专利名称：一种具有自动旁路功能的单灯控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于城市照明技术领域，尤其涉及一种用于路灯上面的具有自动旁路功能的单灯控制装置。
背景技术：
目前城市照明控制方式主要有集中控制和单灯控制两种，根据建设部、国家发展和改革委员会《关于加强城市照明管理促进节约用电工作意见》(建城[2004]204号)的要求，大城市亮灯率要达到97%，中小城市亮灯率要达到95%。城市景观照明要讲究亮度与色彩的科学配置，集中控制方式不能准确判断亮灯率，不能准确定位有故障的路灯，不能随意控制单盏路灯的开关等，显然不能很好的满足国家发展和改革委员会的要求。现有的单灯控制器主要由控制模块、电源模块、通信模块、开关量输入输出电路、 模拟量采集电路组成。如图1所示，现有的单灯控制器中，被控灯具D—般接在继电器的常开触点B上，只有单灯控制器正常工作时，由IO控制输出使得继电器线圈A带电，常开触点 B闭合，被控灯具才能开启；当单灯控制器本身故障时，或继电器的线圈A故障，将导致被控灯具D —直处于开路状态，无法打开。由于现有单灯使用数量很大，并且单灯基本都由电源、CPU、通信部分以及输入输出等部分组成，如电源、继电器部件损毁时有发生，就会造成开不了灯，这就直接影响到了城市的亮灯率。另外，由于单灯控制设备的损坏照成灯不亮，给用户带来了维修工作量的同时，也会使用户对产品的信任度降低。
发明内容发明目的本实用新型的目的是提供一种基于最新的WSN技术的具有自动旁路功能的单灯控制装置，无需布线，安装方便，能够很好的解决现有单灯控制装置的上述缺点。为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案—种具有自动旁路功能的单灯控制装置，包括电源模块，所述电源模块分别连接通讯控制模块、时钟模块、开关量入输出模块和模拟量采集模块，所述通讯控制模块分别连接时钟模块、开关量输入输出模块和模拟量采集模块；所述的开关量输入输出模块包括放大电路和继电器，所述放大电路分别连接通讯控制模块和继电器，所述继电器的常闭触点连接照明路灯。其中，所述电源模块包括模块电源，模块电源通过二极管与停电供电电路相连；所述稳压器分别连接模块电源和停电供电电路；所述的停电供电电路为超级电容充放电电路。其中，所述通讯控制模块包括处理器、通讯模块、复位电路、编程电路和状态指示电路；所述的处理器分别与通讯模块、复位电路、编程电路和状态指示电路相连，所述通讯模块连接远程控制设备；所述的时钟模块、开关量输入输出模块和模拟量采集模块均与处理器连接。[0010]与现有单灯控制器相比，本实用新型具有以下优点1)在原有单灯控制器的基础上实现了单灯控制器损坏自动旁路功能，这种功能用起来极为方便，也不影响原来的功能，减少了由于设备本身的原因造成有灯不能亮的情况， 社会效益显著。2)单灯控制装置融合无线WSN(Wireless Sensor Network 无线传感网)技术，实现了单灯控制装置与远程监控设备之间的自主组网，通信质量可靠，主动上报故障，无需人工巡检，降低维护成本，同时，基于WSN技术模块化硬件设计，成本低，体积小，安装和维护都很方便。3)电源电路采用超级电容，可放电10万次，供单灯控制装置供电，掉电后主动上报停电故障，比普通的电池使用时间更持久，减少用户维护或更换电池的工作。4)时钟电路可保证单灯控制装置在通信失败的情况下，根据内存中的时间曲线进行正常的开关灯。5)通讯控制模块中编程电路的设计，使得用户可以通过手持设备，对单灯控制装置进行编程或节点编号，方便快捷。单灯控制装置可以根据实际需要来控制继电器的输出，可设置两路继电器输出， 分别控制路灯的主灯和辅灯(或与路灯降功率整流器配接)，当上半夜可使继电器两路都有输出，下半夜时关闭一路输出(上半夜全功率运行，下半夜降功率运行)，从而起到节电功能。
