专利名称：一种路灯远程综合控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种路灯远程综合控制装置。
背景技术：
目前，随着公路网络的发展，庞大的公路照明网络也随之形成，目前是采用人工巡查的方式，由于距离远，不能及时得到远方的路灯设备状态信息，这给公路照明带来影响，并且人工巡查费时费力，晚上作业也很不安全，如能提供一种路灯远程综合控制装置，不仅能控制路灯照明设置，也能及时得到路灯状态信息，将大大降低路灯维护检修的人工成本，提高工作效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种路灯远程综合控制装置。一种路灯远程综合控制装置，其中包括数据处理器，电能计量单元、信号采集单元、控制保护单元、路灯通讯单元，电能计量单元的信号输出端连接数据处理器的电能计量信号输入端，信号采集单元的信号输出端连接数据处理器的采集信号输入端，数据处理器的控制信号输出端连接控制保护单元的控制信号输入端，数据处理器的通讯端口连接路灯通讯单元的通讯数据传输端口。所述的路灯远程综合控制装置，其中还包括主站服务器以及主站通讯单元，所述路灯通讯单元与主站通讯单元匹配通讯，主站通讯单元的通讯数据传输端口连接主站服务器的通讯端口。所述路灯远程综合控制装置，其中所述路灯通讯单元、主站通讯单元采用匹配通讯的3G无线通讯模块。所述的路灯远程综合控制装置，其中所述的电能计量单元包括电子智能型多功能电能表。所述的路灯远程综合控制装置，其中所述的信号采集单元包括供电线路上配电变压器的状态信号输出电路、电能表箱强行打开信号输出电路、供电线路缺相检测电路、供电线路电流检测电路，供电线路上配电变压器的状态信号输出电路、电能表箱强行打开信号输出电路、供电线路缺相检测电路、供电线路电流检测电路的信号输出端分别连接数据处理器的配电变压器的状态信号输入端、电能表箱强行打开信号输入端、供电线路缺相检测信号输入端、供电线路电流检测信号输入端。所述的路灯远程综合控制装置，其中所述的控制保护单元包括控制电路、高压电动开关、低压接触器、高压电动开关状态信号输出电路、低压接触器状态信号输出电路，高压电动开关设置于供电线路上配电变压器高压侧，低压接触器设置于供电线路上配电变压器低压侧；控制电路的高压电动开关控制信号输出端连接高压电动开关的控制信号输入端，高压电动开关的状态信号输出端连接高压电动开关状态信号输出电路的信号输入端， 高压电动开关状态信号输出电路的信号输出端连接数据处理器的高压电动开关状态信号输入端，控制电路的低压接触器控制信号输出端连接低压接触器的控制信号输入端，低压接触器的状态信号输出端连接低压接触器状态信号输出电路的信号输入端，低压接触器状态信号输出电路的信号输出端连接数据处理器的低压接触器状态信号输入端。所述的路灯远程综合控制装置，其中所述的控制保护单元包括控制电路、高压真空开关、高压真空开关状态信号输出电路，高压真空开关设置于供电线路上配电变压器高压侧；控制电路的高压真空开关控制信号输出端连接高压真空开关的控制信号输入端，高压真空开关的状态信号输出端连接高压真空开关状态信号输出电路的信号输入端，高压真空开关状态信号输出电路的信号输出端连接数据处理器的高压真空开关状态信号输入端。本发明采用上述技术方案后将达到如下的技术效果
本发明的路灯远程综合控制装置，电能计量单元的计量信号、信号采集单元的采集信号输送到数据处理器中处理后，由数据处理器驱动控制保护单元动作，实现断路保护；主站服务器下发给路灯通讯单元的信号传送到数据处理器，数据处理器的相应上传信号通过路灯通讯单元上传到主站服务器。综上，本发明的路灯远程综合控制装置，不仅能远程接收控制指令控制路灯照明设置，也能及时向远程主站服务器上传路灯状态信息，大大降低了路灯维护检修的人工和时间成本，提高工作效率。
图1为本发明路灯远程综合控制装置的结构框图； 图2为本发明路灯远程综合控制装置的电路原理图。
具体实施例方式
