全自动路灯管控系统的制作方法

本发明涉及一种路灯管控系统，根据天气照度精准自动开关路灯并通过手机、电脑等传递路灯系统指令与信息。

背景技术：

当前多数地方路灯主要管控方式现状：一是以时间为准开关路灯，每台配电箱内安装一个时控开关，像定时闹钟一样，预先设定时间，到点自动开关路灯；二是以人力巡查为主发现故障。三是以人力往返为主临时供断电，当检修路灯等需临时供断电的时候，要人力往返电源地操作。

当前路灯管控方式的主要不足：一是路灯开关时间与天气亮度不协调。或者天还没黑路灯已开亮，或者天已很亮，路灯却还没关熄。时控开关虽然可以通过人为调节动作时点适应春夏秋冬季节性昼夜时差的变化，达到实时开关路灯的目的，但晴、阴、雨短期天气变化时，却容易出现开关亮度不适当的问题，原因是每个周期内，时控开关的动作时点是固定的，而晴、阴、雨天黑天亮的时间又是不同的。传统光控开关，经纬度开关，效果都不理想。光控开关虽能根据天气变化自动开关路灯，但极受周边环境的干扰，导致动作不灵。空旷地带，感光头采光充足且无杂光影响的情况下，光控的作用尚可。然，实际中，受配电箱位置的限制，感光头往往只能安装在树荫下、建(构)筑物脚这些采光不足的地方，早晚时段，大气照度较高时，感光头位置的照度却较低，加之光控开关的关断照度大于开通照度，导致路灯开关不适当，不是过早就是过迟。经纬度开关就其本质来讲依然是时间控制，所以存在时控开关的局限。二是不能及时、全面发现故障。主街大道，车辆进出方便，巡查时自然不会漏下；然，整个城区点多面广，背街小巷尤其是车辆不能出入的地方，需走路前往，难免有巡查不到位的时候。三是浪费电能、人力物力，不利于降低城市管理运行成本，又不利于营造优良人居环境。路灯开关不适当，时控开关每年需随季节变化人为调整动作时点若干次，人力往返供断电等，这些都造成电能人力物力的浪费；主街大道路宽灯多，即使半幅不亮，对民众夜行也无大碍，背街小巷尤其是转弯转角的地方，如果某条线路路灯不亮，对夜间出行影响却较大，并且容易给违法分子提供可乘之机，自然不利于优良人居环境的营造。四是虽然个别地方采用所谓数字化、智能化路灯监控平台系统，但存在信号捕捉不及时不全面，系统故障频发的问题，且造价较高；有些系统号称可以监控到每一盏路灯的运行状态，其前提是在每盏路灯上都要加装一个设备，暂且不说其能否精准捕捉每一盏灯信息的技术问题，但无疑会增加相当的成本，就城市路灯而言，数量众多，分布广泛，有没有必要监控到每一盏灯？普遍的认为是没必要。

技术实现要素：

本发明提供的全自动路灯管控系统，可以根据天气照度精准自动开关路灯，彻底解决路灯开关时间与天气亮度不协调的问题；通过手机、电脑等方式传递路灯系统指令与信息，使用方便，操作简单，便于随时掌握系统运行状态，发现异常。

本发明的技术方案如下：全自动路灯管控系统如图1，其特征是由感光发射端、无线控制模块a、移动终端、固定终端构成；感光发射端、无线控制模块a、移动终端、固定终端通过无线连接，固定终端与固定终端通过有线连接，其中固定终端可以取舍。

一.所述感光发射端如图2，由电源模块b、储能模块、感光模块甲、感光模块乙、led灯光模块、无线控制模块b、感光头组成；电源模块b分别与其他模块连接，感光 模块甲与无线控制模块b连接，感光模块乙与led灯光模块连接，感光头与感光模块甲、感光模块乙、led灯光模块连接；

电源模块b为变压器降压整流滤波稳压电路，也可以是开关电源；

储能模块由电容、电阻、三极管、继电器依次连接，构成延时电路，系统外部供电断开时，为led模块、无线控制模块b供电数秒，以便无线控制模块b发出相关数据，系统外部供电重新导通时，延时几分钟导通来电检测继电器，保证无线控制模块b启动后能有效检测来电状态；

感光模块甲由可调电阻甲、光电转换元件甲、三极管、达林顿管、继电器甲依次连接，调节可调电甲阻的阻值，可以改变光电转换元件的感光灵敏度，进而改变继电器相对于外界光的动作照度；

感光模块乙由可调电阻乙、光电转换元件乙、三极管、达林顿管、继电器乙依次连接，调节可调电阻乙的阻值，可以改变光电转换元件的感光灵敏度，进而改变继电器相对于外界光的动作照度；

