CN107734760B - 物联网照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网照明控制系统，包括服务器控制端以及多个区域照明网络，所述区域照明网络通过信号基站接入互联网，与所述服务器控制端通信连接；所述区域照明网络包括多个照明装置，多个所述照明装置之间组成无线通信网络；所述照明装置包括LED灯和控制器，所述控制器给所述LED灯供电并控制所述LED灯的开关；多个所述控制器之间无线通信连接。本发明采用局域网和广域网相结合的方案，传输距离远且可靠性高；实时上传数据，能够利用服务器实现远程控制和自动化管理；控制器能够检测LED灯的工作状态，出现故障自动发出报警信息，不需要人工巡检。

Description

物联网照明控制系统

技术领域

本发明属于照明控制系统技术领域，具体涉及一种物联网照明控制系统。

背景技术

近几年路灯和景观灯数量迅速增长，城市照明控制的自动化水平增长很慢，目前亮化管理都采用的是传统模式。即通过定时开关，到时间就开灯和关灯，不管夜间有人和没人都是足额功率照明。在夜深人静时，路上行人很少，并不需要太高的照明强度，否则就浪费了大量的电能。再者，目前对照明产品维护主要靠人工巡检，由于照明装置数量巨大，就需要花费很大的人力和财力，巡检一遍所有照明装置需要大量时间，即使照明装置出现问题，也不能做到及时维修，给夜间行人安全带来一定的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种物联网照明控制系统。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

物联网照明控制系统，包括服务器控制端以及多个区域照明网络；所述区域照明网络通过信号基站接入互联网，与所述服务器控制端通信连接；

所述区域照明网络包括多个照明装置，多个所述照明装置之间以无线方式组成局域网；所述照明装置包括LED灯和控制器，所述控制器给所述LED灯供电并控制所述LED灯的开关；多个所述控制器之间无线通信连接；