本发明的路灯远程综合控制装置，其特征在于包括数据处理器，电能计量单元、信号采集单元、控制保护单元、路灯通讯单元、主站服务器以及主站通讯单元，电能计量单元的信号输出端连接数据处理器的电能计量信号输入端，信号采集单元的信号输出端连接数据处理器的采集信号输入端，数据处理器的控制信号输出端连接控制保护单元的控制信号输入端，数据处理器的通讯端口连接路灯通讯单元的通讯数据传输端口，所述路灯通讯单元与主站通讯单元匹配通讯，主站通讯单元的通讯数据传输端口连接主站服务器的通讯端本实施例中，所述路灯通讯单元、主站通讯单元采用3G无线通讯模块。数据处理器将电能计量单元、信号采集单元、控制保护单元的相应信息通过3G无线通讯模块上传至主站服务器，主站服务器下发的相应信息也通过3G无线通讯模块传送至数据处理器，实现远程综合控制。如图1 所述的电能计量单元包括电子智能型多功能电能表；所述的信号采集单元包括供电线路上配电变压器的状态信号输出电路、电能表箱强行打开信号输出电路、供电线路缺相检测电路、供电线路电流检测电路，供电线路上配电变压器的状态信号输出电路、电能表箱强行打开信号输出电路、供电线路缺相检测电路、供电线路电流检测电路的信号输出端分别连接数据处理器的配电变压器的状态信号输入端、电能表箱强行打开信号输入端、供电线路缺相检测信号输入端、供电线路电流检测信号输入端；所述的控制保护单元第一实施例包括控制电路、高压电动开关、低压接触器、高压电动开关状态信号输出电路、 低压接触器状态信号输出电路，高压电动开关设置于供电线路上配电变压器高压侧，低压接触器设置于供电线路上配电变压器低压侧；控制电路的高压电动开关控制信号输出端连接高压电动开关的控制信号输入端，高压电动开关的状态信号输出端连接高压电动开关状态信号输出电路的信号输入端，高压电动开关状态信号输出电路的信号输出端连接数据处理器的高压电动开关状态信号输入端，控制电路的低压接触器控制信号输出端连接低压接触器的控制信号输入端，低压接触器的状态信号输出端连接低压接触器状态信号输出电路的信号输入端，低压接触器状态信号输出电路的信号输出端连接数据处理器的低压接触器状态信号输入端。控制保护单元第二实施例是可以采用控制电路、高压真空开关、高压真空开关状态信号输出电路，高压真空开关设置于供电线路上配电变压器高压侧；控制电路的高压真空开关控制信号输出端连接高压真空开关的控制信号输入端，高压真空开关的状态信号输出端连接高压真空开关状态信号输出电路的信号输入端，高压真空开关状态信号输出电路的信号输出端连接数据处理器的高压真空开关状态信号输入端。图2为本发明路灯远程综合控制装置的电路原理图数据处理器采用单片机TO (STM32F103V);接插件J8 —端用于连接多功能电能表，接插件J8另一端的1、2脚连接485 通信芯片U8 (SN75176)的6、7脚，485通信芯片U8 (SN75176)的1、2、3、4脚图示连接单片机TO的PA10、PB2、PA9脚，实现多功能电能表与单片机TO的数据通信。单片机U6的通讯端口 PA2\PA3通过232通信驱动芯片U9 (MAX3232)以及接插件 J9连接路灯通讯单元的3G通讯模块MU103 (图中未示出)。主站服务器也是通过232通信驱动芯片与主站通讯单元3G通讯模块MU103相连接。路灯供电线路一般是IOkV级，配电变压器采用IOkV配电变压器，IOkV配电变压器上设置有瓦斯轻含量信号输出接脚，瓦斯重含量信号输出接脚、配电变压器温度过高信号输出接脚，上述三个接脚分别通过接插件J2的3、4、2脚对应连接光电耦合器U1C、U1D、U1B 的输入端，光电耦合器U1C、UlD, UlB的输出端分别连接单片机U6的PE4、PE5、PE3脚，电能表箱强行打开信号输出电路的信号输出端通过接插件J2的1脚连接光电耦合器UlA的输入端，光电耦合器UlA的输出端连接单片机U6的PE2脚。供电线路电流检测电路中，IOkV配电变压器高压侧(输入端)的U、V、W相供电线路分别连接变流器T1、T2、T3的输入端，变流器Τ1、Τ2、Τ3的输出端各经过一由四个二极管构成的整流电路分别连接至接插件J4的1、2、3脚输入端，接插件J4的1、2、3脚输出端分别连接一滤波稳压电路，将变流器Τ1、Τ2、Τ3的输出信号分别整流滤波后送至单片机TO的 PC0、PC1、PC2脚，以检测供电线路各相电流是否过流。 