专利名称：智能路灯路段交换机的制作方法
技术领域：
本发明属于智能控制技术领域，涉及一种路灯路段交换机，尤其涉及一种用于智
能照明系统的智能路灯路段交换机。
背景技术：
随着时代的发展，城市现代化建设步伐不断加快，对城市道路照明的需求也更大， 现有的城市路灯采用现场维护和管理的方式，由维护工作人员定期对路灯进行检修，没有 有效的监控手段，不能随时掌握路灯的运行情况。同时，大部分照明系统只能以区域为单位 对照明设备进行简单的开关控制，能源浪费现象严重，分组节能控制方法欠缺人性化，不能 实现信息融合以及远程集中监控，对照明设备的维护相当困难，同时也存在对照明设备防 盗、线路防盗无能为力等。而且，随着城市的不断发展，控制范围越来越大，现行的控制方法 无法及时反映照明设施的运行情况，使得维修工作十分被动。运行过程中的故障问题只有 等待巡视人员到达现场才能发现，或者被动地等待市民的电话反映。 随着照明系统应用场合的不断变化，应用情况也逐步复杂和丰富多彩，诸如城市 照明、隧道照明、长距离桥梁照明、港口码头机场等集散中心照明等对控制范围、控制方式 等控制要求随之提高。从控制范围来讲，现有的点控制方式和区域控制方式直接对单灯进 行控制和对在某个区域范围照明控制的方式已无法满足现代的照明控制要求；从控制方式 来讲，现有简单的对开关控制的方法已不能完成所需要的控制。 为了满足城市建设发展对道路照明以及景观照明的需求，同时做到实现绿色照
明、提高管理效率和降低运行成本，国内外各公司纷纷提出了各自的解决方案。 发明专利《节能型智能照明控制系统及其方法》(授权号ZL02137581. X)，提出了
通过用扩频电力载波通讯控制路灯前端控制器，通过TP0方式动态控制管理照明光源的输
出功率来实现对任意光源的开启、关闭、分时降功和运行状态检测的控制。 发明专利《具有远程和本地控制功能的数字可寻址照明控制系统及方法》(申请
号200810120682. 4)，提出了一种改进DALI接口和从节点实现了远程和本地控制功能的
数字可寻址照明控制。 发明专利《环保型智能路灯降电流节能控制设备及方法》(申请号 200610025458. 8)，采用多抽头降功率镇流器实现降电流控制。 上述路灯节能控制装置和方法大多包含无线通讯技术，扩频载波通讯技术，远程 控制路灯定时开、关、定时单灯降功率节能。存在以下问题 1、电力线载波通讯需要路灯供电专用线，在大多数城市难以实现，并且抗干扰性
能较低，系统可靠性较差。现有电力载波通讯的通信距离只有几十米，最高也只有几百米。 2、分时对单灯的开启、关闭、分时降功采用设置多个开关柜，分档降压采用电磁模
式，虽然达到了一定的节电效果，但是耗用材料大仍存在能源和环境问题。 3、采用DALI标准协议实现主从式远程控制的方法存在作用距离近，从节点少从
而导致系统控制容量小的缺点。
4、固定降压方式节电率低，同时容易导致电压不稳，严重影响路灯使用寿命。
5、系统或设备大都缺少自我保护功能，或保护功能不完备。 6、缺少气象联动，电缆防盗报警，动态电子地图显示等功能，控制功能单一，很难 适应现代化城市路灯建设的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于智能照明系统的智能路灯路段交换 机，可消除现有技术的不足之处。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案 —种智能路灯路段交换机，该路段交换机控制若干路灯终端控制器，各路灯终端 控制器分别控制若干路灯；所述路段交换机包括电源模块、集中控制模块、通信模块，所述 集中控制模块分别与电源模块、通信模块连接；所述通信模块包括载波通信模块或/和 GPRS通信模块或/和Zigbee通信模块。 