CN112512182B - 一种用于智慧城市的5g智能路灯控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于智慧城市的5G智能路灯控制系统，包括由主芯片及其主芯片外围电路构成的控制电路，主芯片外围电路包括由时钟电路、LED指示灯电路、USB转串口模块电路、电池充电电路、分压电路、SRAM电路、JTAG电路、复位电路，由显示电路、存储器电路、摄像头电路、报警电路、传感器电路、按键电路、继电器驱动电路构成的外设电路，由Wi‑Fi模块电路、5G通信模块电路、GPS模块、网口模块电路、无线模块电路、蓝牙模块、NB‑IOT模块构成的通信电路；本发明用5G通讯技术和物联网技术，实现智能路灯能源节约、实时反馈运行状况的从而保证故障路灯的及时维修、能耗反馈的技术效果。
Description
技术领域
本发明属于智能路灯电路控制系统领域，尤其涉及一种用于智慧城市的5G智能路灯控制系统。
背景技术
在城市照明领域中，中国城市建设的不断深入与经济的持续高速发展使人们的生活水平不断提高，在推进城市化工程的进程中，路灯已经遍布每个角落，尤其是智能型路灯，能够灵活控制其开关时间来达到节能的效果，传统的智能路灯采取光感、声控、定时开关等常见的技术方案来达到上述技术效果，但是不能及时反馈路灯的实时运行情况，不能及时排查路灯损坏的路灯，而依靠传统的人员巡视手段存在着管理成本高、控制效果差、故障维修率低等问题。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于智慧城市的5G智能路灯控制系统，采用5G通讯技术和物联网技术，实现智能路灯能源节约、实时反馈运行状况的从而保证故障路灯的及时维修、能耗反馈的技术效果。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种用于智慧城市的5G智能路灯控制系统，包括由主芯片及其主芯片外围电路构成的控制电路，主芯片外围电路包括时钟电路、LED指示灯电路、USB转串口模块电路、电池充电电路、分压电路、SRAM电路、JTAG电路、复位电路，由显示电路、存储器电路、摄像头电路、报警电路、传感器电路、按键电路、继电器驱动电路构成的外设电路，由Wi-Fi模块电路、5G通信模块电路、GPS模块、网口模块电路、NRF24L01无线模块电路、蓝牙模块、NB-IOT模块构成的通信电路，主芯片的型号为TMS320F2812，主芯片通过外设电路实现智能路灯系统输入输出功能，外设电路给控制电路提供输入输出信号，Wi-Fi模块电路和网口模块电路与服务器进行信息交互，提供信息传递通道，采用TCP-IP协议进行信息传输，支持802.11b/g/n标准，通过蓝牙模块可以与手机进行信息交互，通过NB-IOT模块可以连接至物联网，通过5G通信模块电路可以实时在线查看路灯工作状态。
进一步地，时钟电路包含两路时钟电路，第一时钟电路由电容C93、C94和晶振X1组成，第一时钟电路连接主芯片的76和77管脚，第二时钟电路由晶振U14及晶振外围电路组成，晶振U14的1管脚空置、2管脚接地、3管脚接主芯片的77管脚且设置接地电容C107、4管脚接3.3V电压且电压处设置电感和接地电容C98，LED指示灯电路由3.3V电压提供电源，电阻R45、R48、R50为330Ω的限流电阻，RGB指示灯LED1接主芯片的45、46和47管脚，USB转串口模块电路包括接插件连接器USB1、串口芯片U3，插件连接器USB1的4管脚接地，1管脚接VCC电源，2管脚与串口芯片U3的16管脚间接限流电阻R1168,3管脚的第一引脚接上拉电阻R10且由VCC电源提供电平，第二引脚接限流电阻R1368,串口芯片U3的27和28管脚接由晶振Y1、电容C7和电容C16组成的第三时钟电路，17管脚接3.3V电压，20管脚接VCC电源，26、25、21、18、7管脚接地，1、3、5管脚分别依次接所主芯片的48、49、72管脚，电池充电电路包括电池控制芯片U11、电池CN1，电池CN1的3和4管脚接地，1管脚为正极，2管脚为负极，1和2管脚接电容C97,2管脚接地，电池控制芯片U11的3管脚接电池CN1的1管脚，2管脚接地，4管脚接5V电压，5管脚接下拉电阻，1管脚的第一引线依次接上拉电阻R84、发光二极管D2的负极和5V电压，第二引线依次接发光二极管D1的正极、下拉电阻R83和地，分压电路包括分压芯片U13及外部元器件，分压芯片U13的3管脚接地，4管脚接下拉电阻R93，6管脚的第一引线接分压芯片的5管脚，第二引线接5V电压，6管脚和3管脚间接互相并联的电容C99、C100、C101，下拉电阻R96接发光二极管D5的阳极，9管脚接地，10管脚接下拉电阻，11管脚连接分压芯片的12管脚，12管脚接5V电压，9管脚和12管脚之间接电容C106，24管脚接