CN109121247B - 一种智慧路灯控制管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧路灯控制管理系统，包括集中控制器、监控中心、移动终端和若干个智慧路灯，智慧路灯包括灯柱、灯杆和照明灯，灯柱的上段设有无线通信模块、单灯控制器、电流传感器和电压传感器，灯柱的中段设有摄像头，灯柱的下段设有智能充电桩和报警器，灯杆上设有光照度传感器，智能充电桩中设有电源模块和触控屏；电源模块包括变压器、整流桥、第一电容、第二电容、第一三极管、第三电容、第一二极管、第二三极管、第二电阻、第三三极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第四三极管、第三电阻、第四电位器、第五三极管、第四电容和电压输出端。本发明电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

一种智慧路灯控制管理系统

技术领域

本发明涉及路灯管理领域，特别涉及一种智慧路灯控制管理系统。

背景技术

当前城市路灯主要采用高压钠灯照明，存在光效较低、寿命较短和回收造成环境污染等问题。同时，路灯管理的信息化水平较低，管理方式相对落后。因此，亟需更换更为高效节能的LED灯照明方式，以及基于LED路灯的管理控制系统，智慧路灯通过信息化的手段和照明技术，实现对路灯的单灯控制、精细化管理和高效节能。传统路灯控制管理系统的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统路灯控制管理系统的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的智慧路灯控制管理系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智慧路灯控制管理系统，包括集中控制器、监控中心、移动终端和若干个智慧路灯，若干个所述智慧路灯均与所述集中控制器无线连接，所述集中控制器与所述监控中心无线连接，所述移动终端与所述监控中心无线连接，所述智慧路灯包括灯柱、灯杆和照明灯，所述灯杆的一端与所述灯柱的上端连接，所述灯杆的另一端沿所述灯柱的侧向伸出，所述照明灯安装于所述灯杆的另一端，所述灯柱的上段设有无线通信模块、单灯控制器、电流传感器和电压传感器，所述灯柱的中段设有摄像头，所述灯柱的下段设有智能充电桩和报警器，所述灯杆上设有光照度传感器，所述智能充电桩中设有电源模块和触控屏，所述无线通信模块、电流传感器、电压传感器、摄像头、智能充电桩、报警器、光照度传感器、电源模块和触控屏均与所述单灯控制器连接；

所述电源模块包括变压器、整流桥、第一电容、第二电容、第一三极管、第三电容、第一二极管、第二三极管、第二电阻、第三三极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第四三极管、第三电阻、第四电位器、第五三极管、第四电容和电压输出端，所述变压器的初级线圈的一端连接220V交流电的一端，所述变压器的初级线圈的另一端连接所述220V交流电的另一端，所述变压器的次级线圈的一端与所述整流桥的一个输入端连接，所述变压器的次级线圈的另一端与所述整流桥的另一个输入端连接，所述整流桥的一个输出端分别与所述第一电容的正极、第四二极管的阳极和第一三极管的集电极连接，所述第四二极管的阴极分别与所述第二电容的正极和第一电阻的一端连接，所述第一电容的负极分别与所述整流桥的另一个输出端和第二电容的负极连接，所述第一三极管的基极分别与所述第一电阻的另一端、第三电容的正极、第二三极管的集电极和第三三极管的基极连接，所述第三电容的负极分别与所述第一二极管的阴极和第二三极管的基极连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第二电容的负极和第二三极管的发射极连接；

所述第一三极管的发射极分别与所述第二电阻的一端、第三二极管的阴极、第四电位器的一个固定端、第五三极管的发射极、第五三极管的基极和电压输出端的正极连接，所述第二电阻的另一端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三二极管的阳极与所述第四三极管的发射极连接，所述第三三极管的发射极分别与所述第二二极管的阴极、第四三极管的集电极和第三电阻的一端连接，所述第二二极管的阳极分别与所述第二三极管的发射极和第三电阻的另一端连接，所述第四三极管的基极与所述第四电位器的滑动端连接，所述第五三极管的集电极与所述第四电容的正极连接，所述第四电位器的另一个固定端分别与所述第四电容的负极和电压输出端的负极连接，所述第四二极管的型号为E-562。

在本发明所述的智慧路灯控制管理系统中，所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第三二极管的阴极连接，所述第五电阻的另一端与所述第五三极管的基极连接，所述第五电阻的阻值为35kΩ。