所述服务器控制端包括主控模块、系统模块、设置模块和报表模块；

所述主控模块接收所有照明装置上传的信息，将所有照明设备的状态进行显示，并发出控制信号以改变照明装置的工作状态；

所述系统模块用于管理用户账号，并给用户账号分配权限；

所述设置模块用于设置参数，能够对处于所述主控模块监控下的照明装置进行分组；

所述报表模块根据主控模块收集的信息制作报表。

所述主控模块包括列表子模块、地图子模块、活动区子模块和提示信息子模块；

所述列表子模块实时监控所有的照明装置，并发出开灯、关灯、调光和读取内置电表的控制信号；

所述地图子模块调用预存的地图，将照明装置的地理位置标记在地图上；

所述活动区子模块对一定区域内的照明装置统一发出控制信号或者读取数据；

所述提示信息子模块检测照明装置的运行状态，出现异常情况时发出报警信息。

所述系统模块包括用户管理子模块和权限管理子模块；

所述用户管理子模块进行增加用户、删除用户、修改用户信息和修改用户管理范围的操作；

所述权限管理子模块给用户账号分配权限。

所述设置模块包括目录设置子模块、集中器设置子模块和日程模板设置子模块；

所述目录设置子模块用于添加或删除目录，并能够在选中的目录下进行添加集中器、开关、控制器、电表和逻辑分组的操作；

所述集中器设置子模块进行集中器参数配置、报警参数设置、经纬度设置、日程分配、集中器操作和集中器升级；

所述日程模板设置子模块用于预设指定的时间、指定的操作范围、指定操作的周期性操作任务，还能够设置时间、控制对象、操作和执行周期；

所述报表模块包括系统报警表子模块和电量报表子模块；

所述系统报警表子模块用于进行历史报警信息查询及报警处理；

所述电量报表子模块用于查询亮灯率报表、内置和外置电能报表、电表历史记录报表以及控制器电表记录报表的数据。

所述控制器包括主控芯片，以及与所述主控芯片电连接的电源模块、灯控电路、通信模块、按键控制电路和温度保护电路；

外部的交流电源接入所述电源模块，给所述控制器供电；

所述LED灯与所述灯控电路电连接，所述灯控电路用于控制所述LED灯的开关以及调节所述LED灯的亮度；

所述通信模块用于收发无线信号，与信号基站和其它照明装置通信连接。

所述电源模块包括电源管理芯片和AC-DC转换模块；交流电源接入所述AC-DC转换模块，所述AC-DC转换模块、所述电源管理芯片和所述主控芯片依次电连接。

所述灯控电路包括继电器、调光控制模块、交流互感器和信号放大器；

所述继电器和所述调光控制模块分别与所述主控芯片电连接，且二者均与所述LED灯电连接；

所述交流互感器用于采样所述LED灯的工作电流，所述交流互感器、所述信号放大器和所述继电器依次电连接；所述信号放大器还与所述主控芯片电连接。

所述通信模块包括广域网通信模块、局域网通信模块和RS485接口芯片，均与所述主控芯片电连接；

所述广域网通信模块采用GPRS模块、4G模块或者NB-IOT模块；所述局域网通信模块采用433无线模块或者ZigBee模块。

所述控制器还包括与所述主控芯片电连接的存储芯片和震荡电路；所述震荡电路给所述主控芯片提供时钟信号。

本发明采用以上技术方案，局域网和广域网相结合，传输距离远且可靠性高；实时上传数据，能够利用服务器实现远程控制和自动化管理；控制器能够检测LED灯的工作状态，出现故障自动发出报警信息，不需要人工巡检。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明物联网照明控制系统的架构示意图；

图2是本发明物联网照明控制系统的控制器电路结构示意图；

图3是本发明物联网照明控制系统的服务器控制端的结构示意图。

图中：1-区域照明网络；101-照明装置；2-广域网；201-信号基站；3-服务器控制端；4-控制器；401-主控芯片；402-电源模块；403-灯控电路；404-通信模块；405-按键控制电路；406-温度保护电路；407-存储芯片；408-震荡电路；409-指示灯；5-LED灯。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，本发明提供了物联网照明控制系统，包括服务器控制端3以及多个区域照明网络1；所述区域照明网络1通过201接入互联网，与所述服务器控制端3通信连接。

所述区域照明网络1包括多个照明装置101，多个所述照明装置101之间以无线方式组成局域网；所述照明装置101包括LED灯5和控制器4，所述控制器4给所述LED灯5供电并控制所述LED灯5的开关；多个所述控制器4之间无线通信连接。

在具体的实施例中，局域网的组网方案有两种，可以采用ZigBee网络，也可以采用433MHz无线通信网络。每个局域网都与201无线通信，形成广域网2，广域网2可以采用GPRS网络、4G网络和NB-IOT网络中的任意一种。服务器控制端3接入互联网，与广域网2对接，实现照明装置101与服务器控制端3之间的通信连接。局域网能够保证连接的可靠性，广域网2能够保证连接的距离远，二者结合能够兼顾可靠性与远距离传输。

如图2所示，所述控制器4包括主控芯片401，以及与所述主控芯片401电连接的电源模块402、灯控电路403、通信模块404、按键控制电路405和温度保护电路406。外部的交流电源接入所述电源模块402，给所述控制器4供电；所述LED灯5与所述灯控电路403电连接，所述灯控电路403用于控制所述LED灯5的开关以及调节所述LED灯5的亮度；所述通信模块404用于收发无线信号，与201和其它照明装置101通信连接。

按键控制电路405用于进行手动操控，进行开启、关闭、复位等操作。指示灯409用于指示LED灯5的工作状态。温度保护电路406用于检测环境温度，温度过高时向主控芯片401发出报警信号。

所述电源模块402包括电源管理芯片和AC-DC转换模块；交流电源接入所述AC-DC转换模块，所述AC-DC转换模块、所述电源管理芯片和所述主控芯片401依次电连接。

所述灯控电路403包括继电器、调光控制模块、交流互感器和信号放大器；所述继电器和所述调光控制模块分别与所述主控芯片401电连接，且二者均与所述LED灯5电连接；所述交流互感器用于采样所述LED灯5的工作电流，所述交流互感器、所述信号放大器和所述继电器依次电连接；所述信号放大器还与所述主控芯片401电连接。

继电器控制LED灯5的供电线路，调光控制模块控制LED灯5的亮度。主控芯片401通过控制继电器和调光控制模块，间接对LED灯5的工作状态进行调控。

LED灯5发生故障后，它的工作电流即出现异常；交流互感器检测到异常电流，主控芯片401即发出报警信号，同时控制继电器断开LED灯5的供电线路。

所述通信模块404包括广域网通信模块、局域网通信模块和RS485接口芯片，均与所述主控芯片401电连接。所述广域网通信模块采用GPRS模块、4G模块或者NB-IOT模块；所述局域网通信模块采用433无线模块或者ZigBee模块。