23管脚，25管脚接下拉电阻R92,25管脚和23管脚之间接电阻R94、电容C102和电容C103，23管脚接1.8V电压，17管脚接18管脚，18管脚接3.3V电压，3.3V电压处接由电容C108和C110组成的去耦电容网络，3.3V电压还设置有上拉电阻R99和由电容C109和C111组成的去耦电容网络，电阻R99接主芯片的69管脚，SRAM电路包含SRAM芯片U12的11和33管脚接3.3V电压且设置滤波电容C104和C105,12和34管脚处接电容C104和C105的另外一端，SRAM芯片U12的A区端口接在主芯片的19BIT-XA区，I/O区端口接主芯片的16BIT-XD区，6、17、41管脚依次逐一接主芯片的133、84、42管脚，39、40管脚接地，JTAG电路的JTAG1连接主芯片的JTAG区，其中JTAG1的13和14管脚各接一个10K的上拉电阻和3.3V电压，复位电路接3.3V电压、上拉电阻R71和分压电阻R74，复位开关SW4接在上拉电阻和分压电阻R74之间，分压电阻R74另一管脚分别接主芯片的160管脚和接地电容C78。
进一步地，SRAM芯片的型号为CY7C1041CV33，串口芯片U3的型号为PL2303。
进一步地，显示电路由OLED屏幕加外围电路构成，具有广视角和几乎无穷高的对比度，较低的功耗，其中13、14、15、18 、19管脚是通信管脚且依次逐一接主芯片的19BIT-XA区域的18、43 、80 、85、103管脚，电容C49、C50、C51和C52组成滤波电容接在3.3V电压处，6和9管脚接3.3V电压，存储器电路由存储器和外围电路构成，存储器的1、2、5 、7管脚依次逐一连接主芯片的16BIT-XD区域的68、 73 、74、96管脚且各自接一个4.5K的上拉电阻和3.3V电压，4管脚接3.3V电压，6管脚经电容C67接3.3V电压，3管脚接地且在电容C67和6管脚的连接线处有交点，摄像头电路采用OV7670图像传感器，OV7670图像传感器的1管脚接3.3V电压，2管脚接地，3至10管脚管依次逐一接主芯片ADC区的ADCINA0至ADCINA7管脚，11至18管脚依次逐一接主芯片ADC区的ADCINB7至ADCINB0管脚，报警电路由三极管Q1、电阻R57和蜂鸣器B1组成，三极管Q1的基极经电阻R57接主芯片的147管脚，集电极接3.3V电压，发射极接蜂鸣器，传感器电路由BM160传感器和外部电路构成，BM160传感器的2、3、14、13、12管脚依次逐一接主芯片的16BIT-XD区的XD0至XD4管脚，且14、13、12管脚各自经10K电阻接3.3V电压，1管脚经10K电阻接3.3V电压，5管脚接3.3V电压，8管脚接3.3V电压，6 、7管脚接地，按键电路的由三路按键SW1、SW2、SW3加10K上拉电阻组成且分别逐一接主芯片的XNM1、XINT2和XIN1管脚，继电器驱动电路由四路结构和功能相同的继电器电路组成分别依次接主芯片的XD14、XD15、XD16、XD7管脚，三极管Q5的基极经1K的电阻接在主芯片的XD14管脚，集电极接VCC电源，发射极的第一管脚接继电器DS4，第二管脚经电阻R7接在发光二极管LED5的阳极。
进一步地，Wi-Fi模块电路由型号为EMW3080B的Wi-Fi芯片U1和外围电路构成，Wi-Fi芯片U1的9管脚接主芯片的91管脚，10管脚接主芯片的90管脚，11管脚接Wi-Fi RESET接口可以对Wi-Fi芯片U1进行复位，16管脚接3.3电压且接口处设置滤波电容1uF的C20、22uF的C21和22uF的C22，17管脚接地，19管脚接P1的1管脚，P1的2管脚接地，23管脚经电阻R2接3.3V电压，5G通信模块电路由型号为RM500Q的通信芯片U8、USIM卡插槽U16、LED指示灯和滤波电容C75组成，通信芯片U8的29、31、 35、 37管脚依次逐一接主芯片的59、 63、 110、 37管脚，GND管脚接地，2、4、70、72、74管脚接VCC电源，10管脚经LED指示灯、电阻R81接VCC电源，VCC电源处设置滤波电容C75，USIM卡插槽U16的1、2、3、5、6管脚依次逐一接通信芯片U8的34、28 