專利名稱：照明控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種照明控制系統(tǒng)。其包括監(jiān)測單個路燈工作狀態(tài)的單燈測控器，單 燈測控器安裝于路燈上；接收至少一個單燈測控器的數(shù)據(jù)信息的路端通信裝置，所述路端 通信裝置具有3G/2. 5G無線通信模塊；監(jiān)控中心，接收路端通信裝置通過3G/2. 5G無線通信 模塊發(fā)送的各個路燈工作狀態(tài)信息，其特征在于，所述單燈測控器具有無線模塊，該無線模 塊通過射頻信號將路燈工作狀態(tài)信息發(fā)送給路端通信裝置。 進一步的，所述單燈控制器的主控芯片為ZigBee無線傳感網(wǎng)絡微控制器。 進一步的，所述單燈控制器包括主控芯片及最小系統(tǒng)、采集路燈工作狀態(tài)信息的
信號采集模塊、為單燈控制器提供電能的電源模塊、與路端通信裝置連接通信的無線模塊
和控制路燈工作狀態(tài)的控制模塊。 進一步的，所述路端通信裝置的3G/2. 5G無線通信模塊為GPRS無線通信模塊、或
CDMA無線通信模塊、或WCDMA無線通信模塊。 進一步的，所述路端通信裝置安裝于路燈或一控制箱中。 進一步的，還包括手持路燈檢測儀，其具有無線模塊以接受臨近的單燈測控器發(fā) 出的工作狀態(tài)信息和連接監(jiān)控中心。
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進一步的，所述手持路燈檢測儀的無線模塊包括射頻部分，以通過射頻信號連接 臨近的單燈測控器；還包括3G/2. 5G無線通信部分，以通過3G/2. 5G無線通信連接監(jiān)控中 心。 進一步的，所述手持路燈檢測儀包括主控芯片、還包括顯示路燈序號或故障名稱 或操作提示的液晶顯示系統(tǒng)、打開關閉路燈維修門的按鍵系統(tǒng)、提示路燈故障的蜂鳴器提 示模塊的至少其中之一。 進一步的，所述單燈測控器包括控制路燈可選的以全夜燈或半夜燈方式工作降功 率電感。 進一步的，所述單燈測控器包括可無級調整路燈功率的電子整流器。 發(fā)明達到的有益效果是，融合3G/2. 5G與"物聯(lián)網(wǎng)"技術，單燈故障自動檢測，生成
維修工單，無需人工巡檢，降低維護成本。基于"物聯(lián)網(wǎng)"技術模塊化硬件設計，成本低、體
積小、方便安裝與維護。


圖1為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的單燈測控器模塊示意圖。
圖2為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的路端通信裝置硬件總體設計圖, 圖3為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的城市路燈監(jiān)控系統(tǒng)的構架圖。






1單燈測控器
ll主控芯片及最小系統(tǒng)
12信號采集模塊
13電源模塊
14天線模塊
15控制模塊
2路端監(jiān)控系統(tǒng) 3監(jiān)控中心 31路燈維護車 32打印機 33PDA
4手持路燈檢測器
具體實施例方式
下面參照附圖以示例的方式對本方案的實施方式進行說明。 本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的照明控制系統(tǒng)主要包括單燈測控器l，路端通信裝置2 和監(jiān)控中心3。輔助的，還可以包括手持路燈檢測器4，路燈維護車31，打印機32，PDA33等。 實施者可以根據(jù)自身的情況和需求，靈活的選用以達到最好的效果。 作為實現(xiàn)路燈的單燈監(jiān)控的基礎元件，單燈測控器1安放于各個路燈上，監(jiān)測路 燈工作狀態(tài)信息。單燈測控器1可以檢測路燈的亮度，電壓，是否故障等信息，并通過射頻 方式，將這些信息傳遞到路端通信裝置2。同時，單燈測控器1還可以控制路燈的工作方 式，如，節(jié)能模式、設定時間開關燈，人工/智能控制模式選擇等。單燈測控器1還采用了物 聯(lián)網(wǎng)技術，以實現(xiàn)路燈的唯一信息識別和記錄，即，可以記錄每一個單獨路燈的地理位置信 息，工作情況，維修情況，防盜報警等。路端通信裝置2則通過2. 5G/3G無線通信網(wǎng)絡與因 特網(wǎng)連接，再經(jīng)因特網(wǎng)將單燈信息傳遞給監(jiān)控中心3。 