所述控制器4还包括与所述主控芯片401电连接的存储芯片407和震荡电路408；所述震荡电路408给所述主控芯片401提供时钟信号；所述存储芯片407用于缓存数据。

具体地，本实施例中，主控芯片401采用ARM架构的32位MCU；控制器4能够实时上传数据，并自动进行调光控制与电流监测。

如图3所示，所述服务器控制端包括主控模块、系统模块、设置模块和报表模块。所述主控模块接收所有照明装置上传的信息，将所有照明设备的状态进行显示，并发出控制信号以改变照明装置的工作状态。所述系统模块用于管理用户账号，并给用户账号分配权限。所述设置模块用于设置参数，能够对处于所述主控模块监控下的照明装置进行分组。所述报表模块根据主控模块收集的信息制作报表。

进一步地，所述主控模块包括列表子模块、地图子模块、活动区子模块和提示信息子模块。

所述列表子模块实时监控所有的照明装置，并发出开灯、关灯、调光和读取内置电表的控制信号。该子模块以列表的形式显示用户管理的所有区域和设备，每个区域中包括若干设备；在列表中选中区域或设备可以定位该区域或设备的位置。列表子模块的控制方式包括广播控制方式和单点控制方式：广播控制方式为选中一个区域，对该区域下所有设备发出相同的控制指令；单点控制方式为选中一个设备，对该设备进行单独控制。广播控制方式通过集中器实现，对某区域的集中器进行操作，即可对区域内所有设备发送指令。两种方式分别实现大面积统一控制和单点精确控制，灵活性强。

所述地图子模块调用预存的地图，将照明装置的地理位置标记在地图上。该子模块在地图上显示设备的所在位置，每个设备都有一个对应的图标。在地图上选中一个图标，会弹出该设备的属性信息，可查看该设备相关属性信息，也可以实现开灯/关灯/调光/读内置电表等操作。在地图上以图标的形式显示设备，使列表可视化，增加了操作的便捷性。

所述活动区子模块对一定区域内的照明装置统一发出控制信号或者读取数据。该子模块显示当前打开目录里所包含的设备图标，选中图标，可对设备进行开灯、关灯、调光、查看设备信息、读取内置电量、更新状态等操作。

所述提示信息子模块检测照明装置的运行状态，出现异常情况时发出报警信息。

进一步地，所述系统模块包括用户管理子模块和权限管理子模块。所述用户管理子模块进行增加用户、删除用户、修改用户信息和修改用户管理范围的操作。所述权限管理子模块给用户账号分配权限。

所述系统模块还包括用户日志子模块、硬件日志子模块、备份及还原子模块和帮助子模块。

用户日志子模块用于查看该套BS系统中用户的操作，包括对集中器和终端设备的操作信息。硬件日志子模块能够查看集中器或终端设备回应用户操作数据和主动上报数据及执行日程上报数据。备份及还原子模块备份数据和还原备份的数据。帮助子模块进行整个BS系统的操作演示和说明。

进一步地，所述设置模块包括目录设置子模块、集中器设置子模块和日程模板设置子模块。

所述目录设置子模块用于添加或删除目录，并能够在选中的目录下进行添加集中器、开关、控制器、电表和逻辑分组的操作。

所述集中器设置子模块进行集中器参数配置、报警参数设置、经纬度设置、日程分配、集中器操作和集中器升级。集中器参数配置用于配置网络及端口。报警参数设置用于设置三相电的过压、失压、过流参数，作为发出报警信息的参考。经纬度设置能够选择所在的城市，调整日出日落的时间。日程分配用于在日程模板中选择一个日程，使集中器执行该日程的任务。

所述日程模板设置子模块用于预设指定的时间、指定的操作范围、指定操作的周期性操作任务，还能够设置时间、控制对象、操作和执行周期。日程模板模板中包括多个任务，每个任务设定有时间、控制对象、操作、调光值等参数。通过设置日程模板，能够实现对设备的自动化控制，节省了人力成本；并且通过及时开关灯、智能调节亮度，能够减少用电量。

