CN108135057A - 一种用于智慧路灯改造的NB-IoT单灯控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于智慧路灯改造的NB‑IoT单灯控制器，包括电源处理模块、微处理器模块、驱动电路模块和NB‑IoT模块，电源处理模块分别与市电、微处理器模块和LED驱动电源相连，微处理器模块分别与驱动电路模块和NB‑IoT模块相连，驱动电路模块与LED驱动电源相连，NB‑IoT模块与远程智能终端相连。本发明单灯控制器可兼容现有LED路灯的调光接口，实现单个路灯的远程开关和调光控制，实现路灯的二次节能，并能自动巡检路灯故障，大大提高检修效率，另外控制器的电能计量功能，有效统计路灯的能耗和亮灯率，为相关管理部门统计路灯能耗和亮灯率提供数据来源。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体来说，涉及一种用于智慧路灯改造的NB-IoT单灯控制器。
背景技术
目前，国内城市智能道路照明系统只能以区域为单位对照明设备进行远程开关灯控制，路灯的开关控制由每台变压器（配电箱）分散控制，不能实时获取每盏路灯的状况，也无法根据实际情况对路灯进行单灯控制和监控，调节路灯的亮度，无法实现有效节能。
随着物联网、下一代互联网、云计算等新一代信息技术的广泛应用，智慧城市已成为必然趋势。智慧照明，是智慧城市的重要组成部分，它运用现代通信技术将城市中的路灯串联起来，形成灯联网，实现对路灯的远程集中控制与管理。路灯的智能化改造势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于智慧路灯改造的NB-IoT单灯控制器，以克服现有技术中存在的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于智慧路灯改造的NB-IoT单灯控制器，包括电源处理模块、微处理器模块、驱动电路模块和NB-IoT模块，所述电源处理模块分别与市电、微处理器模块和LED驱动电源相连，所述微处理器模块分别与驱动电路模块和NB-IoT模块相连，所述驱动电路模块与LED驱动电源相连，所述NB-IoT模块与远程智能终端相连；
所述电源处理模块用于将市电转化为直流电给微处理器模块提供电源并将市电直接提供给LED驱动电源；
所述微处理器模块用于控制电源处理模块和LED驱动电源连接电路的通断；
所述驱动电路模块用于调节LED灯的亮度。
进一步的，还包括电能计量电路模块，所述电能计量电路模块分别与电源处理模块和NB-IoT模块相连，所述电能计量电路模块用于将路灯的电压、电流、功率和功率因素信号通过NB-IoT模块传送给远程智能终端。
进一步的，所述驱动电路模块包括0~10V驱动电路模块和10V PWM驱动电路模块。
进一步的，所述电源处理模块通过继电器与LED驱动电源相连，所述电路控制模块用于控制继电器的通断。
进一步的，还包括与电源处理模块相连的路灯自动巡检模块，所述路灯自动巡检模块通过NB-IoT模块与远程智能终端相连。
进一步的，还包括与NB-IoT模块相连的光照强度采集模块，所述光照强度采集模块连接有光照强度分析模块，所述光照强度分析模块与驱动电路模块相连，所述光照强度分析模块用于将光照强度采集模块采集的光照强度值与其内设定的光照强度范围值相比，并根据光照强度采集模块采集的光照强度值落入光照强度分析模块内设定的光照强度范围值的情况向驱动电路模块发出对应的控制信号。
进一步的，还包括时钟控制模块，所述时钟控制模块用于控制所述NB-IoT模块发射信号的时间和频率。
进一步的，所述市电与电源处理模块之间还连接有稳压电路模块。
本发明的有益效果：1.本发明兼容多种LED驱动电源调光接口，可利用路灯原有的LED驱动电源，快速实现路灯的智能化改造，大大减少了改造成本；2.路灯的自动巡检功能可提示故障路灯的准确位置和具体问题，大大缩短了故障抢修时间，降低了运维成本；3.NB-IoT窄带物联网采用的频率为官方授权频段，支持大量连接，数据通信安全可靠，信号覆盖范围广，部署方便。
附图说明
图1是本发明所述的单灯控制器的功能模块结构示意图。
图2是本发明所述的单灯控制器的工作结构示意图。
图中所示：
1-市电；2-电源处理模块；3-微处理器模块；4-驱动电路模块；5-LED驱动电源；6-光照强度采集模块；7-NB-IoT模块；8-时钟控制模块；9-光照强度分析模块；10-远程智能终端；11-稳压电路模块。
具体实施方式
下面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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，根据本发明的实施例所述的一种用于智慧路灯改造的NB-IoT单灯控制器，包括电源处理模块2、微处理器模块3、驱动电路模块4和NB-IoT模块7，所述电源处理模块2分别与市电1、微处理器模块3和LED驱动电源5相连，所述微处理器模块3分别与驱动电路模块4和NB-IoT模块7相连，所述驱动电路模块4与LED驱动电源5相连，所述NB-IoT模块7与远程智能终端10相连。
具体的，所述电源处理模块2用于将市电转化为直流电给微处理器模块3提供电源并将市电直接提供给LED驱动电源5；所述微处理器模块3用于控制电源处理模块2和LED驱动电源5连接电路的通断，在本实施例中，所述电源处理模块2通过继电器与LED驱动电源5相连，所述微处理器模块3通过控制继电器的通断来实现控制电源处理模块2和LED驱动电源5连接电路的通断；所述驱动电路模块4用于调节LED灯的亮度。
