CN101868100A - 一种led路灯控制系统 - Google Patents

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许福贵
许敏
亢锐英
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Abstract

一种LED路灯控制系统，由路灯电源控制单元、集中控制单元和控制平台组成，路灯电源控制单元安装在LED路灯内，向路灯电源输出功率控制信号，并将功率控制的数字信号转变成电力信号发送给集中控制单元；集中控制单元安装在配电柜内，将控制平台发送的控制信号转发给路灯电源控制单元，并将路灯电源控制单元回传的LED路灯运行参数发送给控制平台。本发明的LED路灯控制系统在控制平台与集中控制单元之间采用无线通信，提高管理效率，集中控制单元与路灯电源控制单元之间采用电力载波通信方式，利用现有电力线传输信息，降低成本；路灯电源控制单元采用MCU模块进行控制，可以实时修改LED路灯的各种运行参数，以适应外部环境的需求。

Description

一种LED路灯控制系统
技术领域
本发明属于自动控制技术领域，涉及路灯的控制系统，尤其是涉及一种LED路灯控制系统。
背景技术
传统的路灯控制系统一般是采用降低整体线路的电源功率，或者间隔关闭一部分灯具的办法，以达到降低功耗的目的。这两种方案都存在着很大的缺点：传统的高压钠灯一般需要超过190V的交流电压，再降低电压可能会出现灭灯现象，降耗十分有限。采用间隔关闭部分灯具来降低功耗的方式，由于灯具的使用时间长短不同，会引起使用时间较长的灯具与使用时间较短的灯具光源衰减不一致，造成整体性能不一，当灯具全部亮起的时候，地面照度不均匀；同时，这种方式在配光上也有很大的问题，间隔性的照明会使地面上的光照均匀度受到很大影响，出现明暗斑马纹，不利于交通安全。
发明内容
本发明的目的就是解决以上技术不足，提供一种LED路灯控制系统。
本发明的LED路灯控制系统由路灯电源控制单元、集中控制单元和控制平台三个独立的单元组成，其中：
路灯电源控制单元包括用于控制路灯功率的MCU模块、用于时间控制的时钟芯片模块和用于通信的第一电力载波模块，安装在每个LED路灯内，与路灯电源电连接。所述的MCU模块采用单片机IAP11F06，IAP11F06向路灯电源输出功率控制信号，路灯电源接收功率控制信号输出相应的功率。时钟芯片模块采用的时钟芯片为DS1302，DS1302的作用是提供当前时间的数字信号。第一电力载波模块将时钟芯片模块的数字信号转变成电力信号，通过电力线发送出去，并把接受到的电力信号转变成数字控制信号提供给MCU模块。
集中控制单元包括用于通信的第二电力载波模块和第二通信模块，安装在配电柜内，与该配电柜范围内的所有LED路灯电连接。所述的第二通信模块接收控制平台发送过来的控制信号，转变成电力信号，通过第二电力载波模块转发给该配电柜范围内的所有路灯电源控制单元；第二电力载波模块接收路灯电源控制单元回传的各个LED路灯的运行参数，通过第二通信模块发送给控制平台。
控制平台包括指令输入模块和用于与集中控制单元进行通信的第一通信模块，第一通信模块将由指令输入模块输入的指令远程输送给集中控制单元的第二通信模块，并接收第二通信模块回传的各个LED路灯的运行参数。
所述的MCU模块通过0～3V的虚拟电压控制路灯电源的输出功率，或者通过1～10KHz的PWM方式控制路灯电源的输出功率。所述的时钟芯片模块采用上电延时方式或者实时控制方式控制路灯功率变化的时间。
其中，所述的第一通信模块与第二通信模块采用SMS短信息服务进行通信。
本发明的LED路灯控制系统在控制平台与集中控制单元之间采用无线通信，提高了控制系统的管理效率；集中控制单元与路灯电源控制单元之间采用电力载波通信方式，各种信息的传递利用现有的电力线传输，无需搭建专门的通信网络，大大降低了成本。
本发明的路灯电源控制单元采用MCU模块进行控制，可以实时修改LED路灯的各种运行参数，以适应外部环境的需求。
附图说明
图1为本发明LED路灯控制系统的结构示意图；
图2为本发明LED路灯控制系统的工作方框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1
一种如图1、图2所示的LED路灯控制系统，由路灯电源控制单元3、集中控制单元2和控制平台1组成，路灯电源控制单元3安装在每个LED路灯内，与路灯电源4电连接，由路灯电源4为其供电，集中控制单元2安装在配电柜内，与该配电柜范围内连接的所有LED路灯电连接，控制平台1与所有的集中控制单元2之间以无线通信方式连接。
