CN110856320A - 一种路灯节能控制系统及使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种路灯节能控制系统，包括监控中心、无线通讯模块、多组路灯监控系统以及多组分别一一装设与多组路灯上的照明装置；其中，监控中心包括监控终端以及装设与监控终端内的中央监控系统；多组路灯监控系统分别一一设置在多组路灯上，每组路灯监控系统包括路灯控制器、亮度传感器、电压传感器、电流传感器、电能计算单元和调压电路模块；亮度传感器、电压传感器、电流传感器、电能计算单元和调压电路模块分别连接路灯控制器；中央监控系统通过无线通讯模块连接多组路灯控制器。本发明还提出了上述路灯节能控制系统的使用方法。本发明实现了分时、分路段、分情景的合理控制路灯光源；实现了路灯精确管理，可实现30％以上的路灯节能效果。
Description
技术领域
本发明涉及路灯节能系统技术领域，尤其涉及一种路灯节能控制系统及使用方法。
背景技术
路灯是与人们日常生活紧密相关的市政公共设施，既关系到夜间行人和交通的安全，又承担着美化市政、降低社会犯罪率的重任，确保按时、按需点亮每一盏灯，并能有效地节省路灯的用电电量、延长灯泡的寿命、降低维护和管理的成本是现代效能型社会追求的目标。目前，全国大部分城市的照明控制和管理仍采用传统的模式，道路路灯和城市夜景亮化的开关由每台箱变或配电柜独立时钟控制，无法做到精确的统一性控制和管理，除了部分实现了路灯变压器的监测外，大部分路灯设施均靠人工巡检的传统管理模式，从而造成路灯电缆、灯具等城市路灯设施失窃和人为损坏严重，与“分时间、分路段、分情景”的科学亮灯模式的管理目标相去甚远；特别是集中亮灯时电流、电压的瞬间剧烈变化对专用变压器和灯具造成的巨大冲击，时常造成设备的损害，大大缩短了设备的使用寿命，增加了城市照明的维护成本；为此，本申请中提出一种路灯节能控制系统及使用方法。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种路灯节能控制系统，本发明实现了分时、分路段、分情景的合理控制路灯光源；实现了路灯精确管理，可实现30％以上的路灯节能效果；有利于提高能源利用效率，对缓解能源紧张状况具有重要意义。
(二)技术方案
本发明提供了一种路灯节能控制系统，包括监控中心、无线通讯模块、多组路灯监控系统以及多组分别一一装设与多组路灯上的照明装置；其中，监控中心包括监控终端以及装设与监控终端内的中央监控系统；多组路灯监控系统分别一一设置在多组路灯上，每组路灯监控系统包括路灯控制器、亮度传感器、电压传感器、电流传感器、电能计算单元和调压电路模块；
亮度传感器的信号输出端连接路灯控制器的信号输入端，亮度传感器用于检测照明装置处的环境亮度信号A，并将检测到的环境亮度信号A发送至路灯控制器；
电压传感器的信号输出端连接路灯控制器的信号输入端，电压传感器电性连接照明装置，电压传感器用于检测照明装置的电压信号B，并将电压信号B发送至路灯控制器；
电流传感器的信号输出端连接路灯控制器的信号输入端，电流传感器电性连接照明装置，电流传感器用于检测照明装置的电流信号C，并将电流信号C发送至路灯控制器；
电能计算单元与路灯控制器通讯连接，电能计算单元用于根据路灯控制器接收到的电压信息和电流信息计算照明装置的消耗的电能信息D；
调压电路模块与路灯控制器通讯连接，调压电路模块与照明装置电性连接，调压电路模块用于接收路灯控制器的信号指令改变流经照明装置的电流值；
中央监控系统通过无线通讯模块连接多组路灯控制器，中央监控系统用于分别向多组路灯控制器发送指令以及分别接收多组路灯控制器接收的各种信息。
优选的，每组路灯监控系统还包括温度传感器；温度传感器的信号输出端连接路灯控制器的信号输入端，温度传感器用于检测照明装置的温度信号E，并将温度信号E发送至路灯控制器。
优选的，每组路灯监控系统还包括时钟模块；时钟模块的信号输出端连接路灯控制器的信号输入端，时钟模块分别与电压传感器和电流传感器通讯连接，时钟模块用于设定电压传感器和电流传感器分别检测照明装置的电压信息和电流信息的时间间隔。
优选的，每组路灯监控系统还包括断电检测模块和报警器；
断电检测模块与路灯控制器通讯连接，断电检测模块与照明装置的送电线路电性连接，断电检测模块用于检测上述送电线路是否有存有持续的电流信号F，并将检测到的电流信号F发送给路灯控制器；
报警器的信号输入端连接路灯控制器的信号输出端，报警器用于接收路灯控制器发出的指令进行报警提醒。