在本实施例中，还包括电能计量电路模块（图中未示），所述电能计量电路模块分别与电源处理模块2和NB-IoT模块7相连，所述电能计量电路模块用于将路灯的电压、电流、功率和功率因素信号通过NB-IoT模块7传送给远程智能终端10。
在本实施例中，所述驱动电路模块4包括0~10V驱动电路模块和10V PWM驱动电路模块。所述0~10V驱动电路模块将微处理器模块3输出的模拟电压变换成0~10V电压，用于调节LED亮度。所述10V PWM驱动电路模块将微处理器模块3输出的PWM信号变化成10V PWM信号，用于调节LED亮度。
在本实施例中，还包括路灯自动巡检模块。路灯的自动巡检功能可提示故障路灯的准确位置和具体问题，大大缩短了故障抢修时间，降低了运维成本。
在本实施例中，还包括与NB-IoT模块7相连的光照强度采集模块6，所述光照强度采集模块6连接有光照强度分析模块9，所述光照强度分析模块9与驱动电路模块4相连，所述光照强度分析模块9用于将光照强度采集模块6采集的光照强度值与其内设定的光照强度范围值相比，并根据光照强度采集模块6采集的光照强度值落入光照强度分析模块9内设定的光照强度范围值的情况向驱动电路模块4发出对应的控制信号。具体的，技术人员依据日光强度对人视野的影响以及本发明北斗智慧路灯不同光照强度对路面的照明效果设定不同的日光强度范围值，光照强度采集模块6采集的光照强度值落入到哪个日光强度范围值内，光照强度分析模块9就向驱动电路模块4发出控制信号，驱动电路模块4接收所述控制信号，调节LED灯达到相应的光照强度。
需要说明的是，远程智能终端10也可以向单灯控制器发送指令调节LED灯的亮度。具体的，技术人员可将远程智能终端10的指令优先级设置的高于光照强度分析模块9的指令优先级。在光照强度分析模块9对LED灯的光照强度调节达不到要求时，远程智能终端10可超越光照强度分析模块直接调节LED灯的亮度。
在本实施例中，还包括时钟控制模块8，所述时钟控制模块8用于控制所述NB-IoT模块7发射信号的时间和频率。根据季节的不同技术人员可调节NB-IoT模块7发射信号的时间和频率。信号采用周期性发送有利于提高远端智能终端10所得信息的精准性，一方面节约了系统存储资源和计算资源，另一方面也节约了能源。
众所周知，市电1的电压在整个夜晚波动是比较大的，在夜里某一段时间之前，由于市区用电量比较大，此时的电压相对较低，路灯看起来就会比正常的要暗许多，从而影响对路面的照明。超过夜里某一时间之后，由于市区的用电量大幅降低，此时的市电电压相对较高，从而会超过路灯的额定工作电压，进而导致路灯长时间的超负荷工作，影响路灯的使用寿命。因此，为了使路灯能够长时间的工作在额定电压下，所述市电1与电源处理模块2之间还连接有稳压电路模块11。
本发明所述单灯控制器处于NB-IoT信号部署范围内时，可直接按图2方式将单灯控制器部署于路灯。如果单灯控制器不处于NB-IoT信号部署范围内，可先向运行商申请开通NB-IoT信号，然后将单灯控制器按照图2方式部署于路灯。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于智慧路灯改造的NB-IoT单灯控制器，其特征在于，包括电源处理模块、微处理器模块、驱动电路模块和NB-IoT模块，所述电源处理模块分别与市电、微处理器模块和LED驱动电源相连，所述微处理器模块分别与驱动电路模块和NB-IoT模块相连，所述驱动电路模块与LED驱动电源相连，所述NB-IoT模块与远程智能终端相连；
所述电源处理模块用于将市电转化为直流电给微处理器模块提供电源并将市电直接提供给LED驱动电源；
所述微处理器模块用于控制电源处理模块和LED驱动电源连接电路的通断；
所述驱动电路模块用于调节LED灯的亮度。
2.根据权利要求1所述的单灯控制器，其特征在于，还包括电能计量电路模块，所述电能计量电路模块分别与电源处理模块和NB-IoT模块相连，所述电能计量电路模块用于将路灯的电压、电流、功率和功率因素信号通过NB-IoT模块传送给远程智能终端。
3.根据权利要求1所述的单灯控制器，其特征在于，所述驱动电路模块包括0~10V驱动电路模块和10V PWM驱动电路模块。
4.根据权利要求1所述的单灯控制器，其特征在于，所述电源处理模块通过继电器与LED驱动电源相连，所述电路控制模块用于控制继电器的通断。
5.根据权利要求1所述的单灯控制器，其特征在于，还包括与电源处理模块相连的路灯自动巡检模块，所述路灯自动巡检模块通过NB-IoT模块与远程智能终端相连。
6.根据权利要求1所述的单灯控制器，其特征在于，还包括与NB-IoT模块相连的光照强度采集模块，所述光照强度采集模块连接有光照强度分析模块，所述光照强度分析模块与驱动电路模块相连，所述光照强度分析模块用于将光照强度采集模块采集的光照强度值与其内设定的光照强度范围值相比，并根据光照强度采集模块采集的光照强度值落入光照强度分析模块内设定的光照强度范围值的情况向驱动电路模块发出对应的控制信号。
7.根据权利要求1所述的单灯控制器，其特征在于，还包括时钟控制模块，所述时钟控制模块用于控制所述NB-IoT模块发射信号的时间和频率。
8.根据权利要求1所述的单灯控制器，其特征在于，所述市电与电源处理模块之间还连接有稳压电路模块。
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