CN111580440A - 带5g通信模块监控系统的智慧路灯监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，包括数字控制单元和操作终端，所述操作终端包括用于显示电源信息的显示屏，用户可以根据各自的需求对电源供电进行相应的设置，提高了电源供电的可操作性和灵活性。

Description

带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统

技术领域

本申请涉及电源技术领域，尤其涉及带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统。

背景技术

5G时代正在加速到来，新兴的业务模式使得通信基站的能耗大幅增长，传统的通信电源捉襟见肘，对电源的性能和功能提出了新要求。其中，电源控制器的性能在很大程度上决定了电源的性能。

传统的路灯监控模式，一般采用的3G、4G技术，3G、4G技术存在图像不够清晰，监控传输和信号处理比较缓慢，不能满足时事画面需要，也不能有效智能监控技术，实现 5G时代正在加速到来，新兴的业务模式使得通信站点的能耗大幅增长，传统的通信监控捉襟见肘，对监控的性能和功能提出了新要求。其中，功率因数校正PFC（Power FactorCorrection）指的是有效功率于总耗电量（视在功率）之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量的比值。基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表用电设备电力利用率越高。

面对多种新兴业务模式，传统监控系统采用的有源PFC电路实现的功率因数值有待提高。目前市面上出现应带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统的有源PFC电路多采用昂贵的IC芯片来满足要求，但是成本较高。因此，需要一种带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

存在的问题是，传统路灯产品出厂使用后用户只能就其当初设定的参数进行使用，并不能根据自己使用需求的不同进行相应地设置。因此，需要带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本申请提供带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，用户可以根据各自的需求对电源供电进行相应的设置，提高了电源供电的可操作性和灵活性。

本申请采用的技术方案是：带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，其特征在于，包括灯杆固定安装在地面上，顶端设有太阳能电池装置，顶端侧表面固定连接有路灯架，路灯架与路灯装置相连接，灯杆内部设有太阳能路灯监控系统，太阳能路灯监控系统包括系统控制器、光传感器、供电监控系统、红外线感光器、远程数据传输模块共同构成的，供电监控系统是由市电电路和蓄电池共同构成的，包括连接供电设备的PFC电路，所述PFC电路包括功率放大模块，所述功率放大模块通过IC芯片驱动2个MOS管导通，以增大输入电流；

其中，系统控制器包括数字控制单元和操作终端，所述操作终端包括用于显示电源信息的显示屏。

包括数字控制单元和操作终端，所述操作终端包括用于显示电源信息的显示屏。

可选地，所述数字控制单元包括单片机PIC16F193S。

可选地，所述数字控制单元与操作终端通过485通信接口连接。

可选地，所述数字控制单元还包括开关电路，所述开关电路包括：1个电容，2个三极管，2个二极管，6个电阻，其中，三极管（Q2）的基极通过电阻（R23）连接至单片机PIC16F193S的第11引脚RC0，电阻（R20）的一端连接至所述三极管（Q2）的基极和所述电阻（R23）之间后其另一端接地，二极管（D2）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第11引脚RC0和所述电阻（R23）之间后其另一端接地，电阻（R13）的一端连接至三极管（Q1）的集电极后其另一端接地，并联的电阻（R34）和电容（C16）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第14引脚RC3后其另一端接地，二极管（D1）的一端连接至所述三极管（Q1）的集电极后其另一端连接至所述单片机PIC16F193S的第14引脚RC3，电阻（R10）和电阻（R27）分别连接至所述三极管（Q1）的基极，电阻（R22）的一端连接至所述三极管（Q1）的发射极后其另一端连接至所述三极管（Q1）的基极。

可选地，所述数字控制单元还包括振荡电路，所述振荡电路包括：1个晶振，2个电容，其中并联的电容（C13）和电容（C14）的一端接地后其另一端分别连接至所述单片机PIC16F193S的第9引脚RA7和第10引脚RA6，晶振（Y1）分别连接至所述单片机PIC16F193S的第9引脚RA7和第10引脚RA6之间。

可选地，所述数字控制单元还包括基准源，所述基准源包括：1个稳压源，1个电容，3个电阻，其中，串联的电阻（R12）和电阻（R16）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第5引脚RA3后其另一端连接至稳压源（U5）的第3引脚，电容（C6）的一端连接至所述电阻（R12）和所述电阻（R16）之间后其另一端接地，电阻（R8）连接至所述电阻（R12）和电阻（R16）之间后其另一端接地，所述稳压源（U5）的第1引脚连接至所述电阻（R12）和所述电阻（R16）之间。

