专利名称：区域式路灯控制组网方法
技术领域：
本发明涉及到一种城市化照明系统建设，具体地将是一种以四条横纵路段为基础，对所形成的交叉网格区域内路灯的管理控制方法。
背景技术：
路灯控制技术是近年来发展迅速的控制技术，许多城市已将监视控制与数据采集系统用于对城市路灯的监控。目前在路灯照明上采用的主要有以下几种控制方法回路控制法、基于微机控制的路灯单灯控制系统两种。1、回路控制法。是将路灯线路用A、B、C三项分开控制，利用单片机或PLC控制器控制不同回路达到节能效果。这种控制方法的优点是控制器成本低、控制简单。缺点是由于并行三项五线，导致线缆铺设成本高，而且控制精度不高(只能到每一回路)，对于LED路灯等新型光源来说，同样变压器功率可以驱动几倍于传统光源的LED灯具数量，若继续采用这种控制方式，需要非常高的线缆铺设成本，而且难以准确把握每展灯运行状态，智能化程度低。2、基于微机控制的路灯单灯控制系统。采用短程通讯方式(如ZIGBEE、电力载波、 无线电载波通讯方式)与长程通讯方式(如电话线通讯、internet通讯、GPRS通讯、短信等)结合进行信息交换来达到对每展灯的精确控制。这种控制方法通过光控和时控技术对继电器或可控硅进行控制，不仅可以对每展灯进行控制，而且可以对每条路段的亮灯率、 电压波动、电流波动状况进行记录。同时可对供电线路短路或开路等突发事件进行即时报警。这种系统一般由路灯控制器、集中控制器、微机管理中心组成，单灯控制器对单灯进行控制，集中控制器管理一定数量的灯具，微机管理中心与集中控制器之间采用长程无线通讯方式。对于采用电力载波技术通讯方式，集中控制器一般管理一个变压器所属路灯范围，不能跨越变压器进行控制，一个变压器必须安装一个集中控制器，因此对于较大范围控制，集中控制用量大，管理复杂，而且硬件成本与安装成本过高。对于ZIGBEE短程无线通讯来说，无线通讯方式受外界干扰比较大，因此一般一个集中控制器范围比较小，一般不超过200只灯，同样对于较大范围控制，集中控制用量大， 管理复杂，而且硬件成本与安装成本过高。上面这两种方式基本上都是按照路段进行划分，因此对路灯区域集中度要求高， 安装节点过多，集中控制器与微机管理中心之间一般采用长程无线通讯方式，因此受长程无线通讯方式干扰大，难以达到无缝隙链接，受到严重干扰或局部停电时，可能造成通讯大面积故障，难以达到良好管理效果。由于现有技术中采用GPRS传输的方式，一旦某路段由于屏蔽或信号阻塞的原因会造成控制信号的通讯造成故障，必然要影响此路段内道路的照明
发明内容
本发明的目的是为了解决由于通讯故障而导致的路灯控制信号中断的技术难题， 设计了一种全新的路灯管理方法，采用区域式路灯管理，在每个区域网格中设立具有无线通讯转接模块的变压器，控制信号通过无线通讯转接模块发送至变压器上的子控制器，一旦某一处变压器的无线通讯转接模块故障，可以通过其它路径将信号转接至此变压器。本发明为实现发明目的采用的技术方案是，区域式路灯控制组网方法，是基于电力线载波技术、由站端的主控制器控制变压器输出电力线来选通城市路灯的方法，关键是 定义横向路段和纵向路段，形成以四条路段形成的区域交叉的网格结构，并在每一个网格结构中设置至少一个控制变压器的子控制器，在定义的横、纵路段的交叉处分别设置横向路变压器或纵向路段变压器，在此基础上进行如下步骤a、相同路段上的变压器的受控端借助电力线连接，交叉路段之间的变压器的受控端借助无线通讯转接模块连接；b、以每一个网格形成的区域编号为行、区域内的变压器编号为列，对所有区域以及区域内的所有变压器进行编码、形成阵列式的数字编码组，存储在主控制器的数据结构中；C、主控制器借助数字编码组中的行编码选通区域中的子控制器，并将列编码发送给子控制器，由子控制器输出控制信号至列编码对应的变压器的受控端；d、变压器借助电力线载波直接接收子控制器发来的控制信号、或者间接接收其它变压器的无线通讯转接模块转发来的控制信号；e、变压器的输出端输出电力线选通路灯，完成区域控制过程。本发明的有益效果是利用区域网格式的布局方式，将电力载波方式与短程无线通讯方式结合起来，达到路段之间进行无缝链接，形成多节点式管理网络，一旦某处变压器通讯造成故障，可以通过其它区域的无线通讯模块转接过来，保证通讯顺畅；设计电力载波与短程无线传输转换器，将数据信号直接转换，使通讯接近无限延伸与传递；采用区级管理方式以降低成本；采用逐级上报方式，可以避免人为因素干扰；节点网络数据采用分散存储方式，保证局部地段出现故障时通讯顺利进行。
具体实施例方式区域式路灯控制组网方法，是基于电力线载波技术、由站端的主控制器控制变压器输出电力线来选通城市路灯的方法，关键是定义横向路段和纵向路段，形成以四条路段形成的区域交叉的网格结构，并在每一个网格结构中设置至少一个控制变压器的子控制器，在定义的横、纵路段的交叉处分别设置横向路变压器或纵向路段变压器，在此基础上进行如下步骤a、相同路段上的变压器的受控端借助电力线连接，交叉路段之间的变压器的受控端借助无线通讯转接模块连接；b、以每一个网格形成的区域编号为行、区域内的变压器编号为列，对所有区域以及区域内的所有变压器进行编码、形成阵列式的数字编码组，存储在主控制器的数据结构中；C、主控制器借助数字编码组中的行编码选通区域中的子控制器，并将列编码发送给子控制器，由子控制器输出控制信号至列编码对应的变压器的受控端；