图1为现有技术中的输入输出模块中的继电器的连接示意图。图2为本实用新型的输入输出模块中的继电器的连接示意图。图3为本实用新型的模块连接示意图。图4为电源模块的结构示意图。图5为通讯控制模块的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做更进一步的解释。如图2和3所示，本实用新型的一种具有自动旁路功能的单灯控制装置包括电源模块1、通讯控制模块2、时钟模块3、开关量输入输出模块4和模拟量采集模块5。电源模块 1分别连接通讯控制模块2、时钟模块3、开关量输入输出模块4和模拟量采集模块5，用于提供各个单元模块所需的工作电压，并保证停电或电缆被盗时单灯控制装置的正常工作。 通讯控制模块2分别连接时钟模块3、开关量输入输出模块4和模拟量采集模块5，其可对照明路灯进行定时开关、并与远程监控设备之间进行无线通讯。本实用新型的单灯控制装置主要是安装在路灯的灯杆上。通过通讯控制模块2， 单灯控制装置接受远程监控设备的指令，再由通讯控制模块2控制开关量输入输出模块4， 实现对路灯的开、关。模拟量采集模块5将检测的模拟量信息传输给通讯控制模块2，通讯控制模块2将测得的路灯模拟量信息转化为数字信号，通过无线通讯网络上传远程监控设备。[0025]为了确保当单灯控制器本身故障时，路灯依然能够正常打开，本实用新型特设计了自动旁路功能，对开关量输入输出模块4进行了优化。开关量输入输出模块4的一端与通讯控制模块2相连，另一端与照明路灯相连，开关量输入输出模块4主要由三极管放大电路和继电器构成。所述三极管放大电路分别连接无线通讯控制电路2和继电器，所述继电器分别连接电源电路1和照明路灯，三极管放大电路接受通讯控制电路的信号输出，用以控制继电器的开合，从而实现照明路灯的开关。现有继电器都有常开和常闭两个触点，继电器由线圈和常开常闭触点组成，默认情况下线圈不带电，则常开触点打开，常闭触点闭合；当线圈接收到控制信号带电，则常开触点闭合，常闭触点打开。本实用新型将被控灯具D接在继电器的常闭触点C上，单灯控制器通过IO输出控制继电器线圈A带电，常闭触点C打开，来关闭被控灯具D。即只要单灯控制器正常，可以用过IO输出来自由控制被控灯具D开闭，当单灯控制器故障，单灯控制器的IO 口没有输出， 继电器线圈A不带电，则接在继电器常闭触点C上的被控灯具D自动打开，从而实现了对单灯控制器的自动旁路功能。如图4所示，电源模块1包括模块电源11、二极管12、稳压器13和停电供电电路 14。模块电源11通过二极管12连接停电供电电路14的输入端；所述模块电源11的输出端和停电供电电路14的输出端均连接稳压器13的输入端。模块电源11将220V交流电转化为开关量输入输出模块4和模拟量采集电路5所需的5V直流电源，并通过二极管12给停电供电电路14充电。稳压器13采用ASMl 117稳压器，将模块电源11输出的5V电压转换成3. 3V电压， 为通讯控制模块2和时钟模块3供电。为防止停电后，停电供电电路14对单灯控制装置供电时，电流回流给模块电源11，在模块电源11与停电供电电路14之间串联二极管12，利用二极管12的单向导电性，防止电流回流。为确保线路停电后，即市电无输出(例如电缆被盗，白天、晚间停电等情况)，通过停电供电电路14提供单灯控制装置所需的电压，保证单灯控制装置能够正常工作。停电供电电路14为超级电容充放电电路，采用超级电容充放电方式，超级电容可充放电10万次以上。当线路有电时对超级电容充电；没电时，超级电容器通过继电器的线圈放电供单灯控制
装置工作。如图5所示，通讯控制模块2主要实现单灯控制装置之间的无线自组网和处理相关信息，根据上级设备的指示控制单灯控制装置的运作，根据检测的模拟量信息上报相应的信息给给上级设备。通讯控制模块2包括处理器21、通讯模块22、复位电路23、编程电路 24和状态指示电路25。处理器21分别连接通讯22、复位电路23、编程电路M和状态指示电路25 ；同时处理器21还与时钟模块3、开关量输入输出模块4和模拟量采集模块5相连； 通讯模块22通过无线网络连接远程控制设备。状态指示电路25用以指示电路的工作状况、无线组网情况、开关量输入输出模块 4的输出情况。复位电路23用以实现无线通讯模块的复位功能。编程电路M可通过编程接口对无线通讯模块烧录程序，用户使用时，可以通过手持式设备对单灯控制装置进行程序烧录和单灯控制装置的编号，方便快捷。处理器21和通讯模块22采用英国Jermic公司出品的军品级JN5139集成芯片，它内含CPU、RAM、R0M、EEPR0M、A/D和D/A转换电路，支持ZigBee协议栈，集成度更高，可靠
