CN111741555A - 适用于太阳能路灯控制系统的通讯器 - Google Patents

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CN111741555A CN202010597127.1A CN202010597127A CN111741555A CN 111741555 A CN111741555 A CN 111741555A CN 202010597127 A CN202010597127 A CN 202010597127A CN 111741555 A CN111741555 A CN 111741555A
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宋宏伟
孙泉明
袁平
俞伟
黄成�
周斌
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Abstract

本发明公开一种适用于太阳能路灯控制系统的通讯器，该通讯器包括：主控板，用以生成通讯器的控制指令；通讯接口，被配置为将控制指令输出至外部设备的接口，其中通信接口与主控板通信连接；存储器，用以存储通讯器中的控制指令和控制参数，其中存储器与主控板连接；电压转换器，用以将输入通讯器的电压转换为固定电压；稳压器，用以稳定通讯器中的固定电压，其中稳压器连接在电压转换器和主控板之间；通讯模块，用以与上位机进行通讯，其中通讯模块分别与主控板、稳压器和电压转换器通讯连接。采用本发明，可以更高效率更快速率地实现太阳能灯具的远程控制及信息读取。

Description

适用于太阳能路灯控制系统的通讯器
技术领域
本发明涉及一种通讯器，尤其涉及一种适用于太阳能路灯控制系统的通讯器。
背景技术
随着我国公路交通网络不断完善、太阳能为绿色无污染并可再生的环保能源且太阳能板的价格大大降低，因此太阳能LED路灯发展成为现实。太阳能路灯系统是由LED光源(含驱动)、太阳能电池板、蓄电池(包括蓄电池保温箱)、太阳能路灯控制器、路灯灯杆(含基础)及辅料线材等几部分构成。
白天太阳能路灯在智能控制器的控制下，太阳能电池板经过太阳光的照射，吸收太阳能光并转换成电能，白天太阳电池组件向蓄电池组充电，晚上蓄电池组提供电力给LED灯光源供电，实现照明功能。直流控制器能确保蓄电池组不因过充或过放而被损坏，同时具备光控、时控、温度补偿及防雷、反极性保护等功能。
目前市场上的太阳能路灯控制系统大都采用的接触式开关，需要到现场亲自处理开关灯等操作，不具备远程控制功能。
发明内容
一种适用于太阳能路灯控制系统的通讯器。
本发明提供了一种适用于太阳能路灯控制系统的通讯器，该通讯器包括：主控板，用以生成所述通讯器的控制指令；
通讯接口，被配置为将所述控制指令输出至外部设备的接口，其中所述通信接口与所述主控板通信连接；
存储器，用以存储所述通讯器中的控制指令和控制参数，其中所述存储器与所述主控板连接；
电压转换器，用以将输入所述通讯器的电压转换为固定电压；
稳压器，用以稳定所述通讯器中的固定电压，其中所述稳压器连接在所述电压转换器和所述主控板之间；
通讯模块，用以与上位机进行通讯，其中所述通讯模块分别与所述主控板、所述稳压器和所述电压转换器通讯连接。
进一步的，所述主控板，被配置为以UART方式与所述通讯模块连接。
进一步的，所述主控板，被配置为以UART方式与所述通讯接口连接。
进一步的，所述通讯模块，用以与上位机进行数据通讯。
进一步的，所述通讯接口，用以与控制器进行接口通信。
进一步的，所述通讯接口被配置为RS485接口。
进一步的，所述控制器，被配置为通过防水接口与控制器进行通信。
进一步的，所述主控板，用以监控电路中的电流和电压，并通过所述通讯模块上报至上位机。
进一步的，所述通讯器中通过所述稳压器稳定后的固定电压为3.3V。
进一步的，所述通讯模块的通讯方式包括Nb/2G/4G/Lora/Zigbee/GPS。
本发明的有益效果：
提供一种更高效率更快速率地实现太阳能灯具的远程控制及信息读取的路灯系统中的通讯器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种基于物联网的太阳能路灯系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种通讯器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种基于物联网的太阳能路灯控制方法的流程示意图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本发明实施例涉及的上位机可以是大型计算机、PC机、平板电脑、掌上电脑以及移动互联网设备(MID)等，在本公开中所涉及的控制器和通讯器主要用于太阳能路灯系统中。
