CN103796390A - 一种公共照明设施的遥测程控终端系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种公共照明设施的遥测程控终端系统及其工作方法，所述的终端系统包括220V市电、电能计量模块、开关、灯具电源、灯具、控制电源、主控器、无线收发模块、亮度测量模块以及温度测量模块，所述的220V市电、电能计量模块、开关、灯具电源依次连接；所述的灯具电源的输出端与灯具连接；所述的控制电源与220V市电连接，所述的控制电源的输出端分别与电能计量模块、主控制器连接；所述的电能计量模块的输出端与主控制器连接；所述的主控制器的输出端分别开关、亮度测量模块、温度测量模块以及无线收发模块连接。使用物联网技术的公共照明管理终端系统，可装在单个的公共照明点上，照明点上自动化的监测与控制，实现对电流、电压、等全方位的测量，提高使用灵活性。

Description

一种公共照明设施的遥测程控终端系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及到一种公共照明设施的遥测程控终端系统及其工作方法，属于照明领域。 

背景技术

目前，我国的路灯景观灯等公共照明设施管理现状主要是：第一、依靠人工管理，开关灯都需要工作人员定点开关，在凌晨以后依然需要工作人员值班守侯；第二、照明设施开关使用的是面向组别统一开关，无法单个控制；第三、设施终端没有任何检测设备，没有任何通信，对照明设施的故障需要专门的人员进行巡逻检查，由于公共照明设施的工作时间一般都是晚上，为巡查工作带来诸多不便，很多时候不能及时发现问题并且处理。无形中也增加了大量的人力、物力和财力。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种公共照明设施的遥测程控终端系统。

 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种公共照明设施的遥测程控终端系统，所述的终端系统包括220V市电、电能计量模块、开关、灯具电源、灯具、控制电源、主控器、无线收发模块、亮度测量模块以及温度测量模块，所述的220V市电、电能计量模块、开关、灯具电源依次连接；所述的灯具电源的输出端与灯具连接；所述的控制电源与220V市电连接，所述的控制电源的输出端分别与电能计量模块、主控制器连接；所述的电能计量模块的输出端与主控制器连接；所述的主控制器的输出端分别开关、亮度测量模块、温度测量模块以及无线收发模块连接。

     在上述所述的一种公共照明设施的遥测程控终端系统中，所述的主控制器是32位Cortex-M3内核CPU stm43f103c8t6。

    在上述所述的一种公共照明设施的遥测程控终端系统中，所述的电能计量模块使用的是ATT7053A计量芯片。

    在上述所述的一种公共照明设施的遥测程控终端系统中，所述的开关采用继电器HFE7开关。

    在上述所述的一种公共照明设施的遥测程控终端系统中，所述的亮度测量模块是光敏电阻。

    在上述所述的一种公共照明设施的遥测程控终端系统中，所述的无线收发模块是采用的路灯专用zigbee模块。

在上述所述的一种公共照明设施的遥测程控终端系统中，所述的温度测量模块采用的是温度传感器18B20。

    一种公共照明设施的遥测程控终端系统的工作方法，包括如下步骤：

第一步：初始化，即：完成对各个主控制器外设的初始化，对终端运行参数的初始化，包括：电压、电流、电能、温度亮度校准参数的设定。

  第二步：如权利要求7中所述的主控制器上电后，通过如权利要求7中所述的电能计量模块测量电压、电流、电能、温度的数值且对如权利要求7中所述的开关进行电流监控，对如权利要求7中所述的灯具进行亮度监控，若发生问题，经如权利要求7所述的无线收发模块向上位机报警，所述的上位机是即网络服务器，负责接收终端发送的数据，以及控制终端的动作和报警；其中若是电流过大，则同时切断开关；通过光亮度测量模块并计算得到当前环境亮度和灯具亮度；同时，如权利要求7中所述的主控制器根据设备被设置的模式进行具体的控制工作，所述的设备有以下四种工作模式：

（1）时间控制模式：根据用户设定的开关时间，对比当前从实时时钟得到的时间，对比完成设定时间内的开关任务；若时间满足灯开开关条件，则打开开关，反之，时间满足关闭开关条件的，则关闭开关；

