CN109526110B - ZigBee组网通信的三基色多色温LED路灯智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种ZigBee组网通信的三基色多色温LED路灯智能控制系统，其特征在于：包括LED驱动电路、主控器、环境检测单元、zigbe通信模块、ZigBee基站、远程监控服务器以及触控交互界面；所述ZigBee基站包括基站ZigBee通信模块、基站处理电路以及4G通信模块，所述LED驱动电路包括浪涌保护电路、整流电路、前级电源电路、三基色LED灯、LED控制电路、第一稳压电路和第二稳压电路；所述环境检测单元包括车流量传感器、空气颗粒物传感器、温湿度传感器、亮度传感器、雨水传感器以及环境处理电路；通过ZigBee进行组网传输，能够实时接收LED路灯的数据，判断LED路灯的工作状态，能够及时发现LED路灯的故障并作出及时处理，并且组网方便，扩展性强。

Description

ZigBee组网通信的三基色多色温LED路灯智能控制系统

技术领域

本发明涉及照明领域，尤其涉及一种ZigBee组网通信的三基色多色温LED路灯智能控制系统。

背景技术

随着LED技术的发展，LED技术用于照明也被广泛应用，比如LED路灯、LED台灯等，这是由于LED具有抗震性强、发热量小、能耗低、寿命长等优点，这使得LED广泛应用于路灯照明中，为城市照明降低了能源消耗，现有的城市LED路灯中，存在如下问题：现有的LED路灯的驱动控制电路的稳定性差，从而造成LED灯的寿命远没有达到其额定寿命，另一方面，另一方面，现有的LED路灯中往往采用一固定色温和亮度进行照明，比如采用黄光照明，其路灯的亮度则一直为同一亮度，并且其色温单一，并不能满足交通的需要，往往因为照明出现交通事故，而且浪费能源，第三方面，现有技术中，对于LED路灯的监管处于传统阶段，通过人工进行通断的统一控制，不能实时了解每个LED路灯的实时工作状况，当出现故障后，不能够及时发现。

因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的解决方案

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种ZigBee组网通信的三基色多色温LED路灯智能控制系统，一方面能够为LED路灯中的LED阵列提供稳定直流电，确保LED路灯能够持续稳定运行，另一方面，能够对当前所处的环境状况进行实时检测，并且能够根据所检测的环境参数自适应调整照明亮度和色温，能够适应不同的交通状况，并且能够有效节约能耗，更为重要的是，通过ZigBee进行组网传输，能够实时接收LED路灯的数据，判断LED路灯的工作状态，能够及时发现LED路灯的故障并作出及时处理，并且组网方便，扩展性强。

本发明提供的一种ZigBee组网通信的三基色多色温LED路灯智能控制系统，其特征在于：包括LED驱动电路、主控器、环境检测单元、zigbe通信模块、ZigBee基站、远程监控服务器以及触控交互界面；

所述主控器与LED驱动电路连接，所述主控器与环境检测单元通信连接，所述主控器与ZigBee通信模块通信连接，所述ZigBee通信模块与ZigBee基站通信连接，所述ZigBee基站与远程监控服务器通信连接，所述远程监控服务器与触控交互界面通信连接；

所述ZigBee基站包括基站ZigBee通信模块、基站处理电路以及4G通信模块，所述基站ZigBee通信模块与ZigBee通信模块通信连接，所述ZigBee基站处理电路与基站ZigBee通信模块通信连接，所述基站处理电路通过4G通信模块与远程监控服务器通信连接；

所述LED驱动电路包括浪涌保护电路、整流电路、前级电源电路、三基色LED灯、LED控制电路、第一稳压电路和第二稳压电路；

所述浪涌保护电路的输入端与市电连接，所述浪涌保护电路的输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端与前级电源电路的输入端连接，所述前级电源电路的输出端分别于第一稳压电路和第二稳压电路的输入端连接，所述第一稳压电路输出5V直流电向主控器、LED控制电路以及前级电源电路供电，所述第二稳压电路的输出端输出9V直流电VCC1向LED控制电路供电，所述LED控制电路的控制端与主控电器连接，所述前级电源电路的控制端与主控器连接；

