CN110868691A - 一种智慧路灯物联网网关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及城市照明技术领域，尤其涉及一种智慧路灯物联网网关，包括电源电路、防雷电路、主控板、宽带载波电路、Lora无线通信电路、4G上行通信电路、USB程序升级电路、维护串口电路、隔离485外设扩展电路、0‑10V调光电路、GPS定位电路、精确日历时钟电路、广告屏供电控制电路、灯具供电控制电路、充电桩供电中间继电器控制电路、以太网路由通信电路、充电桩回路电流采集电路、灯具回路电流采集电路、广告屏回路电流采集电路、三回路功率统计电路和三回路电压采集电路；本发明采用与物联网进行信息交互，通过远程控制路灯的各种环境下进行不同模式的使用，节省资源，对内部的程序有效管理，精确做到统一节能控制和管理。

Description

一种智慧路灯物联网网关
技术领域
本发明涉及城市照明技术领域，尤其涉及一种智慧路灯物联网网关。
背景技术
随着物联网技术的发展，在各个行业领域通过物联网技术实现智能化生产、智能化管理和智能化服务等，为人民的生产和生活带来极大的便利。其中，智慧路灯系统采用高效节能的照明光源，基于电力载波、GPRS、3G、4G、WiFi等先进的物联网技术，运用统一的软件监控平台，结合GIS地理信息系统，实现了路灯照明节能化、网络化、智能化，能够大幅提升管理水平，极大降低照明系统的整体能耗，延长路灯使用寿命，获得巨大的经济效益和社会效益。
目前，全国大部分城市的路灯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节能控制和管理，对于每个相应的环境情况下不能做到自动化合理调节控制，浪费时间和人工，且耗能高，浪费电力资源。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种智慧路灯物联网网关，采用与物联网进行信息交互，通过远程控制路灯的各种环境下进行不同模式的使用，节省资源，方便快捷，对内部的程序有效管理，精确做到统一节能控制和管理。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种智慧路灯物联网网关，包括电源电路、防雷电路、主控板、宽带载波电路、Lora无线通信电路、4G上行通信电路、USB程序升级电路、维护串口电路、隔离485外设扩展电路、0-10V调光电路、GPS定位电路、精确日历时钟电路、广告屏供电控制电路、灯具供电控制电路、充电桩供电中间继电器控制电路、以太网路由通信电路、充电桩回路电流采集电路、灯具回路电流采集电路、广告屏回路电流采集电路、三回路功率统计电路和三回路电压采集电路；所述电源电路和防雷电路均与主控板电性连接；所述主控板均分别与宽带载波电路、Lora无线通信电路、4G上行通信电路、USB程序升级电路、维护串口电路、隔离485外设扩展电路、0-10V调光电路、GPS定位电路、精确日历时钟电路、广告屏供电控制电路、灯具供电控制电路、充电桩供电中间继电器控制电路、充电桩回路电流采集电路、灯具回路电流采集电路、广告屏回路电流采集电路、三回路功率统计电路和三回路电压采集电路电性连接；所述主控板通过以太网与以太网路由通信电路通信连接。
优选地，所述电源电路由220V交流电供电，经AC-DC后输出两路隔离12V电压。
优选地，所述主控板采用9G25芯片。
优选地，所述以太网路由通信电路连接有四路以太网外设接口，四路以太网外设接口包括第一路以太网外设接口、第二路以太网外设接口、第三路以太网外设接口和第四路以太网外设接口。
本发明具有以下有益效果：本发明的智慧路灯物联网网关，可以作为宽带载波通信的主节点，可以实现以本网关为控制核心，下行采集其他宽带载波通信路灯的状态信息及进行路灯开关控制；通过4G通信进行与主站系统的通信，适用于偏远无以太网安装环境；可通过扩展气象站外设实现对PM2.5、温湿度等信息的采集；可精确定位应用本网关的智慧路灯杆位置，实时在地图上显示本网关位置，直关的感受网关位置，获取具体的经纬度信息，计算出日出日落时间，便于照明灯具开关控制，降低能源损耗。
附图说明
图1为本发明的方框示意图。
图2为本发明中主控板的电路原理图。
图中：1电源电路、2防雷电路、3主控板、4宽带载波电路、5Lora无线通信电路、6 4G上行通信电路、7USB程序升级电路、8维护串口电路、9隔离485外设扩展电路、10 0-10V调光电路、11GPS定位电路、12精确日历时钟电路、13广告屏供电控制电路、14灯具供电控制电路、15充电桩供电中间继电器控制电路、16以太网路由通信电路、17充电桩回路电流采集电路、18灯具回路电流采集电路、19广告屏回路电流采集电路、20三回路功率统计电路、21三回路电压采集电路、22第一路以太网外设接口、23第二路以太网外设接口、24第三路以太网外设接口、25第四路以太网外设接口。
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。
参照图1-图2，一种智慧路灯物联网网关，包括电源电路1、防雷电路2、主控板3、宽带载波电路4、Lora无线通信电路5、4G上行通信电路6、USB程序升级电路7、维护串口电路8、隔离485外设扩展电路9、0-10V调光电路10、GPS定位电路11、精确日历时钟电路12、广告屏供电控制电路13、灯具供电控制电路14、充电桩供电中间继电器控制电路15、以太网路由通信电路16、充电桩回路电流采集电路17、灯具回路电流采集电路18、广告屏回路电流采集电路19、三回路功率统计电路20和三回路电压采集电路21；所述电源电路1和防雷电路2均与主控板3电性连接；所述主控板3均分别与宽带载波电路4、Lora无线通信电路5、4G上行通信电路6、USB程序升级电路7、维护串口电路8、隔离485外设扩展电路9、0-10V调光电路10、GPS定位电路11、精确日历时钟电路12、广告屏供电控制电路13、灯具供电控制电路14、充电桩供电中间继电器控制电路15、充电桩回路电流采集电路17、灯具回路电流采集电路18、广告屏回路电流采集电路19、三回路功率统计电路20和三回路电压采集电路21电性连接；所述主控板3通过以太网与以太网路由通信电路16通信连接。