可选地，所述数字控制单元还包括单片机供电电路，所述单片机供电电路包括：1个三端稳压电路，1个电阻，4个电容，其中，并联的电容（C8）和电容（C9）的一端连接至三端稳压电路（U1）的第1引脚后其另一端接地，并联的电容（C7）和电容（C10）的一端连接至所述三端稳压电路（U1）的第3引脚后其另一端接地，电阻（R7）连接至所述三端稳压电路（U1）的第3引脚和所述稳压源（U5）的第3引脚之间。

可选地，所述数字控制单元还包括滤波电路，所述滤波电路包括：6个电阻，6个电容，其中，串联的电容（C2）和电阻（R1）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第21引脚PB0后其另一端接地，串联的电阻（R36）和电容（C3）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第26引脚PB5后其另一端接地，串联的电阻（R42）和电容（C4）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第25引脚PB4后其另一端接地，串联的电阻（R38）和电容（C5）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第24引脚PB3后其另一端接地，串联的电阻（R14）和电容（C12）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第22引脚PB1。

可选地，所述数字控制单元还包括5引脚物理接口，所述5引脚物理接口的第1引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第27引脚PB6，所述5引脚物理接口的第2引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第28引脚PB7，所述5引脚物理接口的第3引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第19引脚VSS并且接地，所述5引脚物理接口的第4引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第20引脚VDD，所述5引脚物理接口的第5引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第1引脚RE3。

可选地，所述数字控制单元还包括485通信管理电路，所述485通信管理电路包括：1个485通信管理芯片，2个电阻，其中，485通信管理芯片（U3）的第1引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第18引脚RC7，所述485通信管理芯片（U3）的第2引脚和第3引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第16引脚RC5，所述485通信管理芯片（U3）的第4引脚连接至单片机PIC16F193S的第17引脚RC6，所述485通信管理芯片（U3）的第6引脚连接电阻（R21），所述485通信管理芯片（U3）的第7引脚连接电阻（R19），所述485通信管理芯片（U3）的第8引脚分别连接至所述5引脚物理接口的第4引脚和所述三端稳压电路（U1）的第3引脚。

采用上述技术方案，本申请至少具有如下技术效果：

本申请提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，包括数字控制单元和操作终端，所述操作终端包括用于显示电源信息的显示屏，用户可以根据各自的需求对电源供电进行相应的设置，提高了电源供电的可操作性和灵活性。

附图说明

图1 为本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统的架构图；

图2 为本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统的电路原理图。

1-电源；60-数字控制单元；600-数字控制单元；610-485通信接口；620-开关电路；630-485通信管理电路；640-5引脚物理接口；650-振荡电路；660-基准源；670-单片机供电电路；680-滤波电路。

具体实施方式

为更进一步阐述本申请为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本申请进行详细说明如后。

本申请提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，用户可以根据各自的需求对电源供电进行相应的设置，提高了电源供电的可操作性和灵活性。下面将详细地描述本申请的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统及其各个部分。

如图1所示，本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统1，包括数字控制单元60和操作终端（未示出），操作终端包括用于显示电源信息的显示屏（未示出）。

本说明书实施例提供的用于5G通信基站的5G电源可以精准输入对电源的控制指令，以及通过显示屏及时了解电源的工作状态比如工作电流、工作电压等电源信息。

相比于传统电源，本说明书实施例提供的电源可以实现数字可编程，可以更加精准地控制电源的工作状态比如工作电流、工作电压。

如图2所示，在一些实施例中，本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统1，数字控制单元60包括单片机PIC16F193S。

单片机PIC16F193S可以实现编程控制，通过485通信接口把电源信息传输给云端，可以实现远程控制。比如电源内部温度过高时数字控制单元60通过485接口传递至外部的显示屏LCD，用户可以根据显示屏的显示信息通过数字控制单元的可编程接口输入控制指令降低电源的温度。

如图2所示，在一些实施例中，本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统1中，数字控制单元60与操作终端通过485通信接口610进行通信传输。

