CN107942844A - 一种智慧灯杆的电源集中管理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智慧灯杆的电源集中管理装置，包括主机，主机包括外壳体，外壳体内设有控制电路板，控制电路板上设有ARM嵌入式微控制器、电子重合闸模块、FLASH存储模块、上行通信模块、下行通讯模块、5路直流电源模块、电池充电模块、温湿度检测模块、散热模块、状态指示灯模块、电源状态数据监控模块、模拟量开关量采集模块、AD转换模块、传感信号采集模块，本发明能够实时监测灯杆的工作状态，一旦出现异常，能够及时报警给路灯使用者。从而灯杆的维修人员能够及时的去解决故障，及时的避免了电能损失和行人安全。
Description
技术领域
本发明涉及智慧灯杆技术领域，具体为一种智慧灯杆的电源集中管理装置。
背景技术
智慧城市的建设目的是“能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运作核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应，为人类创造更美好的城市生活”。因此，智慧城市需要一个信息采集、信息发布、信息传输的载体。智慧灯杆的发展和普及即将是一个大的主流趋势。
目前，市场上出现了一些智慧灯杆，但其灯杆上附带的LED广告屏、小型气象站、监控摄像头等设备的电源直接由本地供给，并没有远程开启、关闭和监控每一路电源的电压、电流、及其漏电流数据的功能。该功能的缺失导致智慧灯杆控制的智能化程度低，不利于灯杆的故障及时维护，而且一定程度上造成了电能的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智慧灯杆的电源集中管理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智慧灯杆的电源集中管理装置，包括主机，所述主机包括外壳体，所述外壳体内设有控制电路板，所述控制电路板上设有ARM嵌入式微控制器、电子重合闸模块、FLASH存储模块、上行通信模块、下行通讯模块、5路直流电源模块、电池充电模块、温湿度检测模块、散热模块、状态指示灯模块、电源状态数据监控模块、模拟量开关量采集模块、AD转换模块、传感信号采集模块；
所述ARM嵌入式微控制器分别连接电子重合闸模块、FLASH存储模块、上行通信模块、下行通讯模块、5路直流电源模块、电池充电模块、温湿度检测模块、散热模块、状态指示灯模块、电源状态数据监控模块、模拟量开关量采集模块；
还包括电流采集单元、漏电流采集单元和水位传感器组；所述电流采集单元、漏电流采集单元分别通过AD转换模块连接ARM嵌入式微控制器；所述水位传感器组通过传感信号采集模块连接ARM嵌入式微控制器；所述水位传感器组包括低水位传感器和高水位传感器。
优选的，所述电流采集单元包括运算放大器B，所述运算放大器B正极输入端分别连接电阻K一端和电阻M一端，电阻M另一端接地，所述电阻K另一端连接电阻I一端和负极电源端，所述运算放大器B负极输入端分别连接电阻J一端和电阻L一端，电阻J另一端连接电阻I另一端和正极电源端，所述运算放大器B输出端连接电阻L另一端和信号输出端，所述运算放大器B正极电源端连接电容D一端，电容D另一端连接运算放大器B负极电源端并接地。
优选的，所述漏电流采集单元包括运算放大器A和双向模拟开关，所述运算放大器A正极输入端分别连接电阻B一端、电阻C一端、电阻D一端和电阻E一端，电阻B另一端连接电容A一端，电容A另一端分别连接电阻A一端和双向模拟开关，所述运算放大器A负极输入端连接电阻C一端，输出端分别连接电阻F一端和电阻G一端，所述电阻G另一端分别连接电阻E另一端、电阻H一端和电容B一端，电阻H另一端分别连接电容C一端和信号输出端，电容C另一端分别连接电容B另一端、电阻F另一端和电阻D另一端并接地。
优选的，所述上行通信模块采用以太网通讯模块和通讯接口；所述上行通信模块双向连接云端服务器平台；所述下行通讯模块采用两路RS485通讯接口，其中一路RS485接口用于安防监控箱中其他设备的数据透传给云端服务器平台，另一路RS485接口用于外部设备跟集中器通讯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构原理简单，智能化程度高，能够实现实时远程监控智慧灯杆的运行状态，监控效率高，能够确保其安全正常运行；本发明还能够实现多种工作任务，智能化工作效率高；其中，本发明采用的电流采集单元能够实现用更少的电路元件达到检测电流的目的，降低了整个电路的成本，而且检测精度高；采用的漏电流采集单元能够达到滤波、去除噪声的目的，进一步提高了漏电流采集精度。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明控制原理框图；