、30、38、32管脚且各个管脚间各自接33P的接地电容，GPS模块由天线T1、型号为GPS_SKG16A的定位模块U15和外部电路组成，定位模块的30、31管脚依次逐一接主芯片的83、61管脚，1管脚接天线T1的2管脚，5管脚经电容C114接地，其余GND管脚直接接地，11管脚经接地电容C112、C113和磁珠B2接VDD电源，天线T1的1、3管脚接地，NRF24L01无线模块电路由型号为NRF24L01的无线芯片U10及外围电路组成，无线芯片U10的1、2、3、4、5、6管脚依次逐一接主芯片的89、87、34、34、40、41管脚，9和10管脚接由16MHz的晶振Y3、两个22pF的电容和1M的电阻构成的时钟电路，7和15管脚接VCC电源且VCC电源处设置去耦电容C80和C81，8和14管脚接地，19管脚接接地电容，20和17管脚接地，16管脚接下拉电阻R73，电感L7、L8和L9为∏型接法，电容C87为耦合电容两端分别接天线E1和电感L7，电容C89和C88为去耦电容分别接在电容C87的两端，无线芯片U10的13管脚接在电感L7和L8之间，12管脚第一引线接在电感L8和L9之间，第二引线接接地电容C92，11管脚经去耦电容C90、C91接电感L9，蓝牙模块由型号为HC-05的蓝牙芯片U4和外围电路组成，蓝牙芯片U4的1和2管脚逐一依次接主芯片的104和53管脚，12管脚接3.3V电压，13、21和22管脚接地，34管脚的第一引线经10K电阻R14接地，第二引线经开关K1接3.3V电压，32管脚经电阻R15和LED灯L3接地，NB-IOT模块由移远BC95芯片、三个瓷片电容和一个极性电容组成的滤波电容、一个发射天线构成，移远BC95芯片的1和2管脚之间接三个瓷片电容和一个极性电容组成的滤波电容其中2管脚接极性电容的正极，1管脚接极性电容的负极，2管脚还接VCC电源，3管脚经电阻R5接主芯片的98管脚,4管脚经电阻R7接主芯片的101管脚，5、6、7、8管脚依次逐一接主芯片的92、93、94、95管脚，9管脚经天线SMA1和电阻R12接地，10管脚经电阻R12接地，网口模块电路采用W5500芯片及其外围电路构成，支持TCP和IP协议，同时连接型号为RJ45的网口J1，W5500芯片的36管脚的第一引线接主芯片的157管脚，第二引线经10K的上拉电阻接3.3V电压，35管脚接主芯片的155管脚，34管脚接主芯片的20管脚，33管脚接主芯片的25管脚，32管脚的第一引线经10K的上拉电阻接3.3电压，第二引线接主芯片的29管脚，37管脚的第一引线经上拉电阻接3.3V电压，第二引线接主芯片的50管脚，30和31管脚接由25MHz的晶振Y2、电容C58、C61和电阻R53组成的时钟电路，29管脚接地，28管脚接3.3V电压，27管脚接网口J1的10管脚，25管脚接网口J1的11管脚，42、41、40、39、38管脚各自接一个10K的下拉电阻，45、44、43管脚由电阻R28、R28、R35、R36、R41和R42形成的电阻分压网络提供1.65V电压，48管脚接地，23管脚经电阻R58接地，22、20、17管脚各自经接地电容接地，14、16、19管脚接地，4、11、15、21管脚接3.3V电压， 1管脚经51欧的上拉电阻R24接3.3V电压，2管脚经51欧的上拉电阻R26接3.3V电压，3和9管脚接地，8管脚接3.3V电压且电压处设置去耦电容C59，10管脚经下拉电阻R55接地，10管脚接3.3V电压，电容C62、电阻R54、电阻R52和电容C57依次串联，W5500芯片的6管脚接在电容C57和电阻R52之间，5管脚接在电阻R54和电容C62之间，网口J1的1管脚经上拉电阻R26接3.3V电压，4管脚经上拉电阻R23接3.3V电压，2管脚经上拉电阻R24接3.3V电压，3管脚接电容C57，6管脚接电容C62，12管脚经上拉电阻R31接3.3V电压，9管脚经上拉电阻R37接3.3V电压，13和14管脚接地，电阻R52和电阻R54间接接地电容C60。
进一步地，报警电路由电阻R56、电容C63和光敏电阻RP1构成，电阻R56和所述电容C63并联且一端接VCC电压另一端接所述主芯片的36管脚，光敏电阻一端接主芯片的36管脚另一端接地。
有益效果：
本发明的有益效果在于：本发明采用物联网技术和5G通讯技术实现对路灯实时监控，可以清楚地通过用户终端和云服务平台了解到路灯的联网状态、光照强度、物理位置和路灯开启个数等信息，实现快速定位故障路灯的位置；分压电路的5V输入电压中有一路LED指示灯，用于显示分压芯片工作状态，简化了电路，分出两种不同电压供电路使用、电源滤波电路采用低频滤波和高频滤波相结合的方法，保障路灯能够提供稳定的电压，保证LED照明和整个系统的稳定性；蓝牙模块由蓝牙芯片HC-05构成，包括一路按键和一路指示灯电路，采用串口通信，简化布线，缩小PCB板尺寸；网口模块电路采用W5500芯片及其外围电路构成，集成全硬件TCP/IP协议栈，其连接RJ45网口，采用25M晶振加两个103瓷片电容构成时钟电路，优点是支持高速标准4线SPI接口与主机进行通信，该 SPI 速率理论上可以达到80MHz。其内部还集成了以太网数据链路层（MAC）和10BaseT/100BaseTX 以太网物理层（PHY），支持自动协商（10/100-Based全双工/半双工）、掉电模式和网络唤醒功能；NB-IOT模块采用移远BC95芯片，滤波电容采用三个瓷片电容加上一个电容电容，通信采用6个管脚，同时有一根发射天线，带来了信号传输距离远，抗干扰能力强等技术效果。