采用485通信接口610实现数字控制单元60与操作终端之间的通信传输，方便作业操作和测试。

如图2所示，在一些实施例中，本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统1中，数字控制单元60还包括开关电路620，开关电路620包括：1个电容，2个三极管，2个二极管，6个电阻，其中，三极管Q2的基极通过电阻R23连接至单片机PIC16F193S的第11引脚RC0，电阻R20的一端连接至三极管Q2的基极和电阻R23之间后其另一端接地，二极管D2的一端连接至单片机PIC16F193S的第11引脚RC0和电阻R23之间后其另一端接地，电阻R13的一端连接至三极管Q1的集电极后其另一端接地，并联的电阻R34和电容C16的一端连接至单片机PIC16F193S的第14引脚RC3后其另一端接地，二极管D1的一端连接至三极管Q1的集电极后其另一端连接至单片机PIC16F193S的第14引脚RC3，电阻R10和电阻R27分别连接至三极管Q1的基极，电阻R22的一端连接至三极管Q1的发射极后其另一端连接至三极管Q1的基极。

开关电路620包括三极管Q1、三极管Q2、二极管D1、二极管D2及电阻R13，其中电容C16、电阻R34组成滤波网络。

与单片机PIC16F193S的第2引脚RA0连接的电容C1，以及与单片机PIC16F163的第1引脚连接的电容C3为滤波电容。

如图2所示，在一些实施例中，本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统1中，数字控制单元60还包括振荡电路650，振荡电路650包括：1个晶振，2个电容，其中并联的电容C13和电容C14的一端接地后其另一端分别连接至单片机PIC16F193S的第9引脚RA7和第10引脚RA6，晶振Y1分别连接至单片机PIC16F193S的第9引脚RA7和第10引脚RA6之间。

振荡电路650包括电容C13、电容C14与晶振Y1，振荡电路可选地为8MHZ振荡电路。单片机PIC16F183上电后振荡电路650开始工作。当单片机供电电路670的输入电压过高时，将输入电压过高信号通过CPU3反馈至单片机PIC16F193S，单片机PIC16F193S经过CPU16、CPU13输出控制信号给其它辅助电源停止工作，进行过压保护。当单片机供电电路670的输出电压过高时，CPU17、CPU18监测到后将该输出电压过高信号反馈至单片机PIC16F193S后，单片机PIC16F193S通过CPU6、CPU1和CPU2把该输出电压过高信号反馈至开关电路620，开关电路620让输出电压降低，这样可以做到数字过压保护。电阻R15、电阻R16是阻尼电阻，起到防干扰的作用。

如图2所示，在一些实施例中，本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统1中，数字控制单元60还包括基准源660，基准源660包括：1个稳压源，1个电容，3个电阻，其中，串联的电阻R12和电阻R16的一端连接至单片机PIC16F193S的第5引脚RA3后其另一端连接至稳压源U5的第3引脚，电容C6的一端连接至电阻R12和电阻R16之间后其另一端接地，电阻R8连接至电阻R12和电阻R16之间后其另一端接地，稳压源U5的第1引脚连接至电阻R12和电阻R16之间。

基准源包括稳压源U5、电容C6、电阻R12、电阻R16、电阻R8组成，基准源的电压可以为2.5V。

如图2所示，在一些实施例中，本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统1中，数字控制单元60还包括单片机供电电路670，单片机供电电路670包括：1个三端稳压电路，1个电阻，4个电容，其中，并联的电容C8和电容C9的一端连接至三端稳压电路U1的第1引脚后其另一端接地，并联的电容C7和电容C10的一端连接至三端稳压电路U1的第3引脚后其另一端接地，电阻R7连接至三端稳压电路U1的第3引脚和稳压源U5的第3引脚之间。

三端稳压电路U1为单片机PIC16F183提供5V的精准电源，电容C7、电容C8、电容C9、电容C10为单片机供电电路670的滤波电容。辅助电源输入12V电压给三端稳压电路U1，三端稳压电路U1将12V降为5V后给单片机PIC16F183供电。

如图2所示，在一些实施例中，本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统1中，数字控制单元60还包括滤波电路680，滤波电路680包括：6个电阻，6个电容，其中，串联的电容C2和电阻R1的一端连接至单片机PIC16F193S的第21引脚PB0后其另一端接地，串联的电阻R36和电容C3的一端连接至单片机PIC16F193S的第26引脚PB5后其另一端接地，串联的电阻R42和电容C4的一端连接至单片机PIC16F193S的第25引脚PB4后其另一端接地，串联的电阻R38和电容C5的一端连接至单片机PIC16F193S的第24引脚PB3后其另一端接地，串联的电阻R14和电容C12的一端连接至单片机PIC16F193S的第22引脚PB1。