光电转换元件为光电池，而非光敏电阻、光电二极管、光电三极管，之所以采用光电池，是因其光电转换的线性度好，精准度高，便于调节；

led灯光模块由电容、电阻、三极管、继电器、led灯依次连接，电容、电阻连接感光模块乙的继电器乙输出端，感光模块乙的继电器乙输出端随外界光照改变通断状态，控制led灯的亮与熄；电容、电阻、三极管构成延时电路，控制led灯的亮灯时间；

无线控制模块b由遥控输出单元与检测单元组成，输出单元继电器有两路输出，每路输出端串联电阻后分别与感光模块甲、乙的可调电阻甲、乙并联，遥控输出单元继电器的通断可以改变感光模块甲、乙相对于外界光的动作照度，起到远程调档的作用；检测单元与感光模块甲的继电器输出端连接，外界光照变化到一定程度，继电器动作并被检测单元感知，检测单元发出相应指令到远端的无线控制模块a，进而控制路灯开与关；

感光头由光电池甲、光电池乙、led灯、反光器、透明外罩、六条引出线组成，其位置摆布十分关键，光电池甲、乙必须能充分接收外界光照，led灯发出的光必须充分照射光电池甲，但绝不能照射到光电池乙，图3.4中列出了两种典型的感光头构成方式，方式一为光电池甲、乙、led灯、反光器在同一平面上，通过反光器将led灯发出的光线集中到光电池甲受光面，方式二为光电池甲、led灯在同一平面，光电池乙垂直高于led灯顶部，led灯发出的光线无法照射光电池乙的受光面；六条引出线一端接光电池、led灯的六个引脚，另一端接发射端的感光模块甲、感光模块乙、led灯模块。

二.所述无线控制模块a，由电源模块a，延时模块，控制模块，检测模块组成；

电源模块a为开关电源，也可以是变压器降压整流滤波稳压电路；

延时模块由电容(或电池)、电阻、三极管、继电器依次连接，构成延时电路，外部电源断开或导通，继电器均延时动作几分钟，以满足电源检测的需要；

控制模块由遥控接收电路，光控电路，时控电路组成；遥控接收电路得到感光发射端或移动(固定)终端发出的指令，由继电器执行相应动作，控制与之连接的交流接触器，进而控制路灯开与关；此光控电路为备用电路，当需要与感光发射端适用不同的照度开关路灯时启用；此时控电路也为备用电路，需要时启用；

检测模块，由电流模块、电压模块、温度模块、湿度模块、电缆模块、阻容降压整流稳压模块组成：电流模块外接电流传感器，以检测线路电流；电压模块外接电压传感 器，以检测线路电压；温度模块外接温度传感器，以检测环境温度；湿度模块外接湿度传感器，以检测环境湿度；电缆模块外接电缆终端器，以检测电缆通断；阻容降压整流稳压模块，由电容、电阻、稳压管、继电器依次连接组成，接路灯配电柜的每一路出线火线，将交流220v转化为直流12v，为继电器线圈供电，通过检测继电器触点的通断状况，判断出线是否有电。

三.所述移动终端，可以是手机，也可以是笔记本电脑；移动终端数量不限。

四.所述固定终端，可以是指电脑、打印机；固定终端数量不限，从节约角度，该固定终端可舍去。

五.所述无线连接为gsm、gprs、3g、4g等众所周知的网络。

六.所述感光发射端在一定范围内(如一个中等县城区)通常只安装一台。

七.所述无线控制模块a，在一定范围内(如一个中等县城区)根据配电柜的多少，通常安装多台。

有益效果

城市路灯管理，智能化到哪种程度，精细化到哪个地步，从投入的费用与所解决的实际问题的角度来看，有没有必要监控到每一盏灯？普遍的回答都是：没必要！本发明着力于以较少的硬件、以较低的投入、简单的操作，解决路灯管理中最实际的开与关、系统状态反馈、异常提示、器材防盗问题。

经济价值：节约路灯管理运行成本。一是日常的精准自动开关路灯以及临时的开关路灯，缩短开灯时间进而节约电费，二是省去人工调时的人、车、油费，三是预防偷盗，减少的电力器材损失。据试点统计，一个拥有五千余盏路灯的县城，使用本发明成果后，每年节约路灯管理运行费用约五十万元。

社会价值：进一步方便民众夜间出行，利于优化人居环境。

附图说明

图1.全自动路灯管控系统系统图

图2.感光发射端图例

图3.感光头构成方式a

图4.感光头构成方式b

图中1-感光发射端，2.3.4-无线控制模块a1.a2.an，5.6.7-移动终1.2.n，8.9-固定终端1.2，10-感光头，11-led灯模块，12-感光模块甲，13-无线模块b，14-感光模块乙，15-电源模块，16-储能模块，17-反光器，18-透明外罩，19-光电池乙，20-led灯，21-光电池甲。