附图说明
图1为主芯片局部放大图；
图2为网口模块电路和5G通信模块电路；
图3为NRF24L01无线模块电路和GPS模块；
图4为报警电路、USB转串口模块电路、存储器电路、显示电路、摄像头电路、传感器电路；
图5为Wi-Fi模块电路、NB-IOT模块、蓝牙模块；
图6为电源滤波电路、分压电路、电池充电电路、BOOT电路、TYPE-C接口、按键电路、LED指示灯电路；
图7为SRAM电路、JTAG电路、时钟电路。
具体实施方式
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种用于智慧城市的5G智能路灯控制系统，包括由主芯片及其主芯片外围电路构成的控制电路，主芯片外围电路包括时钟电路、LED指示灯电路、USB转串口模块电路、电池充电电路、分压电路、SRAM电路、JTAG电路、复位电路，由显示电路、存储器电路、摄像头电路、报警电路、传感器电路、按键电路、继电器驱动电路构成的外设电路，由Wi-Fi模块电路、5G通信模块电路、GPS模块、网口模块电路、NRF24L01无线模块电路、蓝牙模块、NB-IOT模块构成的通信电路，主芯片的型号为TMS320F2812，主芯片通过外设电路实现智能路灯系统输入输出功能，外设电路给控制电路提供输入输出信号，Wi-Fi模块电路和网口模块电路与服务器进行信息交互，提供信息传递通道，采用TCP-IP协议进行信息传输，支持802.11b/g/n标准，通过蓝牙模块可以与手机进行信息交互，通过NB-IOT模块可以连接至物联网，通过5G通信模块电路可以实时在线查看路灯工作状态。
进一步地，时钟电路包含两路时钟电路，第一时钟电路由电容C93、C94和晶振X1组成，第一时钟电路连接主芯片的76和77管脚，第二时钟电路由晶振U14及晶振外围电路组成，晶振U14的1管脚空置、2管脚接地、3管脚接主芯片的77管脚且设置接地电容C107、4管脚接3.3V电压且电压处设置电感和接地电容C98，LED指示灯电路由3.3V电压提供电源，电阻R45、R48、R50为330Ω的限流电阻，RGB指示灯LED1接主芯片的45、46和47管脚，USB转串口模块电路包括接插件连接器USB1、串口芯片U3，插件连接器USB1的4管脚接地，1管脚接VCC电源，2管脚与串口芯片U3的16管脚间接限流电阻R1168,3管脚的第一引脚接上拉电阻R10且由VCC电源提供电平，第二引脚接限流电阻R1368,串口芯片U3的27和28管脚接由晶振Y1、电容C7和电容C16组成的第三时钟电路，17管脚接3.3V电压，20管脚接VCC电源，26、25、21、18、7管脚接地，1、3、5管脚分别依次接所主芯片的48、49、72管脚，电池充电电路包括电池控制芯片U11、电池CN1，电池CN1的3和4管脚接地，1管脚为正极，2管脚为负极，1和2管脚接电容C97,2管脚接地，电池控制芯片U11的3管脚接电池CN1的1管脚，2管脚接地，4管脚接5V电压，5管脚接下拉电阻，1管脚的第一引线依次接上拉电阻R84、发光二极管D2的负极和5V电压，第二引线依次接发光二极管D1的正极、下拉电阻R83和地，分压电路包括分压芯片U13及外部元器件，分压芯片U13的3管脚接地，4管脚接下拉电阻R93，6管脚的第一引线接分压芯片的5管脚，第二引线接5V电压，6管脚和3管脚间接互相并联的电容C99、C100、C101，下拉电阻R96接发光二极管D5的阳极，9管脚接地，10管脚接下拉电阻，11管脚连接分压芯片的12管脚，12管脚接5V电压，9管脚和12管脚之间接电容C106，24管脚接23管脚，25管脚接下拉电阻R92,25管脚和23管脚之间接电阻R94、电容C102和电容C103，23管脚接1.8V电压，17管脚接18管脚，18管脚接3.3V电压，3.3V电压处接由电容C108和C110组成的去耦电容网络，3.3V电压还设置有上拉电阻R99和由电容C109和C111组成的去耦电容网络，电阻R99接主芯片的69管脚，SRAM电路包含SRAM芯片U12的11和33管脚接3.3V电压且设置滤波电容C104和C105,12和34管脚处接电容C104和C105的另外一端，SRAM芯片U12的A区端口接在主芯片的19BIT-XA区，I/O区端口接主芯片的16BIT-XD区，6、17、41管脚依次逐一接主芯片的133、84、42管脚，39、40管脚接地，JTAG电路的JTAG1连接主芯片的JTAG区，其中JTAG1的13和14管脚各接一个10K的上拉电阻和3.3V电压，复位电路接3.3V电压、上拉电阻R71和分压电阻R74，复位开关SW4接在上拉电阻和分压电阻R74之间，分压电阻R74另一管脚分别接主芯片的160管脚和接地电容C78。
进一步地，SRAM芯片的型号为CY7C1041CV33，串口芯片U3的型号为PL2303。
