CN110035585A - 一种城市照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力调控设备技术领域，旨在提供一种城市照明控制系统，其技术方案要点是包括光敏元件，所述光敏元件设置在灯泡的下方且其输出端连接有信号处理单元，所述信号处理单元的输出端连接有控制单元，所述控制单元的输入端连接有声控单元，所述控制单元的输出端连接有开关部件，所述开关部件连接有时控单元，所述控制单元连接有信号传输单元，所述信号传输单元连接有云服务器，所述云服务器连接有后台，所述后台连接有显示单元。本发明适用于市政道路照明，以及时提醒后台的工作人员，将故障路灯的情况及时告知维护人员进行检修，避免故障路灯所在路段的交通路况影响行人的出行，同时，自动监测使路灯的管理成本降低。

Description

一种城市照明控制系统

技术领域

本发明涉及电力调控设备技术领域，更具体地说，它涉及一种城市照明控制系统。

背景技术

在城市的道路上设置照明灯具，以为在夜间给车辆和行人提供必要的能见度。道路照明可以改善交通条件，减轻驾驶员疲劳，并有利于提高道路通行能力和保证交通安全，此外，还可美化市容。城市照明属于市政工程之一，是城市生存和发展必不可少的物质基础，是提高人民生活水平和对外开放的基本条件。

随着我国城市建设的飞速发展，城市规模不断扩大，城市道路上的路灯数量成倍增长，路灯的管理与维护成本不断增加。特别地，当众多路灯中的某盏路灯出现故障时，若监管人员未能及时发现或者行人没有及时反馈给监管人员，则会对该路灯所在路段的交通路况造成影响，影响行人的出行。

发明内容

本发明的目的是提供一种城市照明控制系统，在路灯出现故障时，光敏传感器检测到变化并经信号传输单元传输至云服务器上，经后台的显示单元显示故障路灯的具体位置，以提醒后台的工作人员，将故障路灯的情况及时告知维护人员，使维护人员及时到现场检修，避免故障路灯所在路段的交通路况影响行人的出行，同时，自动监测使路灯的管理成本降低。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种城市照明控制系统，包括用于监测路灯的亮度情况并转换为电信号输出的光敏元件，所述光敏元件设置在灯泡的下方且其输出端连接有使光敏元件在检测到故障路灯信号时输出电信号的信号处理单元，所述信号处理单元的输出端连接有控制单元，所述控制单元的输入端连接有用于检测声音信号并将其转换为电信号输出的声控单元，所述控制单元的输出端连接有用于控制路灯所在通电回路通断的开关部件，所述开关部件连接有控制路灯在预设的时间段内点亮的时控单元，所述控制单元连接有用于将故障路灯的位置信息传输出去的信号传输单元，所述信号传输单元连接有云服务器，所述云服务器连接有后台，所述后台连接有用于显示故障路灯的具体位置的显示单元。

通过采用上述技术方案，在有人或物体通行的情况下，声控单元接收声音信号并转换为电信号输入控制单元内，控制单元输出控制信号，使开关部件导通，且当时控单元处于预设的时间段时，路灯点亮对道路起照明作用；同时，光敏元件实时监测路灯的亮度情况，当有人或物体通行且时控单元处于预设的时间段而路灯不亮时，则光敏元件经信号处理单元输出电信号，经控制单元与信号传输单元进行通讯，以将故障路灯的位置信息传输至云服务器，并经后台连接的显示单元将故障路灯的具体位置显示出来，以提醒后台的工作人员，将故障路灯的情况及时告知维护人员，使维护人员及时到现场检修，避免故障路灯所在路段的交通路况影响行人的出行，同时，自动监测使路灯的管理成本降低。

优选的，所述信号处理单元包括运算放大器U、电阻R2和电阻R3，所述光敏元件的一端连接电源VCC，另一端经电阻R1接地，所述电阻R2连接在所述光敏元件和所述运算放大器U的同向输入端之间，所述运算放大器U的反向输入端经电阻R3接地，所述运算放大器U的输出端连接所述控制单元的输入端。

通过采用上述技术方案，电阻R3为运算放大器U提供参考信号，参考信号与光敏元件的输出信号进行比较，以用于使光敏元件在检测到故障路灯信号时经信号处理单元输出反馈信号，并经控制单元传输出去。

优选的，所述声控单元包括话筒MIC和三极管VT1，所述话筒MIC的一端经电阻R5连接电源VCC，另一端与所述三极管VT1的发射极连接，所述话筒MIC与所述电阻R5之间经电容C1与所述三极管VT1的基极连接，所述三极管VT1的基极经电阻R6连接电源VCC，所述三极管VT1的集电极与所述控制单元的输入端连接。