具体实施方式

现结合附图进一步说明具体实施方式：感光发射端应安装在采光充足、无遮光干扰的高处，通常是高层房顶；无线控制模块a安装在路灯配电柜内，与交流接触器、路灯线路进、出回路连接。一个中等县城一台感光发射端即可，每台配电柜内都应安装一个无线控制模块a。覆盖范围内的路灯开关，均以感光发射端所处位置光照为准。

路灯日常的昼熄夜亮由感光发射端精准自动控制。感光发射端根据一天中太阳光照强度的变化，自动切换内置继电器的开闭状态，并将指令发送至无线控制模块a执行开关灯的操作。具体过程是：白天，光电池受光充足，其引脚两端电压较高，与之连接电路的继电器触点处于吸合状态，傍晚时分，太阳光照由强减弱，光电池电压逐步降低，继电器触点释放，太阳光照继续减弱，夜间，继电器触点保持释放状态；黎明时分，太阳光照由弱变 强，继电器触点吸合，太阳光照继续增强，继电器触点保持吸合状态，如此，傍晚、黎明，继电器触点自动切换开闭状态。由于继电器触点吸合时的线圈电压高于释放时的线圈电压(如某额定电压12v的继电器，其最大吸合电压为9v，最小释放电压为1.2v)，黎明时分继电器触点吸合时太阳光的照度大于傍晚释放时的照度，所以传统光控开关黎明关断照度大于傍晚开通照度。调节可调电阻甲的阻值，改变光电池甲的灵敏度，使感光模块甲的继电器甲的触点傍晚时分在需要的太阳光照度释放，要使继电器甲触点释放、吸合都在需要的太阳光照度动作，那么在黎明时分，就要补充光电池甲的受光强度，本方案采用led灯补光。调节可调电阻乙的阻值，改变光电池乙的灵敏度，使感光模块乙的继电器乙黎明时分在需要的太阳光照度吸合，与继电器乙连接的led灯开亮，受led灯照射的光电池甲光照增强，继电器甲吸合，led灯延时一定时间后(如1小时)，太阳光照继续增强，继电器甲到达吸持电压，保持吸合状态，led灯熄，待第二天黎明再次开亮。感光模块甲的继电器甲触点开闭状态经无线模块b检测后，被转化为相应指令，发送给无线控制模块a，进而控制路灯开与关。在这里，感光模块甲起感光控制作用，感光模块乙起辅助补光作用。

“精准”是指开关路灯不以时间为准，而是以天气照度为准，做到每天不同时间相同照度开关路灯，不存在早、晚、晴、雨、阴不同天气开关照度的差异。开、关照度通常设置为5-15lux，也可以根据需要分别调节，最小可调节为开0.05lux、关0.05lux，感光灵敏度0.05-2000lux；“自动”是指“一次安装，永不调节”，初次安装成功后，路灯的昼熄夜亮，可多年自动运行，其间不需任何人为操作，完全自动化。有效克服传统光控、时控开关的缺陷，不受安装位置的限制，任何地方均可使用。也可预设时间开关，实现时控功能。

感光发射端无线模块b输出单元继电器有两路输出，每路输出端串联电阻后分别与感光模块甲、乙的可调电阻甲、乙并联，输出单元继电器的通断可以改变相应电阻值，进而改变感光模块甲、乙相对于外界光的动作照度，向无线模块b发送指令，可以远程调节路灯开关照度。

路灯临时的开与关，由移动终端或固定终端控制。当检修、查看等情况时，使用手机或电脑，向无线控制模块a发送指令，可以随时随地开、关路灯，不受时间、距离的限制。另增加手动功能，可以不用手机控制，直接操作外壳红色按钮即可开关路灯，按下为开，再按下为关。

无线控制模块与移动终端或固定终端通过无线网络交换路灯系统指令与信息，便于随时掌握系统状态并主动提示异常。通过移动或固定终端可以查询以下状态：多路电流、电压、温度、湿度实时数值，多路出线通断、电源通断、箱门开闭、电缆通断实时状态；主动向移动或固定终端提示以下异常：电流、电压、温度、湿度超上、下限，出线通断变化，出线异常，系统停电来电，箱门打开关闭、电缆通断，后两项可用于防盗提示。无线控制模块保持永久休眠状态，外部供电断开，发出“系统停电”提示后，不管是3天5天还是三年十年，外部电源接通，移动或固定终端都会收到无线模块发来的“系统得电”提示。

指令与提示的方式：手机短信、电话回拨、电子邮件、微信。

上述虽然结合附图描述了本发明的具体实施方式，但并非是对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。