（2）亮度控制模式：亮度控制根据用户设定的亮度阀值控制开关，阀值有两个，一个是开灯亮度，一个是关灯亮度；主控制器会读取当前环境亮度的采样值，在开关关闭的时候，如果亮度大于开灯亮度开关会被打开；当开关打开状态的时候，亮度高于关灯亮度开关会被关闭；

（3）手动模式：手动方式接受上位机发出的命令控制开关开合；

（4）校准模式：校准各个测量值的精确度。

    与现有技术相比，使用了现代物联网技术的公共照明管理终端系统，可以按装在单个的公共照明点上，照明点上完全自动化的监测与控制，实现对电流、电压、电能、环境亮度、灯具亮度等全方位的测量，通过测量的数据信息分析可以得到照明点的实时状态，实现高效高精度的故障判断，完整的控制方案也能解决节能的问题，提高了使用上的灵活性；通过强大的互联网，终端信息还可以与后台协同工作，实现多样的组群控制策略，通过和地理信息系统的结合，可以方便的实现对故障点的精确定位，使工作人员从繁杂的巡逻任务中解放，仅需对故障点实施检修即可。产品最终实现对公共照明设施的点对点监控，实现对所控制的目标完成自动故障检测，自动程序控制以及必要参数测量，相对于传统的管控方式可以节省大量人力物力财力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的工作流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，一种公共照明设施的遥测程控终端系统，其特征在于所述的终端系统包括220V市电、电能计量模块、开关、灯具电源、灯具、控制电源、主控器、无线收发模块、亮度测量模块以及温度测量模块，所述的220V市电、电能计量模块、开关、灯具电源依次连接；所述的灯具电源的输出端与灯具连接；所述的控制电源与220V市电连接，所述的控制电源的输出端分别与电能计量模块、主控制器连接；所述的电能计量模块的输出端与主控制器连接；所述的主控制器的输出端分别开关、亮度测量模块、温度测量模块以及无线收发模块连接。所述的主控制器是32位Cortex-M3内核CPU stm43f103c8t6。所述的电能计量模块使用的是ATT7053A计量芯片，通过使用高精确度的计量芯片，实现对单个灯具的电流、电压、功率、电能和温度等的测量。 所述的开关采用继电器HFE7开关，通过使用磁保持电力继电器，实现对单个照明电的开关控制。所述的亮度测量模块是光敏电阻，通过使用高速AD采样光敏电阻分压值，通过计算光敏电阻特性曲线，精确测量环境的亮度和灯具打开时的亮度，根据灯具打开时亮度对灯具进行故障的检测。所述的无线收发模块是采用的路灯专用zigbee模块，实现终端的无线通信，将数据送入后台。所述的温度测量模块采用的是温度传感器18B20。

 一种公共照明设施的遥测程控终端系统的工作方法，包括如下步骤：

    第一步：初始化，即：完成对各个主控制器外设的初始化，包括：电压、电流、电能、温度数值的设定。

    第二步：如权利要求7中所述的主控制器上电后，通过如权利要求7中所述的电能计量模块测量电压、电流、电能、温度的数值且对如权利要求7中所述的开关进行电流监控，对如权利要求7中所述的灯具进行亮度监控，若发生问题，经如权利要求7所述的无线收发模块向上位机报警，其中若是电流过大，则同时切断开关；通过光亮度测量模块并计算得到当前环境亮度和灯具亮度；同时，如权利要求7中所述的主控制器根据设备被设置的模式进行具体的控制工作，所述的设备有以下四种工作模式：

（1）时间控制模式：根据用户设定的开关时间，对比当前从实时时钟得到的时间，对比完成设定时间内的开关任务。若时间满足灯开开关条件，则打开开关，反之，时间满足关闭开关条件的，则关闭开关。