性更高。时钟模块3的一端与通讯控制模块2相连，主要由晶体振荡器、晶体控制芯片组成，提供单灯控制装置精密时钟，单灯控制装置按内存中的时间曲线进行开关灯。模拟量采集模块5的一端与开关量输入输出模块4相连，另一端与通讯控制模块2 相连，模拟量采集模块5主要由电压采集电路和电流采集电路组成。电压采集电路采集开关量输入输出模块4的电路的电压，经通讯控制模块2处理，用来判断是否停电(即市电有无输出)若停电，则电压采集电路所得的电压为0V，通讯控制模块2可据此判断电路处于停电状态，并向上级设备发送停电报警信息。电流采集电路主要是采集开关量输入输出模块4的电路中的电流，通过电流互感器和整流滤波电路得到所需的电流，经通讯控制模块2 处理，用来判断单灯控制装置是否正常开关灯，即白天关灯，夜晚开灯若白天时，电流采集电路采集到电流，则说明白天异常开灯，通讯控制模块2向上级设备发送异常开灯报警信息；若夜晚时，电流采集电路未采集到电流，则说明夜晚时异常关灯，通讯控制模块2向上级设备发生异常关灯报警信息。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种具有自动旁路功能的单灯控制装置，包括电源模块(1)，所述电源模块(1)分别连接通讯控制模块O)、时钟模块(3)、开关量输入输出模块(4)和模拟量采集模块(5)，所述通讯控制模块( 分别连接时钟模块(3)、开关量输入输出模块(4)和模拟量采集模块 (5)；其特征在于所述的开关量输入输出模块(4)包括放大电路和继电器，所述放大电路分别连接通讯控制模块⑵和继电器，所述继电器的常闭触点连接照明路灯。
2.根据权利要求1所述的一种具有自动旁路功能的单灯控制装置，特征在于所述电源模块⑴包括模块电源(11)，模块电源(11)通过二极管(12)与停电供电电路(14)相连；所述稳压器(1 分别连接模块电源(11)和停电供电电路(14)。
3.根据权利要求2所述的一种具有自动旁路功能的单灯控制装置，特征在于所述的停电供电电路(14)为超级电容充放电电路。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种具有自动旁路功能的单灯控制装置，特征在于 所述通讯控制模块( 包括处理器(21)、通讯模块(22)、复位电路(23)、编程电路04)和状态指示电路0 ；所述的处理器分别与通讯模块(22)、复位电路(23)、编程电路 (24)和状态指示电路0 相连，所述通讯模块0 连接远程控制设备；所述的时钟模块 (3)、开关量输入输出模块(4)和模拟量采集模块( 均与处理器连接。
专利摘要本实用新型公开了一种具有自动旁路功能的单灯控制装置，包括电源模块，所述电源模块分别连接通讯控制模块、时钟模块、开关量输入输出模块和模拟量采集模块，所述通讯控制模块分别连接时钟模块、开关量输入输出模块和模拟量采集模块；所述的开关量输入输出模块包括放大电路和继电器，所述放大电路分别连接通讯控制模块和继电器，所述继电器的常闭触点连接照明路灯。在原有单灯控制器的基础上实现了单灯控制器损坏自动旁路功能，这种功能用起来极为方便，也不影响原来的功能，减少了由于设备本身的原因造成有灯不能亮的情况，社会效益显著。
文档编号H05B37/02GK202310180SQ20112030649
公开日2012年7月4日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者余兵, 李沛祥, 邓士伟 申请人:南京博络克信息技术服务有限公司