CN103037598A - 具有车辆监控功能的led路灯电力载波远程控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种具有车辆监控功能的LED路灯电力载波远程控制系统，整个系统由LED路灯监控装置、车辆感应装置、电力载波通信装置、监测基站和控制中心构成。本系统旨在实时监控LED路灯的运行情况，并具备车辆监控功能，可以根据车辆监测情况智能控制LED路灯亮灭；同时，该系统在路灯间采用电力线载波通信，不需要重新架设网络。LED路灯监控装置和车辆感应装置通过电力载波通信装置把监测数据传送到监测基站，再经由监测基站GPRS网络送到控制中心服务器上，同时监测基站分析车辆感应数据，传送相应LED路灯控制信号到LED路灯监控装置以控制LED路灯的运行状态。控制中心也可以反向传送各种指令，调整LED路灯监控装置和车辆感应装置的运行状态。

Description

具有车辆监控功能的LED路灯电力载波远程控制系统

技术领域

本发明涉及一种路灯远程控制系统，特别是一种具有车辆监控功能的LED路灯电力载波远程控制系统。 

背景技术

LED路灯是近年来发展的新型路灯，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，在公路照明节能中逐渐占据重要的位置。然而随着LED路灯在公路照明中大范围的使用，且数量众多、地理位置较为分散，使得LED路灯的监测和巡查成为了公路路灯使用过程中的一大难题。同时如何更加合理、高效、节能的使用LED路灯，成为了摆在相关管理部门面前的另一挑战。 

国内目前针对LED路灯通常采用定期巡检和故障后维修的方式，该方式耗费人力物力大，效率低，精度差，不能及时准确的发现故障和问题。同时应对于夜间经过车辆较少时，相关管理部门通常采用LED路灯全开或开道路两旁的一边等方式，这样相对来讲，就浪费了很大一部分电能。具有车辆监控功能的LED路灯电力载波远程控制系统正是为解决该问题而提出的，该LED路灯电力载波远程控制系统可实现对公路照明相应路段的夜间在线实时监测，有效减轻巡检劳动强度，及时发现LED路灯故障，同时智能控制LED路灯的开和关，确保LED路灯系统的安全稳定运行。 

发明内容

该LED路灯电力载波远程控制系统旨在实时监控LED路灯的运行情况，判断LED路灯运行是否正常，并对其发出相应控制指令；同时具备车辆监控功能，当夜间没有车辆经过的情况下，可以智能控制LED路灯熄灭，等有车经过的时候，会自动控制LED路灯点亮，达到节能的效果。该LED路灯电力载波远程控制系统在路灯间采用电力线载波通信，不需要重新架设网络，就能进行数据传递，方便有效，且节约了成本。 

为实现上述目的，该发明采用了如下技术方案：整个系统由LED路灯监控装置、车辆 感应装置、电力载波通信装置、监测基站和控制中心构成，LED路灯监控装置和车辆感应装置通过电力载波通信装置把监测数据传送到监测基站，再经由监测基站GPRS网络送到控制中心服务器上，同时监测基站分析车辆感应数据，传送相应LED路灯控制信号到LED路灯监控装置以控制LED路灯的运行状态。控制中心也可以反向传送各种指令到LED路灯监控装置和车辆感应装置，调整LED路灯监控装置和车辆感应装置的运行状态。 

本发明的LED路灯电力载波远程控制系统，其中所述的LED路灯监控装置包括方形装置外壳和壳体内设置的供电单元和LED路灯监控单元；所述LED路灯监控单元包括传感器模块、信号调理模块、数据存储模块、GPS模块、MCU、LED路灯调控模块和信号控制与收发模块。 