d、变压器借助电力线载波直接接收子控制器发来的控制信号、或者间接接收其它变压器的无线通讯转接模块转发来的控制信号；e、变压器的输出端输出电力线选通路灯，完成区域控制过程。所述的主控制器与子控制器之间借助电力线连接，或者借助网络接口形成互联网络，或者借助GPRS或短程无线模块形成无线连接。变压器的输出端连接横向路段的路灯、或是纵向路段的路灯、或是间隔路灯。所述的控制方法还包括借助在线检测区域内变压器的工作状态，并将状态数据文件打包进行逐级上传，形成统一数据采集信息。子控制器输出控制信号的方式采用电力线载波方式发送至与子控制器相邻的变压器。所述步骤还包括变压器为三项输出模式，对网格区域内的每一个变压器的输出端进行编码，借助子控制器对变压器的输出端进行控制选通。变压器输出端与路灯的连接也可以采用单灯控制方法，通过对每个单灯进行编码，以电力线载波的方式将控制信号传送给路灯。本发明在具体应用时，路灯的布局采用区域网格式布局，在每一个区域中都设置有三相输出的变压器，并配套有无线转接模块，采用ZIGBEE为最佳方案，因为其抗干扰能力强，特别适用于本技术方案中。控制信号的选通借助主控制器与区域内设置的一个子控制器之间的通讯，其中主控制器设立在主控站端，而子控制器与一个距离最近的变压器的输出控制端连接，主控制器与子控制器通过电力线载波技术互联，区域内的子控制器通过也通过电力线载波技术与最近的变压器的受控端连接，在四条路段形成的网格区域中设置至少4个变压器，区域内的变压器通过电力线或者无线通讯转接模块连接，同一条路段采用电力线，交叉路段采用无线通讯转接模块连接。现有技术中由于GPRS通讯故障问题，导致主站发来的控制信号无法传输至变压器，因此本发明技术方案中改进为用无线通讯转接模块进行传输信号，一旦某区域的通讯故障，可以通过其它区域的无线通讯转接模块将控制信号转发过来，实现了主控制器与小区域的主辅控制方式，同时实现了小区域间的有线或无线通讯方式。路段路灯的控制方式可以采用横向路段为一条控制线、纵向路段为一条控制线， 也可以采用某一片区域为一条控制线，甚至可以在某一段路段内借助三项输出的动力线实现间隔设置，进而通过子控制器对三项输出端的编码控制来实现路灯间隔选通，可以使在车辆流量较少的时间段大大降低电力资源的消耗。
权利要求
1.区域式路灯控制组网方法，是基于电力线载波技术、由站端的主控制器控制变压器输出电力线来选通城市路灯的方法，其特征在于定义横向路段和纵向路段，形成以四条路段形成的区域交叉的网格结构，并在每一个网格结构中设置至少一个控制变压器的子控制器，在定义的横、纵路段的交叉处分别设置横向路变压器或纵向路段变压器，在此基础上进行如下步骤a、相同路段上的变压器的受控端借助电力线连接，交叉路段之间的变压器的受控端借助无线通讯转接模块连接；b、以每一个网格形成的区域编号为行、区域内的变压器编号为列，对所有区域以及区域内的所有变压器进行编码、形成阵列式的数字编码组，存储在主控制器的数据结构中；C、主控制器借助数字编码组中的行编码选通区域中的子控制器，并将列编码发送给子控制器，由子控制器输出控制信号至列编码对应的变压器的受控端；d、变压器借助电力线载波直接接收子控制器发来的控制信号、或者间接接收其它变压器的无线通讯转接模块转发来的控制信号；e、变压器的输出端输出电力线选通路灯，完成区域控制过程。
2.根据权利要求1所述的区域式路灯控制组网方法，其特征在于所述的主控制器与子控制器之间借助电力线连接，或者借助网络接口形成互联网络，或者借助GPRS或短程无线模块形成无线连接。
3.根据权利要求1所述的区域式路灯控制组网方法，其特征在于变压器的输出端连接横向路段的路灯、或是纵向路段的路灯、或是间隔路灯。
4.根据权利要求1所述的区域式路灯控制组网方法，其特征在于所述的控制方法还包括借助在线检测区域内变压器的工作状态，并将状态数据文件打包进行逐级上传，形成统一数据采集信息。
5.根据权利要求1所述的区域式路灯控制组网方法，其特征在于子控制器输出控制信号的方式采用电力线载波方式发送至与子控制器相邻的变压器。
6.根据权利要求1所述的区域式路灯控制组网方法，其特征在于所述步骤还包括变压器为三项输出模式，对网格区域内的每一个变压器的输出端进行编码，借助子控制器对变压器的输出端进行控制选通。
全文摘要
区域式路灯控制组网方法，解决由于通讯故障而导致的路灯控制信号中断的技术难题，采用的方案是，本方法是基于电力线载波技术、由站端的主控制器控制变压器输出电力线来选通城市路灯的方法，关键是定义横向路段和纵向路段，形成以四条路段形成的区域交叉的网格结构，并在每一个网格结构中设置至少一个控制变压器的子控制器，在定义的横、纵路段的交叉处分别设置横向路变压器或纵向路段变压器，本发明的优点是利用区域网格式的布局方式，一旦某处变压器通讯造成故障，可以通过其它区域的无线通讯模块转接过来，保证通讯顺畅。
文档编号H04W84/18GK102253661SQ20111007099
公开日2011年11月23日 申请日期2011年3月24日 优先权日2011年3月24日
发明者李争, 梁国壮, 邓慧琼, 霍彦明, 黄公发 申请人:河北科技大学