供电线路缺相检测电路中，IOkV配电变压器高压侧(输入端)的U、V、W相供电线路分别连接至光电耦合器U11、U12、U13的信号输入端，光电耦合器U11、U12、U13的信号输出端分别通过一滤波、稳压电路连接单片机U6的PA5、PA6、PA7脚，以检测供电线路各相线路是否缺相。 控制保护单元如采用第一实施例，控制保护单元的高压电动开关的刀闸设置在 IOkV配电变压器高压侧的三相线路上，控制保护单元的低压接触器的动合触点设置在 IOkV配电变压器低压侧的三相线路上，设置低压接触器是为了避免高压电动开关直接动作引起电打火；单片机U6 &ΡΕ15、ΡΕ14、ΡΕ12、ΡΕ12、ΡΕ11、ΡΕ10、ΡΕ9、ΡΕ8分别连接在光电耦合器 U2A、腿、U2C、U2D.U3A, U3B.U3C, U3D 的输入端，光电耦合器 U2A、U2B, U2C、U2D, U3A、 U3B、U3C、U3D的输出端分别连接接插件Jll的8、7、6、5、4、3、2、1脚的一端，接插件Jll的 8、7、6、5、4、3、2、1脚的另一端分别连接驱动芯片U14 (MC1416)的1、2脚并接引脚、驱动芯片U14的3、4脚并接引脚、驱动芯片U14的5、6脚并接引脚、驱动芯片U14的7脚、驱动芯片U15的1、2脚并接引脚、驱动芯片U15的3、4脚并接引脚、驱动芯片U15的5、6脚并接引脚、驱动芯片U15的7脚，驱动芯片U14 (MC1416)的16脚、14脚、12脚、10脚以及驱动芯片 U15的16脚、14脚、12脚、10脚分别连接继电器Kl、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8的线圈的一端，继电器1(1、1(2、1(3、1(4、1(5、1(6、1(7、1(8的线圈的另一端连接电源，继电器Kl、K2、K3、K4、 K5、K6、K7、K8分别控制低压接触器的合间、低压接触器的跳间、高压电动开关A相合闸、高压电动开关B相合闸、高压电动开关C相合闸、高压电动开关A相跳闸、高压电动开关B相跳闸、高压电动开关C相跳间，如此，单片机TO可根据电能计量单元、信号采集单元、路灯通讯单元输入的相应信息控制低压接触器、高压电动开关的合间、跳间。低压接触器辅助常开接点WZ的一端接地，另一端连接光电耦合器U18的输入端，光电耦合器U18的输出端连接单片机U6的PE7接脚，用于将低压接触器的状态信息反馈给单片机TO ；同理，高压电动开关的相应辅助接点通过相应光电耦合器连接单片机U6的高压电动开关状态信号输入接脚，用于将高压电动开关的状态信息反馈给单片机U6。控制保护单元如采用第二实施例，控制保护单元的高压真空开关的刀闸设置在 IOkV配电变压器高压侧的三相线路上高压真空开关的合闸继电器HQ的线圈与高压真空开关辅助接点QF1、高压真空开关合闸控制继电器K9的常开接点K9-1的串联电路连接在电源上，高压真空开关合闸控制继电器K9的线圈一端连接电源，另一端连接驱动芯片U14的输出端16脚，驱动芯片U14的对应驱动输入端1、2脚并接引脚连接光电耦合器U2A的输出端，光电耦合器U2A的输入端连接单片机TO的高压真空开关合闸控制信号输出端PE15脚， 高压真空开关辅助接点QFl在高压真空开关跳闸时处于闭合状态，合闸时处于断开状态， 高压真空开关具有合闸自锁功能，单片机TO的PE15脚输出合闸信号时，高压真空开关的合闸继电器HQ的线圈上一下电之后自锁，高压真空开关合闸；高压真空开关的合闸继电器HQ 的线圈与高压真空开关辅助接点QF1、光电耦合器U16的输入端的串联电路连接在电源上， 光电耦合器U16的输出端连接单片机TO的PA5脚，用于将高压真空开关的合闸状态信号反馈给单片机TO。