所述的供电单元包括变压器、整流和稳压电路以及蓄电池组成。 

所述的传感器模块包括温度传感器、电流传感器、电压传感器、功率传感器，可以分别测量LED路灯工作时的温度、电流、电压和功率。 

所述的数据存储模块对所采集的信息进行有效存储，保证监测装置在意外掉电后不至于数据丢失。 

所述的信号调理模块主要对采集到的模拟数据进行A/D转换、放大等处理。 

所述的GPS模块主要完成定位和授时功能，采集相应监测点的位置和时间信息。 

本发明的LED路灯电力载波远程控制系统，其中所述的车辆感应装置包括圆形装置外壳和壳体内设置的供电单元和车辆检测单元；所述车辆检测单元包括磁阻传感器、信号调理模块、数据存储模块、GPS模块、MCU和信号控制与收发模块。磁阻传感器获取相应的车辆检测数据，交给MCU，通过信号调理模块经过相应的放大、A/D转换及相应数据处理之后，汇集GPS模块的定位和授时信息，由信号控制与收发模块通过电力载波通信装置定时传输给监测基站，同时数据存储模块存储数据。 

本发明的LED路灯电力载波远程控制系统，其中所述的电力载波通信装置包括方形装 置外壳和壳体内设置的供电单元和电力载波通信单元；所述电力载波通信单元包括耦合模块、信号放大模块、滤波模块、数据存储模块、GPS模块、MCU、调制解调模块和信号控制与收发模块。 

本发明的LED路灯电力载波远程控制系统，其中所述的监测基站包括有线通讯模块、信号处理模块、数据存储模块、时钟芯片、GPRS模块、MCU和电源模块。通过接收LED路灯监控装置和车辆感应装置传送的数据，经过解析、计算通过GPRS网络将数据发送到控制中心服务器，同时监测基站将车辆感应数据传送给LED路灯监控单元以调整LED路灯的运行状态。 

本发明的LED路灯电力载波远程控制系统，其中所述的控制中心集成数据库、Web发布和管理系统，在线分析LED路灯的温度、电压、电流、功率和车辆经过状态参数，具有数据存储及处理、通信管理、多参数的预警、趋势分析、统计报表功能。 

附图说明

图1是本发明的总体系统框图 

图2是本发明的LED路灯监控装置组成示意图 

图3是本发明的车辆感应装置组成示意图 

图4是本发明的电力载波通信装置组成示意图 

图5是本发明的监测基站组成示意图 

图6是本发明的控制中心数据流程图 

具体实施方式

如图1所示，整个系统由LED路灯监控装置、车辆感应装置、电力载波通信装置、监测基站和控制中心构成，LED路灯监控装置和车辆感应装置通过电力载波通信装置把数据传送到监测基站，再经由监测基站GPRS网络送到控制中心服务器上，同时监测基站将车辆感 应数据传送到LED路灯监控装置以控制LED路灯的运行状态，控制中心也可以反向传送各种指令到LED路灯监控装置和车辆感应装置，调整LED路灯监控装置和车辆感应装置的运行状态。 

如图2所示，本发明的LED路灯电力载波远程控制系统，其中所述的LED路灯监控装置包括方形装置外壳(I)和壳体内设置的供电单元(II)和LED路灯监控单元(III)；所述LED路灯监控单元包括传感器模块(2)、信号调理模块(4)、数据存储模块(3)、GPS模块(7)、MCU(1)、LED路灯调控模块(6)和信号控制与收发模块(5)。LED路灯监控装置与LED路灯线路相连接，传感器模块获取相应的测量数据，交给MCU，通过信号调理模块经过相应的放大、A/D转换及相应数据处理之后，汇集GPS模块的定位和授时信息，由信号控制与收发模块通过电力载波通信装置定时传输给监测基站，同时数据存储模块存储数据；当LED路灯监控单元接收到监测基站的控制LED路灯相应信号时，交由LED路灯调控模块自动控制LED路灯的开关和亮度调节。 

所述的供电单元(II)包括变压器、整流和稳压电路以及蓄电池组成。供电单元通过LED路灯供电线路获取电能，经过变压器变压后得到交流电，通过整流和稳压电路后，对LED路灯监控单元进行供电，同时对蓄电池充电。当发生意外断电情况时，自动切回蓄电池对LED路灯监控单元供电。 