如图1所示，在一些实施例中，基于物联网的太阳能路灯系统至少包括上位机10、通讯器20和控制器30，照明设备40，其中照明设备40可以包括太阳能板401，灯具402和蓄电池403。
具体实现中，上位机10与通讯器20连接，用以接收通讯器20上报的照明设备40的相关信息，并基于上述相关信息发出对照明设备40的控制指令。可以理解的是，在获取到相关信息的过程中，上位机10通过通讯器20对控制器 30进行查询控制，通过控制器30查询到照明设备40的相关信息后，再反向通过通讯器20传输至上位机10中。上述相关信息可以包括照明设备40的设备标识、当前的开关状态等。
可选的，上位机10可以通过Nb/2G/4G/Lora/Zigbee/GPS等通讯方式与通讯器20之间进行数据传输。通讯器20可以通过RS485连接控制器30。
进一步的，通讯器20，一端与所述上位机10连接，另一端与所述控制器 30连接。在进行太阳能灯控制的过程中，通讯器20可以接收所述上位机10下发的控制指令，并基于所述控制指令对所述控制器30进行控制。而控制器30，一端与所述通讯器20连接，另一端与所述照明设备40连接，在物联网控制的过程中，可以基于所述通讯器20所传达的上位机10的控制指令控制所述照明设备40进行相应的动作，并将控制结果通过通讯器20返回至上位机10。
在一种具体的实现方式中，如图2所示，通讯器20至少包括主控板MCU、 Flash储存模块、DC-DC转换器、LDO稳压器、通讯模块和RS485通讯接口。主控板MCU通过UART(异步串口通讯方式)与数据通讯模块连接，并与上位机服务器进行无线数据(Nb/2G/4G/Lora/Zigbee/GPS通讯方式)传输，与控制器通过UART通讯与RS485通讯接口相连至控制器，进行控制器内的数据读取和控制，通讯器中的DC-DC可将原直流电源通过脉冲宽度调制，调整其占空比，控制输出电压5V，再通过LDO(线性稳压器)调节输出电压为3.3V，MCU可通过电路中电流和电压的变化情况来进行状态监控并实时上报到上位机，flash为储存器，内部存有各照明设备的地址、UID、任务指令的备份以及参数的备份等信息，可经过通讯模块发送到上位机进行管理。
需要说明的是，上述通讯器20中通讯模块的讯方式包括 Nb/2G/4G/Lora/Zigbee/GPS，所述灯具包括LED路灯、太阳能LED灯、景观亮化灯；所述通讯器20可支持联网、支持电压、电流、功率、能耗、电量参数设置读取和控制功能、故障报警、远程升级等功能。通过通讯器20下发的任务可以包括开关灯、调光、亮灯时间等。所述通讯器20调光方式有PWM、0～10V调光、DALI等方式，所述控制器30具有MPPT充电管理、LED升压恒流驱动、四时段调光、故障报警、过压过流保护等功能；所述通讯器20与控制器30可以增加防水接头；所述上位机平台可为拥有相关app的移动平台，所述蓄电池可包括三元锂电、磷酸铁锂等锂电池。
在一个实施例中，如图3所示，基于物联网的太阳能路灯系统中，各端之间的数据交互过程如下：
具体实现中，首先由上位机对通讯器进行通讯参数配置，通讯参数包括：控制器类型、RS485通讯串口参数，由LCU返回配置结果；进一步的，上位机查询太阳能额定参数(参数包括额定输出电流、宝库参数、出产设置值、内置任务信息，需要分参数读取)，向通讯器发出第一参数查询指令，通讯器通过 RS485通讯查询太阳能额定参数并将额定参数返回到上位机，上位机系统记忆相关参数；进一步的，上位机通过通讯器进行太阳能参数设置(设置内容为：任务、保护参数修改、额定输出参数设置、太阳能任务设置，需要分项设置)，通讯器通过RS485通讯设置太阳能参数，并将设置结果(成功/失败)返回给上位机，上位机系统记忆相关设置参数；进一步的，上位机将控制任务(开关灯、调光、选择手动运行时间)穿给通讯器，由通讯器通过RS485下发给控制器，控制灯具的开/关灯、调光，并返回控制结果(成果/失败)给上位机，上位机更新系统状态；进一步的，上位机发出第二参数查询指令，通过通讯器查询控制器参数(包括太阳能实时参数读取、根据参数计算太阳能灯具状态显示、制作太阳能能耗表)，通讯器通过RS485通讯查询控制器参数并将数据返回到上位机，上位机系统记忆相关参数；进一步的，控制器通过通讯器定时返回灯具和控制器的实时参数，并由上位机系统记忆参数；进一步的，上位机要求通讯器终端升级，通讯器做出升级响应并向上位机请求升级包，上位机下发升级包，终端返回升级结果(成果/失败)给上位机，上位机更新升级状态。