优选的，每组路灯监控系统还包括定位模块；定位模块与路灯控制器通讯连接，定位模块用于监测照明装置的精准地理位置信息G，并将上述照明装置的地理信息G发送给路灯控制器。
优选的，每组路灯监控系统还包括摄像模块；摄像模块与路灯控制器通讯连接，摄像模块用于采集照明装置处的影像信息H，并将影像信息H发送给路灯控制器。
优选的，监控中心还包括报警模块；报警模块装设与监控终端内，报警模块与中央监控系统通讯连接。
优选的，监控终端包括显示屏；显示屏与与中央监控系统通讯连接。
优选的，监控中心还包括存储模块；存储模块装设与监控终端内，存储模块与中央监控系统通讯连接。
本发明还提出了上述路灯节能控制系统的使用方法，包括以下具体步骤：
S1、分别通过多组亮度传感器检测多组照明装置处的多组环境亮度信号A；多组路灯控制器均通过无线通讯模块将接收到的多组环境亮度信号A发送至中央监控系统；
S2、通过监控终端对接收到的多组环境亮度信号A进行分析，并通过中央监控系统分别一一向多组路灯控制器发送指令；多组路灯控制器分别接收指令后一一控制多组调压电路模块调整多组照明装置的亮度；
S3、通过电压传感器、电流传感器和时钟模块定时检测照明装置电路中的电压信号B和电流信号C，并通过电能计算单元计算照明装置所消耗的电能信息D；电能信息D、电压信号和电流信号经由无线通讯模块发送至中央监控系统并存储于存储模块内；
S4、通过断电检测模块、温度传感器和摄像模块分别检测照明装置送电线路是否有存有持续的电流信号F、检测照明装置的温度信号E以及采集照明装置处的影像信息H，上述记录信息最终存储于存储模块内；
当无电流信号F时，路灯控制器和中央监控系统分别控制报警器和报警模块运行；
当温度信号E反馈的照明装置的温度达到设定的阀值，中央监测系统向路灯控制器发送指令以减小流经照明装置的电流直至照明装置断电；
S5、通过监控终端上设有的显示屏对多组照明装置所检测到的数据进行查看。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明中，通过设有的多组亮度传感器分别检测多组路灯上的多个照明装置的所处环境的亮度信息，并通过监控终端内的中央监控系统分别向多组路灯控制器发出指令，分别控制多组照明装置的亮度，从而能够自动或人工控制多个照明装置的开灯、亮灯、暗灯以及关灯，并针对不同时段以及不同的天气的亮度及时准确地改变和控制多个照明装置的开灯、亮灯、暗灯以及关灯时段和时序，做到了真正意义上的单灯精确控制；能够根据环境亮度调整每个照明装置的亮度，真正实现按需调亮和实时调亮的目的，在保障照明同时，最大限度节省电能；通过与每个照明装置单独设置的电压传感器和电流传感器，能够调整照明装置的电压，确保照明装置的灯泡在一个稳定的电压范围内运行，有效延长灯泡的寿命，并能对照明装置消耗的电能进行实时监测记录，操作简单使用方便；
另外，本发明通过断电检测模块对每一个路灯供电线路的监测，能够及时将线路断线的报警信号送到监控中心和就地报警器进行报警，能够有效地防止和阻吓各种盗窃路灯线路的犯罪行为，减少财产的损失。
附图说明
图1为本发明提出的一种路灯节能控制系统的原理框图。
图2为本发明提出的一种路灯节能控制系统中路灯监控系统的原理框图。
附图标记：1、监控中心；11、中央监控系统；12、监控终端；13、存储模块；14、报警模块；2、无线通讯模块；3n、路灯监控系统；4n、路灯；40n、照明装置；301、路灯控制器；302、温度传感器；303、亮度传感器；304、电压传感器；305、电流传感器；306、电能计算单元；307、断电检测模块；308、报警器；309、时钟模块；310、调压电路模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-2所示，本发明提出的一种路灯节能控制系统，包括监控中心1、无线通讯模块2、多组路灯监控系统3n以及多组分别一一装设与多组路灯4n上的照明装置40n；其中，监控中心1包括监控终端12以及装设与监控终端12内的中央监控系统；多组路灯监控系统3n分别一一设置在多组路灯4n上，每组路灯监控系统3n包括路灯控制器301、亮度传感器303、电压传感器304、电流传感器305、电能计算单元306和调压电路模块310；
亮度传感器303的信号输出端连接路灯控制器301的信号输入端，亮度传感器303用于检测照明装置40n处的环境亮度信号A，并将检测到的环境亮度信号A发送至路灯控制器301；