通过采用上述技术方案，话筒MIC感受声音信号并转换电信号输出，三极管VT1将话筒MIC输出的电信号放大并输入控制单元内，以提高话筒MIC的灵敏度，进而声控单元控制路灯在有人或物体通行的情况下点亮，避免造成电能浪费。

优选的，所述开关部件包括三极管VT2和时间继电器KT1，所述控制单元的输出端经电阻R7与所述三极管VT2的基极连接，所述三极管VT2的集电极经时间继电器KT1连接电源VCC。

通过采用上述技术方案，当控制单元输出控制信号，三极管VT2导通，以控制时间继电器KT1导通，进而时间继电器KT1的延时断开常开触点KT1-1闭合，以达到通过控制单元间接控制路灯所在通电回路的通断的目的。

优选的，所述时控单元包括时控器T和三极管VT3，所述时控器T与所述三极管VT3的基极连接，所述三极管VT3经电阻R10连接有发光元件，所述发光元件与所述时间继电器KT1的延时断开常开触点KT1-1连接，所述延时断开常开触点KT1-1经电阻R9连接所述时控器T。

通过采用上述技术方案，延时断开常开触点KT1-1经电阻R9与时控器T连接，以通过电阻R9为时控器T提供工作电源；在时控器T预设的时间段内，三极管VT3导通，且当延时断开常开触点KT1-1闭合时，发光元件所在的通电回路导通，为道路照明。

优选的，所述控制单元为单片机STC12C5A60S2。

通过采用上述技术方案，使用单片机STC12C5A60S2作为控制单元，成本低、控制功能强大、集成度高、体积小、可靠性好、低功耗。

优选的，所述信号传输单元为GPS/GPRS一体化芯片，所述GPS/GPRS一体化芯片的输入端与所述单片机STC12C5A60S2串口连接，所述GPS/GPRS一体化芯片的输出端连接所述云服务器。

通过采用上述技术方案，集成的GPS/GPRS一体化芯片作为远程跟踪模块，将故障路灯的具体位置信息传输至云服务器，云服务器将故障路灯的具体位置信息传输至后台并经显示单元显示出来，以利于提醒后台的工作人员，将故障路灯的情况及时告知维护人员。

优选的，所述后台还连接有用于发出警报声的报警单元。

通过采用上述技术方案，在发现故障路灯后，信号传输至后台后经报警单元发出警报声，以提醒后台的工作人员及时发现故障路灯并通知维护人员到现场检修。

综上所述，本发明具有以下有益效果：当有人或物体通行时，声控单元将声信号转换为电信号输入控制单元内部，控制单元输出控制信号，以使开关部件导通；且当时控单元处于傍晚至天亮的时间段内时，发光元件发光照明道路，以实现声控单元和时控单元一同控制路灯通断的目的，道路的照明更合理智能化，避免浪费公共区域照明的耗电量。

同时，光敏元件实时监测路灯的工作状态，当在傍晚至天亮的时间段内有人或物体通行而路灯不亮时，光敏元件经信号处理单元输出电信号，以使控制单元与信号传输单元进行串口通信，将故障路灯的具体位置传输至云服务器，云服务器传输至后台并显示单元将故障路灯的具体位置显示出来，此时，报警单元发出警报声。

控制单元内设时钟信号，以使光敏元件在预设的傍晚至天亮的时间段内实时监测发光元件的工作状态。

进而达到提醒后台的工作人员，将故障路灯的位置信息情况及时告知维护人员，使维护人员及时到现场检修，避免故障路灯所在路段的交通路况影响行人的出行，同时，自动监测使路灯的管理成本降低。

附图说明

图1是一种城市照明控制系统的电路连接关系示意图。

图中：1、信号传输单元；2、云服务器；3、后台；4、存储单元；5、显示单元；6、报警单元。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种城市照明控制系统，包括光敏电阻Rt，光敏电阻Rt为光敏元件，以用于监测路灯的亮度情况并转换为电信号输出，光敏电阻在光照下，电阻很小；在无光照时，电阻很大；光照越强，电阻越小；光照停止，电阻又恢复原值。

光敏电阻Rt的输出端连接有信号处理单元，以用于使光敏元件在检测到故障路灯信号时输出反馈信号，信号处理单元包括运算放大器U、电阻R2、电阻R3、电阻R4和可变电位器Rp，光敏电阻Rt的一端连接电源VCC，另一端经电阻R1接地，电阻R2连接在光敏电阻Rt和运算放大器U的同向输入端之间，运算放大器U的反向输入端经电阻R3接地，运算放大器U的输出端连接有控制单元，控制单元为单片机STC12C5A60S2，光敏电阻Rt与单片机STC12C5A60S2的P1.0引脚连接，运算放大器U的输出端与运算放大器U的同向输入端之间连接有电阻R4和可变电位器Rp，电阻R4和可变电位器Rp串联。