圖一為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的單燈測控器1的模塊圖。該單燈測控器1采用高 可靠的Freescale公司的ZigBee無線傳感網(wǎng)絡微控制器MCU作為核心控制單元，實現(xiàn)了路 燈故障檢測和無線傳感網(wǎng)絡通訊功能。模塊包括主控芯片及最小系統(tǒng)11、信號采集模塊12、電源模塊13、天線模塊14和控制模塊15。 主控芯片及最小系統(tǒng)11是可以使MCU內部程序正常運行所必需的外圍電路。天線 模塊14具體為一個RFID射頻模塊，用來增加單燈測控器1網(wǎng)絡通信距離，在已有MCU內部 集成的射頻模塊的基礎上增加了功率放大器、低噪聲放大器、射頻收發(fā)開關等IC。電源模塊 13用于供給整個單燈測控器1的電能、保證單燈測控器1穩(wěn)定工作。信號采集模塊12是單 燈測控器1的信號采集機構，負責采集路燈電流和光照強度，獲得的電流感應信號通過電 路轉換為MCU允許范圍的0-3. 3V的電壓信號以判斷路燈是否故障。通過收集到的信號，單 燈測控器1可以判斷出故障類型，如燈不亮、過流、電桿漏電等。光照強度采用光敏電阻傳 感器作為感應器件，將光信號轉換為電壓信號傳遞給MCU進行處理?？刂颇K15是單燈測 控器1的執(zhí)行機構，是實現(xiàn)路燈全功率、半功率和關閉的實際執(zhí)行部分。控制模塊15的主要 部件是兩個繼電器，為了增加系統(tǒng)可靠性和抗干擾，在電路中加入相應的措施防止誤操作。
如前所述的，單燈測控器1具有地理信息定點系統(tǒng)，可以為每一個路燈定義唯一 的地理信息并對應到監(jiān)控中心3的路燈序號。結合地理信息定點系統(tǒng)，本優(yōu)選實施方式的 照明控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)路燈的地理信息定點故障上傳報告，即，除了報告故障的路燈的序 號，還可以直觀的報告故障路燈的地理位置。單燈測控器1還具有地理信息防盜報警功能， 當檢測到侵入信息時，單燈測控器1將遭到盜竊的路燈的地理位置發(fā)送給監(jiān)控中心3。監(jiān)控 中心3可以立即自動將盜竊信息發(fā)送給最近的工作站、工作人員或路燈維護車31，或者直 接報警。這樣，極大的增加了路燈防盜的及時性，準確性，大大降低盜竊率。
路燈需要大范圍徹夜常亮，極為消耗能源，為此，單燈測控器1提供兩種節(jié)能方 式(l)電感降功率可以分為全夜燈和半夜燈。半夜燈可以降60%的功率。(2)電子整流 器無級的調整功率，可以實現(xiàn)30%到90%的無極功率調整。多種方式的降功率方法，提供 了可選擇性，根據(jù)城市路燈的差別可以選擇適合的降功率方式，實現(xiàn)智能的節(jié)能。
圖二為路端通信裝置2的硬件總體設計圖，路端通信裝置2作為一個路燈網(wǎng)絡的 路由節(jié)點和主控節(jié)點，是3G/2.5G網(wǎng)絡和路燈網(wǎng)絡的接口網(wǎng)關。通常，路端通信裝置2和 多個路燈對應連接，組成一個路燈區(qū)域，然后，多個路端通信裝置2通過3G/2. SG網(wǎng)絡連接 因特網(wǎng)，進而連接監(jiān)控中心3，這樣組成一個大的路燈網(wǎng)絡。路端通信裝置2采用高性能的 Freescale公司32位CodeFire系列MCU作為控制單元，結合無線傳感網(wǎng)絡的微控制器實現(xiàn) 數(shù)據(jù)的傳輸。路端通信裝置2包括兩個部分首先使用單燈測控器1中基于ZigBee技術的 無線傳感控制器模塊，即射頻模塊，將路燈網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)铰范送ㄐ叛b置的3G/2. 5G 數(shù)據(jù)收發(fā)處理模塊。其次3G/2. 5G數(shù)據(jù)收發(fā)處理模塊主要用Freescale公司32位CodeFire 系列MCU作為控制單元，通過3G/2. 5G通訊模塊與遠程監(jiān)控中心3的服務器進行通信。
路端通信裝置2可以直接安裝在其所對應覆蓋的多個路燈(如，四個路燈)的其 中一個中，也可以單獨安裝在一個控制箱中。實施者可以根據(jù)情況，靈活選用。
