CN109027978B - 一种具有智能水电补给及照明功能的路灯桩 - Google Patents
一种具有智能水电补给及照明功能的路灯桩 Download PDFInfo
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Abstract
一种具有智能水电补给及照明功能的路灯桩,包括智能终端、水供给控制单元、桩体和灯杆四部分;智能终端设置于桩体内部,智能终端包括智能主机、传感器接入电路、安全加密通信电路、电源供应电路和I/O控制器;智能主机与电源供应电路、I/O控制器、安全加密通信电路相连,I/O控制器上连接有传感器接入电路和多个外围设备接口,安全加密通信电路与云服务器相连,实现了水电补给远程管理、照明远程控制,还具备环境监测功能,包括PM2.5/PM10/噪音等监测,水电补给可以给旅居车供水供电,照明远程控制可以为区域内按需提供照明服务,实现水电补给、照明控制,实现节约;具有结构简单、使用方便的特点。
Description
技术领域
本发明属于节能照明和智能水电管理技术领域,具体涉及一种具有智能水电补给及照明功能的路灯桩。
背景技术
在户外一些公共场所,尤其是在景区、露营地、度假村等环境,提供一种灯光照明往往是很基本的功能,随着旅居车日益增多,景区、露营地、度假村,旅居车停泊需要接水、接电,尚没有一种即可以满足固有的路灯需求,又能满足给旅居车供水供电需求的设备。
发明内容
为克服上述现有技术的不足,本发明的目的是提供一种具有智能水电补给及照明功能的路灯桩,通过嵌入智能终端,实现有效针对水、电、灯的远程管理,具有结构简单、使用方便的特点。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种具有智能水电补给及照明功能的路灯桩,包括有灯杆,灯杆上端通过灯头固定榫与照明灯头相连;灯杆下端通过灯杆固定榫与桩体相连;桩体的下端设在固定底座上;桩体的一侧设有供电插座、水龙头;供电插座通过外部电源电路与电源相连;水龙头与水管相连,水龙头通过电磁阀控制;桩体内设有智能终端;
所述的智能终端包括智能主机、传感器接入电路、安全加密通信电路、SIM卡、电源供应电路和I/O控制器;智能主机与电源供应电路、I/O控制器、安全加密通信电路相连;安全加密通信电路和SIM卡相连;I/O控制器和多个外围设备相连,安全加密通信电路与云服务器相连;传感器接入电路分别与环境噪音监测传感器、PM2.5/PM10传感器、雨水传感器、灰尘传感器、烟雾传感器相连;
所述的外围设备包括:多路继电器一、串口设备、水电计量器、外围设备;智能主机的通讯端通过安全加密通信电路通过云服务器连接多路继电器二;
所述的多路继电器一分别与照明灯、供电插座、电磁阀、用电设备。
所述的智能主机包括中央处理器,中央处理器的其中一个串口通信端通过电阻一与RS485转换串口相连,RS485转换串口与串口线引脚一相连;中央处理器的另一个串口通信端通过电阻二与RS232转换串口相连,RS232转换串口与串口线引脚二相连;中央处理器的ADC引脚端通过电阻三与ADC信号采集引脚相连;中央处理器的电平输入输出端通过电阻四与三极管相连,三极管的通过光耦与电阻五相连,电阻五与信号控制输出排线相连;三极管的B基极与直流电源相连;中央处理器的VDD引脚通过电阻六与直流电源相连;中央处理器的VBAT引脚端与纽扣电池相连;中央处理器的OSC引脚与晶振发生器相连;中央处理器的SPI引脚与闪存器相连;直流电源与光耦相连;电源供应电路分别连接直流电源、纽扣电池。
所述的电源供应电路包含防雷子电路、防浪涌子电路、空气开关子电路;电源供应电路与桩体上的供电插座相连;
所述的防雷子电路用于泄放雷电流的,当遭遇雷击时,防雷子电路会将瞬间大电流引入大地释放掉,以保证用电设备的安全;
所述的防浪涌子电路用于电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时,浪涌保护器能在极短的时间内导通分流,从而避免浪涌对回路中其他设备的损害;
所述的空气开关子电路用于防止电路中电流超过额定电流造成电器损坏,当电路中电流超过额定电流时就会自动断开的开关,达到电器保护的目的。
所述的安全加密通信电路通过因特网、移动数据网络、无线通信、电力载波通信或卫星通信与云服务器相连。
所述的传感器接入电路与智能主机相连。
所述的安全加密通信电路与远程管理服务器相连。
所述的智能终端上设置有防水、防尘、防潮及温度调节的保护装置。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明提供的智能水电补给及照明功能一体路灯桩,通过设置智能终端、传感器接入模块、安全加密通信电路、电源供应模块和I/O控制器,并将其组合相连,实现了可以根据不同的应用需求灵活进行配置和应用化组合,最重要的,将这些功能和最常见的路灯完美结合起来,使得本发明涉及的相关技术能够快速落地并具备实用功能,保证落地后能够产生路灯之外的价值,一方面为路灯所有者提供了基本的照明功能,另一方面则同时又具备了旅居车的接待能力,总体而言,节约了布线、安装、日后维护等成本,但是一灯多用,又带来了更大的附加值。
