本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种基于NB-IoT蜂窝窄带物联网通信技术的路灯单灯监控器。
背景技术：
随着城市建设的快速发展，照明系统的规模也越来越大。原有的传统照明管控模式也暴露出诸多问题。传统的人工巡查以及依靠投诉的路灯管理模式，已不能满足现在和今后城市照明建设和管理的需要。因此城市路灯管理迫切需要一套基于网络化的、智能化、精确化的单灯集中管控系统，为城市路灯的管理提供高效、准确的运维信息，通过提高照明路灯管理手段来有效保障城市的照明质量，降低城市光源污染，实现照明用电的科学管理和高效节电。随着物联网技术的进一步发展，智慧路灯的使用也逐步普及。
路灯管控系统的物联网化已经成为路灯管理的主要方式，但原有的单灯监控产品的通信方式具有以下的缺陷：2G/3G/4G通讯方式（移动公网）的设备成本、运行资费成本高，无法满足大量终端应用要求，综合成本高。调频无线数传方式的通信信道极易受到同频设备的电磁信号干扰，通信误码率高，甚至造成无法通信，而且容易受到城市建筑遮挡；zigbee无线通信方式极易受城市高层建筑物遮挡和环境影响，且维护困难。目前市面上的多数产品功能简单，不同时具有LED灯和高压钠灯的两种调光控制接口，不能够修改初始上电的开灯状态。
为了解决上述问题，本实用新型的单灯监控器基于NB-IoT窄带蜂窝物联通信技术和自动控制、智能分析技术有机结合的照明单灯监控产品。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本实用新型提出一种新型的单灯监控器，该监控器基于NB-IoT窄带蜂窝物联通信技术和自动控制、智能分析技术有机结合的照明单灯监控产品。
具体的，该基于NB-IoT蜂窝窄带物联网通信技术的路灯单灯监控器，包括：ARM处理器、NB-IoT通信模块、存储器、时钟电路、程序复位电路、开关电源电路、电流和电压采集电路、DC 0~10V调光电路、PWM脉宽调制电路、可控硅控制和调光电路、磁保持继电器开关控制电路组成。
所述NB-IoT通信模块是由ARM微处理器、SIM卡电路、RS232接口电路、天线电路和电阻、电容、三极管等构成复位电路、DC-DC电源；由NB-IoT通信模块接收的单灯操控指令，经RS232接口送出给ARM处理器，ARM处理器根据指令实现照明路灯各项操控工作。
所述电流采集电路的工作流程如下：由电压、电流互感器感应的交流信号经精密电阻变换成电压信号，经TVS管构成的保护电路与运放构成的绝对值电路连接，经滤波电路和射随电路与电量采集IC连接；所述电压采集电路的工作流程如下：经过传感器变送出的AC0~5的电压信号，经过RC滤波网络与电量采集IC连接；
所述DC0~10V模拟电平电路的工作流程如下：从ARM微处理器输出的PWM脉宽调制信号，经过三级管放大电路，经平滑滤波电路输出。
所述PWM脉宽调制电路的工作流程如下：从ARM处理器输出的PWM脉宽调制信号，经过三级管构成的信号放大电路，经射随电路驱动经过RC滤波电路输出。
所述可控硅调光控制电路工作流程如下：ARM微处理器与调光IC连接；由串联限流电阻、光耦构成的交流信号电路与调光IC的过零检测脚连接；调光IC输出PWM脉宽调制信号与交流光耦一次侧连接，光耦二次侧输出信号与双向可控硅电路触发脚连接，可控硅的两端由RC串联保护电路；
所述继电器器驱动电路由开关三极管、二极管、电阻、电容构成；由微处理器输出的电平信号经过开关三极管集电极驱动继电器，继电器的线圈两端并联一只反向电动势泄放保护二极管，继电器的触点并联压敏构成的浪涌保护电路；
优选的，所述调光电路包括0～10V直流调光模块和/或PWM脉宽调制调光模块，所述0～10V直流调光模块的输出端、PWM脉宽调制调光模块的输出端均与调光控制接口连接。