所述环境检测单元包括车流量传感器、空气颗粒物传感器、温湿度传感器、亮度传感器、雨水传感器以及环境处理电路；

所述车流量传感器、空气颗粒物传感器、亮度传感器、温湿度传感器以及雨水传感器的输出端与环境处理电路连接，所述环境处理电路与主控器通信连接，所述车流量传感器、空气颗粒物传感器、亮度传感器、温湿度传感器以及雨水传感器由第一稳压电路供电，所述环境处理电路由第一稳压电路供电。

进一步，所述三基色LED灯包括红光LED阵列、黄光LED阵列以及白光LED阵列，所述LED控制电路具有三个且结构且电路结构相同，三个LED控制电路分别控制红光LED阵列、黄光LED阵列以及白光LED阵列发光以及亮度；

所述LED控制电路包括电阻R15、电阻R16、数字电位器RT2、三极管Q4、三极管Q5、二极管D1、可控硅SCR1、电阻R13、电阻R26、电阻R27、电阻R28、运放U5、运放U6以及运放U7；

所述电阻R15的一端与5V直流电源连接，电阻R15的另一端与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极与可控硅SCR1的控制极连接，所述三极管Q4的基极与电阻R16连接，电阻R16的另一端作为LED控制电路的第一控制端CON1与主控器连接，所述可控硅SCR1的正极与数字电位器RT2的输出端连接，数字电位器RT2的输入端与运放U5的输出端连接，所述数字电位器RT2的控制端与主控器连接，可控硅SCR1的负极与三基色LED灯的LED阵列的输入端连接，可控硅SCR1的正极还与三极管Q5的集电极连接，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的基极通过电阻R13与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极作为LED控制电路的第二控制端CON2与主控器连接；

所述运放U5的同相端通过电阻R26连接于电源VCC1，运放U7的同相端连接于数字电位器RT2与可控硅SCR1之间的公共连接点，运放U7的输出端通过电阻R27连接于运放U6的反相端，运放U7的反相端与运放U7的输出端直接连接，运放U6的反相端通过电阻R28和电容C5并联后连接于运放U6的输出端，所述运放U6的输出端连接于运放U5的反相端，运放U6的同相端连接于运放U5的输出端。

进一步，所述前级电源电路包括电阻R1、运放U1、电阻R3、三极管Q1、电阻R5、可控精密稳压源U2、电阻R10、电容C1、数字电位器RT1、二极管D3、电容C2和稳压管DW1；

所述电阻R1的一端作为前级电源电路的输入端与整流电路的输出端连接，电阻R1的另一端与运放U1的同相端连接，运放U1的反相端直接与运放U1的输出端连接构成电压跟随器，运放U1的输出端通过电阻R3与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极通过电容C2接地，二极管D3的负极与稳压管DW1的负极连接，稳压管DW1的正极接地，三极管Q1与稳压管DW1之间的公共连接点作为前级电源电路的输出端，三极管Q1的集电极通过电阻R5与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的基极与可控精密稳压源U2的负极连接，可控精密稳压源U2的正极接地，三极管Q1的发射极还与数字电位器RT1的输入端连接，数字电位器RT1的输出端通过电阻R10接地，数字电位器RT1和电阻R10之间的公共连接点与可控精密稳压源U2的参考极连接，三极管Q1的发射极通过电容C1与可控精密稳压源U2的参考极连接。

进一步，所述前级电源电路还包括备用电路，所述备用电路包括电阻R2、电阻R4、电阻R6、电阻R8、电阻R7、电阻R9、电阻R11、电阻R14、电阻R17、电阻R18、电阻R19、可控精密稳压源U3、运放U4、光耦G1、二极管D2、电阻R20、三极管Q6、三极管Q7、电阻R21、电阻R22、常闭继电器、备用锂电池、三极管Q3以及MOS管Q2；