由于每个设置在路灯4n上的照明装置40n所处的环境亮度不同，则不同环境下的多个亮度传感器303检测到的亮度信息各不相同；
电压传感器304的信号输出端连接路灯控制器301的信号输入端，电压传感器304电性连接照明装置40n，电压传感器304用于检测照明装置40n的电压信号B，并将电压信号B发送至路灯控制器301；
电流传感器305的信号输出端连接路灯控制器301的信号输入端，电流传感器305电性连接照明装置40n，电流传感器305用于检测照明装置40n的电流信号C，并将电流信号C发送至路灯控制器301；
电能计算单元306与路灯控制器301通讯连接，电能计算单元306用于根据路灯控制器301接收到的电压信息和电流信息计算照明装置40n的消耗的电能信息D；
调压电路模块310与路灯控制器301通讯连接，调压电路模块310与照明装置40n电性连接，调压电路模块310用于接收路灯控制器301的信号指令改变流经照明装置40n的电流值；
中央监控系统11通过无线通讯模块2连接多组路灯控制器301，中央监控系统11用于分别向多组路灯控制器301发送指令以及分别接收多组路灯控制器301接收的各种信息。
本发明中，通过设有的多组亮度传感器303分别检测多组路灯4n上的多个照明装置40n的所处环境的亮度信息，并通过监控终端12内的中央监控系统11分别向多组路灯控制器301发出指令，分别控制多组照明装置40n的亮度，从而能够自动或人工控制多个照明装置40n的开灯、亮灯、暗灯以及关灯，并针对不同时段以及不同的天气的亮度及时准确地改变和控制多个照明装置40n的开灯、亮灯、暗灯以及关灯时段和时序，做到了真正意义上的单灯精确控制；能够根据环境亮度调整每个照明装置40n的亮度，真正实现按需调亮和实时调亮的目的，在保障照明同时，最大限度节省电能；通过与每个照明装置40n单独设置的电压传感器304和电流传感器305，能够调整照明装置40n的电压，确保照明装置40n的灯泡在一个稳定的电压范围内运行，有效延长灯泡的寿命，并能对照明装置40n消耗的电能进行实时监测记录，操作简单使用方便。
在一个可选的实施例中，每组路灯监控系统3n还包括温度传感器302；温度传感器302的信号输出端连接路灯控制器301的信号输入端，温度传感器302用于检测照明装置40n的温度信号E，并将温度信号E发送至路灯控制器301；通过设置的温度传感器302监测照明装置40内用电元件运行产生的温度，通过设定温度阙值，当照明装置40内的温度达到设有温度，则自动降低照明装置40n的电能消耗，或者启动应急降温设备为其降温，如当照明装置40n内部在温度65℃时，照明装置40n逐渐进入保护状态，50℃以下时，照明装置40n逐渐退出保护状态，达到温度80℃时，照明装置40n进入强制保护状态即需要启动应急降温设备为其降温；应急降温设备为现有的装设与路灯内的散热装置，对此并不详细说明。
在一个可选的实施例中，每组路灯监控系统3n还包括时钟模块309；时钟模块309的信号输出端连接路灯控制器301的信号输入端，时钟模块309分别与电压传感器304和电流传感器305通讯连接，时钟模块309用于设定电压传感器304和电流传感器305分别检测照明装置40n的电压信息和电流信息的时间间隔；通过时钟模块309设定时间段如按每5分钟、15分钟、1小时时段对照明装置40n消耗的电能进行累计并记录，根据记录能方便对多组照明装置40n的日高峰电能、日低谷电能、日腰荷电能、日总电能、月高峰电能、月低谷电能、月总电能、年高峰电能、年低谷电能、年总电能及分时电能记费。
在一个可选的实施例中，每组路灯监控系统3n还包括断电检测模块307和报警器308；
断电检测模块307与路灯控制器301通讯连接，断电检测模块307与照明装置40n的送电线路电性连接，断电检测模块307用于检测上述送电线路是否有存有持续的电流信号F，并将检测到的电流信号F发送给路灯控制器301；
报警器308的信号输入端连接路灯控制器301的信号输出端，报警器308用于接收路灯控制器301发出的指令进行报警提醒；
通过断电检测模块307对每一个路灯4n供电线路的监测，能够及时将线路断线的报警信号送到监控中心和就地报警器308进行报警，能够有效地防止和阻吓各种盗窃路灯线路的犯罪行为，减少财产的损失。
在一个可选的实施例中，每组路灯监控系统3n还包括定位模块；定位模块与路灯控制器301通讯连接，定位模块用于监测照明装置40n的精准地理位置信息G，并将上述照明装置40n的地理信息G发送给路灯控制器301。