在本发明所述的智慧路灯控制管理系统中，所述电源模块还包括第五电容，所述第五电容的一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第五电容的另一端与所述第三三极管的基极连接，所述第五电容的电容值为510pF。

在本发明所述的智慧路灯控制管理系统中，所述电源模块还包括第五二极管，所述第五二极管的阳极与所述第一三极管的发射极连接，所述第五二极管的阴极与所述第二电阻的一端连接，所述第五二极管的型号为S-183T。

在本发明所述的智慧路灯控制管理系统中，所述电源模块还包括第六二极管，所述第六二极管的阳极与所述第四三极管的基极连接，所述第六二极管的阴极与所述第四电位器的滑动端连接，所述第六二极管的型号为L-1822。

在本发明所述的智慧路灯控制管理系统中，所述第一三极管、第二三极管、第三三极管和第五三极管均为NPN型三极管，所述第四三极管为PNP型三极管。

在本发明所述的智慧路灯控制管理系统中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本发明的智慧路灯控制管理系统，具有以下有益效果：由于设有集中控制器、监控中心、移动终端和若干个智慧路灯，智慧路灯包括灯柱、灯杆和照明灯，灯柱的上段设有无线通信模块、单灯控制器、电流传感器和电压传感器，灯柱的下段设有智能充电桩和报警器，智能充电桩中设有电源模块和触控屏；电源模块包括变压器、整流桥、第一电容、第二电容、第一三极管、第三电容、第一二极管、第二三极管、第二电阻、第三三极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第四三极管、第三电阻、第四电位器、第五三极管、第四电容和电压输出端，该电源模块相对于传统路灯控制管理系统的供电部分，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第四二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明智慧路灯控制管理系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中智慧路灯的结构示意图；

图3为所述实施例中智慧路灯的电路框图；

图4为所述实施例中电源模块的电路原理图。

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。

在本发明智慧路灯控制管理系统实施例中，该智慧路灯控制管理系统的结构示意图如图1所示。图1中，该智慧路灯控制管理系统包括集中控制器1、监控中心2、移动终端3和若干个智慧路灯4，若干个智慧路灯4均与集中控制器1无线连接，集中控制器1与监控中心2无线连接，移动终端3与监控中心2无线连接。集中控制器1用于对智慧路灯4进行监控和管理，移动终端3用于对智慧路灯4进行随时随地管理。

图2为本实施例中智慧路灯的结构示意图；图3为本实施例中智慧路灯的电路框图；如图2和图3所示，该智慧路灯4包括灯柱401、灯杆402和照明灯403，其中，灯杆402的一端与灯柱401的上端连接，灯杆402的另一端沿灯柱401的侧向伸出，照明灯403安装于灯杆402的另一端，灯柱401的上段设有无线通信模块404、单灯控制器405、电流传感器406和电压传感器407，灯柱401的中段设有摄像头408，灯柱401的下段设有智能充电桩409和报警器410，灯杆402上设有光照度传感器21，智能充电桩409中设有电源模块91和触控屏92，其中，无线通信模块404、电流传感器406、电压传感器407、摄像头408、智能充电桩409、报警器410、光照度传感器21、电源模块91和触控屏92均与单灯控制器405连接。

该智慧路灯4能够接受远程单灯或者多灯的开关、调光、检测、管理和控制，对智慧路灯4进行远程集中控制与管理，同时自动采集智慧路灯4的电压、电流和光照度信息，为远程路灯状况的诊断提供依据，提高道路安全，降低路灯运行维护成本。

智能充电桩409上可以设置多种充电接口(图中未示出)，该充电接口可以是交流充电接口，也可以是直流充电接口，可满足不同用户的需求。触控屏92可以为充电需求提供相匹配的服务，便于智能充电桩409的充电操作、充电预约和在线支付等。

报警器410用于在遇到紧急情况时发出报警，可以直接联系附近的监控中心2，当警情到达监控中心2时，能立刻调出摄像头408拍摄的现场的视频录像，显示出警情位置。

单灯控制器405可以实时采集智慧路灯4的工作状态，包括电流电压参数、功率、亮度及光照度等参数，并将其以电力载波通讯的方式上传到集中控制器1，集中控制器1设于每一路段的路灯电器箱内，集中控制器1将收集到的智慧路灯4的状态信息上传到监控中心2；监控中心2通过网络信号向集中控制器1发送命令，查询并控制智慧路灯4的照明状态，集中控制器1接受来自监控中心2的命令，并发给各个单灯控制器405，单灯控制器405依据命令输出PWM信号到智慧路灯4的调光驱动，从而控制智慧路灯4的开关及亮度调控。

