线通信技术的单灯控制方案虽然实现了单灯控制功能，但是这种单灯模块有通信天线，而且该通信天线只能安装在灯头上，并且必须外露，施工难度大，且无法避免相邻台区的干扰及树枝建筑物对信号的阻挡，效果亦不佳。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种城市照明智能监控设备，采用支路控制与单灯控制相结合，实现对照明系统和路灯的实时监控和管理。
[0006]本实用新型为了解决上述技术问题，公开了一种城市照明智能监控设备，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、用于对路灯控制器和支路控制器进行控制的集中控制器，所述集中控制器通过通信模块与远程控制中心无线通信，所述集中控制器分别与所述路灯控制器以及支路控制器通信连接。
[0007]进一步，所述用于对路灯进行开关及亮度调节的路灯控制器包括处理器单元、载波接收单元、载波发送单元、载波收发耦合电路单元和RS485通信单元，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相连接，所述处理器单元与RS485通信单元相连接。
[0008]进一步，所述路灯控制器的RS485通信单元经可调频率驱动电路与路灯的电子镇流器相连接。
[0009]进一步，所述的可调频率驱动电路包括一款两路互补PWM驱动芯片；所述的两路互补PWM驱动芯片的RT脚与所述处理器模块的控制信号输出端连接。
[0010]进一步，所述用于进行数据传输的通信模块为GPRS通信模块、CDMA通信模块、3G通信模块和WIFI通信模块的至少一种。
[0011]采用上述本实用新型技术方案的有益效果是:本实用新型的城市照明智能监控设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，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。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型实施例中城市照明智能监控设备的逻辑结构示意图；
[0013]图2为本实用新型实施例中集中控制器的逻辑结构示意图；
[0014]图3为本实用新型实施例中路灯控制器的逻辑结构示意图；
[0015]图4为本实用新型实施例中可调频驱动电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0017]本实用新型一实施例公开了一种城市照明智能监控设备，图1为本实用新型实施例中城市照明智能监控设备的逻辑结构示意图，如图1所示:所述系统包括用于对路灯进行开关及亮度调节的路灯控制器101、用于对支路的路灯进行供电控制的支路控制器102、用于对路灯控制器101和支路控制器102进行监控的集中控制器103，所述集中控制器103分别与所述路灯控制器101以及支路控制器102通信连接，路灯控制器101以及支路控制器102分别将路灯运行的参数信息发送至集中控制器103，并通过通信模块104将监控到的路灯控制器101和支路控制器102的运行参数信息传输至远程监控中心105。其中，所述用于进行数据传输的通信模块104可以为GPRS通信模块、CDMA通信模块、3G通信模块和WIFI通信模块中的至少一种，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。本实施例的城市照明智能监控设备，集中控制器向路灯控制器下发控制命令，可以实现单灯控制，而且集中控制器可以向支路控制器下发控制命令，实现对整个支路的控制，控制形式多样，适合各种情况的需求，避免了出现后期为满足某些新增功能需要改动整个控制线路的冋题。
[0018]图2为本实用新型实施例中集中控制器的逻辑结构示意图，如图2所示:上述实施方式中的所述用于对路灯控制器101和支路控制器102进行监控管理的集中控制器103包括数据采集单元201、处理器单元202以及监控单元203，所述处理器单元202分别与数据采集单元201和监控单元203相连接。该实施方式中，所述数据采集单元201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202，所述监控单元203通过处理器单元202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。
[0019]图3为本实用新型实施例中路灯控制器的逻辑结构示意图，如图3所示:上述实施例中的所述用于对路灯进行开关及亮度调节的路灯控制器101包括RS485通信单元301、处理器单元302、载波发送单元303、载波接收单元304和载波收发親合电路单元305，所述载波发送单元303和载波接收单元304分别与载波收发親合电路单元305和处理器单元302相连接，所述处理器单元302还与RS485通信单元301相连接。在本实施例中，所述路灯控制器101的RS485通信单元301通过可调频驱动电路306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305接收经电力线缆传输的载波信号，然后通过载波接收单元304将载波信号输入处理器单元302，所述处理器单元302将载波信号转换为控制信号后经RS485通信单元301输出至可调频驱动电路306，进而调节DC-AC电路，改变输出镇流电感的感抗，进而改变电子镇流器输出至路灯的电压，实现路灯功率的调整，最终实现对路灯进行开关及亮度调节的控制；所述RS485通信单元301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302，由处理器单元302将接收的反馈信号转换为载波信号后通过载波发送单元303发送至载波收发耦合电路单元305，由载波收发耦合电路单元305将该载波信号输出至电力线缆。
[0020]作为一个优选实施例，如图4所示，所述的可调频率驱动电路包括一款两路互补PWM驱动芯片；所述的两路互补PWM驱动芯片的RT脚与所述处理器模块的控制信号输出端连接。驱动电路输出方波信号，功率的调整是通过改变路灯的灯管电压、电流来实现的。改变电子镇流器的感抗，则能改变与之串联路灯的灯管电压、电流。不同的频率对应不同的感抗，LO、RO信号正是这个改变电子镇流器感抗的驱动信号。可以改变电子镇流器的感抗，最终达到改变输出功率的目的。
[0021]本实用新型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集中控制器通过电力线载波通信，接收集中控制器的控制指令，实现上报路灯工作状态，如当路灯控制器监测到灯头故障(该亮的时候不亮或者不该亮的时候亮了)时，会通过电力线载波通信主动上报故障给集中控制器，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。所述集中控制器通过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通信单元接收集中控制器指令，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设备进行操作、维护、处理、统计、分析和监管的中心，通过GPRS或其他网络与集中控制器通信，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。
[0022]本实用新型的城市照明智能监控设备集当前计算机、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，使用该系统后值班人员可以根据报警信息应急处理因各种情况而发生的开路、短路故障，避免事故发生，提高了工作效率；同时，本实用新型的城市照明智能监控设备，不但可以降低成本、提高效率，而且更有利于资源的合理使用和节省，适应城市照明未来发展趋势的要求。
[0023]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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。
【权利要求】
1.一种城市照明智能监控设备，其特征在于，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、用于对路灯控制器和支路控制器进行控制的集中控制器，所述集中控制器通过通信模块与远程控制中心无线通信，所述集中控制器分别与所述路灯控制器以及支路控制器通信连接，所述用于对路灯进行开关及亮度调节的路灯控制器包括处理器单元、载波接收单元、载波发送单元、载波收发親合电路单元和RS485通信单元，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相连接，所述处理器单元与RS485通信单元相连接，所述路灯控制器的RS485通信单元经可调频率驱动电路与路灯的电子镇流器相连接，所述的可调频率驱动电路包括一款两路互补PWM驱动芯片；所述的两路互补PWM驱动芯片的RT脚与所述处理器模块的控制信号输出端连接。2.根据权利要求1所述的城市照明智能监控设备，其特征在于，所述用于进行数据传输的通信模块为GPRS通信模块、CDMA通信模块、3G通信模块和WIFI通信模块的至少一种。
【文档编号】H05B37-02GK204272435SQ201420548519
【发明者】江志远, 宋夫才, 刁文利, 边子媛 [申请人]青岛交通科技信息有限公司