在一个可选的实施例中，每组路灯监控系统3n还包括摄像模块；摄像模块与路灯控制器301通讯连接，摄像模块用于采集照明装置40n处的影像信息H，并将影像信息H发送给路灯控制器301。
在一个可选的实施例中，监控中心1还包括报警模块14；报警模块14装设与监控终端12内，报警模块14与中央监控系统11通讯连接。
在一个可选的实施例中，监控终端12包括显示屏；显示屏与与中央监控系统11通讯连接。
在一个可选的实施例中，监控中心1还包括存储模块13；存储模块13装设与监控终端12内，存储模块13与中央监控系统11通讯连接。
本发明还提出了上述路灯节能控制系统的使用方法，包括以下具体步骤：
S1、分别通过多组亮度传感器303检测多组照明装置40n处的多组环境亮度信号A；多组路灯控制器301均通过无线通讯模块2将接收到的多组环境亮度信号A发送至中央监控系统11；
S2、通过监控终端12对接收到的多组环境亮度信号A进行分析，并通过中央监控系统11分别一一向多组路灯控制器301发送指令；多组路灯控制器301分别接收指令后一一控制多组调压电路模块310调整多组照明装置40n的亮度；
S3、通过电压传感器304、电流传感器305和时钟模块309定时检测照明装置40n电路中的电压信号B和电流信号C，并通过电能计算单元306计算照明装置40n所消耗的电能信息D；电能信息D、电压信号和电流信号经由无线通讯模块2发送至中央监控系统11并存储于存储模块13内；
S4、通过断电检测模块307、温度传感器302和摄像模块分别检测照明装置40n送电线路是否有存有持续的电流信号F、检测照明装置40n的温度信号E以及采集照明装置40n处的影像信息H，上述记录信息最终存储于存储模块13内；
当无电流信号F时，路灯控制器301和中央监控系统11分别控制报警器308和报警模块14运行；
当温度信号E反馈的照明装置40n的温度达到设定的阀值，中央监测系统11向路灯控制器301发送指令以减小流经照明装置40n的电流直至照明装置40n断电；
S5、通过监控终端12上设有的显示屏对多组照明装置403所检测到的数据进行查看。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种路灯节能控制系统，其特征在于，包括监控中心(1)、无线通讯模块(2)、多组路灯监控系统(3n)以及多组分别一一装设与多组路灯(4)n上的照明装置(40n)；其中，监控中心(1)包括监控终端(12)以及装设与监控终端(12)内的中央监控系统；多组路灯监控系统(3n)分别一一设置在多组路灯(4)n上，每组路灯监控系统(3n)包括路灯控制器(301)、亮度传感器(303)、电压传感器(304)、电流传感器(305)、电能计算单元(306)和调压电路模块(310)；
亮度传感器(303)的信号输出端连接路灯控制器(301)的信号输入端，亮度传感器(303)用于检测照明装置(40n)处的环境亮度信号A，并将检测到的环境亮度信号A发送至路灯控制器(301)；
电压传感器(304)的信号输出端连接路灯控制器(301)的信号输入端，电压传感器(304)电性连接照明装置(40n)，电压传感器(304)用于检测照明装置(40n)的电压信号B，并将电压信号B发送至路灯控制器(301)；
电流传感器(305)的信号输出端连接路灯控制器(301)的信号输入端，电流传感器(305)电性连接照明装置(40n)，电流传感器(305)用于检测照明装置(40n)的电流信号C，并将电流信号C发送至路灯控制器(301)；
电能计算单元(306)与路灯控制器(301)通讯连接，电能计算单元(306)用于根据路灯控制器(301)接收到的电压信息和电流信息计算照明装置(40n)的消耗的电能信息D；
调压电路模块(310)与路灯控制器(301)通讯连接，调压电路模块(310)与照明装置(40n)电性连接，调压电路模块(310)用于接收路灯控制器(301)的信号指令改变流经照明装置(40n)的电流值；
中央监控系统(11)通过无线通讯模块(2)连接多组路灯控制器(301)，中央监控系统(11)用于分别向多组路灯控制器(301)发送指令以及分别接收多组路灯控制器(301)接收的各种信息。