作为本发明的一种优选方案，所述电源模块包括依次连接的变压器、整流电路、稳 压电路和滤波电路；交流市电220V输入电源模块，通过变压器降压、全桥镇流、稳压、滤波 后输出多路不同直流电压分别给集中控制模块、载波通信模块、GPRS通信模块和Zigbee通 信模块提供电源。 作为本发明的一种优选方案，所述集中控制模块包括实时时钟电路、FLASH存储 电路、SDRAM电路、电力监控模块、网络接口电路、串口电路、调试电路；实时时钟电路包括 实时时钟芯片和锂电池，实时时钟在系统断电的情况下为实时时钟电路供电，保证时间的 精确运行；在系统有点的情况下，锂电池自动进行充电；调试电路采用串口方式与PC机通 信，用来在产品开发时进行系统测试和调试和后期系统相关参数进行配置；SDRAM电路在 系统中主要作为程序的运行空间、数据及堆栈区，当系统启动时，CPU首先读取启动代码，在 完成系统的初始化后，程序代码调入SDRAM电路中运行，以提高系统的运行速度，同时，系 统及用户堆栈、运行数据也都放在SDRAM电路中；FLASH存储电路用于系统中的代码存放， 常量表以及在系统掉电后需要保持的用户数据的存储；网络接口电路为智能路灯路段交 换机的重要通信接口，实现全部的10/100M以太网物理层功能，包括物理层编码子层、物理 层介质连接设备、双绞线物理媒介相关子层、10Base-Tx编解码和双绞线媒介访问单元；所 述网络接口电路可在NIC、 MAU、 CNR、 ACR、以太网HUB、以太网交换机中使用，同时用于任何 有以太网MAC并且需要一个物理上的双绞线连接或一个光纤PECL接口以连接一个外部的 100base-FX光纤收发器模块的嵌入式系统。 作为本发明的一种优选方案，所述载波通信模块采用若干块单相载波电路级联而 成，每单相载波通信电路包括载波控制芯片、载波信号发射电路、载波信号接收电路和运行 指示灯；载波信号的发射方式为载波芯片的载波信号经过放大后调制到电力线上；载波信 号接收采用单级谐振方式，通过电压跟随器做缓冲和隔离后，再经过比较电路输出，最后把 信号传递给载波芯片处理；载波电路工作状态运行指示灯用于载波信号收发指示和串口信 号收发指示。 作为本发明的一种优选方案，所述载波通信模块采用三块单相载波电路级联而 成。
作为本发明的一种优选方案，所述GPRS通信模块包括TCP/IP单片机模块、GPRS模 块、SIM卡座、外部接口和扩展数据存储器；单片机模块主要实现初始化GPRS无线模块，与 目的终端建立连接；通过外部接口和集中控制模块连接，通过串口协议利用集中控制模块 进行通信，实现智能路灯路段交换机通信方式的扩展；扩展数据存储器部分用作程序存储 器，用于存储嵌入式实时操作系统和网络协议；GPRS通信模块作为无线收发模块，把从单 片机发生过来的IP包或基站传来的分组数据进行相应的处理后再转发。
作为本发明的一种优选方案，所述Zigbee通信模块采用2. 4GHzIEEE802. 15. 4标 准的射频发送器，其外围电路包括晶振时钟电路、射频输入/输出匹配电路和集中控制器 接口电路；芯片本振信号由外部有源晶振提供，或由内部电路提供；射频输入/输出匹配电 路主要用来匹配芯片的输入输出阻抗，同时为芯片提供直流偏置；集中控制器接口电路实 现智能路灯路段交换机通信方式的扩展，通过集中控制器设置Zigbee芯片的工作模式、读 /写缓存数据、读/写状态寄存器、设置发射/接收缓存器。 作为本发明的一种优选方案，所述智能路灯路段交换机还连接一远程控制中心， 远程控制中心在远程通过智能路灯路段交换机控制与该智能路灯路段交换机连接的各路 灯终端控制器，从而控制各路灯。所述远程控制中心对智能路段控制器发出控制信号并返 回包括各控制对象、各路灯终端控制器、各智能路段控制器在内的所有被控制设备的工作 状态参数，控制全路段的路灯，或控制某一个/多个路段的路灯。 