通过将安全加密通信电路通过因特网、移动数据网络、无线通信、电力载波通信或卫星通信与云服务器相连,实现不受网络覆盖限制的智能终端,安全加密通信更加保证智能终端能够被安全管理。
附图说明
图1为本发明智能水电补给及照明功能一体路灯桩结构示意图。
图2为本发明智能水电补给及照明功能一体路灯桩中的桩体及智能终端结构示意图。
图3为本发明智能智能主机的控制电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
参见图1、图2,一种具有智能水电补给及照明功能的路灯桩,包括有灯杆3,灯杆3上端通过灯头固定榫2与照明灯头1相连;灯杆3下端通过灯杆固定榫4与桩体6相连;桩体6的下端设在固定底座8上;桩体6的一侧设有供电插座5、水龙头7;供电插座5通过外部电源电路与电源相连;水龙头7与水管相连,水管与电磁阀22相连,通过水电磁阀控制水龙头的打开、闭合;桩体6内设有智能终端9;
所述的智能终端包括智能主机10、传感器接入电路11、安全加密通信电路12、SIM卡13、电源供应电路14和I/O控制器15;智能主机与电源供应电路11、I/O控制器15、安全加密通信电路12相连;安全加密通信电路12和SIM卡13相连;I/O控制器15和多个外围设备相连,安全加密通信电路与云服务器16相连;传感器接入电路分别与环境噪音监测传感器17、PM2.5/PM10传感器18、雨水传感器19、灰尘传感器20、烟雾传感器21相连。
所述的外围设备包括:多路继电器一23、串口设备24、水电计量器25及外围设备26;智能主机的通讯端通过安全加密通信电路12通过云服务器16连接多路继电器二27。
所述的多路继电器一23分别与照明灯28、供电插座5、电磁阀22及用电设备29相连。
所述的智能主机包括中央处理器48,中央处理器的其中一组UART引脚通过电阻一30与RS485转换串口31相连,RS485转换串口31与串口线引脚一32相连;中央处理器的另一组UART引脚通过电阻二33与RS232转换串口34相连,RS232转换串口34与串口线引脚二35相连;中央处理器的ADC引脚端通过电阻三36与ADC信号采集引脚37相连;中央处理器的电平输入输出引脚通过电阻四38与三极管39相连,三极管的发射极通过光耦40与电阻五41相连,电阻五41与信号控制输出排线42相连;三极管的基极与直流电源43相连;中央处理器的VDD引脚通过电阻六44与直流电源43相连;中央处理器的VBAT引脚与纽扣电池45相连;中央处理器的OSC引脚端与晶振发生器46相连;中央处理器的SPI引脚与闪存器47相连;直流电源43与光耦40相连;电源供应电路14分别连接直流电源43、纽扣电池45。
本申请的路灯桩主要包括智能终端、水供给控制单元、桩体和灯杆四部分;智能终端设在桩体内;智能终端包括智能主机、传感器接口电路、安全加密通信电路、SIM卡、电源供应电路和I/O控制器;智能主机与电源供应电路、I/O控制器、安全加密通信电路相连;安全加密通信电路和SIM卡相连;传感器接口电路上连接有多路传感器;I/O控制器和多个外围设备相连,安全加密通信电路与云服务器相连;通过以上组装,实现了水电补给远程管理、照明远程控制,通过传感器接入电路,具备扩展管理功能,传感器接口电路分别与环境噪音监测传感器、PM2.5/PM10传感器、雨水传感器、灰尘传感器相连;水路控制单元和智能终端相连,桩体和灯杆相连,灯杆顶部的照明灯与继电器相连,继电器与I/O控制器相连。
所述的电源供应电路包括内部电源供应电路和外部电源供应电路,内部电源供应电路与智能主机相连,外部电源供应电路与桩体上的对外供电插座5相连。这样,在给桩体提供能源的同时,我们还可以向外提供充电服务。
安全加密通信电路通过因特网、移动数据网络、无线通信、电力载波通信或卫星通信与云服务器相连。这样,我们可以采用多种不同的网络接入形式,将桩体接入互联网或专网。
所述的I/O控制器带有通信串口和继电器信号输出接口。这样,在需要对交流外部设备进行控制时,不用额外添置继电器。实现了对直流和交流设备的灵活控制。
所述的智能主机包含嵌入式处理器、存储器、串口转换器,智能主机和继电器相连,智能主机和通信模块相连。
所述的安全加密通信电路与远程管理服务器相连。从而上传各种信息并且获取远程管理器的各种控制指令,对桩体和外围设备进行有效控制。
所述的传感器接入模块分别和环境噪音监测传感器相连,和PM2.5/PM10传感器相连,和雨水传感器相连,和灰尘传感器相连,从而使桩体可以高效实时地感知周边环境和各种其他状态数据,并通过智能主机上传到云端,实现全域范围环境大数据。