本实施例中，无线通信模块404为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

图4为本实施例中电源模块的电路原理图，图4中，该电源模块91包括变压器T、整流桥Z、第一电容C1、第二电容C2、第一三极管Q1、第三电容C3、第一二极管D1、第二三极管Q2、第二电阻Rf2、第三三极管Q3、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第四三极管Q4、第三电阻R3、第四电位器RP4、第五三极管Q5、第四电容C4和电压输出端Vo，其中，变压器T的初级线圈的一端连接220V交流电的一端，变压器T的初级线圈的另一端连接220V交流电的另一端，变压器T的次级线圈的一端与整流桥Z的一个输入端连接，变压器T的次级线圈的另一端与整流桥Z的另一个输入端连接，整流桥Z的一个输出端分别与第一电容C1的正极、第四二极管D4的阳极和第一三极管Q1的集电极连接，第四二极管D4的阴极分别与第二电容C2的正极和第一电阻R1的一端连接，第一电容C1的负极分别与整流桥Z的另一个输出端和第二电容C2的负极连接，第一三极管Q1的基极分别与第一电阻R1的另一端、第三电容C3的正极、第二三极管Q2的集电极和第三三极管Q3的基极连接，第三电容C3的负极分别与第一二极管D1的阴极和第二三极管Q2的基极连接，第一二极管D1的阳极分别与第二电容C2的负极和第二三极管Q2的发射极连接。

第一三极管Q1的发射极分别与第二电阻R2的一端、第三二极管D3的阴极、第四电位器RP4的一个固定端、第五三极管Q5的发射极、第五三极管Q5的基极和电压输出端Vo的正极连接，第二电阻R2的另一端与第三三极管Q3的集电极连接，第三二极管D3的阳极与第四三极管Q4的发射极连接，第三三极管Q3的发射极分别与第二二极管D2的阴极、第四三极管Q4的集电极和第三电阻R3的一端连接，第二二极管D2的阳极分别与第二三极管Q2的发射极和第三电阻R3的另一端连接，第四三极管Q4的基极与第四电位器RP4的滑动端连接，第五三极管Q5的集电极与第四电容C4的正极连接，第四电位器RP4的另一个固定端分别与第四电容C4的负极和电压输出端Vo的负极连接。

该电源模块91相对于传统路灯控制管理系统的供电部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第四二极管D4为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第四二极管D4的型号为E-562，当然，在实际应用中，第四二极管D4也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

该电源模块91接通电源后输出电压经过一个启动的过程，以较慢的速度上升至给定值，以保护智慧路灯4在启动时不受浪涌的冲击。启动时，该电源模块91还能保证28秒左右的最佳延时时间。

本实施例中，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第五三极管Q5均为NPN型三极管，第四三极管Q4为PNP型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第五三极管Q5也可以均为PNP型三极管，第四三极管Q4也可以为NPN型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块91还包括第五电阻R5，第五电阻R5的一端与第三二极管D3的阴极连接，第五电阻R5的另一端与第五三极管Q5的基极连接。第五电阻R5为限流电阻，用于对第五三极管Q5的基极电流进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第五电阻R5的阻值为35kΩ，当然，在实际应用中，第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块91还包括第五电容C5，第五电容C5的一端与第二三极管Q2的集电极连接，第五电容C5的另一端与第三三极管Q3的基极连接。第五电容C5为耦合电容，用于防止第二三极管Q2与第三三极管Q3之间的干扰，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第五电容C5的电容值为510pF，当然，在实际应用中，第五电容C5的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第五电容C5的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块91还包括第五二极管D5，第五二极管D5的阳极与第一三极管Q1的发射极连接，第五二极管D5的阴极与第二电阻R2的一端连接。第五二极管D5为限流二极管，用于对第一三极管Q1的发射极电流进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第五二极管D5的型号为S-183T，当然，在实际应用中，第五二极管D5也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电源模块91还包括第六二极管D6，第六二极管D6的阳极与第四三极管Q4的基极连接，第六二极管D6的阴极与第四电位器RP4的滑动端连接。第六二极管D6为限流二极管，以更进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第六二极管D6的型号为L-1822，当然，在实际应用中，第六二极管D6也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，电流传感器406、电压传感器407、摄像头408、智能充电桩409、报警器410、光照度传感器21、触控屏92和单灯控制器405均采用现有技术中能够实现其功能的任意结构。