滤波电路680中，电容C2与电阻R1组成滤波网络，主要起到抗干扰的作用；电容C3与电阻R36组成滤波网络，主要起到抗干扰的作用；电容C4与电阻R42组成滤波网络，主要起到抗干扰的作用；电容C5与电阻R38组成滤波网络，主要起到抗干扰的作用；电容C12与电阻R14组成滤波网络，主要起到抗干扰的作用。当辅助电源的输出电流过大时，CPU9、CPU13、CPU14监测到后把输出电流过大的信号反馈至单片机PIC16F193S，单片机PIC16F193S通过CPU11、CPU12反馈给开关电路620自动调节输出电流，达到正常输出范围。

如图2所示，在一些实施例中，本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统1中，数字控制单元60还包括5引脚物理接口640，5引脚物理接口640的第1引脚连接至单片机PIC16F193S的第27引脚PB6，5引脚物理接口的第2引脚连接至单片机PIC16F193S的第28引脚PB7，5引脚物理接口的第3引脚连接至单片机PIC16F193S的第19引脚VSS并且接地，5引脚物理接口的第4引脚连接至单片机PIC16F193S的第20引脚VDD，5引脚物理接口的第5引脚连接至单片机PIC16F193S的第1引脚RE3。

5PIN物理接口640，是用于烧录程序到单片机PIC16F193S，用户在每次修改电源的工作状态时均需要通过该5PIN物理接口640来将程序烧录到单片机PIC16F193S。

如图2所示，在一些实施例中，本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统1中，数字控制单元60还包括485通信管理电路630，485通信管理电路630包括：1个485通信管理芯片，2个电阻，其中，485通信管理芯片U3的第1引脚连接至单片机PIC16F193S的第18引脚RC7，485通信管理芯片U3的第2引脚和第3引脚连接至单片机PIC16F193S的第16引脚RC5，485通信管理芯片U3的第4引脚连接至单片机PIC16F193S的第17引脚RC6，485通信管理芯片U3的第6引脚连接电阻R21，485通信管理芯片U3的第7引脚连接电阻R19，485通信管理芯片U3的第8引脚分别连接至5引脚物理接口的第4引脚和三端稳压电路U1的第3引脚。

485通信管理芯片U3可以为SN65176B，用于管理485通信接口，电阻R19、电阻R21具有防干扰的作用，CPU22 CPU21是用于管理485通信接口的输出。485通信管理芯片U3通过CPU21、CPU22把电源内部的电源信息通过485通信接口发送至显示屏LCD，这样用户可以通过显示屏查看电源内部的工作状态。

通过以上分析可以看出，本说明书实施例提供的用于带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，采用数字控制单元可以实现5G电源的智能管理，把5G电源的所有信息搜集起来，自动识别5G电源的每个工作状态，自动调节电源不良的工作状态，使5G电源更安全可靠地工作，485通信接口可以把5G电源内部的工作电流、工作电压、工作温度等电源信息传递至操作终端的显示屏上显示，与外部进行交互，还可以把电源的信息比如工作状态传给云端，进行远程控制。

通过具体实施方式的说明，应当可对本申请为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本申请加以限制。

Claims (10)

1.带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，其特征在于，包括灯杆固定安装在地面上，顶端设有太阳能电池装置，顶端侧表面固定连接有路灯架，路灯架与路灯装置相连接，灯杆内部设有太阳能路灯监控系统，太阳能路灯监控系统包括系统控制器、光传感器、供电监控系统、红外线感光器、远程数据传输模块共同构成的，供电监控系统是由市电电路和蓄电池共同构成的，包括连接供电设备的PFC电路，所述PFC电路包括功率放大模块，所述功率放大模块通过IC芯片驱动2个MOS管导通，以增大输入电流；

其中，系统控制器包括数字控制单元和操作终端，所述操作终端包括用于显示电源信息的显示屏。

2.根据权利要求1所述的带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，其特征在于，所述数字控制单元包括单片机PIC16F193S。

3.根据权利要求2所述的带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，其特征在于，所述数字控制单元与操作终端通过485通信接口进行通信传输。