进一步地，显示电路由OLED屏幕加外围电路构成，具有广视角和几乎无穷高的对比度，较低的功耗，其中13、14、15、18 、19管脚是通信管脚且依次逐一接主芯片的19BIT-XA区域的18、43 、80 、85、103管脚，电容C49、C50、C51和C52组成滤波电容接在3.3V电压处，6和9管脚接3.3V电压，存储器电路由存储器和外围电路构成，存储器的1、2、5 、7管脚依次逐一连接主芯片的16BIT-XD区域的68、 73 、74、96管脚且各自接一个4.5K的上拉电阻和3.3V电压，4管脚接3.3V电压，6管脚经电容C67接3.3V电压，3管脚接地且在电容C67和6管脚的连接线处有交点，摄像头电路采用OV7670图像传感器，OV7670图像传感器的1管脚接3.3V电压，2管脚接地，3至10管脚管依次逐一接主芯片ADC区的ADCINA0至ADCINA7管脚，11至18管脚依次逐一接主芯片ADC区的ADCINB7至ADCINB0管脚，报警电路由三极管Q1、电阻R57和蜂鸣器B1组成，三极管Q1的基极经电阻R57接主芯片的147管脚，集电极接3.3V电压，发射极接蜂鸣器，传感器电路由BM160传感器和外部电路构成，BM160传感器的2、3、14、13、12管脚依次逐一接主芯片的16BIT-XD区的XD0至XD4管脚，且14、13、12管脚各自经10K电阻接3.3V电压，1管脚经10K电阻接3.3V电压，5管脚接3.3V电压，8管脚接3.3V电压，6 、7管脚接地，按键电路的由三路按键SW1、SW2、SW3加10K上拉电阻组成且分别逐一接主芯片的XNM1、XINT2和XIN1管脚，继电器驱动电路由四路结构和功能相同的继电器电路组成分别依次接主芯片的XD14、XD15、XD16、XD7管脚，三极管Q5的基极经1K的电阻接在主芯片的XD14管脚，集电极接VCC电源，发射极的第一管脚接继电器DS4，第二管脚经电阻R7接在发光二极管LED5的阳极。
进一步地，Wi-Fi模块电路由型号为EMW3080B的Wi-Fi芯片U1和外围电路构成，Wi-Fi芯片U1的9管脚接主芯片的91管脚，10管脚接主芯片的90管脚，11管脚接Wi-Fi RESET接口可以对Wi-Fi芯片U1进行复位，16管脚接3.3电压且接口处设置滤波电容1uF的C20、22uF的C21和22uF的C22，17管脚接地，19管脚接P1的1管脚，P1的2管脚接地，23管脚经电阻R2接3.3V电压，5G通信模块电路由型号为RM500Q的通信芯片U8、USIM卡插槽U16、LED指示灯和滤波电容C75组成，通信芯片U8的29、31、 35、 37管脚依次逐一接主芯片的59、 63、 110、 37管脚，GND管脚接地，2、4、70、72、74管脚接VCC电源，10管脚经LED指示灯、电阻R81接VCC电源，VCC电源处设置滤波电容C75，USIM卡插槽U16的1、2、3、5、6管脚依次逐一接通信芯片U8的34、28 、30、38、32管脚且各个管脚间各自接33P的接地电容，GPS模块由天线T1、型号为GPS_SKG16A的定位模块U15和外部电路组成，定位模块的30、31管脚依次逐一接主芯片的83、61管脚，1管脚接天线T1的2管脚，5管脚经电容C114接地，其余GND管脚直接接地，11管脚经接地电容C112、C113和磁珠B2接VDD电源，天线T1的1、3管脚接地，NRF24L01无线模块电路由型号为NRF24L01的无线芯片U10及外围电路组成，无线芯片U10的1、2、3、4、5、6管脚依次逐一接主芯片的89、87、34、34、40、41管脚，9和10管脚接由16MHz的晶振Y3、两个22pF的电容和1M的电阻构成的时钟电路，7和15管脚接VCC电源且VCC电源处设置去耦电容C80和C81，8和14管脚接地，19管脚接接地电容，20和17管脚接地，16管脚接下拉电阻R73，电感L7、L8和L9为∏型接法，电容C87为耦合电容两端分别接天线E1和电感L7，电容C89和C88为去耦电容分别接在电容C87的两端，无线芯片U10的13管脚接在电感L7和L8之间，12管脚第一引线接在电感L8和L9之间，第二引线接接地电容C92，11管脚经去耦电容C90、C91接电感L9，蓝牙模块由型号为HC-05的蓝牙芯片U4和外围电路组成，蓝牙芯片U4的1和2管脚逐一依次接主芯片的104和53管脚，12管脚接3.3V电压，13、21和22管脚接地，34管脚的第一引线经10K电阻R14接地，第二引线经开关K1接3.3V电压，32管脚经电阻R15和LED灯L3接地，NB-IOT模块由移远BC95芯片、三个瓷片电容和一个极性电容组成的滤波电容、一个发射天线构成，移远BC95芯片的1和2管脚之间接三个瓷片电容和一个极性电容组成的滤波电容其中2管脚接极性电容的正极，1管脚接极性电容的负极，2管脚还接VCC电源，3管