进一步地，所述报表模块包括系统报警表子模块和电量报表子模块。所述系统报警表子模块用于进行历史报警信息查询及报警处理。所述电量报表子模块用于查询亮灯率报表、内置和外置电能报表、电表历史记录报表以及控制器电表记录报表的数据。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.物联网照明控制系统，其特征在于：包括服务器控制端以及多个区域照明网络；所述区域照明网络通过信号基站接入互联网，与所述服务器控制端通信连接；

所述区域照明网络包括多个照明装置，多个所述照明装置之间以无线方式组成局域网；所述照明装置包括LED灯和控制器，所述控制器给所述LED灯供电并控制所述LED灯的开关；多个所述控制器之间无线通信连接；

所述控制器包括主控芯片，以及与所述主控芯片电连接的电源模块、灯控电路、通信模块、按键控制电路和温度保护电路；外部的交流电源接入所述电源模块，给所述控制器供电；所述LED灯与所述灯控电路电连接，所述灯控电路用于控制所述LED灯的开关以及调节所述LED灯的亮度；所述通信模块用于收发无线信号，与信号基站和其它照明装置通信连接；

所述灯控电路包括继电器、调光控制模块、交流互感器和信号放大器；

所述继电器和所述调光控制模块分别与所述主控芯片电连接，且二者均与所述LED灯电连接；

所述交流互感器用于采样所述LED灯的工作电流，所述交流互感器、所述信号放大器和所述继电器依次电连接；所述信号放大器还与所述主控芯片电连接；

所述服务器控制端包括主控模块、系统模块、设置模块和报表模块；

所述主控模块接收所有照明装置上传的信息，将所有照明设备的状态进行显示，并发出控制信号以改变照明装置的工作状态；

所述系统模块用于管理用户账号，并给用户账号分配权限；

所述设置模块用于设置参数，能够对处于所述主控模块监控下的照明装置进行分组；

所述报表模块根据主控模块收集的信息制作报表。

2.根据权利要求1所述的物联网照明控制系统，其特征在于：所述主控模块包括列表子模块、地图子模块、活动区子模块和提示信息子模块；

所述列表子模块实时监控所有的照明装置，并发出开灯、关灯、调光和读取内置电表的控制信号；

所述地图子模块调用预存的地图，将照明装置的地理位置标记在地图上；

所述活动区子模块对一定区域内的照明装置统一发出控制信号或者读取数据；

所述提示信息子模块检测照明装置的运行状态，出现异常情况时发出报警信息。

3.根据权利要求1所述的物联网照明控制系统，其特征在于：所述系统模块包括用户管理子模块和权限管理子模块；

所述用户管理子模块进行增加用户、删除用户、修改用户信息和修改用户管理范围的操作；

所述权限管理子模块给用户账号分配权限。

4.根据权利要求1所述的物联网照明控制系统，其特征在于：所述设置模块包括目录设置子模块、集中器设置子模块和日程模板设置子模块；

所述目录设置子模块用于添加或删除目录，并能够在选中的目录下进行添加集中器、开关、控制器、电表和逻辑分组的操作；

所述集中器设置子模块进行集中器参数配置、报警参数设置、经纬度设置、日程分配、集中器操作和集中器升级；

所述日程模板设置子模块用于预设指定的时间、指定的操作范围、指定操作的周期性操作任务，还能够设置时间、控制对象、操作和执行周期。

5.根据权利要求1所述的物联网照明控制系统，其特征在于：所述报表模块包括系统报警表子模块和电量报表子模块；

所述系统报警表子模块用于进行历史报警信息查询及报警处理；

所述电量报表子模块用于查询亮灯率报表、内置和外置电能报表、电表历史记录报表以及控制器电表记录报表的数据。

6.根据权利要求1所述的物联网照明控制系统，其特征在于：所述电源模块包括电源管理芯片和AC-DC转换模块；交流电源接入所述AC-DC转换模块，所述AC-DC转换模块、所述电源管理芯片和所述主控芯片依次电连接。

7.根据权利要求1所述的物联网照明控制系统，其特征在于：所述通信模块包括广域网通信模块、局域网通信模块和RS485接口芯片，均与所述主控芯片电连接；

所述广域网通信模块采用GPRS模块、4G模块或者NB-IOT模块；所述局域网通信模块采用433无线模块或者ZigBee模块。

8.根据权利要求1所述的物联网照明控制系统，其特征在于：所述控制器还包括与所述主控芯片电连接的存储芯片和震荡电路；所述震荡电路给所述主控芯片提供时钟信号。