其中，电阻R7和电阻R9的阻值相等，电阻R12的阻值小于电阻R7的阻值的二分之一；

所述电阻R2的一端与二极管D3的负极连接，电阻R2的另一端通过电阻R4接地，电阻R2和电阻R4之间的公共连接点与通过电阻R7与运放U4的反相端连接，电阻R18的一端与运放U4的同相端连接，电阻R18的另一端与备用锂电池Vbat连接，可控精密稳压源U3的负极与运放U4的同相端连接，可控精密稳压源U3的正极接地，可控精密稳压源U3的参考极通过电阻R19连接于备用锂电池Vbat，运放U4的输出端通过电阻R14连接于光耦G1的发光二极管的正极，光耦G1的发光二极管的负极接地，光耦G1的光敏三极管的集电极接5V电源，光耦G1的光敏三极管的发射极通过电阻R26接地，光耦G1的光敏三极管的发射极通过电阻R11与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极通过电阻R12接地；

电阻R6的一端连接于三极管Q1的集电极，电阻R6的另一端与MOS管Q2的漏极连接，MOS管Q2的源极通过电阻R9连接于电容C2和三极管Q1的发射极之间的公共连接点，电阻R7的一端连接于MOS管Q2的栅极，电阻R7的另一端连接于电容C2和三极管Q1的发射极之间的公共连接点，MOS管Q2的栅极通过电阻R8接地，MOS管Q2的栅极通过电容C3接地，MOS管的栅极与电阻R8之间的公共连接点A与三极管Q3的集电极连接，其中，MOS管Q2为PMOS管；

二极管D2的正极连接于光耦G1的光敏三极管的发射极，二极管D2的负极通过电阻R20连接于三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极连接于主控器的检测端子CON3；

三极管Q7的基极通过电阻R22连接于电阻R2和电阻R4之间的公共连接点，三极管Q7的集电极接5V直流电，三极管Q7的发射极通过电阻R21和常闭继电器的线圈J1串联后接地，常闭继电器的常闭开关J-K1的一端与备用锂电池Vbat连接，另一端与第一稳压电路的输入端连接。

进一步，所述前级电源电路还包括电源检测电路；

所述电源检测电路包括电阻R23、电阻R24、电阻R25、三极管Q8、电容C4以及稳压管DW2；

所述电阻R23的一端连接于运放U1的输出端，另一端通过电阻R24接地，电阻R23和电阻R24之间的公共连接点通过电阻R25连接于三极管Q8的基极，三极管Q8的基极通过电容C4接地，三极管Q8的基极还与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的集电极与主控器的信号端子CON4连接。

进一步，所述主控器和环境处理电路为单片机。

进一步，所述整流电路为二极管组成的全桥式整流电路。

本发明的有益效果：通过本发明，一方面能够为LED路灯中的LED阵列提供稳定直流电，确保LED路灯能够持续稳定运行，另一方面，能够对当前所处的环境状况进行实时检测，并且能够根据所检测的环境参数自适应调整照明亮度和色温，能够适应不同的交通状况，并且能够有效节约能耗，更为重要的是，通过ZigBee进行组网传输，能够实时接收LED路灯的数据，判断LED路灯的工作状态，能够及时发现LED路灯的故障并作出及时处理，并且组网方便，扩展性强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的原理结构示意图。

图2为本发明的前级电源电路的原理图。

图3为本发明的LED控制电路原理图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明：

本发明提供的一种ZigBee组网通信的三基色多色温LED路灯智能控制系统，其特征在于：包括LED驱动电路、主控器、环境检测单元、zigbe通信模块、ZigBee基站、远程监控服务器以及触控交互界面；

所述主控器与LED驱动电路连接，所述主控器与环境检测单元通信连接，所述主控器与ZigBee通信模块通信连接，所述ZigBee通信模块与ZigBee基站通信连接，所述ZigBee基站与远程监控服务器通信连接，所述远程监控服务器与触控交互界面通信连接；

所述ZigBee基站包括基站ZigBee通信模块、基站处理电路以及4G通信模块，所述基站ZigBee通信模块与ZigBee通信模块通信连接，所述ZigBee基站处理电路与基站ZigBee通信模块通信连接，所述基站处理电路通过4G通信模块与远程监控服务器通信连接；

所述LED驱动电路包括浪涌保护电路、整流电路、前级电源电路、三基色LED灯、LED控制电路、第一稳压电路和第二稳压电路；

所述浪涌保护电路的输入端与市电连接，所述浪涌保护电路的输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端与前级电源电路的输入端连接，所述前级电源电路的输出端分别于第一稳压电路和第二稳压电路的输入端连接，所述第一稳压电路输出5V直流电向主控器、LED控制电路以及前级电源电路供电，所述第二稳压电路的输出端输出9V直流电VCC1向LED控制电路供电，所述LED控制电路的控制端与主控电器连接，所述前级电源电路的控制端与主控器连接；