脚经电阻R5接主芯片的98管脚,4管脚经电阻R7接主芯片的101管脚，5、6、7、8管脚依次逐一接主芯片的92、93、94、95管脚，9管脚经天线SMA1和电阻R12接地，10管脚经电阻R12接地，网口模块电路采用W5500芯片及其外围电路构成，支持TCP和IP协议，同时连接型号为RJ45的网口J1，W5500芯片的36管脚的第一引线接主芯片的157管脚，第二引线经10K的上拉电阻接3.3V电压，35管脚接主芯片的155管脚，34管脚接主芯片的20管脚，33管脚接主芯片的25管脚，32管脚的第一引线经10K的上拉电阻接3.3电压，第二引线接主芯片的29管脚，37管脚的第一引线经上拉电阻接3.3V电压，第二引线接主芯片的50管脚，30和31管脚接由25MHz的晶振Y2、电容C58、C61和电阻R53组成的时钟电路，29管脚接地，28管脚接3.3V电压，27管脚接网口J1的10管脚，25管脚接网口J1的11管脚，42、41、40、39、38管脚各自接一个10K的下拉电阻，45、44、43管脚由电阻R28、R28、R35、R36、R41和R42形成的电阻分压网络提供1.65V电压，48管脚接地，23管脚经电阻R58接地，22、20、17管脚各自经接地电容接地，14、16、19管脚接地，4、11、15、21管脚接3.3V电压， 1管脚经51欧的上拉电阻R24接3.3V电压，2管脚经51欧的上拉电阻R26接3.3V电压，3和9管脚接地，8管脚接3.3V电压且电压处设置去耦电容C59，10管脚经下拉电阻R55接地，10管脚接3.3V电压，电容C62、电阻R54、电阻R52和电容C57依次串联，W5500芯片的6管脚接在电容C57和电阻R52之间，5管脚接在电阻R54和电容C62之间，网口J1的1管脚经上拉电阻R26接3.3V电压，4管脚经上拉电阻R23接3.3V电压，2管脚经上拉电阻R24接3.3V电压，3管脚接电容C57，6管脚接电容C62，12管脚经上拉电阻R31接3.3V电压，9管脚经上拉电阻R37接3.3V电压，13和14管脚接地，电阻R52和电阻R54间接接地电容C60。
进一步地，报警电路由电阻R56、电容C63和光敏电阻RP1构成，电阻R56和所述电容C63并联且一端接VCC电压另一端接所述主芯片的36管脚，光敏电阻一端接主芯片的36管脚另一端接地。
Claims (4)
1.一种用于智慧城市的5G智能路灯控制系统，其特征在于，包括由主芯片及其主芯片外围电路构成的控制电路，所述主芯片外围电路包括时钟电路、LED指示灯电路、USB转串口模块电路、电池充电电路、分压电路、SRAM电路、JTAG电路、复位电路，由显示电路、存储器电路、摄像头电路、报警电路、传感器电路、按键电路、继电器驱动电路构成的外设电路，由Wi-Fi模块电路、5G通信模块电路、GPS模块、网口模块电路、NRF24L01无线模块电路、蓝牙模块、NB-IOT模块构成的通信电路，所述主芯片的型号为TMS320F2812，所述主芯片通过所述外设电路实现智能路灯系统输入输出功能，所述外设电路给所述控制电路提供输入输出信号，所述Wi-Fi模块电路和所述网口模块电路与服务器进行信息交互，提供信息传递通道，采用TCP-IP协议进行信息传输，支持802.11b/g/n标准，通过所述蓝牙模块可以与手机进行信息交互，通过所述NB-IOT模块可以连接至物联网，所述5G通信模块电路可以实时在线查看路灯工作状态，所述Wi-Fi模块电路由型号为EMW3080B的Wi-Fi芯片U1和外围电路构成，所述Wi-Fi芯片U1的9管脚接所述主芯片的91管脚，10管脚接所述主芯片的90管脚，11管脚接Wi-Fi RESET接口可以对Wi-Fi芯片U1进行复位，16管脚接3.3电压且接口处设置滤波电容1uF的C20、22uF的C21和22uF的C22，17管脚接地，19管脚接P1的1管脚，P1的2管脚接地，23管脚经电阻R2接3.3V电压，所述5G通信模块电路由型号为RM500Q的通信芯片U8、USIM卡插槽U16、LED指示灯和滤波电容C75组成，所述通信芯片U8的29、31、 35、 37管脚依次逐一接所述主芯片的59、 63、 110、 37管脚，GND管脚接地，2、4、70、72、74管脚接VCC电源，10管脚经LED指示灯、电阻R81接VCC电源，VCC电源处设置滤波电容C75，所述USIM卡插槽U16的1、2、3、5、6管脚依次逐一接所述通信芯片U8的34、28 