所述的传感器模块(2)包括温度传感器、电流传感器、电压传感器、功率传感器，可以分别测量LED路灯工作时的温度、电流、电压和功率。 

所述的数据存储模块(3)对所采集的信息进行有效存储，保证监测装置在意外掉电后不至于数据丢失。 

所述的信号调理模块(4)主要对采集到的模拟数据进行A/D转换、放大等处理。 

所述的GPS模块(7)主要完成定位和授时功能，采集相应监测点的位置和时间信息。 

LED路灯监控装置的工作过程是： LED路灯监控装置中的供电单元(II)通过LED路灯供电线路获取电能，对LED路灯监控单元(III).进行供电，同时对蓄电池充电；当发生意外断电情况时，则内部自动切回蓄电池对LED路灯监控单元进行供电； 

LED路灯监控单元(III)中传感器模块(2)获取相应的监测数据，交给MCU(1)，通过信号调理模块(4)中相应的放大、A/D转换及相应数据处理之后，汇集GPS模块(7)的定位和授时信息，由信号控制与收发模块(5)经电力载波通信装置定时传输给监测基站，同时数据存储模块(3)存储数据；如果LED路灯监控单元检测到相应监测数据异常，则也会传输相应的信号给监测基站，监测基站传回控制中心，以示预警，监测人员好根据具体情况采取措施； 

信号控制与收发模块(5)随时接收监测中心和监测基站的指令，经MCU处理分析后，交由LED路灯调控模块自动控制LED路灯的开关和亮度调节。 

如图3所示，本发明的LED路灯电力载波远程控制系统，其中所述的车辆感应装置包括圆形装置外壳(IV)和壳体内设置的供电单元(V)和车辆检测单元(VI)；所述车辆检测单元包括磁阻传感器(12)、信号调理模块(13)、数据存储模块(14)、GPS模块(15)、MCU(11)和信号控制与收发模块(16)。磁阻传感器获取相应的车辆检测数据，交给MCU，通过信号调理模块经过相应的放大、A/D转换及相应数据处理分析后，若发现有车辆经过时，则汇集GPS模块的定位和授时信息，由信号控制与收发模块通过电力载波通信装置定时传输给监测基站；若无车辆经过，也会定时报告相应信息给监测基站，同时数据存储模块存储数据。 

如图4所示，本发明的LED路灯电力载波远程控制系统，其中所述的电力载波通信装置包括方形装置外壳(VII)和壳体内设置的供电单元(VII)和电力载波通信单元(IX)；所述电力载波通信单元包括耦合模块(21)、信号放大模块(22)、滤波模块(23)、数据存储模块(24)、GPS模块(25)、MCU(26)、调制解调模块(27)和信号控制与收发模块(28)。电 力载波通信单元通过电路与电力线相连，耦合模块(2)获取相应的载波信号，通过信号放大模块(4)做相应的放大、滤波模块滤波处理、调制解调模块解调之后，交给MCU(1)，再汇集GPS模块的定位和授时信息，由信号控制与收发模块(5)传输出去，同时数据存储模块(3)存储数据；当信号控制与收发模块(5)接收到相应信号之后，交给MCU(1)，汇集GPS模块的定位和授时信息，通过调制解调模块调制、信号放大模块(4)做相应的放大、滤波模块滤波处理之后，由耦合模块(2)传输到电力线上。 