总之，本实施例中，该电源模块91相对于传统路灯控制管理系统的供电部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块91中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

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 (5)

1.一种智慧路灯控制管理系统，其特征在于，包括集中控制器、监控中心、移动终端和若干个智慧路灯，若干个所述智慧路灯均与所述集中控制器无线连接，所述集中控制器与所述监控中心无线连接，所述移动终端与所述监控中心无线连接，所述智慧路灯包括灯柱、灯杆和照明灯，所述灯杆的一端与所述灯柱的上端连接，所述灯杆的另一端沿所述灯柱的侧向伸出，所述照明灯安装于所述灯杆的另一端，所述灯柱的上段设有无线通信模块、单灯控制器、电流传感器和电压传感器，所述灯柱的中段设有摄像头，所述灯柱的下段设有智能充电桩和报警器，所述灯杆上设有光照度传感器，所述智能充电桩中设有电源模块和触控屏，所述无线通信模块、电流传感器、电压传感器、摄像头、智能充电桩、报警器、光照度传感器、电源模块和触控屏均与所述单灯控制器连接；

所述电源模块包括变压器、整流桥、第一电容、第二电容、第一三极管、第三电容、第一二极管、第二三极管、第二电阻、第三三极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第四三极管、第三电阻、第四电位器、第五三极管、第四电容和电压输出端，所述变压器的初级线圈的一端连接220V交流电的一端，所述变压器的初级线圈的另一端连接所述220V交流电的另一端，所述变压器的次级线圈的一端与所述整流桥的一个输入端连接，所述变压器的次级线圈的另一端与所述整流桥的另一个输入端连接，所述整流桥的一个输出端分别与所述第一电容的正极、第四二极管的阳极和第一三极管的集电极连接，所述第四二极管的阴极分别与所述第二电容的正极和第一电阻的一端连接，所述第一电容的负极分别与所述整流桥的另一个输出端和第二电容的负极连接，所述第一三极管的基极分别与所述第一电阻的另一端、第三电容的正极、第二三极管的集电极和第三三极管的基极连接，所述第三电容的负极分别与所述第一二极管的阴极和第二三极管的基极连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第二电容的负极和第二三极管的发射极连接；

所述第一三极管的发射极分别与所述第二电阻的一端、第三二极管的阴极、第四电位器的一个固定端、第五三极管的发射极、第五三极管的基极和电压输出端的正极连接，所述第二电阻的另一端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三二极管的阳极与所述第四三极管的发射极连接，所述第三三极管的发射极分别与所述第二二极管的阴极、第四三极管的集电极和第三电阻的一端连接，所述第二二极管的阳极分别与所述第二三极管的发射极和第三电阻的另一端连接，所述第四三极管的基极与所述第四电位器的滑动端连接，所述第五三极管的集电极与所述第四电容的正极连接，所述第四电位器的另一个固定端分别与所述第四电容的负极和电压输出端的负极连接，所述第四二极管的型号为E-562；

所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第三二极管的阴极连接，所述第五电阻的另一端与所述第五三极管的基极连接，所述第五电阻的阻值为35kΩ；

所述电源模块还包括第五电容，所述第五电容的一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第五电容的另一端与所述第三三极管的基极连接，所述第五电容的电容值为510pF。

2.根据权利要求1所述的智慧路灯控制管理系统，其特征在于，所述电源模块还包括第五二极管，所述第五二极管的阳极与所述第一三极管的发射极连接，所述第五二极管的阴极与所述第二电阻的一端连接，所述第五二极管的型号为S-183T。

3.根据权利要求2所述的智慧路灯控制管理系统，其特征在于，所述电源模块还包括第六二极管，所述第六二极管的阳极与所述第四三极管的基极连接，所述第六二极管的阴极与所述第四电位器的滑动端连接，所述第六二极管的型号为L-1822。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的智慧路灯控制管理系统，其特征在于，所述第一三极管、第二三极管、第三三极管和第五三极管均为NPN型三极管，所述第四三极管为PNP型三极管。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的智慧路灯控制管理系统，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

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