图3为本发明电流采集单元原理图；
图4为本发明漏电流采集单元原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种智慧灯杆的电源集中管理装置，包括主机，所述主机包括外壳体1，所述外壳体1内设有控制电路板2，所述控制电路板2上设有ARM嵌入式微控制器3、电子重合闸模块4、FLASH存储模块5、上行通信模块6、下行通讯模块7、5路直流电源模块8、电池充电模块9、温湿度检测模块10、散热模块11、状态指示灯模块12、电源状态数据监控模块13、模拟量开关量采集模块14、AD转换模块15、传感信号采集模块16；
所述ARM嵌入式微控制器3分别连接电子重合闸模块4、FLASH存储模块5、上行通信模块6、下行通讯模块7、5路直流电源模块8、电池充电模块9、温湿度检测模块10、散热模块11、状态指示灯模块12、电源状态数据监控模块13、模拟量开关量采集模块14；
还包括电流采集单元17、漏电流采集单元18和水位传感器组；所述电流采集单元17、漏电流采集单元18分别通过AD转换模块15连接ARM嵌入式微控制器3；所述水位传感器组通过传感信号采集模块16连接ARM嵌入式微控制器3；所述水位传感器组包括低水位传感器19和高水位传感器20。
其中，电子重合闸模块，用舵机联合机械结构，形式重合闸机械手，在空气开关闸门关闭情况下，可旋转一定角度推动空气开关闸门，推完后机械手回到动作前的原点，机械旋转角度范围0-180度可调，可以在监控箱主电源掉电的情况下，远程给监控箱送电；FLASH存储模块，当集中器掉电时也不会丢失存储数据，当系统电源回复时，系统从FLASH中读取数据，使得集中器的状态控制状态恢复到掉电前；上行通信模块采用以太网通讯模块和通讯接口；所述上行通信模块双向连接云端服务器平台；上行通信模块将采集到的数据远程传送给云端服务器平台，云端服务器平台也可以通过上行通信模块将集中器内的实时或历史数据召回、云端服务器平台也可以通过上行通信模块远程控制集中器；下行通讯模块采用两路RS485通讯接口，其中一路RS485接口用于安防监控箱中其他设备的数据透传给云端服务器平台，另一路RS485接口用于外部设备跟集中器通讯；5路直流电源模块，为安防监控设备箱中的设备提供所需的直流电源，能够实现交流信号输入到直流工作模块的电气隔离，保证各个模块的工作安全。而且这5路直流电源的开关，可以远程控制；电池充电模块，在主电源有电的情况，可以一边集中器供电，一边给蓄电池充电。在主电源没有电的情况下，整个集中器系统由电池供电，以保证系统的正常运行；温湿度检测模块，能够实时监控箱内的温度和湿度，当温度和湿度超过一定范围时，通过上行通讯，将报警信息上传至云端服务器平台。云端服务器也可以实时监控安防监控箱内的温度和湿度；散热模块，主要由一个直流风扇组成，集中器可以通过调节直流风扇的转速来控制监控箱内部的散热程度；状态指示灯模块13包括电源指示灯、工作指示灯、通讯指示灯；上电时，电源指示灯亮，失电时，电源指示灯灭。工作指示灯：集中器正常工作时，工作指示灯闪烁。集中器非正常工作时，工作指示灯灭。通讯指示灯：当集中器跟外部通讯时，通讯指示灯闪烁；电源状态数据监控模块，主控平台可以远程监控集中器上5路直流的电压电流状态和1路交流电的电压、电流、漏电流状态数据。集中器实时检测这6路电源的状态，当这6路电源的状态数据异常时，将报警信息主动上传至主控平台；模拟量开关量采集模块，集中器带有2路模量输入检测、3路开关量输入功能。
本发明中，电流采集单元17包括运算放大器B2c，所述运算放大器B2c正极输入端分别连接电阻K11a一端和电阻M13a一端，电阻M13a另一端接地，所述电阻K11a另一端连接电阻I9a一端和负极电源端，所述运算放大器B2c负极输入端分别连接电阻J10a一端和电阻L12a一端，电阻J10a另一端连接电阻I9a另一端和正极电源端，所述运算放大器B2c输出端连接电阻L12a另一端和信号输出端，所述运算放大器B2c正极电源端连接电容D4b一端，电容D4b另一端连接运算放大器B2c负极电源端并接地；本发明采用的电流采集单元能够实现用更少的电路元件达到检测电流的目的，降低了整个电路的成本，而且检测精度高。