其中，所述电源电路1由220V交流电供电，经AC-DC后输出两路隔离12V电压，一路给隔离485外设扩展电路9供电，另一路经DC-DC或LDO后给主控部分供电；电源输入端能防共模±4KV、差模±2KV雷击。
其中，所述主控板3是本网关的核心部分，采用Atmel的9G25芯片做主控MCU，其主频可达400MHz，外扩1Gbit Flash及DDR2内存。
同时，在本实施例中，本网关可以作为宽带载波通信的主节点，可以实现以本网关为控制核心，下行采集其他宽带载波通信路灯的状态信息及进行路灯开关控制；本网关同时可以做为Lora无线通信的主节点，实现以本网关为控制核心，下行采集其他Lora无线通信路灯的路灯状态信息及进行路灯开关控制；本网关支持通过4G通信进行与主站系统的通信，适用于偏远无以太网安装环境。
其中，本网关支持使用即插即用的U盘通过USB进行程序升级，升级速度快，操作方便，同时可通过U盘拷取本网关中保存的相关日志信息，便于现场问题分析，可降低软件开关人员出差频次；本网关支持通过串口进行实时状态信息维护；本网关支持两路485外设扩展接口，可通过扩展气象站外设实现对PM2.5、温湿度等信息的采集。
其中，本网关具备0-10V调光电路，可根据不同调光策略对应用本网关的智慧路灯杆上的照明灯具进行亮度调节，实现智能降低能源功耗；本网关具备GPS定位功能，可精确定位应用本网关的智慧路灯杆位置，实时在地图上显示本网关位置，直关的感受网关位置，获取具体的经纬度信息，计算出日出日落时间，便于照明灯具开关控制，降低能源损耗；本网关具有精确的日历时钟电路，安装有时钟电池，具备低功耗功能，在未供电情况下，能实现连续10年的日历时钟记录；本网关具备广告屏供电控制电路可通过主站下发命令实时控制广告屏是否点亮，并且具备计量采样电路，可实时统计广告屏回路的电压、电流及功率；本网关具备灯具供电回路控制电路可根据指令及策略实时控制路灯是否点亮，并且具备计量采样电路，可实时统计路灯回路的电压、电流及功率；本网关具备充电桩供电中间继电器控制回路，可通过根据交费状况间接控制充电桩的交流接触器开路、合路，实现充电桩断开给电动汽车充电或开始给电动汽车充电，并且具备计量采样电路，可以进行充电功率计量，进而实现对充电费用的计算。
其中，所述以太网路由通信电路16连接有四路以太网外设接口，四路以太网外设接口包括第一路以太网外设接口22、第二路以太网外设接口23、第三路以太网外设接口24和第四路以太网外设接口25。
本实施例中，本网关具备以太网路由功能，该以太网路由与主控核心板通过以太网进行通信，同时有四路以太网外设接口，其中，一路用于接光猫输出的以太网口，用于与外网连接，另外三路可用于连接广告屏、视频监控、安防等外设连接。
综上所述，该智慧路灯物联网网关，采用与物联网进行信息交互，通过远程控制路灯的各种环境下进行不同模式的使用，节省资源，方便快捷，对内部的程序有效管理，精确做到统一节能控制和管理。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种智慧路灯物联网网关，其特征在于，包括电源电路(1)、防雷电路(2)、主控板(3)、宽带载波电路(4)、Lora无线通信电路(5)、4G上行通信电路(6)、USB程序升级电路(7)、维护串口电路(8)、隔离485外设扩展电路(9)、0-10V调光电路(10)、GPS定位电路(11)、精确日历时钟电路(12)、广告屏供电控制电路(13)、灯具供电控制电路(14)、充电桩供电中间继电器控制电路(15)、以太网路由通信电路(16)、充电桩回路电流采集电路(17)、灯具回路电流采集电路(18)、广告屏回路电流采集电路(19)、三回路功率统计电路(20)和三回路电压采集电路(21)；所述电源电路(1)和防雷电路(2)均与主控板(3)电性连接；所述主控板(3)均分别与宽带载波电路(4)、Lora无线通信电路(5)、4G上行通信电路(6)、USB程序升级电路(7)、维护串口电路(8)、隔离485外设扩展电路(9)、0-10V调光电路(10)、GPS定位电路(11)、精确日历时钟电路(12)、广告屏供电控制电路(13)、灯具供电控制电路(14)、充电桩供电中间继电器控制电路(15)、充电桩回路电流采集电路(17)、灯具回路电流采集电路(18)、广告屏回路电流采集电路(19)、三回路功率统计电路(20)和三回路电压采集电路(21)电性连接；所述主控板(3)通过以太网与以太网路由通信电路(16)通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种智慧路灯物联网网关，其特征在于，所述电源电路(1)由220V交流电供电，经AC-DC后输出两路隔离12V电压。
3.根据权利要求1所述的一种智慧路灯物联网网关，其特征在于，所述主控板(3)采用9G25芯片。
4.根据权利要求1所述的一种智慧路灯物联网网关，其特征在于，所述以太网路由通信电路(16)连接有四路以太网外设接口，四路以太网外设接口包括第一路以太网外设接口(22)、第二路以太网外设接口(23)、第三路以太网外设接口(24)和第四路以太网外设接口(25)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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