所述环境检测单元包括车流量传感器、空气颗粒物传感器、温湿度传感器、亮度传感器、雨水传感器以及环境处理电路；

所述车流量传感器、空气颗粒物传感器、亮度传感器、温湿度传感器以及雨水传感器的输出端与环境处理电路连接，所述环境处理电路与主控器通信连接，所述车流量传感器、空气颗粒物传感器、亮度传感器、温湿度传感器以及雨水传感器由第一稳压电路供电，所述环境处理电路由第一稳压电路供电；所述环境处理电路由第一稳压电路供电，所述车流量传感器、空气颗粒物传感器、亮度传感器、温湿度传感器以及雨水传感器由第一稳压电路供电，所述环境处理电路由第一稳压电路供电；通过上述结构，由环境检测单元对路灯所处的环境、交通量进行检测，并判断当前的环境状况，比如：空气颗粒物传感器(比如PM2.5、PM1O等传感器)检测颗粒物的浓度，通过温湿度传感器判断当前路段是否会产生雾，环境处理电路判断颗粒物浓度达到设定值以及温湿度传感器输出值判断当前会产生雾气，那么环境处理电路将处理结果输送至主控器，主控器将会控制LED路灯工作在黄光状态，利用黄光的衍射性好、散射强度高以及穿透力强的特点，从而确保交通安全，另一方面，通过车流量传感器判断当前车流量的大小，主控器根据车流量的大小控制LED路灯中各LED阵列的工作电流的大小，从而进行亮度调节，亮度传感器用于检测当前环境的亮度状态，根据亮度状态和车流量综合控制当前LED的亮度，其中，亮度传感器至少为两个，一个用于检测环境光的亮度，另一个检测LED灯自身的亮度，主控器还将各传感器的实时状态信息上传至远程监控服务器，处于远程监控中心的工作人员可以根据实时检测的参数判断当前LED灯的故障因为什么引起，比如：当主控器将数字电位器RT2设定在某一值后，通过计算获得当前的工作电流大小，通过当前工作电流的大小判断当前LED灯处于什么样的理论亮度状态，再通过获取实时的亮度传感器输出的检测的LED灯的亮度进行对比，如果差值小于阈值范围，则表明LED灯正常，如果两者之间的差值大于阈值范围，则表明LED灯自身出现故障，主控器中还预存有相应的位置信息，每次上传信息时都将自身的位置信息一起打包发送，从而利于监控中心及时知悉当前路灯的具体的地理位置；还可以获取实时的交通流量信息，为路灯的布局提供参考，一个ZigBee基站对应多个LED路灯主控器；通过上述结构，一方面能够为LED路灯中的LED阵列提供稳定直流电，确保LED路灯能够持续稳定运行，另一方面，能够对当前所处的环境状况进行实时检测，并且能够根据所检测的环境参数自适应调整照明亮度和色温，能够适应不同的交通状况，并且能够有效节约能耗，更为重要的是，通过ZigBee进行组网传输，能够实时接收LED路灯的数据，判断LED路灯的工作状态，能够及时发现LED路灯的故障并作出及时处理，并且组网方便，扩展性强。工作人员可通过触控交互界面输入控制指令，由远程监控服务器下发至各LED路灯，触控交互界面采用现有的触控显示器；其中，主控器、基站处理器和环境处理电路均采用现有的单片机，比如AVR单片机、89S51单片机等，整流电路采用现有的二极管组成的全桥式整流电路，稳定性好，结构简单，所述浪涌保护电路采用现有的保护电路即可，可以直接采购。

本实施例中，所述三基色LED灯包括红光LED阵列、黄光LED阵列以及白光LED阵列，所述LED控制电路具有三个且结构且电路结构相同，三个LED控制电路分别控制红光LED阵列、黄光LED阵列以及白光LED阵列发光以及亮度；本发明中的三基色是指的红黄白的三种基本颜色，而并非传统意义上的红绿色三原色，通过上述三种基本颜色，能够是路灯的光线还原度更高，利于照明；