如图1所示，路灯电源控制单元3包括用于控制路灯功率的MCU模块31、用于时间控制的时钟芯片模块33和用于通信的第一电力载波模块32。MCU模块31采用型号为IAP11F06的单片机，通过0～3V的虚拟电压输出功率控制信号，控制路灯电源4的输出功率。时钟芯片模块33使用型号为DS1302的时钟芯片，采用上电延时方式控制路灯功率变化的时间。在上电延时方式下，路灯电源控制单元3可以设定为6段时间并设定每段时间内相应的功率，每段时间的长度都是可变的，可以设定成几分钟到几小时，功率设定的范围是额定功率的20～100％。6段时间相当于6个定时器，当路灯电源控制单元通电时，对第1段时间计时，并且输出设定的与第1段时间相对应功率的控制信号；当计时时间达到第1段设定值后，开始第2段时间计时，并输出设定的与第2段时间相对应功率的控制信号；当计时时间达到第2段设定值后，开始第3段时间计时，并输出设定的与第3段时间相对应功率的控制信号；依此类推，一直到第6段；当第6段计时时间结束后，再从第1段开始执行。例如：第3段时间设定1小时，功率设定为额定功率的50％，第2段计时结束后，第3段从0开始计时，并且输出功率为额定功率50％的控制信号。时钟芯片模块33提供当前时间的数字信号，第一电力载波模块32的作用是把该数字信号转变成电力信号，通过电力线发送给集中控制单元2，并将接受到的集中控制单元2的电力信号转变成数字控制信号。
集中控制单元2包括用于通信的第二电力载波模块22和第二通信模块21。由于载波信号不能跨配电柜进行传输，所以在每个配电柜内安装一个集中控制单元2，其主要作用是：
1、转发控制信号：集中控制单元2接收控制平台1发送过来的数据，把数据转变成电力信号，通过电力载波模块22转发给本配电柜范围内的所有路灯电源控制单元3。
2、转发回传运行数据：路灯电源控制单元3把各个LED路灯的运行参数回传给集中控制单元2，集中控制单元2再把信号通过第二通信模块21发送给控制平台1，控制平台1可以把运行参数显示出来，供工作人员根据数据显示判断当前系统运行是否正常。
控制平台1安装在终端计算机中，用于实现远程控制功能，包括用于与集中控制单元2进行通信的第一通信模块11和用于输入指令的指令输入模块12。
控制平台1的作用如下：
1、修改运行参数：通过指令输入模块12输入指令，可以单独修改某一个路灯的运行参数，也可以对一定数量的路灯同时修改，通过每一个路灯电源控制单元3自己的编号和共有编号单独控制或集体控制，设定的时间和功率存储在时间段和功率段中，通过段地址可以定位到这些数据及其对应的灯具。
单独灯具的修改：通过控制平台1发送要修改路灯的编号(每个路灯具有一个不同的编号)、修改的段地址数据、修改的时间数据、修改的功率数据和结束数据给路灯电源控制单元3进行修改。
集体灯具的修改：通过控制平台1发送要修改路灯的集体编号(一定数量路灯共有的编号)、修改的段地址数据、修改的时间数据、修改的功率数据和结束数据给这些路灯电源控制单元3进行修改。
2、监视路灯运行情况：可以命令某个路灯将当前的运行功率、时间等信息发送到控制平台1，工作人员可以根据发回来的数据判断目前系统运行是否正常。
3、即时控制：工作人员可以随时关掉自动控制功能，按照当前实际需求手动输出特定功率。
所述的第一通信模块11与第二通信模块21之间采用SMS(Short Message Service)短信息服务进行通信。
实施例2
LED路灯控制系统由路灯电源控制单元3、集中控制单元2和控制平台1组成，路灯电源控制单元3安装在每个LED路灯内，与路灯电源电连接，由路灯电源4为其供电，集中控制单元2安装在配电柜内，与该配电柜范围内的所有LED路灯电连接，控制平台1与所有的集中控制单元2以无线通信方式连接。
路灯电源控制单元3包括用于控制路灯功率的MCU模块31、用于时间控制的时钟芯片模块33和用于通信的第一电力载波模块32。MCU模块31采用型号为IAP11F06的单片机，通过1～10KHz的PWM(脉宽调制)方式控制路灯电源4的输出功率。时钟芯片模块33使用型号为DS1302的时钟芯片，采用实时控制方式控制路灯功率变化的时间。实时控制方式下，路灯控制器可以按照时间先后顺序设定0点到23点中任意的6个时间值，并设定与时间值对应的功率，功率的设定范围是额定功率的20～100％。例如，可以把第3个时间值设定成7:10(即从实际时间7:10开始)，相应功率设定为额定功率的70％，把第4个时间值设定成8:35(从实际时间8:35开始)，相应功率设定为额定功率的75％。实时控制方式工作过程：DS1302提供当前的时间，路灯控制器判断当前时间在哪两个设定的时间值之间，然后输出这两段时间值之间的功率控制信号，例如，当前时间为7:50，在第3个与第4个时间值之间，输出第3个时间值相应的功率，即额定功率的70％。时钟芯片模块33提供当前时间的数字信号，第一电力载波模块32的作用是把该数字信号转变成电力信号，通过电力线发送给集中控制单元2，并将接受到的集中控制单元2的电力信号转变成数字控制信号。
集中控制单元2包括用于通信的第二电力载波模块22和第二通信模块21。第二通信模块21接收控制平台1发送过来的数据，把数据转变成电力信号，通过电力载波模块22转发给本配电柜范围内的路灯电源控制单元3。路灯电源控制单元3把各个LED路灯的运行参数回传给第二电力载波模块22，再通过第二通信模块21发送给控制平台1，控制平台1可以把运行参数显示出来，供工作人员根据数据显示判断当前系统运行是否正常。
控制平台1安装在终端计算机中，包括用于与集中控制单元2进行通信的第一通信模块11和用于输入指令的指令输入模块12，用于实现远程控制功能。

