CN108093524A - 一种带有光照度检测的单灯控制器 - Google Patents

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权循华
杜庆朋
权鹏飞
葛灿
徐恩斌
陈辉
陈利文
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    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Abstract

本发明公开了一种带有光照度检测的单灯控制器，包括光照度采集单元、中央处理单元、无线通信单元和继电器，所述中央处理单元包括CPU模块，且CPU模块分别与ADC模块、UART模块、EEPROM模块、I/O接口和RTC时钟模块双向连接。本发明通过ADC模块计算出相应的光照度值，且中央处理单元接收到校准指令后判断当前光照度与实际光照度之间误差，并将误差保存在EEPROM模块内，极大的提高了校准速度和精度，且RTC时钟模块可在路灯管理终端不在线或者存在故障时不影响单灯控制器自动运行，提高了系统稳定性和可靠性，同时I/O接口可控制继电器吸合与关断，当继电器处于吸合状态时路灯处于打开状态，当继电器处于关断状态时路灯处于关闭状态。

Description

一种带有光照度检测的单灯控制器
技术领域
本发明涉及单灯控制器技术领域，具体为一种带有光照度检测的单灯控制器。
背景技术
电力是以电能作为动力的能源，发明于十九世纪七十年代，电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮，成为人类历史十八世纪以来，世界发生的三次科技革命之一，从此科技改变了人们的生活，二十世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一，是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统，它将自然界的一次能源通过机械能装置转化成电力，再经输电、变电和配电将电力供应到各用户。
路灯是电力使用的一种方式，是指给道路提供照明功能的灯具，泛指交通照明中路面照明范围内的灯具。道路照明是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯360度发光，光损失大的缺点造成了能源的巨大浪费，当前，全球的环境在日益恶化，各国都在发展清洁能源，而随着国民经济的高速增长，我国能源供需矛盾日渐突出，电力供应开始存在着严重短缺的局面，节能是所急需解决的问题，因此，开发高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的LED路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。
道路照明与人们生产生活密切相关，随着我国城市化进程的加快，LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野，成为世界上最具有替代传统光源优势的新一代节能光源，因此，LED路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择，LED路灯与常规路灯不同的是，LED光源采用低压直流供电、由GAN基功率型蓝光LED与黄色合成的高效白光，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，可广泛应用于道路。
近几年随着物联网技术的高速发展，照明领域也取得了明显的进步，相对于传统的照明控制系统，现阶段照明控制逐渐向智能化、精细化的方向发展，但现有的带有无线通信功能的单灯控制器一般不具有光照度检测功能，只具有单灯数据采集和开光、调光功能，且传统的单灯控制器应用起来有一定的局限性，对于有些地区线路全天候不断电就会导致白天外界光照度很高的情况下路灯依然处于运行状态，不仅会导致能源的极大浪费，而且一旦路灯控制柜出现故障，路灯就会无法自动开启，出现夜晚无法开灯现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有光照度检测的单灯控制器，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：一种带有光照度检测的单灯控制器，包括光照度采集单元、中央处理单元、无线通信单元和继电器，所述中央处理单元包括CPU模块，且CPU模块分别与ADC模块、UART模块、EEPROM模块、I/O接口和RTC时钟模块双向连接，所述ADC模块与光照度采集单元双向连接，且UART模块与无线通信单元双向连接，所述无线通信单元与路灯管理终端双向连接，且路灯管理终端与上位机服务器双向连接，所述I/O接口的输出端与继电器的输入端连接，且继电器的输出端与外部驱动电源的输入端连接。
优选的，所述光照度采集单元采用线性度较好的光敏晶体管，其主要用于检测环境光照度。
优选的，所述中央处理单元主要用于计算实时数据，包括外部驱动电源的电压、电流、功率、累计运行时间和数据传输及存储等功能。
优选的，所述无线通信模块负责无线信号的传输，其可以是单灯控制器与路灯管理终端之间连接的桥梁，同时无线通信单元不局限于一种或几种无线模块，包括ZIGBEE、LORA和NB-IOT等无线通信模块。
优选的，所述路灯管理终端负责数据传递，其通过无线模块接收来自无线通信单元发送的数据，并将接收的数据通过GPRS上传至上位机服务器。
优选的，所述继电器主要用于控制外部驱动电源开关。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过ADC模块计算出相应的光照度值，且中央处理单元接收到校准指令后判断当前光照度与实际光照度之间误差，并将误差保存在EEPROM模块内，极大的提高了校准速度和精度，且RTC时钟模块可在路灯管理终端不在线或者存在故障时不影响单灯控制器自动运行，提高了系统稳定性和可靠性，同时I/O接口可控制继电器吸合与关断，当继电器处于吸合状态时路灯处于打开状态，当继电器处于关断状态时路灯处于关闭状态。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
图中：10光照度采集单元、20中央处理单元、21 ADC模块、22 UART模块、23 EEPROM模块、24 I/O接口、25 CPU模块、26 RTC时钟模块、30无线通信单元、40路灯管理终端、50上位机服务器、60继电器、70外部驱动电源。
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1，一种带有光照度检测的单灯控制器，包括光照度采集单元10、中央处理单元20、无线通信单元30和继电器60，中央处理单元20包括CPU模块25，且CPU模块25分别与ADC模块21、UART模块22、EEPROM模块23、I/O接口24和RTC时钟模块26双向连接，ADC模块21与光照度采集单元10双向连接，且UART模块22与无线通信单元30双向连接，无线通信单元30与路灯管理终端40双向连接，且路灯管理终端40与上位机服务器50双向连接，I/O接口24的输出端与继电器60的输入端连接，且继电器60的输出端与外部驱动电源70的输入端连接。
光照度采集单元10采用线性度较好的光敏晶体管，其主要用于检测环境光照度。
中央处理单元20主要用于计算实时数据，包括外部驱动电源的电压、电流、功率、累计运行时间和数据传输及存储等功能。
无线通信模块30负责无线信号的传输，其可以是单灯控制器与路灯管理终端40之间连接的桥梁，同时无线通信单元30不局限于一种或几种无线模块，包括ZIGBEE、LORA和NB-IOT等无线通信模块。
路灯管理终端40负责数据传递，其通过无线模块接收来自无线通信单元30发送的数据，并将接收的数据通过GPRS上传至上位机服务器50。
继电器60主要用于控制外部驱动电源70开关。
使用时，单灯控制器接入电源后开始工作，路灯管理终端40首先读取单灯控制器实时数据信息并判断单灯参数同步标识是否相等，如果相等则表示单灯已经保存了相应的单灯属性信息，如果不相等则需要下载单灯相关属性数据，单灯控制器将单灯属性信息保存在EEPROM模块23内，包括单灯地址、道路属性、灯杆号、所属控制柜编号、经纬度、开关灯偏移时间等参数，单灯控制器根据接收到单灯参数数据后根据经纬度信息、RTC时间及日出日落偏移时间判断光照度是否处于激活状态，当光照度处于激活状态时，单灯控制器完全按照光照度开关外部驱动电源70，当光照度处于关闭状态时，单灯控制器运行相应的调光策略，打开继电器60光照度阈值及时间和关闭继电器60光照度阈值及时间可以通过上位机服务器50设置相应策略。
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 (6)