所述LED控制电路包括电阻R15、电阻R16、数字电位器RT2、三极管Q4、三极管Q5、二极管D1、可控硅SCR1、电阻R13、电阻R26、电阻R27、电阻R28、运放U5、运放U6以及运放U7；

所述电阻R15的一端与5V直流电源连接，电阻R15的另一端与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极与可控硅SCR1的控制极连接，所述三极管Q4的基极与电阻R16连接，电阻R16的另一端作为LED控制电路的第一控制端CON1与主控器连接，所述可控硅SCR1的正极与数字电位器RT2的输出端连接，数字电位器RT2的输入端与运放U5的输出端连接，所述数字电位器RT2的控制端与主控器连接，可控硅SCR1的负极与三基色LED灯的LED阵列的输入端连接，可控硅SCR1的正极还与三极管Q5的集电极连接，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的基极通过电阻R13与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极作为LED控制电路的第二控制端CON2与主控器连接；

所述运放U5的同相端通过电阻R26连接于电源VCC1，运放U7的同相端连接于数字电位器RT2与可控硅SCR1之间的公共连接点，运放U7的输出端通过电阻R27连接于运放U6的反相端，运放U7的反相端与运放U7的输出端直接连接，运放U6的反相端通过电阻R28和电容C5并联后连接于运放U6的输出端，所述运放U6的输出端连接于运放U5的反相端，运放U6的同相端连接于运放U5的输出端，其中，运放U5、数字电位器RT2、运放U6以及运放U7组成一个恒流源电路，通过控制RT2的大小，从而改变输出至LED阵列的供电电流的大小，从而改变照明亮度，运放U7和运放U6用于进行反馈控制，从而使得整个恒流源的输出电流更加稳定可靠。

具体地，所述前级电源电路包括电阻R1、运放U1、电阻R3、三极管Q1、电阻R5、可控精密稳压源U2、电阻R10、电容C1、数字电位器RT1、二极管D3、电容C2和稳压管DW1；

所述电阻R1的一端作为前级电源电路的输入端与整流电路的输出端连接，电阻R1的另一端与运放U1的同相端连接，运放U1的反相端直接与运放U1的输出端连接构成电压跟随器，运放U1的输出端通过电阻R3与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极通过电容C2接地，二极管D3的负极与稳压管DW1的负极连接，稳压管DW1的正极接地，三极管Q1与稳压管DW1之间的公共连接点作为前级电源电路的输出端，三极管Q1的集电极通过电阻R5与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的基极与可控精密稳压源U2的负极连接，可控精密稳压源U2的正极接地，三极管Q1的发射极还与数字电位器RT1的输入端连接，数字电位器RT1的输出端通过电阻R10接地，数字电位器RT1和电阻R10之间的公共连接点与可控精密稳压源U2的参考极连接，三极管Q1的发射极通过电容C1与可控精密稳压源U2的参考极连接。

进一步，所述前级电源电路还包括备用电路，所述备用电路包括电阻R2、电阻R4、电阻R6、电阻R8、电阻R7、电阻R9、电阻R11、电阻R14、电阻R17、电阻R18、电阻R19、可控精密稳压源U3、运放U4、光耦G1、二极管D2、电阻R20、三极管Q6、三极管Q7、电阻R21、电阻R22、常闭继电器、备用锂电池、三极管Q3以及MOS管Q2；

其中，电阻R7和电阻R9的阻值相等，电阻R12的阻值小于电阻R7的阻值的二分之一；

所述电阻R2的一端与二极管D3的负极连接，电阻R2的另一端通过电阻R4接地，电阻R2和电阻R4之间的公共连接点与通过电阻R7与运放U4的反相端连接，电阻R18的一端与运放U4的同相端连接，电阻R18的另一端与备用锂电池Vbat连接，可控精密稳压源U3的负极与运放U4的同相端连接，可控精密稳压源U3的正极接地，可控精密稳压源U3的参考极通过电阻R19连接于备用锂电池Vbat，运放U4的输出端通过电阻R14连接于光耦G1的发光二极管的正极，光耦G1的发光二极管的负极接地，光耦G1的光敏三极管的集电极接5V电源，光耦G1的光敏三极管的发射极通过电阻R26接地，光耦G1的光敏三极管的发射极通过电阻R11与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极通过电阻R12接地；