路燈控制系統(tǒng)還包括手持路燈檢測儀4，手持路燈檢測儀4主要具有液晶顯示系 統(tǒng)、按鍵系統(tǒng)、蜂鳴器提示模塊、主控芯片和無線模塊組成。硬件設計采用基于硬件構件的 嵌入式低層硬件的設計方法，強調復用性。 手持路燈檢測儀4的無線模塊包括兩個部分，首先其具有射頻模塊，可以通過射 頻方式和50m范圍內的路燈通信，還具有3G/2. 5G無線通信模塊，用于和監(jiān)控中心3通信。
當接受到路燈故障信息時，手持路燈檢測儀4的蜂鳴器提示模塊發(fā)出蜂鳴聲，提
5示維修人員該路燈故障，并在液晶顯示系統(tǒng)上顯示路燈序號、故障名稱和操作提示。并且， 可通過按鈕系統(tǒng)選擇打開關閉路燈維修門進行維修。 同時，手持路燈檢測儀4還可以記錄修理人員的工號，修理時間，在修理完成后申 請試燈，核查故障是否排除，定格修理人員完工記錄。 明顯的，上述方式極大的提高了檢修效率，工作人員不用一個個的排查區(qū)域內的 路燈故障情況，只需根據(jù)監(jiān)控中心3的信息到達指定區(qū)域，然后，手持路燈檢測儀4會直觀 的報告故障路燈位置，故障情況并作出維修的指導。 本優(yōu)選實施方式的照明控制系統(tǒng)安裝有城市照明控制軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)基于 Windows 2003平臺，以大型商用數(shù)據(jù)庫SQL Server2005為基礎，采用C/S模式，通信模塊使 用多線程的異步Socket機制實現(xiàn)通信的高穩(wěn)定性。管理模塊具有豐富友好的圖形用戶界 面，實時的路燈控制、狀態(tài)顯示、故障報警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計，報表生成等功能，實現(xiàn)路燈管理自動 化。 如圖3，基于物聯(lián)網(wǎng)技術的城市照明控制系統(tǒng)采用"監(jiān)控中心一路端通信裝置一路 端單燈測控器"的三層結構，通過3G/2. 5G的技術將監(jiān)控中心3的城市照明控制系統(tǒng)軟件的 和路端通信裝置2聯(lián)系起來，而路端通信裝置2又通過路燈網(wǎng)絡將路燈的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到 相關的路燈節(jié)點。每個路端通信裝置2為該條道路的主控節(jié)點，也是Internet和路燈網(wǎng)絡 的接口 ，通過提供可選的3G/2. 5G通信技術(本優(yōu)選實施方式中為GPRS網(wǎng)絡)和路燈網(wǎng)絡 的結合，可以將路燈的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到世界上任何一個有Internet網(wǎng)絡覆蓋的地方。當路 端通信裝置2將路燈信息發(fā)送到中心服務器，存入數(shù)據(jù)庫中，監(jiān)控中心3通過對服務器的數(shù) 據(jù)庫操作可以實現(xiàn)對路燈的控制和監(jiān)測。 通過該照明控制系統(tǒng)，監(jiān)控中心3可以全方位的實時監(jiān)測每一個路燈的狀況，對 其電壓，電流，功率因數(shù)，亮度，溫度，防盜機構進行監(jiān)控，采集和統(tǒng)計分時段電量，總電量。 結合城市路燈地理信息及實地控制按鈕，生成詳細的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，地理定位，路燈序號故障 提示，統(tǒng)計路燈亮燈率，維護系數(shù)達標率。且還能夠實時將每個線路斷線、遇盜、撞擊、燈桿 傾斜等意外故障定位報警，將信號傳遞到監(jiān)控中心3和就地發(fā)出聲光報警，有效的阻止各 類盜竊路燈線路，器材的犯罪行為，減少公共財產(chǎn)的損失。 本優(yōu)選實施方式的照明控制系統(tǒng)具有可選的3G/2. 5G的無線通信模塊。這樣，可 以根據(jù)城市的不同，選擇合適的通信方式，如CDMA，GPRS，WCDMA等。這極大的增加了照明控 制系統(tǒng)的使用范圍。比如，一些小城市尚無3G網(wǎng)絡覆蓋，則可以采用GPRS通信方式。
本優(yōu)選實施方式的照明控制系統(tǒng)還可以包括打印機32、PDA33、路燈維護車31等， 它們都是作為連接監(jiān)控中心3的外部設備而存在，其可以接受監(jiān)控中心3的信息和指令，打 印報告，顯示照明系統(tǒng)狀態(tài)，進行系統(tǒng)維護等。 配套的手持路燈檢測儀4可以作為輔助工具對路燈進行測控。 盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是本領域的普通技術人