所述的智能终端上设置有防水、防尘、防潮及温度调节的保护装置,解决了散热、宽温、加热、防尘、防水、防潮、防漏电、避雷一系列户外环境适应性问题,让智能终端在各种不同的环境下均可以有效可靠的工作,确保桩内设备在户外复杂的环境下长期稳定运行。
所述的智能主机上接有加密模块。这样保证了非认证的软件和服务未经许可将无法安装,加密模块对于来自网络的控制指令,未经有效加解密也无法被执行,提高了整个系统的安全性。
应用实例:
A.一种具有智能水电补给及照明功能的路灯桩。
1)部署在景区停车场,平时作为停车场的照明路灯,当有旅居车时,可以给旅居车供水供电,使得景区直接具备旅居车接待能力,提升景区的档次。
2)部署在公园,一方面充当基本的照明,另一方面也可以接待露营,方便市民亲近大自然,感受生活,此外,在桩体端通过I/O控制器接入RFID模块,可以实现城市跑步比赛自由约赛,提供一个公证的比赛成绩采集平台,实现同城或异地约赛,有利于市民进行体育锻炼,提高国民身体健康水平。
3)在桩体上部署各种传感器,实现空气、温湿度、烟雾、灰尘、风速等智能监测并实时回传数据。
4)在灯桩加入电子驱蚊或昆虫驱除模块,可以给露营者提供一个良好舒适的户外露营空间。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,包括省去其中的部分非核心部件,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种具有智能水电补给及照明功能的路灯桩,包括有灯杆(3),灯杆(3)上端通过灯头固定榫(2)与照明灯头(1)相连;其特征在于,灯杆(3)下端通过灯杆固定榫(4)与桩体(6)相连;桩体(6)的下端设在固定底座(8)上;桩体(6)的一侧设有供电插座(5)、水龙头(7);供电插座(5)通过外部电源电路与电源相连;水龙头(7)与水管相连,水龙头通过电磁阀(22)控制;桩体(6)内设有智能终端(9);
所述的智能终端包括智能主机(10)、传感器接入电路(11)、安全加密通信电路(12)、SIM卡(13)、电源供应电路(14)和I/O控制器(15);智能主机与电源供应电路(14)、I/O控制器(15)、安全加密通信电路(12)相连;安全加密通信电路(12)和SIM卡(13)相连;I/O控制器(15)和多个外围设备相连,安全加密通信电路与云服务器(16)相连;传感器接入电路分别与环境噪音监测传感器(17)、PM2.5/PM10传感器(18)、雨水传感器(19)、灰尘传感器(20)、烟雾传感器(21)相连;
所述的外围设备包括:多路继电器一(23)、串口设备(24)、水电计量器(25)、外围设备(26);智能主机的通讯端通过安全加密通信电路(12)通过云服务器(16)连接多路继电器二(27);
所述的多路继电器一(23)分别与照明灯(28)、供电插座(5)、电磁阀(22)、用电设备(29)相连;
所述的智能主机包括中央处理器(48),中央处理器的其中一个串口通信端通过电阻一(30)与RS485转换串口(31)相连,RS485转换串口(31)与串口线引脚一(32)相连;中央处理器的另一个串口通信端通过电阻二(33)与RS232转换串口(34)相连,RS232转换串口(34)与串口线引脚二(35)相连;中央处理器的ADC引脚端通过电阻三(36)与ADC信号采集引脚(37)相连;中央处理器的电平输入输出端通过电阻四(38)与三极管(39)相连,三极管通过光耦(40)与电阻五(41)相连,电阻五(41)与信号控制输出排线(42)相连;三极管的B基极与直流电源(43)相连;中央处理器的VDD引脚通过电阻六(44)与直流电源(43)相连;中央处理器的VBAT引脚端与纽扣电池(45)相连;中央处理器的OSC引脚与晶振发生器(46)相连;中央处理器的SPI引脚与闪存器(47)相连;直流电源(43)与光耦(40)相连;电源供应电路(14)分别连接直流电源(43)、纽扣电池(45);
所述的电源供应电路包含防雷子电路、防浪涌子电路、空气开关子电路;电源供应电路与桩体上的供电插座(5)相连;
所述的防雷子电路,当遭遇雷击时,防雷子电路会将瞬间大电流引入大地释放掉,以保证用电设备的安全;
所述的防浪涌子电路用于电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时,浪涌保护器能在极短的时间内导通分流,从而避免浪涌对回路中其他设备的损害;
所述的空气开关子电路用于防止电路中电流超过额定电流造成电器损坏,当电路中电流超过额定电流时就会自动断开的开关,达到电器保护的目的;
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