本发明中，漏电流采集单元18包括运算放大器A1c和双向模拟开关21，所述运算放大器A1c正极输入端分别连接电阻B2a一端、电阻C3a一端、电阻D4a一端和电阻E5a一端，电阻B2a另一端连接电容A1b一端，电容A1b另一端分别连接电阻A1a一端和双向模拟开关12，所述运算放大器A1c负极输入端连接电阻C3a一端，输出端分别连接电阻F6a一端和电阻G7a一端，所述电阻G7a另一端分别连接电阻E5a另一端、电阻H8a一端和电容B2b一端，电阻H8a另一端分别连接电容C3b一端和信号输出端，电容C3b另一端分别连接电容B2b另一端、电阻F6a另一端和电阻D4a另一端并接地。本发明采用的漏电流采集单元能够达到滤波、去除噪声的目的，进一步提高了漏电流采集精度。电流采集单元每隔一段时间去检测灯杆的主电流；漏电流采集单元每隔一段时间去检测灯杆的漏电流；水位传感器组每隔一段时间去检测灯杆是否有水浸；一旦检测到的电流、漏电流、水浸数据出现了明显异常，则将这些异常现象信号传输模块连接后台监测中心；从而灯杆的维修人员能够及时的去解决故障，及时的避免了电能损失和行人安全。
综上所述，本发明能够实时监测灯杆的工作状态，一旦出现异常，能够及时报警给路灯使用者。从而灯杆的维修人员能够及时的去解决故障，及时的避免了电能损失和行人安全。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种智慧灯杆的电源集中管理装置，包括主机，其特征在于：所述主机包括外壳体（1），所述外壳体（1）内设有控制电路板（2），所述控制电路板（2）上设有ARM嵌入式微控制器（3）、电子重合闸模块（4）、FLASH存储模块（5）、上行通信模块（6）、下行通讯模块（7）、5路直流电源模块（8）、电池充电模块（9）、温湿度检测模块（10）、散热模块（11）、状态指示灯模块（12）、电源状态数据监控模块（13）、模拟量开关量采集模块（14）、AD转换模块（15）、传感信号采集模块（16）；
所述ARM嵌入式微控制器（3）分别连接电子重合闸模块（4）、FLASH存储模块（5）、上行通信模块（6）、下行通讯模块（7）、5路直流电源模块（8）、电池充电模块（9）、温湿度检测模块（10）、散热模块（11）、状态指示灯模块（12）、电源状态数据监控模块（13）、模拟量开关量采集模块（14）；
还包括电流采集单元（17）、漏电流采集单元（18）和水位传感器组；所述电流采集单元（17）、漏电流采集单元（18）分别通过AD转换模块（15）连接ARM嵌入式微控制器（3）；所述水位传感器组通过传感信号采集模块（16）连接ARM嵌入式微控制器（3）；所述水位传感器组包括低水位传感器（19）和高水位传感器（20）。
2.根据权利要求1所述的一种智慧灯杆的电源集中管理装置，其特征在于：所述电流采集单元（17）包括运算放大器B(2c)，所述运算放大器B(2c)正极输入端分别连接电阻K(11a)一端和电阻M(13a)一端，电阻M(13a)另一端接地，所述电阻K(11a)另一端连接电阻I(9a)一端和负极电源端，所述运算放大器B(2c)负极输入端分别连接电阻J(10a)一端和电阻L(12a)一端，电阻J(10a)另一端连接电阻I(9a)另一端和正极电源端，所述运算放大器B(2c)输出端连接电阻L(12a)另一端和信号输出端，所述运算放大器B(2c)正极电源端连接电容D(4b)一端，电容D(4b)另一端连接运算放大器B(2c)负极电源端并接地。
3.根据权利要求1所述的一种智慧灯杆的电源集中管理装置，其特征在于：所述漏电流采集单元（18）包括运算放大器A(1c)和双向模拟开关(21)，所述运算放大器A(1c)正极输入端分别连接电阻B(2a)一端、电阻C(3a)一端、电阻D(4a)一端和电阻E(5a)一端，电阻B(2a)另一端连接电容A(1b)一端，电容A(1b)另一端分别连接电阻A(1a)一端和双向模拟开关(12)，所述运算放大器A(1c)负极输入端连接电阻C(3a)一端，输出端分别连接电阻F(6a)一端和电阻G(7a)一端，所述电阻G(7a)另一端分别连接电阻E(5a)另一端、电阻H(8a)一端和电容B(2b)一端，电阻H(8a)另一端分别连接电容C(3b)一端和信号输出端，电容C(3b)另一端分别连接电容B(2b)另一端、电阻F(6a)另一端和电阻D(4a)另一端并接地。
4.根据权利要求1所述的一种智慧灯杆的电源集中管理装置，其特征在于：所述上行通信模块（6）采用以太网通讯模块和通讯接口；所述上行通信模块6双向连接云端服务器平台；所述下行通讯模块（7）采用两路RS485通讯接口，其中一路RS485接口用于安防监控箱中其他设备的数据透传给云端服务器平台，另一路RS485接口用于外部设备跟集中器通讯。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180420 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |