CN108419343A - 太阳能路灯监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能路灯监控系统，包括监控中心以及与监控中心连接的多个集中器，任一集中器连接有多个控制器，监控中心根据一年日照的长短自动调整路灯的启闭时间；监控系统还包括：时钟模块，控制器内置有将路灯工作时段均分的第一时段、第二时段和第三时段，当时钟模块分别运行至第一时段、第二时段和第三时段时，控制器将路灯的光通量分别调整至100%、70%和40%；车流量检测器，用于检测车流量，并将车流量信号通过对应的集中器发送至监控中心；当车流量信号小于预定值时，监控中心向对应的集中器发送调整命令，以控制该路段路灯的光通量下调至20%。本发明的一种太阳能路灯监控系统，以避免路灯对冷清路段进行正常照明而造成能源浪费。

Description

太阳能路灯监控系统
技术领域
本发明涉及路灯控制技术领域，更具体地说，它涉及一种太阳能路灯监控系统。
背景技术
随着时代的发展，城市现代化建设步伐不断加快，当夜幕降临，人们结束了忙碌的一天，而城市的夜生活才刚刚开始，各种各样的灯光亮起为城市披上了一层绚丽的外衣，在这绚丽的外表下则隐藏着浪费能源的巨大缺点。而市政路灯则是主要元凶之一。
现在路灯大部分都是光感控制，在设定的光照强度值以下开启路灯，由于城市后半夜累了一天的人们开始休息，车流量也逐步减少，如果路上没有行人或车辆通过，而路灯依然处于正常的照明状态的话，必定会导致能源浪费，增加不必要的成本。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种太阳能路灯监控系统，以避免路灯对冷清路段进行正常照明而造成能源浪费，减少不必要的成本。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种太阳能路灯监控系统，包括监控中心以及与监控中心建立通信连接的多个集中器，任一集中器通信连接有多个用于控制路灯的控制器，监控中心根据一年日照的长短自动调整路灯的启闭时间；监控系统还包括：
时钟模块，连接于控制器，控制器内置有将路灯工作时段均分的第一时段、第二时段和第三时段，当时钟模块分别运行至第一时段、第二时段和第三时段时，控制器将路灯的光通量分别调整至100%、70%和40%；
车流量检测器，连接于控制器，设置于每一道路首尾的路灯上，用于检测车流量并输出车流量信号，并将车流量信号通过对应的集中器发送至监控中心；当车流量信号小于预定值时，监控中心向对应的集中器发送调整命令，以控制对应路段路灯的光通量下调至20%。
通过采用上述技术方案，控制器安装在每一个太阳能路灯上，每一路段安装一个管辖该路段所有控制器的集中器，监控中心设置在值班室内用于值班人员对整个系统内的路灯进行监控；监控中心根据时间曲线（一年内日照时间的长短变化）计算出路灯的开关时间，能够及时在夜幕降临时将路灯开启，以增加道路交通的安全性，且不会提早开启而浪费能源；同时，针对各时段车流量的不同，特别是后半夜车流量逐步减少的情况，根据路灯的工作时段（例如18时-6时）划分为第一时段（18时-22时）、第二时段（22时-2时）和第三时段（2时-6时），则监控中心根据时钟模块分别运行至第一时段、第二时段和第三时段时，以通过控制器将路灯的光通量分别调整为100%、70%和40%，有效减少了路灯在能源上的浪费，同时也不会影响道路交通的安全性；另外，为进一步节约能源，通过车流量检测器检测该路段上的车流量，且当车流量小于预定值或车流量为零时，监控中心向该路段对应的集中器发送调整命令，以控制该路段路灯的光通量下调至20%，避免了该路段特别冷清而路灯却正常照明的能源浪费，减少了不必要的成本。
本发明进一步设置为：人工通过监控中心向对应的集中器发送控制命令，以控制该路段路灯的全亮、隔杆亮或全关。