本发明的有益效果在于本发明采用计算机技术、计算机网络技术、各种新型总线 技术和自动化技术等应用于照明控制中，技术先进，在不影响原有配电设施的情况下安装， 施工周期短，施工成本费用低。系统可脱离控制中心独立根据预定程序运行；不仅所有工作 参数可通过网络进行远程设定和修改，用户还可根据现场情况(如全夜灯、半夜灯等各种 类型)自行组合各终端的工作参数，从而既保证了监控终端设备的通用性，又保证了系统 具有极大的灵活性。 本发明提出的用于智能照明系统的智能路灯路段交换机，可实现单点多控，一个 灯柱上多个不同功能光源的单个或全部控制；实现单灯控制，全线路可对任意光源进行独 立控制；实现单灯功率转换，对不改变现有产品的情况下改变现有功率；实现单灯降功率 控制，对用户已有功率转换功能的情况下进行控制和功率转换；实现远程控制终端独立运 行；实现远程地理位置显示；实现变频启动/自动稳压功能；实现自动/人工调光；实现方 案预设、即时控制、电力监测、系统故障报警、统计分析与查询、系统维护和管理。
用户可根据实际道路照明状况，科学设定节能时间和节能比率采用新的降功率节 能模式运行，全程降功率开运行时，节电可达30% 40%。整套系统的配合使用，最高节点 可达60%;同时，系统可远程智能控制路灯、雾灯和景观灯等，控制整合的同时，可节约系统 供电回路线缆、配电开关设施和施工工程量，采用本发明的方法后，可将不同功能的光源回 路共用一个回路线缆上分别控制，实现不同功能的功能需求，仅以电缆为例，铺设10公里 电缆，同时安装路灯和雾灯，可节省电缆10*2*1000*94. 61 = 1892200元(电缆型号VV22 4*35+1*16上海2008年10月份报价94. 61元/M计算)；采用单灯变频开启稳压运行措施， 可降低供电电压波动对系统及灯具寿命影响，平均可延长灯具实际情况寿命1. 5倍以上， 不但减少了灯具损耗，还极大地节省了灯具的购置费和更换费，尤其在节省维护费用方面 效果显著；系统现场运行情况自动化控制，不需要专派人员、车辆上路占道巡查，不仅减少
7了巡灯人员和车辆损耗，降低了维修成本，节约人力支出，也减少了车辆尾气排放。
图1为本发明智能路灯路段交换机的组成示意图。
图2为集中控制模块的组成示意图。 图3为电源模块的组成示意图。 图4为电力载波模块的组成示意图。 图5为GPRS通信模块的组成示意图。 图6为互联网结构的智能照明控制系统的组成示意图。 图7为GPRS结构的智能照明控制系统的组成示意图。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一 本发明揭示了一种智能路灯路段交换机，该路段交换机可独立使用，也可作为智 能照明控制系统的一部分使用。在智能终端控制器作为智能照明控制系统使用时，智能照 明控制系统包括远程控制中心、若干智能路灯路段交换机、若干智能终端控制器、若干控制 对象(可参阅图6、图7);控制对象包括各类照明设备和电机设备。所述远程控制中心对智 能路段控制器发出控制信号并返回包括各控制对象、各路灯终端控制器、各智能路段控制 器在内的所有被控制设备的工作状态参数，控制全路段的路灯，或控制某一个/多个路段 的路灯。本发明重点介绍智能路灯路段交换机。 请参阅图l，本发明揭示的智能路灯路段交换机包括集中控制模块11、电源模块 12、通信模块，所述集中控制模块11分别与电源模块12、通信模块连接。所述通信模块可包 括载波通信模块13、GPRS通信模块14、Zigbee通信模块15中的一个或多个；本实施例中， 通信模块包括载波通信模块13、 GPRS通信模块14、 Zigbee通信模块15。
以下分别介绍智能终端控制器的各组成模块。
集中控制模块