单片机STC12C5A60S2的P3.0引脚连接有信号传输单元1，以用于将故障路灯的位置信息传输出去，信号传输单元1为GPS/GPRS一体化芯片，GPS/GPRS一体化芯片的型号为SIM908，GPS/GPRS一体化芯片与单片机STC12C5A60S2进行串口通信，GPS/GPRS一体化芯片的输出端无线连接有云服务器2，云服务器2连接有后台3，后台3包括用于存储数据的存储单元4和用于显示故障路灯的具体位置的显示单元5。

存储单元4为只读存储器ROM，显示单元5为显示屏，GPS/GPRS一体化芯片将运算放大器U的输出结果传输至云服务器2上。

后台3还连接有用于发出警报声的报警单元6，以在GPS/GPRS一体化芯片将运算放大器U的输出结果传输至云服务器2后发出警报声，提醒后台3的工作人员及时发现故障路灯并通知维护人员到现场检修。

报警单元6是蜂鸣器或者喇叭等。

单片机STC12C5A60S2内设时钟信号，以在傍晚至天亮的时间段利用光敏电阻Rt监测路灯的工作状况，在路灯故障时及时向后台3的监管人员发送显示故障路灯的具体位置，单片机STC12C5A60S2的P1.1管脚连接有声控单元，以用于检测声音信号并将其转换为电信号输入单片机STC12C5A60S2内，单片机STC12C5A60S2的P3.6管脚连接有连接有开关部件，以用于控制路灯所在的通电回路的通断。

声控单元用于检测声音信号，声控单元包括话筒MIC、电阻R5、电阻R6、电容C1和三极管VT1，话筒MIC一端经电阻R5连接电源VCC，另一端接地，电容C1的一端设置在话筒MIC与电阻R5之间，另一端与三极管VT1的基极连接，电阻R6的一端连接电阻R5与电源VCC之间，另一端与三极管VT1的基极连接，三极管VT1的发射极接地，三极管VT1的集电极连接单片机STC12C5A60S2的P1.0管脚，进而话筒MIC将声波信号转换为电信号，三极管VT1对电信号进行放大并输入单片机STC12C5A60S2内，以控制路灯在有人或物体通行的情况下点亮，避免造成电能浪费。

开关部件包括三极管VT2和时间继电器KT1，单片机STC12C5A60S2的P3.6管脚经电阻R7与三极管VT2的基极连接，三极管VT2的基极与三极管VT2的发射极之间连接有电阻R8和电容C2，电阻R8和电容C2并联，三极管VT2的发射极接地，三极管VT2的集电极经时间继电器KT1连接电源VCC，单片机STC12C5A60S2通过三极管VT2间接控制时间继电器KT1的通断，进而间接控制路灯通断。

时间继电器KT1的延时断开常开触点KT1-1连接于路灯所在的通电回路，延时断开常开触点KT1-1的一端连接电源VCC，另一端经发光二极管LED1和三极管VT3接地，三极管VT3的集电极经电阻R10与发光二极管LED1的阴极连接，三极管VT3的发射极接地，三极管VT3的基极连接有时控器T，时控器T为KG316T型微电脑时控开关，时控器T带相应的充电电路，时控器T和三极管VT3组成时控单元，以用于控制路灯在预设的时间段内点亮。

延时断开常开触点KT1-1经电阻R9与时控器T连接，以通过电阻R9为时控器T提供工作电源，充电电路包括电池、电容C3、电阻R11、二极管D2、电压触发器D1和三极管VT3，电压触发器D1的一端与电阻R9连接，另一端与二极管D2连接，二极管D2的阴极经电阻R11与时控器T连接，电容C3的一端连接在二极管D2与电阻R11之间，另一端与时控器T连接，电容C3的两端设置有电池，电池的负极接地，进而电压触发器D1以一定的触发条件使时控器T连通工作电源，导通的工作电流经二极管D2的导向作用流入时控器T中，同时防止电池提供的电流经二极管D2流出时控器T，时控器T按照预先设定的时间控制三极管VT3的导通时段，以使路灯发光二极管LED1导通。

发光二极管LED1组成发光元件，发光二极管LED1的光源属于单向性，光照效率高，其光衰非常小且为低压器件，有减少公共区域照明的总耗电量、使用寿命长，使用安全等优点。