通过采用上述技术方案，如出现恶劣气候或其他原因，值班人员可通过监控中心控制全系统内的路灯或某一路段的路灯开启，且根据需要控制全亮或隔杆亮。
本发明进一步设置为：所述控制器连接有数据收集器，数据收集器用于实时获取所在区域的气象信息并反馈至监控中心，监控中心预设有气象控制参数，当监控中心接收到的气象信息符合气象控制参数时，监控中心向对应的集中器发送控制命令，以控制该路段路灯开启。
通过采用上述技术方案，在监控中心内预设气象控制参数，且通过数据收集器实时获取所在区域的气象信息并反馈至监控中心，当监控中心接收到的气象信息符合气象控制参数时，监控中心向对应的集中器发送控制命令，以控制对应集中器所管辖的路灯开启，使得路灯能在恶劣气候时，能够自动根据气候情况开启路灯，更加及时且便捷。
本发明进一步设置为：路灯连接有降压启动电路。
通过采用上述技术方案，当控制器控制路灯启动时，路灯通过降压启动电路进行降压启动，降低了冲击电流，保护线路，提高路灯光源的寿命，同时降低了电能的消耗。
本发明进一步设置为：所述控制器连接有智能采集器，智能采集器用于采集路灯供电回路的电力参数并反馈至监控中心进行存档，所述电力参数包括电压、电流、有功功率、无功功率与功率因数。
通过采用上述技术方案，通过智能采集器可以采集路灯供电回路的电压、电流、有功功率、无功功率与功率因数，将以上电力参数反馈至监控中心进行存档记录，便于随时查询，为后期的决策分析提供原始数据和信息。
本发明进一步设置为：所述控制器连接有光电传感器，光电传感器用于检测路灯的光照强度并反馈至监控中心，监控中心预设有光强阀值，且在第一时段、第二时段和第三时段光强阀值分别对应光通量为100%、70%和40%的光照强度；当监控中心接受到的光照强度低于光强阀值时，监控中心发出故障警报。
通过采用上述技术方案，现在对于路灯管理基本采用的是人工巡检，人工巡检需要大量人力，而路灯数量庞大，同时需要大量时间进行管理，导致不能及时获取路灯状态，路灯故障不能及时发现及维护效率低；在路灯的光源下设置光电传感器，用于实时检测路灯的光照强度并反馈至监控中心，与监控中心预设的光强阀值进行对比，若监控中心接受到的光照强度低于光强阀值时，监控中心发出故障警报，以及时发现故障路灯。
本发明进一步设置为：所述控制器还连接有GPS定位模块，GPS定位模块用于确定路灯所在位置并输出位置信息，当监控中心接受到的光照强度低于光强阀值时，对应的GPS定位模块通过对应的集中器向监控中心反馈位置信息。
通过采用上述技术方案，当监控中心接受到的光照强度低于光强阀值时（即某一路灯发生故障时），故障路灯所在的GPS定位模块通过对应的集中器向监控中心反馈位置信息，主动上报故障路灯的位置，准确定位，能够及时到现场进行维护。
本发明进一步设置为：所述监控中心与集中器通过GPRS网络通信，所述集中器与控制器通过Zigbee网络通信。
通过采用上述技术方案，监控中心通过GPRS网络实现与集中器的远程通讯，而集中器与控制器距离较近，故采用Zigbee网络进行通信。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
其一，监控中心根据时间曲线（一年内日照时间的长短变化）计算出路灯的开关时间，能够及时在夜幕降临时将路灯开启，以增加道路交通的安全性，且不会提早开启而浪费能源；
其二，监控中心根据时钟模块分别运行至第一时段、第二时段和第三时段时，以通过控制器将路灯的光通量分别调整为100%、70%和40%，有效减少了路灯在能源上的浪费，同时也不会影响道路交通的安全性；
其三，当车流量小于预定值或车流量为零时，监控中心向该路段对应的集中器发送调整命令，以控制该路段路灯的光通量下调至20%，避免了该路段特别冷清而路灯却正常照明的能源浪费，减少了不必要的成本；
其四，设置光电传感器，用于检测路灯的光照强度并反馈至监控中心，若监控中心接收到的光照强度低于光强阀值时，监控中心发出故障警报，同时故障路灯所在的GPS定位模块通过对应的集中器向监控中心反馈位置信息，主动上报故障路灯的位置，确保及时到现场进行维护。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