电阻R6的一端连接于三极管Q1的集电极，电阻R6的另一端与MOS管Q2的漏极连接，MOS管Q2的源极通过电阻R9连接于电容C2和三极管Q1的发射极之间的公共连接点，电阻R7的一端连接于MOS管Q2的栅极，电阻R7的另一端连接于电容C2和三极管Q1的发射极之间的公共连接点，MOS管Q2的栅极通过电阻R8接地，MOS管Q2的栅极通过电容C3接地，MOS管的栅极与电阻R8之间的公共连接点A与三极管Q3的集电极连接，其中，MOS管Q2为PMOS管；

二极管D2的正极连接于光耦G1的光敏三极管的发射极，二极管D2的负极通过电阻R20连接于三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极连接于主控器的检测端子CON3；

三极管Q7的基极通过电阻R22连接于电阻R2和电阻R4之间的公共连接点，三极管Q7的集电极接5V直流电，三极管Q7的发射极通过电阻R21和常闭继电器的线圈J1串联后接地，常闭继电器的常闭开关J-K1的一端与备用锂电池Vbat连接，另一端与第一稳压电路的输入端连接。通过上述结构的电源，由于运放U1组成的电压跟随器的作用，一方面具有稳定电压的作用，另一方面，能够起到隔离后端电路的作用，对于后端电路起到良好的保护，而且由于三极管Q1起到前级稳压作用，并且与第一稳压电路和第二稳压电路相配合，能够向整个系统提供稳定的工作用电，另一方面，当三极管Q1稳定运行时，此时由于电阻R9和电阻R7的阻值相等，使得MOS管Q2截止，电阻R2和电阻R4用于对三极管Q1的输出进行采样，运放U4所组成的反向比较器用于将采样值与可控精密稳压源U3提供的基准电压比较，当采样值小于基准电压值时，则运放U4输出高电平，此时光耦G1导通，三极管Q3导通，从而使得三极管Q3导通，从而使得MOS管Q2的栅极电压拉低，从而使得MOS管Q2导通，从而通过电阻R6、MOS管Q2的漏极、源极、电阻R9所组成的备用回路进行直接供电，并且，在光耦G1导通的同时，三极管Q6导通，从而拉低主控器的端子CON3的电位，主控器根据该低电平得知此事三极管Q1所构成的稳压电路出现故障，并进行报警，当三极管Q1的稳压电路具有持续输出，三极管Q7导通，常闭继电器由于得电，使得其常闭开关J-K1断开，如果三极管Q1故障，则三极管Q7截止，常闭继电器的常闭开关J-K1闭合，由备用锂电池Vbat向第一稳压电路供电，该供电仅仅用于主控器进行相应的告警使用，并不会向LED阵列提供工作用电；而了防止备用锂电池的电流倒流至电阻R2处引起误判，在稳压管DW1的与二极管D1的公共连接点的后端设置二极管D4。

本实施例中，所述前级电源电路还包括电源检测电路；

所述电源检测电路包括电阻R23、电阻R24、电阻R25、三极管Q8、电容C4以及稳压管DW2；

所述电阻R23的一端连接于运放U1的输出端，另一端通过电阻R24接地，电阻R23和电阻R24之间的公共连接点通过电阻R25连接于三极管Q8的基极，三极管Q8的基极通过电容C4接地，三极管Q8的基极还与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的集电极与主控器的信号端子CON4连接，通过这种结构，能够对前级电源电路的输入进行检测，并且结合采样电阻R2和R4以及亮度传感器的作用，能够对整个LED路灯的故障进行判断，主控器的端子CON4置为高电平，当输入正常，则该高电平则被三极管Q8拉低，此时，如果三极管Q1的稳压电路故障，则通过端子CON3的低电位即可判断，如果端子CON3保持在高电位，而用于检测LED灯亮度的亮度传感器无输出，则表明此时LED灯的LED阵列故障或者第二稳压电路出现故障，如果端子CON4为高电平，则表明没有输入。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种ZigBee组网通信的三基色多色温LED路灯智能控制系统，其特征在于：包括LED驱动电路、主控器、环境检测单元、ZigBee通信模块、ZigBee基站、远程监控服务器以及触控交互界面；