本实施例的实施原理为：当有人或物体通行时，电容话筒MIC接收到声信号并转换为电信号，经三极管VT1放大后输入单片机STC12C5A60S2的P1.1管脚，单片机STC12C5A60S2向P3.6管脚输出导通信号，三极管VT2导通，时间继电器KT1导通，延时断开常开触点KT1-1闭合，

同时，在时控器T的控制下，三极管VT3在预设的傍晚至天亮的时间段内导通，进而发光二极管LED1所在的回路导通形成完整通路，发光二极管LED1导通发亮，以实现声控单元和时控单元一同控制路灯通断的目的，道路的照明更合理智能化，避免浪费公共区域照明的耗电量。

根据单片机STC12C5A60S2的内设时钟信号，光敏电阻Rt在预设的傍晚至天亮的时间段内实时监测发光二极管LED1的工作状态，当傍晚至天亮的时间段内单片机STC12C5A60S2的P3.6管脚输出控制信号而路灯不亮时，光敏电阻Rt两端的电压大于运算放大器U的参考电压，运算放大器U向单片机STC12C5A60S2输入电信号。

单片机STC12C5A60S2的P3.0管脚与GPS/GPRS一体化芯片进行串口通信，向GPS/GPRS一体化芯片输出信号并传输至云服务器2上，云服务器2上经后台3的显示屏显示故障路灯的具体位置，并经报警单元6发出警报声，以提醒后台3的工作人员，将故障路灯的情况及时告知维护人员，使维护人员及时到现场检修，避免故障路灯所在路段的交通路况影响行人的出行，同时，自动监测使路灯的管理成本降低。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种城市照明控制系统，其特征是：包括用于监测路灯的亮度情况并转换为电信号输出的光敏元件，所述光敏元件设置在灯泡的下方且其输出端连接有使光敏元件在检测到故障路灯信号时输出电信号的信号处理单元，所述信号处理单元的输出端连接有控制单元，所述控制单元的输入端连接有用于检测声音信号并将其转换为电信号输出的声控单元，所述控制单元的输出端连接有用于控制路灯所在通电回路通断的开关部件，所述开关部件连接有控制路灯在预设的时间段内点亮的时控单元，所述控制单元连接有用于将故障路灯的位置信息传输出去的信号传输单元(1)，所述信号传输单元(1)连接有云服务器(2)，所述云服务器(2)连接有后台(3)，所述后台(3)连接有用于显示故障路灯的具体位置的显示单元(5)。

2.根据权利要求1所述的一种城市照明控制系统，其特征是：所述信号处理单元包括运算放大器U、电阻R2和电阻R3，所述光敏元件的一端连接电源VCC，另一端经电阻R1接地，所述电阻R2连接在所述光敏元件和所述运算放大器U的同向输入端之间，所述运算放大器U的反向输入端经电阻R3接地，所述运算放大器U的输出端连接所述控制单元的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种城市照明控制系统，其特征是：所述声控单元包括话筒MIC和三极管VT1，所述话筒MIC的一端经电阻R5连接电源VCC，另一端与所述三极管VT1的发射极连接，所述话筒MIC与所述电阻R5之间经电容C1与所述三极管VT1的基极连接，所述三极管VT1的基极经电阻R6连接电源VCC，所述三极管VT1的集电极与所述控制单元的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种城市照明控制系统，其特征是：所述开关部件包括三极管VT2和时间继电器KT1，所述控制单元的输出端经电阻R7与所述三极管VT2的基极连接，所述三极管VT2的集电极经时间继电器KT1连接电源VCC。

5.根据权利要求4所述的一种城市照明控制系统，其特征是：所述时控单元包括时控器T和三极管VT3，所述时控器T与所述三极管VT3的基极连接，所述三极管VT3经电阻R10连接有发光元件，所述发光元件与所述时间继电器KT1的延时断开常开触点KT1-1连接，所述延时断开常开触点KT1-1经电阻R9连接所述时控器T。

6.根据权利要求1所述的一种城市照明控制系统，其特征是：所述控制单元为单片机STC12C5A60S2。

7.根据权利要求6所述的一种城市照明控制系统，其特征是：所述信号传输单元(1)为GPS/GPRS一体化芯片，所述GPS/GPRS一体化芯片的输入端与所述单片机STC12C5A60S2串口连接，所述GPS/GPRS一体化芯片的输出端连接所述云服务器(2)。

8.根据权利要求1所述的一种城市照明控制系统，其特征是：所述后台(3)还连接有用于发出警报声的报警单元(6)。