图中：1、监控中心；2、集中器；3、控制器；4、时钟模块；5、车流量检测器；6、数据收集器；7、智能采集器；8、光电传感器；9、GPS定位模块；10、PWM调光驱动电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
太阳能路灯监控系统，如图1所示，包括监控中心1以及与监控中心1建立通信连接的多个集中器2，任一集中器2通信连接有多个用于控制路灯的控制器3，同时监控中心1根据一年日照的长短自动调整路灯的启闭时间。
另外，太阳能路灯监控系统还包括：时钟模块4，连接于控制器3，控制器3通过一PWM调光驱动电路10连接路灯的光源，在控制器3内置有将路灯工作时段均分的第一时段、第二时段和第三时段，当时钟模块4的时间分别为第一时段、第二时段和第三时段时，控制器3将路灯的光通量分别调整至100%、70%和40%；车流量检测器5，连接于控制器3，固定安装在每一路段首尾的路灯上，用于检测车流量并输出车流量信号，且将车流量信号通过该路段对应的集中器2发送至监控中心1；当车流量信号小于预定值时，监控中心1向对应的集中器2发送调整命令，以通过控制器3控制对应路段路灯的光通量下调至20%；其中，时钟模块4与PWM调光驱动电路10均为现有技术，本领域技术人员应该理解其工作原理，故不再赘诉。
控制器3安装在每一个太阳能路灯上，每一路段安装一个管辖该路段所有控制器3的集中器2，监控中心1设置在值班室内用于值班人员对整个系统内的路灯进行监控；监控中心1根据时间曲线（一年内日照时间的长短变化）计算出路灯的开关时间，能够及时在夜幕降临时将路灯开启，以增加道路交通的安全性，且不会提早开启而浪费能源；同时，针对各时段车流量的不同，特别是后半夜车流量逐步减少的情况，根据路灯的工作时段（例如18时-6时）划分为第一时段（18时-22时）、第二时段（22时-2时）和第三时段（2时-6时），则监控中心1根据时钟模块4分别运行至第一时段、第二时段和第三时段时，以通过控制器3将路灯的光通量分别调整为100%、70%和40%，有效减少了路灯在能源上的浪费，同时也不会影响道路交通的安全性；另外，为进一步节约能源，通过车流量检测器5检测该路段上的车流量，且当车流量小于预定值或车流量为零时，监控中心1向该路段对应的集中器2发送调整命令，以控制该路段路灯的光通量下调至20%，避免了该路段特别冷清而路灯却正常照明的能源浪费，减少了不必要的成本。
本发明中，如出现恶劣气候或其他原因，值班人员可通过监控中心1向对应的集中器2发送控制命令，以控制全系统内的路灯或某一路段的路灯开启或关闭，且根据需要可选择控制全亮或隔杆亮。
为能自动根据气候情况开启路灯，在控制器3连接有数据收集器6，数据收集器6用于实时获取所在区域的气象信息并反馈至监控中心1，监控中心1预设有气象控制参数，当监控中心1接收到的气象信息符合气象控制参数时，监控中心1向对应的集中器2发送控制命令，以控制该路段路灯开启，使得路灯能在恶劣气候时，能够自动根据气候情况开启路灯，更加及时且便捷。其中，气象信息为如晴天、阴天、小雨、大雨、小雪、大雪等气候，气象控制参数为如阴天、大雨、大雪等昏暗的气候。
在本发明中，路灯的启动控制回路连接有降压启动电路；当控制器3控制路灯启动时，路灯通过降压启动电路进行降压启动，降低了冲击电流，保护线路，提高路灯光源的寿命，同时降低了电能的消耗。
另外，控制器3还连接有智能采集器7，该智能采集器7用于采集路灯供电回路的电力参数并反馈至监控中心1进行存档，电力参数包括电压、电流、有功功率、无功功率与功率因数，以便于随时查询，为后期的决策分析提供原始数据和信息。