、30、38、32管脚且各个管脚间各自接33P的接地电容，所述GPS模块由天线T1、型号为GPS_SKG16A的定位模块U15和外部电路组成，所述定位模块的30、31管脚依次逐一接所述主芯片的83、61管脚，1管脚接天线T1的2管脚，5管脚经电容C114接地，其余GND管脚直接接地，11管脚经接地电容C112、C113和磁珠B2接VDD电源，所述天线T1的1、3管脚接地，所述NRF24L01无线模块电路由型号为NRF24L01的无线芯片U10及外围电路组成，所述无线芯片U10的1、2、3、4、5、6管脚依次逐一接所述主芯片的89、87、34、34、40、41管脚，9和10管脚接由16MHz的晶振Y3、两个22pF的电容和1M的电阻构成的时钟电路，7和15管脚接VCC电源且VCC电源处设置去耦电容C80和C81，8和14管脚接地，19管脚接接地电容，20和17管脚接地，16管脚接下拉电阻R73，电感L7、L8和L9为∏型接法，电容C87为耦合电容两端分别接天线E1和电感L7，电容C89和C88为去耦电容分别接在电容C87的两端，所述无线芯片U10的13管脚接在电感L7和L8之间，12管脚第一引线接在电感L8和L9之间，第二引线接接地电容C92，11管脚经去耦电容C90、C91接电感L9，所述蓝牙模块由型号为HC-05的蓝牙芯片U4和外围电路组成，所述蓝牙芯片U4的1和2管脚逐一依次接所述主芯片的104和53管脚，12管脚接3.3V电压，13、21和22管脚接地，34管脚的第一引线经10K电阻R14接地，第二引线经开关K1接3.3V电压，32管脚经电阻R15和LED灯L3接地，所述NB-IOT模块由移远BC95芯片、三个瓷片电容和一个极性电容组成的滤波电容、一个发射天线构成，所述移远BC95芯片的1和2管脚之间接三个瓷片电容和一个极性电容组成的滤波电容其中2管脚接极性电容的正极，1管脚接极性电容的负极，2管脚还接VCC电源，3管脚经电阻R5接所述主芯片的98管脚,4管脚经电阻R7接所述主芯片的101管脚，5、6、7、8管脚依次逐一接所述主芯片的92、93、94、95管脚，9管脚经天线SMA1和电阻R12接地，10管脚经电阻R12接地，所述网口模块电路采用W5500芯片及其外围电路构成，支持TCP和IP协议，同时连接型号为RJ45的网口J1，所述W5500芯片的36管脚的第一引线接所述主芯片的157管脚，第二引线经10K的上拉电阻接3.3V电压，35管脚接所述主芯片的155管脚，34管脚接所述主芯片的20管脚，33管脚接所述主芯片的25管脚，32管脚的第一引线经10K的上拉电阻接3.3电压，第二引线接所述主芯片的29管脚，37管脚的第一引线经上拉电阻接3.3V电压，第二引线接所述主芯片的50管脚，30和31管脚接由25MHz的晶振Y2、电容C58、C61和电阻R53组成的时钟电路，29管脚接地，28管脚接3.3V电压，27管脚接所述网口J1的10管脚，25管脚接所述网口J1的11管脚，42、41、40、39、38管脚各自接一个10K的下拉电阻，45、44、43管脚由电阻R28、R28、R35、R36、R41和R42形成的电阻分压网络提供1.65V电压，48管脚接地，23管脚经电阻R58接地，22、20、17管脚各自经接地电容接地，14、16、19管脚接地，4、11、15、21管脚接3.3V电压， 1管脚经51欧的上拉电阻R24接3.3V电压，2管脚经51欧的上拉电阻R26接3.3V电压，3和9管脚接地，8管脚接3.3V电压且电压处设置去耦电容C59，10管脚经下拉电阻R55接地，10管脚接3.3V电压，电容C62、电阻R54、电阻R52和电容C57依次串联，所述W5500芯片的6管脚接在电容C57和电阻R52之间，5管脚接在电阻R54和电容C62之间，所述网口J1的1管脚经上拉电阻R26接3.3V电压，4管脚经上拉电阻R23接3.3V电压，2管脚经所述上拉电阻R24接3.3V电压，3管脚接电容C57，6管脚接电容C62，12管脚经上拉电阻R31接3.3V电压，9管脚经上拉电阻R37接3.3V电压，13和14管脚接地，电阻R52和电阻R54间接接地电容C60。
2.根据权利要求1所述的一种用于智慧城市的5G智能路灯控制系统，其特征在于，所述时钟电路包含两路时钟电路，第一时钟电路由电容C93、C94和晶振X1组成，所述第一时钟电路连接所述主芯片的76和77管脚，第二时钟电路由晶振U14及晶振外围电路组成，所述晶振U14的1管脚空置、2管脚接地、3管脚接所述主芯片的77管脚且设置接地电容C107、4管脚接3.3V电压且电压处设置电感和接地电容C98，所述LED指示灯电路由3.3V电压提供电源，电阻R45、R48、R50为330Ω的限流电阻，RGB指示灯LED1接所述主芯片的45、46和47管脚，所述USB转串口模块电路包括接插件连接器USB1、串口芯片U3，所述插件连接器USB1的4管脚接地，1管脚接VCC电源，2管脚与所述串口芯片U3的16管脚间接限流电阻R1168,3管脚的第一引脚接上拉电阻R10且由VCC电源提供电平，第二引脚接限流电阻R1368,所述串口芯片U3的27和28管脚接由晶振Y1、电容C7和电容C16组成的第三时钟电路，17管脚接3.3V电压，20管脚接VCC电源，26、