在本发明实施例中，系统结合了Nb/2G/4G/Lora/Zigbee/GPS通讯技术与电池充电功能和升压恒流一体控制器而推出的，该系统集成了太阳能最大功率追踪MPPT充电管理、LED升压恒流驱动、远程联网通讯等功能于一体，在具备升压恒流一体控制器的通讯接口中，通过RS485连接专为物联网系统开发的通讯器，使其具备物联网功能。可远程控制控制器和灯具，进行灯具和控制器的参数数据读取、修改，并实时监控系统运行状态，故障报警等；通讯器与控制器采用RS485通讯，通讯距离较长、稳定性高、模块结构化设计，便于扩展；通讯器与控制器连接防水接头，提升了系统稳定性。
在一些实施例中，控制器通过通讯器返回到上位机的太阳能实时参数可以反映太阳能照明设备的照明状况(例如，光强、光照频率、是否发光等)，上位机可以根据上述实时参数进行故障判断，并在判断出太阳能照明设备可能存在故障时输出自检指令至通讯器，以使通讯器向所述控制器发出控制协议控制响应的照明设备进行自检。可选的，上位机在检测出故障后，还可以根据疑似故障的照明设备的GPS定位信息确定其周围预设范围内的目标路灯，并检测上述目标路灯的发光状况，当目标路灯均发光正常时，可以确定疑似故障的照明设备存在故障；否则不能确定疑似故障的设备发生故障，进而可以输出人工排查指令。从而，保证了对太阳能路灯系统故障判断的准确性。
在一些实施例中，上位机还可以构建系统中所有路灯的拓扑结构，根据各个区域范围内路灯的GPS信息和该区域的天气预报信息，推测该区域在某一时间段内出现路灯照明不佳即路灯电量不足的概率。进一步的，上位机在预测到供电不足时，可以距离最近的供电量足够的路灯区域请求电量共享。从而，降低了自然因素对太阳能路灯照明的影响。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory， ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种通讯器，其特征在于：
所述通讯器包括：
主控板，用以生成所述通讯器的控制指令；
通讯接口，被配置为将所述控制指令输出至外部设备的接口，其中所述通信接口与所述主控板通信连接；
存储器，用以存储所述通讯器中的控制指令和控制参数，其中所述存储器与所述主控板连接；
电压转换器，用以将输入所述通讯器的电压转换为固定电压；
稳压器，用以稳定所述通讯器中的固定电压，其中所述稳压器连接在所述电压转换器和所述主控板之间；
通讯模块，用以与上位机进行通讯，其中所述通讯模块分别与所述主控板、所述稳压器和所述电压转换器通讯连接。
2.根据权利要求1所述的通讯器，其特征在于，
所述主控板，被配置为以UART方式与所述通讯模块连接。
3.根据权利要求1所述的通讯器，其特征在于，
所述主控板，被配置为以UART方式与所述通讯接口连接。
4.根据权利要求1所述的通讯器，其特征在于，
所述通讯模块，用以与上位机进行数据通讯。
5.根据权利要求1所述的通讯器，其特征在于，
所述通讯接口，用以与控制器进行接口通信。
6.根据权利要求1所述的通讯器，其特征在于，
所述通讯接口被配置为RS485接口。
7.根据权利要求1所述的通讯器，其特征在于，
所述控制器，被配置为通过防水接口与控制器进行通信。
8.根据权利要求1所述的通讯器，其特征在于，
所述主控板，用以监控电路中的电流和电压，并通过所述通讯模块上报至上位机。
9.根据权利要求1所述的通讯器，其特征在于，
所述通讯器中通过所述稳压器稳定后的固定电压为3.3V。
10.根据权利要求1所述的通讯器，其特征在于，
所述通讯模块的通讯方式包括Nb/2G/4G/Lora/Zigbee/GPS。
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CN202634837U (zh) * 2012-06-25 2012-12-26 同济大学 一种智能道路照明系统中区域回路控制器
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