Claims (6)

1.一种LED路灯控制系统，由路灯电源控制单元(3)、集中控制单元(2)和控制平台(1)组成，其特征是：
路灯电源控制单元(3)包括用于控制路灯功率的MCU模块(31)、用于时间控制的时钟芯片模块(33)和用于通信的第一电力载波模块(32)，安装在每个LED路灯内，与路灯电源(4)电连接；所述MCU模块(31)向路灯电源(4)输出功率控制信号，路灯电源(4)接收功率控制信号输出相应的功率；时钟芯片模块(33)提供当前时间的数字信号；第一电力载波模块(32)将时钟芯片模块(33)的数字信号转变成电力信号，通过电力线发送给集中控制单元(2)，并把接受到的电力信号转变成数字控制信号提供给MCU模块(31)；
集中控制单元(2)包括用于通信的第二电力载波模块(22)和第二通信模块(21)，安装在配电柜内，与该配电柜范围内的所有LED路灯电连接，第二通信模块(21)接收控制平台(1)发送过来的控制信号，转变成电力信号，通过第二电力载波模块(22)转发给该配电柜范围内的所有路灯电源控制单元(3)；第二电力载波模块(22)接收路灯电源控制单元(3)回传的各个LED路灯的运行参数，通过第二通信模块(21)发送给控制平台(1)；
控制平台(1)包括指令输入模块(12)和用于与集中控制单元(2)进行通信的第一通信模块(11)，第一通信模块(11)将由指令输入模块(12)输入的指令远程输送给集中控制单元(2)的第二通信模块(21)，并接收第二通信模块(21)回传的各个LED路灯的运行参数。
2.根据权利要求1所述的LED路灯控制系统，其特征是所述的MCU模块(31)通过0～3V的虚拟电压控制路灯电源(4)的输出功率。
3.根据权利要求1所述的LED路灯控制系统，其特征是所述的MCU模块(31)通过1～10KHz的PWM方式控制路灯电源(4)的输出功率。
4.根据权利要求1所述的LED路灯控制系统，其特征是所述的时钟芯片模块(33)采用上电延时方式控制路灯功率变化的时间。
5.根据权利要求1所述的LED路灯控制系统，其特征是所述的时钟芯片模块(33)采用实时控制方式控制路灯功率变化的时间。
6.根据权利要求1所述的LED路灯控制系统，其特征是所述的第一通信模块(11)与第二通信模块(21)采用SMS短信息服务进行通信。
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