（2）亮度控制模式：亮度控制根据用户设定的亮度阀值控制开关，阀值有两个，一个是开灯亮度，如设定为200Lux，一个是关灯亮度，例如设定为2000Lux；主控制器会读取当前环境亮度的采样值，在开关关闭的时候，如果亮度大于开灯亮度开关会被打开，例如测量值为100Lux；当开关打开状态的时候，亮度高于关灯亮度开关会被关闭，例如测量值为2100Lux。

（3）手动模式：手动方式接受上位机发出的命令控制开关开合。

（4）校准模式：校准各个测量值的精确度。

  本发明的工作原理：由220V市电经过开关电源给终端系统供电，终端系统通过计量模块完成电能等计量，通过亮度测量模块，温度测量模块，得到环境亮度，灯具亮度和终端温度数据，通过开关控制灯具电源，通过无线收发模块连接上位机，将终端系统进入互联网，主控制器负责处理数据，完成各种控制功能。每个终端装在各个路灯上，通信是通过接力组网的，各个终端系统通过主控制器联入互联网。实现针对单个路灯的监视控制和故障检测。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种公共照明设施的遥测程控终端系统，其特征在于所述的终端系统包括220V市电、电能计量模块、开关、灯具电源、灯具、控制电源、主控器、无线收发模块、亮度测量模块以及温度测量模块，所述的220V市电、电能计量模块、开关、灯具电源依次连接；所述的灯具电源的输出端与灯具连接；所述的控制电源与220V市电连接，所述的控制电源的输出端分别与电能计量模块、主控制器连接；所述的电能计量模块的输出端与主控制器连接；所述的主控制器的输出端分别开关、亮度测量模块、温度测量模块以及无线收发模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种公共照明设施的遥测程控终端系统，其特征在于：所述的主控制器是32位Cortex-M3内核CPU stm43f103c8t6。

3.根据权利要求2所述的一种公共照明设施的遥测程控终端系统，所述的电能计量模块使用的是ATT7053A计量芯片。

4.根据权利要求3所述的一种公共照明设施的遥测程控终端系统，其特征在于：所述的开关采用继电器HFE7开关。

5.根据权利要求4所述的一种公共照明设施的遥测程控终端系统，其特征在于：所述的亮度测量模块是光敏电阻，

根据权利要求6所述的一种公共照明设施的遥测程控终端系统，其特征在于：所述的无线收发模块是采用的路灯专用zigbee模块。

6.根据权利要求6所述的一种公共照明设施的遥测程控终端系统，其特征在于：所述的温度测量模块采用的是温度传感器18B20。

7.一种公共照明设施的遥测程控终端系统的工作方法，其特征在于包括如下步骤：

     第一步：初始化，即：完成对各个主控制器外设的初始化，对终端运行参数的初始化，包括：电压、电流、电能、温度亮度校准参数的设定；

 第二步：如权利要求7中所述的主控制器上电后，通过如权利要求7中所述的电能计量模块测量电压、电流、电能、温度的数值且对如权利要求7中所述的开关进行电流监控，对如权利要求7中所述的灯具进行亮度监控，若发生问题，经如权利要求7所述的无线收发模块向上位机报警,所述的上位机是即网络服务器，负责接收终端发送的数据，以及控制终端的动作，其中若是电流过大，则同时切断开关；通过光亮度测量模块并计算得到当前环境亮度和灯具亮度；同时，如权利要求7中所述的主控制器根据终端本身设置的模式进行具体的控制工作，所述的设备有以下四种工作模式：

（1）时间控制模式：根据用户设定的开关时间，对比当前从实时时钟得到的时间，对比完成设定时间内的开关任务；若时间满足灯开开关条件，则打开开关，反之，时间满足关闭开关条件的，则关闭开关；

（2）亮度控制模式：亮度控制根据用户设定的亮度阀值控制开关，阀值有两个，一个是开灯亮度；主控制器会读取当前环境亮度的采样值，在开关关闭的时候，如果亮度大于开灯亮度开关会被打开；当开关打开状态的时候，亮度高于关灯亮度开关会被关闭；

（3）手动模式：手动方式接受上位机发出的命令控制开关开合；

（4）校准模式：校准各个测量值的精确度。

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