所述主控器与LED驱动电路连接，所述主控器与环境检测单元通信连接，所述主控器与ZigBee通信模块通信连接，所述ZigBee通信模块与ZigBee基站通信连接，所述ZigBee基站与远程监控服务器通信连接，所述远程监控服务器与触控交互界面通信连接；

所述ZigBee基站包括基站ZigBee通信模块、基站处理电路以及4G通信模块，所述基站ZigBee通信模块与ZigBee通信模块通信连接，所述ZigBee基站处理电路与基站ZigBee通信模块通信连接，所述基站处理电路通过4G通信模块与远程监控服务器通信连接；

所述LED驱动电路包括浪涌保护电路、整流电路、前级电源电路、三基色LED灯、LED控制电路、第一稳压电路和第二稳压电路；

所述浪涌保护电路的输入端与市电连接，所述浪涌保护电路的输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端与前级电源电路的输入端连接，所述前级电源电路的输出端分别与第一稳压电路和第二稳压电路的输入端连接，所述第一稳压电路输出5V直流电向主控器、LED控制电路以及前级电源电路供电，所述第二稳压电路的输出端输出9V直流电VCC1向LED控制电路供电，所述LED控制电路的控制端与主控器电连接，所述前级电源电路的控制端与主控器连接；

所述环境检测单元包括车流量传感器、空气颗粒物传感器、温湿度传感器、亮度传感器、雨水传感器以及环境处理电路；

所述车流量传感器、空气颗粒物传感器、亮度传感器、温湿度传感器以及雨水传感器的输出端与环境处理电路连接，所述环境处理电路与主控器通信连接，所述车流量传感器、空气颗粒物传感器、亮度传感器、温湿度传感器以及雨水传感器由第一稳压电路供电，所述环境处理电路由第一稳压电路供电；

所述前级电源电路包括电阻R1、运放U1、电阻R3、三极管Q1、电阻R5、可控精密稳压源U2、电阻R10、电容C1、数字电位器RT1、二极管D3、电容C2和稳压管DW1；

所述电阻R1的一端作为前级电源电路的输入端与整流电路的输出端连接，电阻R1的另一端与运放U1的同相端连接，运放U1的反相端直接与运放U1的输出端连接构成电压跟随器，运放U1的输出端通过电阻R3与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极通过电容C2接地，二极管D3的负极与稳压管DW1的负极连接，稳压管DW1的正极接地，三极管Q1与稳压管DW1之间的公共连接点作为前级电源电路的输出端，三极管Q1的集电极通过电阻R5与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的基极与可控精密稳压源U2的负极连接，可控精密稳压源U2的正极接地，三极管Q1的发射极还与数字电位器RT1的输入端连接，数字电位器RT1的输出端通过电阻R10接地，数字电位器RT1和电阻R10之间的公共连接点与可控精密稳压源U2的参考极连接，三极管Q1的发射极通过电容C1与可控精密稳压源U2的参考极连接；

所述前级电源电路还包括备用电路，所述备用电路包括电阻R2、电阻R4、电阻R6、电阻R8、电阻R7、电阻R9、电阻R11、电阻R14、电阻R17、电阻R18、电阻R19、可控精密稳压源U3、运放U4、光耦G1、二极管D2、电阻R20、三极管Q6、三极管Q7、电阻R21、电阻R22、常闭继电器、备用锂电池、三极管Q3以及MOS管Q2；

其中，电阻R7和电阻R9的阻值相等，电阻R12的阻值小于电阻R7的阻值的二分之一；

所述电阻R2的一端与二极管D3的负极连接，电阻R2的另一端通过电阻R4接地，电阻R2和电阻R4之间的公共连接点与通过电阻R7与运放U4的反相端连接，电阻R18的一端与运放U4的同相端连接，电阻R18的另一端与备用锂电池Vbat连接，可控精密稳压源U3的负极与运放U4的同相端连接，可控精密稳压源U3的正极接地，可控精密稳压源U3的参考极通过电阻R19连接于备用锂电池Vbat，运放U4的输出端通过电阻R14连接于光耦G1的发光二极管的正极，光耦G1的发光二极管的负极接地，光耦G1的光敏三极管的集电极接5V电源，光耦G1的光敏三极管的发射极通过电阻R26接地，光耦G1的光敏三极管的发射极通过电阻R11与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极通过电阻R12接地；

