一种基于无线传感器网络的应急照明电路及其供电方法与流程

本发明涉及应急照明灯领域，尤其是一种基于无线传感器网络的应急照明电路及其供电方法。

背景技术：

应急照明灯通常在紧急情况时才会使用，而在紧急情况下，原本的电源母线很可能因为损坏等原因无法为应急灯供电。另外，各照明支路也可能由于长期不用出现元器件或者线路损坏的问题，导致在紧急情况发生时无法正常工作。

技术实现要素：

发明目的：为解决上述技术问题，本发明提供一种基于无线传感器网络的应急照明电路及其供电方法，可在电源母线无法正常供电的情况下保证照明支路正常工作。同时可获取各负载支路的故障情况，便于日常维护。

技术方案：本发明提供的技术方案为：

一种基于无线传感器网络的应急照明电路,包括电源母线、照明供电母线、地线、储能单元、接触器I、接触器II、电压传感器和比较器；电源母线通过接触器II与照明供电母线相连；储能单元与接触器I串联在电源母线和照明供电母线之间；电压传感器采集储能单元两端电压并将电压数据输入至比较器的第一输入端；比较器的第二输入端接参考电压，输出端与分别与接触器I和接触器II的使能端相连；接触器I的使能端接收到正脉冲时吸合，接收到负脉冲时关断；接触器II的使能端接收到负脉冲时吸合，接收到正脉冲时关断；电压传感器和比较器的电源端与电源母线相连；

照明供电母线上接有若干并联的负载支路，每个负载支路上均接有检测单元；检测单元包括传感器模块、蓄电池和ZigBee模块，蓄电池为传感器模块和ZigBee模块供电。

进一步的，所述负载支路包括若干并联的LED管。

进一步的，所述照明供电母线上接有静止无功发生器SVG，静止无功发生器SVG为照明供电母线提供无功电压支撑。

本发明还提出一种基于无线传感器网络的应急照明电路的供电方法，包括步骤：

(1)构建上述的基于无线传感器网络的应急照明电路；

(2)电源母线上电后，首先闭合接触器I，通过电源母线为储能单元充电；电压传感 器获取储能单元的端电压U并发送给比较器的第一输入端，比较器的第二输入端设置为储能单元的标称电压U_b；比较器对两个输入电压值进行比较，若U≥U_b，则输出一个负脉冲，使接触器II闭合、接触器I关断；

(3)通过检测单元中的ZigBee模块构建ZigBee无线网：选取一个ZigBee模块作为中心节点，除中心节点以外的ZigBee模块同时作为终端节点和路由节点；每个ZigBee模块中保存有预先设置的地址数据，所述地址数据表示该节点所在负载支路的位置；

(4)检测单元中的传感器模块采集相应负载支路的电流、电压和负载温度数据，并将采集到的数据发送给相应的ZigBee模块，该ZigBee模块与中心节点交互，通过中心节点将数据上传至远程控制中心。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：

本发明为负载支路提供两路电源线，电源线之间通过比较器的输出脉冲切换，避免两路电源线同时工作；当电源母线无法正常供电时，可通过储能单元为负载支路供电；

本发明具有负载支路故障检测及故障位置上报功能，便于日常检修。

附图说明

图1为本发明实施例的电路结构图；

图2为实施例中的检测单元电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为本发明实施例的电路结构图，包括电源母线L、照明供电母线N、地线GND、储能单元、接触器I、接触器II、电压传感器、比较器、变压器和断路器I；断路器I作为电路总断路器，为电源母线L和照明供电母线N之间的器件提供过载和短路保护；断路器I的输入端与电源母线L相连，输出端通过储能单元和接触器II构成的串联支路与照明供电母线N相连；电压传感器采集储能单元两端电压并将电压数据输入至比较器的第一输入端；比较器的第二输入端接参考电压，此处的参考电压为储能单元的标称电压；比较器的输出端分别与接触器I和接触器II的使能端相连；接触器I的使能端接收到正脉冲时吸合，使所在支路导通，接收到负脉冲时关断，使所在支路断开；接触器II的使能端接收到负脉

照明供电母线N上接有若干并联的负载支路，每个负载支路上均接有检测单元；检测单 元的结构图如图2所示，包括传感器模块、蓄电池和ZigBee模块，蓄电池为传感器模块和ZigBee模块供电。负载支路的电路结构包括串联的变压器、LED单元和断路器，负载支路中的断路器为该负载支路提供过载、短路保护。

进一步的，LED单元包括若干并联的LED管。

进一步的，所述照明供电母线N上接有静止无功发生器SVG，静止无功发生器SVG为照明供电母线N提供无功电压支撑。

上述电路的供电方法如下：

(1)电源母线上电后，首先闭合接触器I，通过电源母线为储能单元充电；电压传感器获取储能单元的端电压U并发送给比较器的第一输入端，比较器的第二输入端设置为储能单元的标称电压U_b；比较器对两个输入电压值进行比较，若U≥U_b，则输出一个负脉冲，使接触器II闭合、接触器I关断；

(2)通过检测单元中的ZigBee模块构建ZigBee无线网，ZigBee无线网的网络拓扑为：选取一个ZigBee模块作为中心节点，除中心节点以外的ZigBee模块同时作为终端节点和路由节点；每个ZigBee模块中保存有预先设置的地址数据，所述地址数据表示该节点所在负载支路的位置；

(3)检测单元中的传感器模块采集相应负载支路的电流、电压和负载温度数据，并将采集到的数据发送给相应的ZigBee模块，该ZigBee模块与中心节点交互，通过中心节点将数据上传至远程控制中心。

该方法在电源母线上电后首先为储能单元充电，储能单元充满后切换接触器I和接触器II，使电源母线直接为照明供电母线N供电，使负载支路正常工作；当电源母线发生故障，不能正常供电时，通过闭合接触器I即可使储能单元为照明供电母线N，保证负载支路正常工作。

负载支路上所接的检测单元用于检测各负载支路的故障信息，并通过ZigBee无线网将故障信息传递给远程控制中心，工作人员可在远程控制中心获取各负载支路的电流、电压、负载温度和负载支路所在位置数据，根据数据判断是否有负载支路发生故障，并及时维护。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。