2.根据权利要求1所述的一种路灯节能控制系统，其特征在于，每组路灯监控系统(3n)还包括温度传感器(302)；温度传感器(302)的信号输出端连接路灯控制器(301)的信号输入端，温度传感器(302)用于检测照明装置(40n)的温度信号E，并将温度信号E发送至路灯控制器(301)。
3.根据权利要求1所述的一种路灯节能控制系统，其特征在于，每组路灯监控系统(3n)还包括时钟模块(309)；时钟模块(309)的信号输出端连接路灯控制器(301)的信号输入端，时钟模块(309)分别与电压传感器(304)和电流传感器(305)通讯连接，时钟模块(309)用于设定电压传感器(304)和电流传感器(305)分别检测照明装置(40n)的电压信息和电流信息的时间间隔。
4.根据权利要求1所述的一种路灯节能控制系统，其特征在于，每组路灯监控系统(3n)还包括断电检测模块(307)和报警器(308)；
断电检测模块(307)与路灯控制器(301)通讯连接，断电检测模块(307)与照明装置(40n)的送电线路电性连接，断电检测模块(307)用于检测上述送电线路是否有存有持续的电流信号F，并将检测到的电流信号F发送给路灯控制器(301)；
报警器(308)的信号输入端连接路灯控制器(301)的信号输出端，报警器(308)用于接收路灯控制器(301)发出的指令进行报警提醒。
5.根据权利要求1所述的一种路灯节能控制系统，其特征在于，每组路灯监控系统(3n)还包括定位模块；定位模块与路灯控制器(301)通讯连接，定位模块用于监测照明装置(40n)的精准地理位置信息G，并将上述照明装置(40n)的地理信息G发送给路灯控制器(301)。
6.根据权利要求1所述的一种路灯节能控制系统，其特征在于，每组路灯监控系统(3n)还包括摄像模块；摄像模块与路灯控制器(301)通讯连接，摄像模块用于采集照明装置(40n)处的影像信息H，并将影像信息H发送给路灯控制器(301)。
7.根据权利要求1所述的一种路灯节能控制系统，其特征在于，监控中心(1)还包括报警模块(14)；报警模块(14)装设与监控终端(12)内，报警模块(14)与中央监控系统(11)通讯连接。
8.根据权利要求1所述的一种路灯节能控制系统，其特征在于，监控终端(12)包括显示屏；显示屏与与中央监控系统(11)通讯连接。
9.根据权利要求1所述的一种路灯节能控制系统，其特征在于，监控中心(1)还包括存储模块(13)；存储模块(13)装设与监控终端(12)内，存储模块(13)与中央监控系统(11)通讯连接。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种路灯节能控制系统，本发明还提出了上述路灯节能控制系统的使用方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、分别通过多组亮度传感器(303)检测多组照明装置(40n)处的多组环境亮度信号A；多组路灯控制器(301)均通过无线通讯模块(2)将接收到的多组环境亮度信号A发送至中央监控系统(11)；
S2、通过监控终端(12)对接收到的多组环境亮度信号A进行分析，并通过中央监控系统(11)分别一一向多组路灯控制器(301)发送指令；多组路灯控制器(301)分别接收指令后一一控制多组调压电路模块(310)调整多组照明装置(40n)的亮度；
S3、通过电压传感器(304)、电流传感器(305)和时钟模块(309)定时检测照明装置(40n)电路中的电压信号B和电流信号C，并通过电能计算单元(306)计算照明装置(40n)所消耗的电能信息D；电能信息D、电压信号和电流信号经由无线通讯模块(2)发送至中央监控系统(11)并存储于存储模块(13)内；
S4、通过断电检测模块(307)、温度传感器(302)和摄像模块分别检测照明装置(40n)送电线路是否有存有持续的电流信号F、检测照明装置(40n)的温度信号E以及采集照明装置(40n)处的影像信息H，上述记录信息最终存储于存储模块(13)内；
当无电流信号F时，路灯控制器(301)和中央监控系统(11)分别控制报警器(308)和报警模块(14)运行；
当温度信号E反馈的照明装置(40n)的温度达到设定的阀值，中央监测系统(11)向路灯控制器(301)发送指令以减小流经照明装置(40n)的电流直至照明装置(40n)断电；
S5、通过监控终端(12)上设有的显示屏对多组照明装置(403)所检测到的数据进行查看。
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