请参阅图2 ，集中控制模块11包括中央处理器111 、实时时钟电路(RTC电路)112 、 FLASH存储电路113、 SDRAM电路114、电力监控模块118、网络接口电路(ETHERNET电 路)115、串口电路(UART电路)116、调试电路(TEST电路)117。 实时时钟电路112包括实时时钟芯片和锂电池，实时时钟在系统断电的情况下为 实时时钟电路供电，保证时间的精确运行，在系统有点的情况下，锂电池自动进行充电。
调试电路117采用串口方式与PC机通信，用来在产品开发时进行系统测试和调试 和后期系统相关参数进行配置。 SDRAM电路114在系统中主要作程序的运行空间，数据及堆栈区，当系统启动时， CPU首先读取启动代码，在完成系统的初始化后，程序代码调入SDRAM中运行，以提高系统 的运行速度，同时，系统及用户堆栈、运行数据也都放在SDRAM中。 FLASH存储电路113用于系统中的代码存放，常量表以及一些在系统掉电后需要 保持的用户数据等的存储。
ETHERNET通信电路115为智能路段交换机的重要通信接口 ，实现全部的10/100M 以太网物理层功能，包括物理层编码子层、物理层介质连接设备、双绞线物理媒介相关子 层、10Base-Tx编解码和双绞线媒介访问单元。本接口电路可以在NIC、MAU、 CNR、 ACR，以太 网HUB、以太网交换机中使用，另外也可以用于任何有以太网MAC并且需要一个物理上的双 绞线连接或一个光纤PECL接口以连接一个外部的100base-FX光纤收发器模块的嵌入式系 统。电源模块
请参阅图3，电源模块12包括依次连接的变压器121、整流电路122、稳压电路123
和滤波电路124。交流市电220V输入，通过变压器降压、全桥镇流、稳压、滤波后输出多路不
同直流电压分别给集中控制模块11、载波通信模块13、GPRS通信模块14和Zigbee通信模
块15提供电源。载波通信模块
请参阅图4，载波通信模块13采用三块单相载波电路级联而成；当然，根据需要可 以为其他数目的载波电路。每单相载波通信电路包括载波控制芯片、载波信号发射电路、载 波信号接收电路和运行指示灯。 载波信号的发射方式为载波芯片的载波信号经过放大后调制到电力线上；载波信 号接收采用单级谐振方式，通过电压跟随器做缓冲和隔离后，再经过比较电路输出，最后把 信号传递给载波芯片处理。载波电路工作状态运行指示灯用于载波信号收发指示和串口信 号收发指示。GPRS通信模块
请参阅图5，GPRS通信模块14包括TCP/IP单片机模块141、GPRS模块142、SM卡 座143、外部接口 (包括串口接口电路145)和扩展数据存储器144等部分组成。
单片机模块141主要实现初始化GPRS通信模块14，与目的终端建立连接；通过串 口接口电路145和集中控制模块11连接，通过串口协议利用集中控制模块11进行通信，实 现智能路段交换机通信方式的扩展。扩展数据存储器144部分可用作程序存储器，用于存 储嵌入式实时操作系统和网络协议。GPRS通信模块14作为无线收发模块，把从单片机发生 过来的IP包或基站传来的分组数据进行相应的处理后再转发。
Zigbee通信模块
Zigbee通信模块15采用2. 4GHz IEEE802. 15. 4标准的射频发送器，其外围电路包 括晶振时钟电路、射频输入/输出匹配电路和集中控制器接口电路。 芯片本振信号由外部有源晶振提供，也可由内部电路提供，本实施例中采用外部 有源晶振提供。射频输入/输出匹配电路主要用来匹配芯片的输入输出阻抗，同时为芯片 提供直流偏置。集中控制器接口电路实现智能路段交换机通信方式的扩展，通过集中控制 器可设置Zigbee芯片的工作模式、读/写缓存数据、读/写状态寄存器、设置发射/接收缓 存器等。 综上所述，本发明采用微机技术和电力载波技术对路灯及雾灯进行智能管理。采 用模块化设计，在不影响灯具安装的前提下，施工周期短，施工成本低，可实现多模式开灯 方案；通过合理设计使智能路灯控制系统具有远程开关路灯的控制功能，远程调节路灯功 率的功能，远程控制雾灯开关或闪烁的功能以及远程监测灯泡好坏的检测功能。系统按照