车辆感应装置的数据流程如下： 

1)对各模块进行初始化，做好采集数据的准备； 

2)检查是否处于预先设定的需检查车辆的时间段或是否收到开始检查命令，若否，执行6)，若是，执行3)； 

3)磁阻传感器采集数据； 

4)数据处理模块进行放大、A/D转换处理分析； 

5)检测到有车辆通过或定时报告信息时间到，若否，执行7)，若是，执行6)； 

6)信号控制与收发模块通过电力载波通信装置报告传输给监测基站，同时存储模块存储数据； 

7)本次结束。 

LED路灯监控装置的数据流程如下： 

1)对各模块进行初始化，做好采集数据的准备； 

2)检查是否收到采集数据的命令或定时采集数据时间是否到达，若否，执行6)，若是，执行3)； 

3)传感器模块采集数据； 

4)数据处理模块进行放大、A/D转换等处理； 

5)LED路灯监控装置通过电力载波通信装置传到监测基站，同时存储模块存储数据； 

6)本次结束。 

如图5所示，本发明的LED路灯电力载波远程控制系统，其中所述的监测基站包括有线通讯模块、信号处理模块、数据存储模块、时钟芯片、GPRS模块、MCU和电源模块。监测基站通过接收车辆感应装置和LED路灯监控装置传送的数据，经过解析、计算将数据发送到控制中心服务器。同时监测基站接收控制中心的指令，发送相应指令给车辆感应装置和LED路灯监控装置。当监测基站接收到车辆感应装置的有车辆经过的信号时，经过相应处理分析，监测基站将发送信号给LED路灯监控装置，点亮相应路段的LED路灯。当长时间未收到车辆感应装置的有车辆经过的信号时，则发送信号给LED路灯监控装置，熄灭相应路段的LED路灯。 

本发明的LED路灯电力载波远程控制系统，其中所述的控制中心集成数据库、Web发布和管理系统，在线分析LED路灯的温度、电压、电流、功率和车辆经过状态参数，具有数据存储及处理、通信管理、多参数的预警、趋势分析、统计报表功能。 

本系统上位机由数据读取、数据处理、数据显示、异常报警、数据保存等模块组成。 

如图6所示，监控中心的数据流程如下： 

1)上位机上首先对串口进行初始化设置，等待接收数据； 

2)检测串口是否有数据，如果有数据，执行步骤3)，串口如果没有数据，则执行步骤9)； 

3)读取串口数据； 

4)对串口接收的数据进行解码； 

5)对解码后的数据进行滤波、算法计算处理，并生成相应图形直观显示出来； 

6)对处理后的数据信息进行综合分析评判并存储，若数据出现异常，执行步骤7)，若没有，执行步骤8)； 

7)上位机生成报警信息，执行步骤9)； 

8)上位机显示运行正常，执行步骤9)； 

9)本次结束。 

采用本方法远程监测LED路灯，不需要人工干预，可以实现24小时不间断实时在线监测。系统对现场装置采集到的数据在上位机进行综合评判，当响应参数出现异常时，系统发出预警，指导专业工作人员进行及时处理。 

Claims (6)

1.一种具有车辆监控功能的LED路灯电力载波远程控制系统，特征在于：该LED路灯电力载波远程控制系统由LED路灯监控装置、车辆感应装置、电力载波通信装置、监测基站和控制中心构成，LED路灯监控装置和车辆感应装置通过电力载波通信装置把数据传送到监测基站，再经由监测基站GPRS网络送到控制中心服务器上，同时监测基站将车辆感应数据传送到LED路灯监控装置以控制LED路灯的运行状态，控制中心也可以反向传送各种指令到LED路灯监控装置和车辆感应装置，调整LED路灯监控装置和车辆感应装置的运行状态。

2.根据权利要求1所述的具有车辆监控功能的LED路灯电力载波远程控制系统，其特征在于：所述的LED路灯监控装置包括方形装置外壳和壳体内设置的供电单元和LED路灯监控单元；所述LED路灯监控单元包括传感器模块、信号调理模块、数据存储模块、GPS模块、MCU、LED路灯调控模块和信号控制与收发模块；LED路灯监控装置与LED路灯线路相连接，传感器模块获取相应的测量数据，交给MCU，通过信号调理模块经过相应的放大、A/D转换及相应数据处理之后，汇集GPS模块的定位和授时信息，由信号控制与收发模块通过电力载波通信装置定时传输给监测基站，同时数据存储模块存储数据；当LED路灯监控单元接收到监测基站的控制LED路灯相应信号时，交由LED路灯调控模块自动控制LED路灯的开关和亮度调节；

所述的供电单元包括变压器、整流和稳压电路以及蓄电池组成；供电单元通过LED路灯供电线路获取电能，经过变压器变压后得到交流电，通过整流和稳压电路后，对LED路灯监控单元进行供电，同时对蓄电池充电；当发生意外断电情况时，自动切回蓄电池对LED路灯监控单元供电；