員將意識到，在不脫離由所附的權利要求書公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種改
進、增加以及取代是可能的。
權利要求
一種照明控制系統(tǒng)，包括監(jiān)測單個路燈工作狀態(tài)的單燈測控器，單燈測控器安裝于路燈上；接收至少一個單燈測控器的數(shù)據(jù)信息的路端通信裝置，所述路端通信裝置具有3G/2.5G無線通信模塊；監(jiān)控中心，接收路端通信裝置通過3G/2.5G無線通信模塊發(fā)送的各個路燈工作狀態(tài)信息，其特征在于，所述單燈測控器具有無線模塊，該無線模塊通過射頻信號將路燈工作狀態(tài)信息發(fā)送給路端通信裝置。
2. 如權利要求l中所述的照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單燈控制器的主控芯片為ZigBee無線傳感網(wǎng)絡微控制器。
3. 如權利要求1中所述的照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單燈控制器包括主控芯片及最小系統(tǒng)、采集路燈工作狀態(tài)信息的信號采集模塊、為單燈控制器提供電能的電源模塊、與路端通信裝置連接通信的無線模塊和控制路燈工作狀態(tài)的控制模塊。
4. 如權利要求1中所述的照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述路端通信裝置的3G/2. 5G無線通信模塊為GPRS無線通信模塊、或CDMA無線通信模塊、或WCDMA無線通信模塊。
5. 如權利要求1中所述的照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述路端通信裝置安裝于路燈或一控制箱中。
6. 如權利要求l中所述的照明控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括手持路燈檢測儀，其具有無線模塊以接受臨近的單燈測控器發(fā)出的工作狀態(tài)信息和連接監(jiān)控中心。
7. 如權利要求6中所述的照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述手持路燈檢測儀的無線模塊包括射頻部分，以通過射頻信號連接臨近的單燈測控器；還包括3G/2. 5G無線通信部分，以通過3G/2. 5G無線通信連接監(jiān)控中心。
8. 如權利要求7中所述的照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述手持路燈檢測儀包括主控芯片、還包括顯示路燈序號或故障名稱或操作提示的液晶顯示系統(tǒng)、打開關閉路燈維修門的按鍵系統(tǒng)、提示路燈故障的蜂鳴器提示模塊的至少其中之一。
9. 如權利要求1所述的照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單燈測控器包括控制路燈可選的以全夜燈或半夜燈方式工作降功率電感。
10. 如權利要求1所述的照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單燈測控器包括可無級調整路燈功率的電子整流器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種照明控制系統(tǒng)，包括監(jiān)測單個路燈工作狀態(tài)的單燈測控器，單燈測控器安裝于路燈上；接收至少一個單燈測控器的數(shù)據(jù)信息的路端通信裝置，所述路端通信裝置具有3G/2.5G無線通信模塊；監(jiān)控中心，接收路端通信裝置通過3G/2.5G無線通信模塊發(fā)送的各個路燈工作狀態(tài)信息，其特征在于，所述單燈測控器具有無線模塊，該無線模塊通過射頻信號將路燈工作狀態(tài)信息發(fā)送給路端通信裝置。
文檔編號H05B37/02GK101742775SQ20091021543
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權日2009年12月29日
發(fā)明者李云飛, 浦敏, 王宜懷 申請人:蘇州市華工照明科技有限公司