现在对于路灯管理基本采用的是人工巡检，人工巡检需要大量人力，而路灯数量庞大，同时需要大量时间进行管理，导致不能及时获取路灯状态，路灯故障不能及时发现及维护效率低；故控制器3连接有光电传感器8，光电传感器8安装在路灯的光源下用于检测路灯的光照强度并反馈至监控中心1，监控中心1预设有光强阀值，且在第一时段、第二时段和第三时段光强阀值分别对应光通量为100%、70%和40%的光照强度；当监控中心1接受到的光照强度低于光强阀值时，监控中心1发出故障警报，以及时发现故障路灯。
并且，控制器3还连接有GPS定位模块9，GPS定位模块9用于确定路灯所在位置并输出位置信息，当监控中心1接受到的光照强度低于光强阀值时，对应的GPS定位模块9通过对应的集中器2向监控中心1反馈位置信息，主动上报故障路灯的位置，准确定位，确保能够及时到现场进行维护。
在本发明中，监控中心1通过GPRS网络实现与集中器2的远程通讯，而集中器2与控制器3距离较近，故采用Zigbee网络进行通信。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种太阳能路灯监控系统，其特征在于：包括监控中心（1）以及与监控中心（1）建立通信连接的多个集中器（2），任一集中器（2）通信连接有多个用于控制路灯的控制器（3），监控中心（1）根据一年日照的长短自动调整路灯的启闭时间；监控系统还包括：
时钟模块（4），连接于控制器（3），控制器（3）内置有将路灯工作时段均分的第一时段、第二时段和第三时段，当时钟模块（4）分别运行至第一时段、第二时段和第三时段时，控制器（3）将路灯的光通量分别调整至100%、70%和40%；
车流量检测器（5），连接于控制器（3），设置于每一道路首尾的路灯上，用于检测车流量并输出车流量信号，并将车流量信号通过对应的集中器（2）发送至监控中心（1）；当车流量信号小于预定值时，监控中心（1）向对应的集中器（2）发送调整命令，以控制对应路段路灯的光通量下调至20%。
2.根据权利要求1所述的太阳能路灯监控系统，其特征在于：人工通过监控中心（1）向对应的集中器（2）发送控制命令，以控制该路段路灯的全亮、隔杆亮或全关。
3.根据权利要求2所述的太阳能路灯监控系统，其特征在于：所述控制器（3）连接有数据收集器（6），数据收集器（6）用于实时获取所在区域的气象信息并反馈至监控中心（1），监控中心（1）预设有气象控制参数，当监控中心（1）接收到的气象信息符合气象控制参数时，监控中心（1）向对应的集中器（2）发送控制命令，以控制该路段路灯开启。
4.根据权利要求1所述的太阳能路灯监控系统，其特征在于：路灯连接有降压启动电路。
5.根据权利要求1所述的太阳能路灯监控系统，其特征在于：所述控制器（3）连接有智能采集器（7），智能采集器（7）用于采集路灯供电回路的电力参数并反馈至监控中心（1）进行存档，所述电力参数包括电压、电流、有功功率、无功功率与功率因数。
6.根据权利要求1所述的太阳能路灯监控系统，其特征在于：所述控制器（3）连接有光电传感器（8），光电传感器（8）用于检测路灯的光照强度并反馈至监控中心（1），监控中心（1）预设有光强阀值，且在第一时段、第二时段和第三时段光强阀值分别对应光通量为100%、70%和40%的光照强度；当监控中心（1）接受到的光照强度低于光强阀值时，监控中心（1）发出故障警报。
7.根据权利要求6所述的太阳能路灯监控系统，其特征在于：所述控制器（3）还连接有GPS定位模块（9），GPS定位模块（9）用于确定路灯所在位置并输出位置信息，当监控中心（1）接受到的光照强度低于光强阀值时，对应的GPS定位模块（9）通过对应的集中器（2）向监控中心（1）反馈位置信息。
8.根据权利要求1所述的太阳能路灯监控系统，其特征在于：所述监控中心（1）与集中器（2）通过GPRS网络通信，所述集中器（2）与控制器（3）通过Zigbee网络通信。
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