1.一种带有光照度检测的单灯控制器，包括光照度采集单元(10)、中央处理单元(20)、无线通信单元(30)和继电器(60)，其特征在于：所述中央处理单元(20)包括CPU模块(25)，且CPU模块(25)分别与ADC模块(21)、UART模块(22)、EEPROM模块(23)、I/O接口(24)和RTC时钟模块(26)双向连接，所述ADC模块(21)与光照度采集单元(10)双向连接，且UART模块(22)与无线通信单元(30)双向连接，所述无线通信单元(30)与路灯管理终端(40)双向连接，且路灯管理终端(40)与上位机服务器(50)双向连接，所述I/O接口(24)的输出端与继电器(60)的输入端连接，且继电器(60)的输出端与外部驱动电源(70)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种带有光照度检测的单灯控制器，其特征在于：所述光照度采集单元(10)采用线性度较好的光敏晶体管，其主要用于检测环境光照度。
3.根据权利要求1所述的一种带有光照度检测的单灯控制器，其特征在于：所述中央处理单元(20)主要用于计算实时数据，包括外部驱动电源的电压、电流、功率、累计运行时间和数据传输及存储等功能。
4.根据权利要求1所述的一种带有光照度检测的单灯控制器，其特征在于：所述无线通信模块(30)负责无线信号的传输，其可以是单灯控制器与路灯管理终端(40)之间连接的桥梁，同时无线通信单元(30)不局限于一种或几种无线模块，包括ZIGBEE、LORA和NB-IOT等无线通信模块。
5.根据权利要求1所述的一种带有光照度检测的单灯控制器，其特征在于：所述路灯管理终端(40)负责数据传递，其通过无线模块接收来自无线通信单元(30)发送的数据，并将接收的数据通过GPRS上传至上位机服务器(50)。
6.根据权利要求1所述的一种带有光照度检测的单灯控制器，其特征在于：所述继电器(60)主要用于控制外部驱动电源(70)开关。
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