所述的传感器模块包括温度传感器、电流传感器、电压传感器、功率传感器，可以分别测量LED路灯工作时的温度、电流、电压和功率；

所述的数据存储模块对所采集的信息进行有效存储，保证监测装置在意外掉电后不至于数据丢失；

所述的信号调理模块主要对采集到的模拟数据进行A/D转换、放大等处理；

所述的GPS模块主要完成定位和授时功能，采集相应监测点的位置和时间信息。

3.根据权利要求1所述的具有车辆监控功能的LED路灯电力载波远程控制系统，其特征在于：所述的车辆感应装置包括圆形装置外壳和壳体内设置的供电单元和车辆检测单元；所述车辆检测单元包括磁阻传感器、信号调理模块、数据存储模块、GPS模块、MCU和信号控制与收发模块；磁阻传感器获取相应的车辆检测数据，交给MCU，通过信号调理模块经过相应的放大、A/D转换及相应数据处理分析后，若发现有车辆经过时，则汇集GPS模块的定位和授时信息，由信号控制与收发模块通过电力载波通信装置定时传输给监测基站；若无车辆经过，也会定时报告相应信息给监测基站，同时数据存储模块存储数据。

4.根据权利要求1所述的具有车辆监控功能的LED路灯电力载波远程控制系统，其特征在于：所述的电力载波通信装置包括方形装置外壳和壳体内设置的供电单元和电力载波通信单元；所述电力载波通信单元包括耦合模块、信号放大模块、滤波模块、数据存储模块、GPS模块、MCU、调制解调模块和信号控制与收发模块；电力载波通信单元通过电路与电力线相连，耦合模块获取相应的载波信号，通过信号放大模块做相应的放大、滤波模块滤波处理、调制解调模块解调之后，交给MCU，再汇集GPS模块的定位和授时信息，由信号控制与收发模块传输出去，同时数据存储模块存储数据；当信号控制与收发模块接收到相应信号之后，交给MCU，汇集GPS模块的定位和授时信息，通过调制解调模块调制、信号放大模块做相应的放大、滤波模块滤波处理之后，由耦合模块传输到电力线上。

5.根据权利要求1所述的具有车辆监控功能的LED路灯电力载波远程控制系统，其特征在于：所述的监测基站包括有线通讯模块、信号处理模块、数据存储模块、时钟芯片、GPRS模块、MCU和电源模块；监测基站通过接收车辆感应装置和LED路灯监控装置传送的数据，经过解析、计算将数据发送到控制中心服务器；同时监测基站接收控制中心的指令，发送相应指令给车辆感应装置和LED路灯监控装置；当监测基站接收到车辆感应装置的有车辆经过的信号时，经过相应处理分析，监测基站将发送信号给LED路灯监控装置，点亮相应路段的LED路灯；当长时间未收到车辆感应装置的有车辆经过的信号时，则发送信号给LED路灯监控装置，熄灭相应路段的LED路灯。

6.根据权利要求1所述的具有车辆监控功能的LED路灯电力载波远程控制系统，其特征在于：所述的控制中心集成数据库、Web发布和管理系统，在线分析LED路灯的温度、电压、电流、功率和车辆经过状态参数，具有数据存储及处理、通信管理、多参数的预警、趋势分析、统计报表功能；

本系统上位机由数据读取、数据处理、数据显示、异常报警、数据保存等模块组成；监控中心的数据流程如下：

1)上位机上首先对串口进行初始化设置，等待接收数据；

2)检测串口是否有数据，如果有数据，执行步骤3)，串口如果没有数据，则执行步骤9)；

3)读取串口数据；

4)对串口接收的数据进行解码；

5)对解码后的数据进行滤波、算法计算处理，并生成相应图形直观显示出来；

6)对处理后的数据信息进行综合分析评判并存储，若数据出现异常，执行步骤7)，若没有，执行步骤8)；

7)上位机生成报警信息，执行步骤9)；

8)上位机显示运行正常，执行步骤9)；

9)本次结束。

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