高压真空开关分闸继电器TQ的线圈与高压真空开关辅助接点QF2、高压真空开关分闸控制继电器KlO的常开接点KlO-I的串联电路连接在电源上，高压真空开关分闸控制继电器KlO的线圈一端连接电源，另一端连接驱动芯片U14的输出端14脚，驱动芯片U14 的对应驱动输入端3、4脚并接引脚连接光电耦合器U2B的输出端，光电耦合器U2B的输入端连接单片机U6的高压真空开关分闸控制信号输出端PE14脚，高压真空开关辅助接点QF2 在高压真空开关跳闸时处于断开状态，分闸时处于闭合状态，高压真空开关具有分闸自锁功能，单片机U6的PE14脚输出分闸信号时，高压真空开关的分闸继电器TQ的线圈上一下电之后自锁，高压真空开关分闸；高压真空开关的分闸继电器TQ的线圈与高压真空开关辅助接点QF2、光电耦合器U17的输入端的串联电路连接在电源上，光电耦合器U17的输出端连接单片机U6的PA6脚，用于将高压真空开关的分闸状态信号反馈给单片机U6。本发明的路灯远程综合控制装置还设置有摄像单元，单片机U6的PD0>D7脚以及 PB5、PB8、PB9脚、PC10、PC11、PC12脚分别连接摄像头驱动芯片J3的16 9脚、7脚、5脚、3 脚、4、6、8脚，摄像头驱动芯片J3的1、2脚用于连接摄像头，摄像头摄录的视频信息通过摄像头驱动芯片J3输送至单片机TO，单片机TO通过其通讯接口连接的3G无线通讯模块上传至主站服务器。
综上，本发明的路灯远程综合控制装置，实现了采集、传输、控制一体化，提高了系统可靠性，有效降低路灯远程维护成本，电磁兼容性能优良，且具有较强的温湿度自适应能力，宽电压范围设计使其具有更高的可靠性，更加适应工业环境，支持常用电表通讯规约， 如DL/T645-1997、DL/T645-2007等；具有采集精度高、存储容量大、保护动作可靠、兼容性好、抗干扰能力强、安装使用方便、外形美观等特点，广泛使用于配电变压器、电厂和大型工业企业等。其主要性能为
可对现场计量装置运行情况进行实时监测及数据传输，监测内容电压、电流、有无功电量、功率因数、预付费管理、多费率管理等；
可以根据经不同的季节来设定路灯开关等时间，系统可以依据经纬度及日期来自动适应太阳升起、落下的时间来开启和关断路灯。可对现场运行情况进行故障报警，故障报警包括多功能电能表计量箱被擅自开启、断电、电源缺相、变压器过温、轻瓦斯、过电压、欠电压、恢复供电通知、开关接点指示或漏电保护断电等故障的报警。设置有远程控制功能可对配电变压器及时进行远程控制，如配电变压器的送电、断电、用电负荷的远程调控等。轻瓦斯报警、重瓦斯断路、过电流保护及一次重合闸功能。主站服务器软件
主站服务器的核心部分是系统软件，采用SQL krver数据库，运行于WIN98/2000/XP、 NT的操作系统，易于使用。软件所能管理的用户数量没有限制。主要完成以下功能 登录管理实现系统登录、系统注销、操作员口令管理等功能； 系统配置可配置系统参数，如系统注销时间、供电公司名称、重发次数、异常报警参数预置、购电报警参数预置；
系统管理系统管理员在此界面内可以对系统内公用对象进行统一管理和维护。此界面内的对象类型有帐号、组帐号、终端型号、电表型号、部门、供电分局、变电所、供电线路、 用电类型、抄表方式、用户性质、计量方式、电压等级、行政区等；
档案默认设置可对终端档案、功率参数、电量参数、基本参数、控制参数、购电量等默认参数进行设置；
用户档案管理分别为用户档案、终端档案、电表档案、开关信息、群组方案等； 操作记录查看系统管理员可在此界面查看所有操作员对系统所作的重要操作记录； 值班日志查询到某个时段内的所有值班日志； 营销档案管理可进行用户档案的增加、删除、修改、保存、查询等； 预设群组方案管理允许预先设定若干个常用的群组方案(即广播方案)，在需要用到时直接调用方案并执行；
终端参数设置分别为初始化、通信参数、时钟、脉冲参数、交采参数、开关参数、中文信息和抄表参数；
远程抄表根据系统设置的抄收参数自动进行定时抄收，或由主站手动发出抄收指令进行随机抄收，便于线损的计算与控制、防窃电检查、简化操作；
实现预付费管理，管理方式根据用户的购电信息、抄收回来的用户用电信息、相关的报警设置，及时向用户发出短信报警、断电、送电或自动停送电；多费率管理根据用户需要，可预设峰、平、谷及尖峰多时段多费率管理，选用微机及手机针对时段、季节进行电价调整；
在线检测及报警实时检测现场计量装置的运行参数，如电压、电流、功率因数有各种现场事件；