4.根据权利要求2或3所述的带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，其特征在于，所述数字控制单元还包括开关电路，所述开关电路包括：1个电容，2个三极管，2个二极管，6个电阻，其中，三极管（Q2）的基极通过电阻（R23）连接至单片机PIC16F193S的第11引脚RC0，电阻（R20）的一端连接至所述三极管（Q2）的基极和所述电阻（R23）之间后其另一端接地，二极管（D2）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第11引脚RC0和所述电阻（R23）之间后其另一端接地，电阻（R13）的一端连接至三极管（Q1）的集电极后其另一端接地，并联的电阻（R34）和电容（C16）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第14引脚RC3后其另一端接地，二极管（D1）的一端连接至所述三极管（Q1）的集电极后其另一端连接至所述单片机PIC16F193S的第14引脚RC3，电阻（R10）和电阻（R27）分别连接至所述三极管（Q1）的基极，电阻（R22）的一端连接至所述三极管（Q1）的发射极后其另一端连接至所述三极管（Q1）的基极。

5.根据权利要求4所述的带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，其特征在于，所述数字控制单元还包括振荡电路，所述振荡电路包括：1个晶振，2个电容，其中并联的电容（C13）和电容（C14）的一端接地后其另一端分别连接至所述单片机PIC16F193S的第9引脚RA7和第10引脚RA6，晶振（Y1）分别连接至所述单片机PIC16F193S的第9引脚RA7和第10引脚RA6之间。

6.根据权利要求5所述的带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，其特征在于，所述数字控制单元还包括基准源，所述基准源包括：1个稳压源，1个电容，3个电阻，其中，串联的电阻（R12）和电阻（R16）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第5引脚RA3后其另一端连接至稳压源（U5）的第3引脚，电容（C6）的一端连接至所述电阻（R12）和所述电阻（R16）之间后其另一端接地，电阻（R8）连接至所述电阻（R12）和电阻（R16）之间后其另一端接地，所述稳压源（U5）的第1引脚连接至所述电阻（R12）和所述电阻（R16）之间。

7.根据权利要求6所述的带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，其特征在于，所述数字控制单元还包括单片机供电电路，所述单片机供电电路包括：1个三端稳压电路，1个电阻，4个电容，其中，并联的电容（C8）和电容（C9）的一端连接至三端稳压电路（U1）的第1引脚后其另一端接地，并联的电容（C7）和电容（C10）的一端连接至所述三端稳压电路（U1）的第3引脚后其另一端接地，电阻（R7）连接至所述三端稳压电路（U1）的第3引脚和所述稳压源（U5）的第3引脚之间。

8.根据权利要求5所述的带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，其特征在于，所述数字控制单元还包括滤波电路，所述滤波电路包括：6个电阻，6个电容，其中，串联的电容（C2）和电阻（R1）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第21引脚PB0后其另一端接地，串联的电阻（R36）和电容（C3）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第26引脚PB5后其另一端接地，串联的电阻（R42）和电容（C4）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第25引脚PB4后其另一端接地，串联的电阻（R38）和电容（C5）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第24引脚PB3后其另一端接地，串联的电阻（R14）和电容（C12）的一端连接至所述单片机PIC16F193S的第22引脚PB1。

9.根据权利要求8所述的带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，其特征在于，所述数字控制单元还包括5引脚物理接口，所述5引脚物理接口的第1引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第27引脚PB6，所述5引脚物理接口的第2引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第28引脚PB7，所述5引脚物理接口的第3引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第19引脚VSS并且接地，所述5引脚物理接口的第4引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第20引脚VDD，所述5引脚物理接口的第5引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第1引脚RE3。

10.根据权利要求9所述的带5G通信模块监控系统的智慧路灯监控系统，其特征在于，所述数字控制单元还包括485通信管理电路，所述485通信管理电路包括：1个485通信管理芯片，2个电阻，其中，485通信管理芯片（U3）的第1引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第18引脚RC7，所述485通信管理芯片（U3）的第2引脚和第3引脚连接至所述单片机PIC16F193S的第16引脚RC5，所述485通信管理芯片（U3）的第4引脚连接至单片机PIC16F193S的第17引脚RC6，所述485通信管理芯片（U3）的第6引脚连接电阻（R21），所述485通信管理芯片（U3）的第7引脚连接电阻（R19），所述485通信管理芯片（U3）的第8引脚分别连接至所述5引脚物理接口的第4引脚和所述三端稳压电路（U1）的第3引脚。

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