9设置的程序自动运行，节约电能及维护成本，减少运营费用；而且本发明的所有运行状态可 通过无线通信模块传送到远端上位机，上位机也可远端控制路灯或雾灯的运行或停止，还 能获取灯具状态。 本发明提出的智能照明控制系统及方法，可实现单灯多控，一个灯柱上多个不同 功能光源的单个或全部控制；实现单灯功率转换，对不改变现有产品的情况下改变现有功 率；实现单灯控制，对用户已有功率转换功能的情况下进行控制和功率转换；实现远程控 制终端独立运行；实现远程地理位置显示；实现变频启动/自动稳压功能；实现自动/人工 调光；实现方案预设、即时控制、电力监测、系统故障报警、统计分析与查询、系统维护和管 理。 用户可根据实际道路照明状况，科学设定节能时间和节能比率采用新的降功率节 能模式运行，全程降功率开运行时，节电可达30% 40%。整套系统的配合使用，最高节点 可达60%;同时，系统可远程智能控制路灯、雾灯和景观灯等，控制整合的同时，可节约系统 供电回路线缆、配电开关设施和施工工程量，采用本发明的方法后，可将不同功能的光源回 路共用一个回路线缆上分别控制，实现不同功能的功能需求，仅以电缆为例，铺设10公里 电缆，同时安装路灯和雾灯，可节省电缆10*2*1000*94. 61 = 1892200元(电缆型号VV22 4*35+1*16上海2008年10月份报价94. 61元/M计算)；采用单灯变频开启稳压运行措施， 可降低供电电压波动对系统及灯具寿命影响，平均可延长灯具实际情况寿命1. 5倍以上， 不但减少了灯具损耗，还极大地节省了灯具的购置费和更换费，尤其在节省维护费用方面 效果显著；系统现场运行情况自动化控制，不需要专派人员、车辆上路占道巡查，不仅减少 了巡灯人员和车辆损耗，降低了维修成本，节约人力支出，也减少了车辆尾气排放。现有电 力载波通讯的通信距离只有几十米，最高也只有几百米，本发明在某应用中单个路段控制 器两侧分别与终端通信，单侧通信距离达到了 lkm。 这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例 中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实 施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明 的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、 材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进 行其它变形和改变。
权利要求
一种智能路灯路段交换机，其特征在于，该路段交换机控制若干路灯终端控制器，各路灯终端控制器分别控制若干路灯；所述路段交换机包括电源模块、集中控制模块、通信模块，所述集中控制模块分别与电源模块、通信模块连接；所述通信模块包括载波通信模块或/和GPRS通信模块或/和Zigbee通信模块。
2. 根据权利要求1所述的智能路灯路段交换机，其特征在于所述电源模块包括依次连接的变压器、整流电路、稳压电路和滤波电路； 交流市电220V输入电源模块，通过变压器降压、全桥镇流、稳压、滤波后输出多路不同直流电压分别给集中控制模块、载波通信模块、GPRS通信模块和Zigbee通信模块提供电源。