电阻R6的一端连接于三极管Q1的集电极，电阻R6的另一端与MOS管Q2的漏极连接，MOS管Q2的源极通过电阻R9连接于电容C2和三极管Q1的发射极之间的公共连接点，电阻R7的一端连接于MOS管Q2的栅极，电阻R7的另一端连接于电容C2和三极管Q1的发射极之间的公共连接点，MOS管Q2的栅极通过电阻R8接地，MOS管Q2的栅极通过电容C3接地，MOS管的栅极与电阻R8之间的公共连接点A与三极管Q3的集电极连接，其中，MOS管Q2为PMOS管；

二极管D2的正极连接于光耦G1的光敏三极管的发射极，二极管D2的负极通过电阻R20连接于三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极连接于主控器的检测端子CON3；

三极管Q7的基极通过电阻R22连接于电阻R2和电阻R4之间的公共连接点，三极管Q7的集电极接5V直流电，三极管Q7的发射极通过电阻R21和常闭继电器的线圈J1串联后接地，常闭继电器的常闭开关J-K1的一端与备用锂电池Vbat连接，另一端与第一稳压电路的输入端连接。

2.根据权利要求1所述ZigBee组网通信的三基色多色温LED路灯智能控制系统，其特征在于：所述三基色LED灯包括红光LED阵列、黄光LED阵列以及白光LED阵列，所述LED控制电路具有三个且电路结构相同，三个LED控制电路分别控制红光LED阵列、黄光LED阵列以及白光LED阵列发光以及亮度；

所述LED控制电路包括电阻R15、电阻R16、数字电位器RT2、三极管Q4、三极管Q5、二极管D1、可控硅SCR1、电阻R13、电阻R26、电阻R27、电阻R28、运放U5、运放U6以及运放U7；

所述电阻R15的一端与5V直流电源连接，电阻R15的另一端与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极与可控硅SCR1的控制极连接，所述三极管Q4的基极与电阻R16连接，电阻R16的另一端作为LED控制电路的第一控制端CON1与主控器连接，所述可控硅SCR1的正极与数字电位器RT2的输出端连接，数字电位器RT2的输入端与运放U5的输出端连接，所述数字电位器RT2的控制端与主控器连接，可控硅SCR1的负极与三基色LED灯的LED阵列的输入端连接，可控硅SCR1的正极还与三极管Q5的集电极连接，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的基极通过电阻R13与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极作为LED控制电路的第二控制端CON2与主控器连接；

所述运放U5的同相端通过电阻R26连接于电源VCC1，运放U7的同相端连接于数字电位器RT2与可控硅SCR1之间的公共连接点，运放U7的输出端通过电阻R27连接于运放U6的反相端，运放U7的反相端与运放U7的输出端直接连接，运放U6的反相端通过电阻R28和电容C5并联后连接于运放U6的输出端，所述运放U6的输出端连接于运放U5的反相端，运放U6的同相端连接于运放U5的输出端。

3.根据权利要求2所述ZigBee组网通信的三基色多色温LED路灯智能控制系统，其特征在于：所述前级电源电路还包括电源检测电路；

所述电源检测电路包括电阻R23、电阻R24、电阻R25、三极管Q8、电容C4以及稳压管DW2；

所述电阻R23的一端连接于运放U1的输出端，另一端通过电阻R24接地，电阻R23和电阻R24之间的公共连接点通过电阻R25连接于三极管Q8的基极，三极管Q8的基极通过电容C4接地，三极管Q8的基极还与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的集电极与主控器的信号端子CON4连接。

4.根据权利要求1所述ZigBee组网通信的三基色多色温LED路灯智能控制系统，其特征在于：所述主控器和环境处理电路为单片机。

5.根据权利要求1所述ZigBee组网通信的三基色多色温LED路灯智能控制系统，其特征在于：所述整流电路为二极管组成的全桥式整流电路。

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