过流保护当用电负荷电流超出配电变压器的额定电流的整定时，由主机发出断电指令，断开高压电动开关，实现过流保护功能；
远程控制通过3G等无线公网，实现配电变压器的送电、断电、用电负荷等远程调控； 用户信息统计表、终端参数表、用电信息统计表等有关数据的存储、统计、分析、曲线、 报表打印等。 具有远程图像监控功能现场装置安装摄像头，当出现报警时可将现场图像上传至管理中心显示、保存，实现对现场的图像监控。
权利要求
1.一种路灯远程综合控制装置，其特征在于包括数据处理器，电能计量单元、信号采集单元、控制保护单元、路灯通讯单元，电能计量单元的信号输出端连接数据处理器的电能计量信号输入端，信号采集单元的信号输出端连接数据处理器的采集信号输入端，数据处理器的控制信号输出端连接控制保护单元的控制信号输入端，数据处理器的通讯端口连接路灯通讯单元的通讯数据传输端口。
2.2、如权利要求1所述的路灯远程综合控制装置，其特征在于还包括主站服务器以及主站通讯单元，所述路灯通讯单元与主站通讯单元匹配通讯，主站通讯单元的通讯数据传输端口连接主站服务器的通讯端口。
3.如权利要求2所述路灯远程综合控制装置，其特征在于所述路灯通讯单元、主站通讯单元采用匹配通讯的3G无线通讯模块。
4.如权利要求1至3任一项所述的路灯远程综合控制装置，其特征在于所述的电能计量单元包括电子智能型多功能电能表。
5.如权利要求4所述的路灯远程综合控制装置，其特征在于所述的信号采集单元包括供电线路上配电变压器的状态信号输出电路、电能表箱强行打开信号输出电路、供电线路缺相检测电路、供电线路电流检测电路，供电线路上配电变压器的状态信号输出电路、电能表箱强行打开信号输出电路、供电线路缺相检测电路、供电线路电流检测电路的信号输出端分别连接数据处理器的配电变压器的状态信号输入端、电能表箱强行打开信号输入端、供电线路缺相检测信号输入端、供电线路电流检测信号输入端。
6.如权利要求4所述的路灯远程综合控制装置，其特征在于所述的控制保护单元包括控制电路、高压电动开关、低压接触器、高压电动开关状态信号输出电路、低压接触器状态信号输出电路，高压电动开关设置于供电线路上配电变压器高压侧，低压接触器设置于供电线路上配电变压器低压侧；控制电路的高压电动开关控制信号输出端连接高压电动开关的控制信号输入端，高压电动开关的状态信号输出端连接高压电动开关状态信号输出电路的信号输入端，高压电动开关状态信号输出电路的信号输出端连接数据处理器的高压电动开关状态信号输入端，控制电路的低压接触器控制信号输出端连接低压接触器的控制信号输入端，低压接触器的状态信号输出端连接低压接触器状态信号输出电路的信号输入端，低压接触器状态信号输出电路的信号输出端连接数据处理器的低压接触器状态信号输入端。
7.如权利要求4所述的路灯远程综合控制装置，其特征在于所述的控制保护单元包括控制电路、高压真空开关、高压真空开关状态信号输出电路，高压真空开关设置于供电线路上配电变压器高压侧；控制电路的高压真空开关控制信号输出端连接高压真空开关的控制信号输入端，高压真空开关的状态信号输出端连接高压真空开关状态信号输出电路的信号输入端，高压真空开关状态信号输出电路的信号输出端连接数据处理器的高压真空开关状态信号输入端。
全文摘要
一种路灯远程综合控制装置，其中包括数据处理器，电能计量单元、信号采集单元、控制保护单元、路灯通讯单元，电能计量单元的信号输出端连接数据处理器的电能计量信号输入端，信号采集单元的信号输出端连接数据处理器的采集信号输入端，数据处理器的控制信号输出端连接控制保护单元的控制信号输入端，数据处理器的通讯端口连接路灯通讯单元的通讯数据传输端口。本发明的路灯远程综合控制装置，不仅能远程接收控制指令控制路灯照明设置，也能及时向远程主站服务器上传路灯状态信息，大大降低了路灯维护检修的人工和时间成本，提高工作效率。
文档编号H05B37/02GK102291878SQ201110123218
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者冯刚, 季刚, 崔斌斌, 张利, 杨昕, 杨际峰, 王柳, 许留柱 申请人:河南博特电气有限公司