3. 根据权利要求1所述的智能路灯路段交换机，其特征在于所述集中控制模块包括实时时钟电路、FLASH存储电路、SDRAM电路、电力监控模块、网 络接口电路、串口电路、调试电路；实时时钟电路包括实时时钟芯片和锂电池，实时时钟在系统断电的情况下为实时时钟 电路供电，保证时间的精确运行；在系统有电的情况下，锂电池自动进行充电；调试电路采用串口方式与PC机通信，用来在产品开发时进行系统测试和调试和后期 系统相关参数进行配置；SDRAM电路在系统中主要作为程序的运行空间、数据及堆栈区，当系统启动时，CPU首 先读取启动代码，在完成系统的初始化后，程序代码调入SDRAM电路中运行，以提高系统的 运行速度，同时，系统及用户堆栈、运行数据也都放在SDRAM电路中；FLASH存储电路用于系统中的代码存放，常量表以及在系统掉电后需要保持的用户数 据的存储；网络接口电路为智能路灯路段交换机的重要通信接口，实现全部的10/100M以太 网物理层功能，包括物理层编码子层、物理层介质连接设备、双绞线物理媒介相关子层、 10Base-Tx编解码和双绞线媒介访问单元；所述网络接口电路可在NIC、MAU、CNR、ACR、以太 网HUB、以太网交换机中使用，同时用于任何有以太网MAC并且需要一个物理上的双绞线连 接或一个光纤PECL接口以连接一个外部的100base-FX光纤收发器模块的嵌入式系统。
4. 根据权利要求1所述的智能路灯路段交换机，其特征在于所述载波通信模块采用若干块单相载波电路级联而成，每单相载波通信电路包括载波 控制芯片、载波信号发射电路、载波信号接收电路和运行指示灯；载波信号的发射方式为载波芯片的载波信号经过放大后调制到电力线上；载波信号接收采用单级谐振方式，通过电压跟随器做缓冲和隔离后，再经过比较电路 输出，最后把信号传递给载波芯片处理；载波电路工作状态运行指示灯用于载波信号收发指示和串口信号收发指示。
5. 根据权利要求4所述的智能路灯路段交换机，其特征在于 所述载波通信模块采用三块单相载波电路级联而成。
6. 根据权利要求1所述的智能路灯路段交换机，其特征在于所述GPRS通信模块包括TCP/IP单片机模块、GPRS模块、SIM卡座、外部接口和扩展数 据存储器；单片机模块主要实现初始化GPRS无线模块，与目的终端建立连接；通过外部接口和集中控制模块连接，通过串口协议利用集中控制模块进行通信，实现智能路灯路段交换机通 信方式的扩展；扩展数据存储器部分用作程序存储器，用于存储嵌入式实时操作系统和网络协议； GPRS通信模块作为无线收发模块，把从单片机发生过来的IP包或基站传来的分组数 据进行相应的处理后再转发。
7. 根据权利要求1所述的智能路灯路段交换机，其特征在于所述Zigbee通信模块采用2. 4GHz IEEE802. 15. 4标准的射频发送器，其外围电路包括 晶振时钟电路、射频输入/输出匹配电路和集中控制器接口电路； 芯片本振信号由外部有源晶振提供，或由内部电路提供；射频输入/输出匹配电路主要用来匹配芯片的输入输出阻抗，同时为芯片提供直流偏置；集中控制器接口电路实现智能路灯路段交换机通信方式的扩展，通过集中控制器设置 Zigbee芯片的工作模式、读/写缓存数据、读/写状态寄存器、设置发射/接收缓存器。
8. 根据权利要求1所述的智能路灯路段交换机，其特征在于所述智能路灯路段交换机还连接一远程控制中心，远程控制中心在远程通过智能路灯 路段交换机控制与该智能路灯路段交换机连接的各路灯终端控制器，从而控制各路灯。
9. 根据权利要求8所述的智能路灯路段交换机，其特征在于所述远程控制中心对智能路段控制器发出控制信号并返回包括各控制对象、各路灯终 端控制器、各智能路段控制器在内的所有被控制设备的工作状态参数，控制全路段的路灯， 或控制某一个/多个路段的路灯。