25、21、18、7管脚接地，1、3、5管脚分别依次接所主芯片的48、49、72管脚，所述电池充电电路包括电池控制芯片U11、电池CN1，所述电池CN1的3和4管脚接地，1管脚为正极，2管脚为负极，1和2管脚接电容C97,2管脚接地，所述电池控制芯片U11的3管脚接所述电池CN1的1管脚，2管脚接地，4管脚接5V电压，5管脚接下拉电阻，1管脚的第一引线依次接上拉电阻R84、发光二极管D2的负极和5V电压，第二引线依次接发光二极管D1的正极、下拉电阻R83和地，所述分压电路包括分压芯片U13及外部元器件，所述分压芯片U13的3管脚接地，4管脚接下拉电阻R93，6管脚的第一引线接所述分压芯片的5管脚，第二引线接5V电压，6管脚和3管脚间接互相并联的电容C99、C100、C101，下拉电阻R96接发光二极管D5的阳极，9管脚接地，10管脚接下拉电阻，11管脚连接所述分压芯片的12管脚，12管脚接5V电压，9管脚和12管脚之间接电容C106，24管脚接23管脚，25管脚接下拉电阻R92,25管脚和23管脚之间接电阻R94、电容C102和电容C103，23管脚接1.8V电压，17管脚接18管脚，18管脚接3.3V电压，3.3V电压处接由电容C108和C110组成的去耦电容网络，3.3V电压还设置有上拉电阻R99和由电容C109和C111组成的去耦电容网络，所述电阻R99接所述主芯片的69管脚，所述SRAM电路包含SRAM芯片U12的11和33管脚接3.3V电压且设置滤波电容C104和C105,12和34管脚处接电容C104和C105的另外一端，SRAM芯片U12的A区端口接在所述主芯片的19BIT-XA区，I/O区端口接所述主芯片的16BIT-XD区，6、17、41管脚依次逐一接所述主芯片的133、84、42管脚，39、40管脚接地，所述JTAG电路的JTAG1连接所述主芯片的JTAG区，其中JTAG1的13和14管脚各接一个10K的上拉电阻和3.3V电压，所述复位电路接3.3V电压、上拉电阻R71和分压电阻R74，复位开关SW4接在上拉电阻和分压电阻R74之间，分压电阻R74另一管脚分别接所述主芯片的160管脚和接地电容C78，所述SRAM芯片的型号为CY7C1041CV33，所述串口芯片U3的型号为PL2303。
3.根据权利要求2所述的一种用于智慧城市的5G智能路灯控制系统，其特征在于，所述显示电路由OLED屏幕加外围电路构成，具有广视角和几乎无穷高的对比度，较低的功耗，其中13、14、15、18 、19管脚是通信管脚且依次逐一接所述主芯片的19BIT-XA区域的18、43 、80 、85、103管脚，电容C49、C50、C51和C52组成滤波电容接在3.3V电压处，6和9管脚接3.3V电压，所述存储器电路由存储器和外围电路构成，所述存储器的1、2、5 、7管脚依次逐一连接所述主芯片的16BIT-XD区域的68、 73 、74、96管脚且各自接一个4.5K的上拉电阻和3.3V电压，4管脚接3.3V电压，6管脚经电容C67接3.3V电压，3管脚接地且在电容C67和6管脚的连接线处有交点，所述摄像头电路采用OV7670图像传感器，所述OV7670图像传感器的1管脚接3.3V电压，2管脚接地，3至10管脚管依次逐一接所述主芯片ADC区的ADCINA0至ADCINA7管脚，11至18管脚依次逐一接所述主芯片ADC区的ADCINB7至ADCINB0管脚，所述报警电路由三极管Q1、电阻R57和蜂鸣器B1组成，三极管Q1的基极经电阻R57接所述主芯片的147管脚，集电极接3.3V电压，发射极接蜂鸣器，所述传感器电路由BM160传感器和外部电路构成，所述BM160传感器的2、3、14、13、12管脚依次逐一接所述主芯片的16BIT-XD区的XD0至XD4管脚，且14、13、12管脚各自经10K电阻接3.3V电压，1管脚经10K电阻接3.3V电压，5管脚接3.3V电压，8管脚接3.3V电压，6 、7管脚接地，所述按键电路的由三路按键SW1、SW2、SW3加10K上拉电阻组成且分别逐一接所述主芯片的XNM1、XINT2和XIN1管脚，所述继电器驱动电路由四路结构和功能相同的继电器电路组成分别依次接所述主芯片的XD14、XD15、XD16、XD7管脚，三极管Q5的基极经1K的电阻接在主芯片的XD14管脚，集电极接VCC电源，发射极的第一管脚接继电器DS4，第二管脚经电阻R7接在发光二极管LED5的阳极。
4.根据权利要求1所述的一种用于智慧城市的5G智能路灯控制系统，其特征在于，报警电路由电阻R56、电容C63和光敏电阻RP1构成，所述电阻R56和所述电容C63并联且一端接VCC电压另一端接所述主芯片的36管脚，所述光敏电阻一端接主芯片的36管脚另一端接地。
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