优选的，所述电流和电压采集电路为电压采集电路或电流采集电路或其组合。
优选的，所述电流采集模块包括电流、电压、功率采集电路和互感器，所述互感器串联在电力线的火线的进线端与火线的出线端之间，所述电流、电压、功率采集电路分别与互感器和ARM微处理器连接。
本实用新型的有益效果在于：该单灯监控器利用物联网已有技术，具有支持海量连接、成本低、功耗低等优势。该单灯监控器具有实时采集单盏路灯的电压、电流、功率、功率因素和开关灯状态等数据，自动分析熄灯故障，并上传至监控中心。监控中心可远程发布单灯操作指令如：单开单关、广播开关、分组控制模式；监控中心可设多种自动控制预案到单灯集中器，实现不同时间段的不同亮灯模式；通过建设单盏路灯的集中管控，通过科学的单灯控制预案，实现城市照明路灯的合理节电；
本案单灯监控器的应用范围较广，具有多种输出调光控制接口，如：用于LED路灯的DC 0~10V和PWM脉宽调制调光接口，用于高压钠灯和金卤灯的可控硅调光接口。
该监控器供电采用先进的开关电源设计方案，对照明线路所产生的谐波噪声少，改变了市面产品采用线性变压器体积大、效率低、功耗大等弊端。
附图说明
图1为本实用新型实施例的模块结构示意图；
图2为本实用新型实施例的所述NB-IoT通信模块连接示意图；
图3为本实用新型实施例的电压电流采集电路示意图；
图4为本实用新型实施例的DC0~10V电路示意图；
图5为本实用新型实施例的PWM脉宽调制电路示意图；
图6为本实用新型实施例的可控硅控制电路示意图；
图7为本实用新型实施例的继电器控制电路示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，所述单灯监控器由：ARM处理器、NB-IoT通信模块、存储器、时钟电路、程序复位电路、开关电源电路、电流和电压采集电路、DC 0~10V调光电路、PWM脉宽调制电路、可控硅控制和调光电路、磁保持继电器开关控制电路组成。
如图2所示，所述NB-IoT通信模块是由ARM微处理器、SIM卡电路、RS232接口电路、天线电路和电阻、电容、三极管等构成复位电路、DC-DC电源；由NB-IoT通信模块接收的单灯操控指令，经RS232接口送出给ARM处理器，ARM处理器根据指令实现照明路灯各项操控工作。
如图3所示，所述电流采集电路的工作流程如下：由电压、电流互感器感应的交流信号经精密电阻变换成电压信号，经TVS管构成的保护电路与运放构成的绝对值电路连接，经滤波电路和射随电路与电量采集IC连接；所述电压采集电路的工作流程如下：经过传感器变送出的AC0~5的电压信号，经过RC滤波网络与电量采集IC连接；
如图4所示，所述DC0~10V模拟电平电路的工作流程如下：从ARM微处理器输出的PWM脉宽调制信号，经过三级管放大电路，经平滑滤波电路输出。
如图5所示，所述PWM脉宽调制电路的工作流程如下：从ARM处理器输出的PWM脉宽调制信号，经过三级管构成的信号放大电路，经射随电路驱动经过RC滤波电路输出。
如图6所示，所述可控硅调光控制电路工作流程如下：ARM微处理器与调光IC连接；由串联限流电阻、光耦构成的交流信号电路与调光IC的过零检测脚连接；调光IC输出PWM脉宽调制信号与交流光耦一次侧连接，光耦二次侧输出信号与双向可控硅电路触发脚连接，可控硅的两端由RC串联保护电路；
如图7所示，所述继电器器驱动电路由开关三极管、二极管、电阻、电容构成；由微处理器输出的电平信号经过开关三极管集电极驱动继电器，继电器的线圈两端并联一只反向电动势泄放保护二极管，继电器的触点并联压敏构成的浪涌保护电路；
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。