10. —种智能路灯路段交换机，其特征在于，该路段交换机控制若干路灯终端控制器， 各路灯终端控制器分别控制若干路灯；所述路段交换机包括电源模块、集中控制模块、通信模块，所述集中控制模块分别与电 源模块、通信模块连接；所述通信模块包括载波通信模块、GPRS通信模块、Zigbee通信模块；所述电源模块包括依次连接的变压器、整流电路、稳压电路和滤波电路；交流市电 220V输入电源模块，通过变压器降压、全桥镇流、稳压、滤波后输出多路不同直流电压分别 给集中控制模块、载波通信模块、GPRS通信模块和Zigbee通信模块提供电源；所述集中控制模块包括实时时钟电路、FLASH存储电路、SDRAM电路、电力监控模块、 网络接口电路、串口电路、调试电路；实时时钟电路包括实时时钟芯片和锂电池，实时时钟 在系统断电的情况下为实时时钟电路供电，保证时间的精确运行；在系统有点的情况下，锂 电池自动进行充电；调试电路采用串口方式与PC机通信，用来在产品开发时进行系统测 试和调试和后期系统相关参数进行配置；SDRAM电路在系统中主要作为程序的运行空间、 数据及堆栈区，当系统启动时，CPU首先读取启动代码，在完成系统的初始化后，程序代码 调入SDRAM电路中运行，以提高系统的运行速度，同时，系统及用户堆栈、运行数据也都放 在SDRAM电路中；FLASH存储电路用于系统中的代码存放，常量表以及在系统掉电后需要 保持的用户数据的存储；网络接口电路为智能路灯路段交换机的重要通信接口 ，实现全部 的10/100M以太网物理层功能，包括物理层编码子层、物理层介质连接设备、双绞线物理媒介相关子层、10Base-Tx编解码和双绞线媒介访问单元；所述网络接口电路可在NIC、 MAU、 CNR、ACR、以太网HUB、以太网交换机中使用，同时用于任何有以太网MAC并且需要一个物理 上的双绞线连接或一个光纤PECL接口以连接一个外部的100base-FX光纤收发器模块的嵌 入式系统；所述载波通信模块采用若干块单相载波电路级联而成，每单相载波通信电路包括载波 控制芯片、载波信号发射电路、载波信号接收电路和运行指示灯；载波信号的发射方式为载 波芯片的载波信号经过放大后调制到电力线上；载波信号接收采用单级谐振方式，通过电 压跟随器做缓冲和隔离后，再经过比较电路输出，最后把信号传递给载波芯片处理；载波电 路工作状态运行指示灯用于载波信号收发指示和串口信号收发指示；所述GPRS通信模块包括TCP/IP单片机模块、GPRS模块、SIM卡座、外部接口和扩展数 据存储器；单片机模块主要实现初始化GPRS无线模块，与目的终端建立连接；通过串口和 集中控制模块连接，通过串口协议利用控制器进行通信，实现智能路灯路段交换机通信方 式的扩展；扩展数据存储器部分用作程序存储器，用于存储嵌入式实时操作系统和网络协 议；GPRS模块作为无线收发模块，把从单片机发生过来的IP包或基站传来的分组数据进行 相应的处理后再转发；所述Zigbee通信模块采用2. 4GHz IEEE802. 15. 4标准的射频发送器，其外围电路包 括晶振时钟电路、射频输入/输出匹配电路和集中控制器接口电路；芯片本振信号由外部 有源晶振提供，或由内部电路提供；射频输入/输出匹配电路主要用来匹配芯片的输入输 出阻抗，同时为芯片提供直流偏置；集中控制器接口电路实现智能路灯路段交换机通信方 式的扩展，通过集中控制器设置Zigbee芯片的工作模式、读/写缓存数据、读/写状态寄存 器、设置发射/接收缓存器。
全文摘要
本发明揭示一种智能路灯路段交换机，该路段交换机控制若干路灯终端控制器，各路灯终端控制器分别控制若干路灯；所述路段交换机包括电源模块、集中控制模块、通信模块，所述集中控制模块分别与电源模块、通信模块连接；所述通信模块包括载波通信模块或/和GPRS通信模块或/和Zigbee通信模块。本发明提出的用于智能照明系统的智能路灯路段交换机，可实现单点多控，一个灯柱上多个不同功能光源的单个或全部控制。
文档编号H05B37/02GK101702852SQ20091022468
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者周尧达, 陈立峰, 高杰 申请人:宁波澳普网络通信设备有限公司;周尧达