CN1450842A - 路灯单灯监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种路灯的监控系统。现有系统不能准确测出亮灯率，不能及时发现单灯故障和故障元件，不利于维护。本发明包括设置在路灯灯杆或灯具内的单灯监控单元和设置在路灯开关控制箱内的单灯监控终端；单灯监控单元内设有用于检测光源工作状态的电流和电压相位测量模块和用于与单灯监控终端通讯的电力载波模块；单灯监控终端内设有与单灯监控单元通讯的电力载波模块；单灯监控终端通过电力载波通讯采集单灯监控单元测量到的光源工作状态。采用本系统即可自动、准确测量出路灯亮灯率，同时可以自动检测出路灯单灯的故障，并且可以自动测出具体路灯的供电电压。

Description

路灯单灯监控系统
技术领域
本发明涉及一种自动化系统，尤其是一种路灯的监控系统。
背景技术
现代城市要求路灯的亮灯率在98％以上，如果路灯不能正常工作，不仅影响城市的形象，还会引发交通安全事故。判断路灯的亮灯率和控制路灯的开启是通过路灯监控系统来实现的。现有的路灯监控系统是将一条街的路灯并联成为几条支路，然后由路灯开关控制箱控制其电源。路灯开关控制箱内安装的RTU(远程终端单元)具有控制、测量和通讯功能。控制功能就是RTU可以控制所辖街道路灯的打开和关闭；测量功能就是测量路灯线路的电流和电压；通讯功能就是可以与路灯管理中心联系，一方面RTU接收控制命令在指定时刻控制路灯的开关，另一方面把测量到的电流和电压值传回管理中心用于故障诊断。管理中心根据电流的大小判断路灯的亮灯率。然而，由于单灯中补偿电容的影响、环境温度的影响、光源老化而导致负载特性改变、更换光源后导致电流变化等诸多因素，再加上很多路灯是并联在一起的，因此根据整体电流分析亮灯率只能得到非常粗糙的结果。另外，由于该监控系统只是对整体线路的监控，而不能判断出具体哪个路灯有故障，路灯的维护是靠路灯管理所开车巡查或者是市民打电话，因此不能及时发现单灯故障，维护成本也比较高。
另外，一条街道的线路往往比较长，最后一个路灯的供电电压往往不足，了解末端电压的实时情况也是必要的，现有系统不能自动测量出具体路灯的供电电压。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够准确测量出路灯亮灯率，并且可以自动检测出路灯单灯的故障的路灯单灯监控系统。
本发明是这样实现这一目的：路灯单灯监控系统包括设置在路灯灯杆或灯具内的单灯监控单元和设置在路灯开关控制箱内的单灯监控终端；单灯监控单元内设有用于检测光源工作状态的电流和电压相位测量模块和用于与单灯监控终端通讯的电力载波模块；单灯监控终端内设有与单灯监控单元通讯的电力载波模块；单灯监控终端通过电力载波通讯采集单灯监控单元测量到的光源工作状态。
所述的电力载波模块包括发送单元和接收单元，发送单元把数字信息变成特殊的电信号，加载到电力线上，接收单元检测这种电信号并还原成为数字信息，从而使得两个电力载波模块可以互相通讯。具体说，发送方首先把要发送的数字信息编码，然后用这个编码控制加载到电力线的高频载波信号，接收方检测高频载波信号，就得到发送方的编码，最后通过计算恢复成为数字信息，这样就实现了通讯。
所述的单灯监控单元测量光源工作状态就是通过测量电流和电压的相位差辨别单灯是否正常工作，即正常工作状态下，则电流电压的相位差不超过30度；如果单灯断路，则只有电压信号而没有电流信号；如果光源失效，则电流电压的相位差大约是90度；如果补偿电容失效，则电流电压的相位差大约是-45度。
单灯监控单元内设有用于测量单灯供电电压的模块，可以测量供电电压(尤其是末端电压)值，再通过电力载波模块传送到单灯检测终端。
本发明的进一步改进，单灯监控终端通过通讯口与设置在路灯开关控制箱内的远程终端单元交换信息，把检测结果发送到远程终端单元，由它把信息发送到管理中心。
采用本系统即可自动、准确测量出路灯亮灯率，同时可以自动检测出路灯单灯的故障和故障元件，并且可以自动测出具体路灯的供电电压。
附图说明
图1为本发明的系统示意图；
图2为本发明的单灯示意图。
具体实施方式
如图1所示，路灯单灯监控系统包括设置在路灯灯杆或灯具内的单灯监控单元和设置在路灯开关控制箱内的单灯监控终端。单灯监控单元内设有用于检测光源工作状态的电流和电压相位测量模块、用于与单灯监控终端通讯的电力载波模块和用于测量单灯供电电压的模块。单灯监控终端内设有与单灯监控单元通讯的电力载波模块、键盘、显示器。单灯监控终端通过电力载波通讯采集单灯监控单元测量到的光源工作状态，通过显示器显示出来。
测量单灯供电电压的模块，可以测量单灯供电电压值，再通过电力载波模块传送到单灯检测终端。
如图2所示，一个单灯(图中虚线框内)通常包括补偿电容、镇流器、触发器和光源。电流传感器与单灯串联，用于测量电流的过零时间；电压传感器与单灯并联，用于测量电压的过零时间。过零时间差就是即时相位差，单片机可据此计算出电流和电压的相位差。
根据电流和电压相的位差，可以辨别单灯是否正常工作。典型的情况如下：由于补偿电容的目的就是使得单灯具有足够的功率因素(减小相位差)，所以光源正常发光时，相位差不超过30度；如果光源失效，则电路中的电流几乎都是由补偿电容引起，此时相位差是90度；如果单灯断路，则只有电压信号而没有电流信号；如果补偿电容失效，则电流电压的相位差大约是-45度。由相位差即可判断出单灯的工作状态。
电力载波模块包括发送单元和接收单元，发送单元把数字信息变成特殊的电信号，加载到电力线上，接收单元检测这种电信号并还原成为数字信息，从而使得两个电力载波模块可以互相通讯。具体说，发送方首先把要发送的数字信息编码，然后用这个编码控制加载到电力线的高频载波信号，接收方检测高频载波信号，就得到发送方的编码，最后通过计算恢复成为数字信息，这样就实现了通讯。编码就是把数字信息分解成为一系列的脉冲，解码就是在接收了这些脉冲后，还原成为数字信息。
单灯监控终端通过通讯口与设置在路灯开关控制箱内的远程终端单元交换信息，把检测结果发送到远程终端单元，由它把信息发送到管理中心。每个单元可以设置一个地址，该地址与路灯灯杆的编号对应。单灯监控终端每隔一段时间就逐个查询监控单元，从而读取到每个光源的电流和电压的相位差，最终判断工作状态。远程终端单元每隔一段时间就读取一次监控终端中的数据，并把有故障的灯杆编号发送到管理中心。操作员还可以直接使用单灯监控终端的人机键盘显示器查询光源的工作状态，也可以在管理中心进行查询。

Claims (5)

1、路灯单灯监控系统，其特征在于该系统包括设置在路灯灯杆或灯具内的单灯监控单元和设置在路灯开关控制箱内的单灯监控终端；单灯监控单元内设有用于检测光源工作状态的电流和电压相位测量模块和用于与单灯监控终端通讯的电力载波模块；单灯监控终端内设有与单灯监控单元通讯的电力载波模块；单灯监控终端通过电力载波通讯采集单灯监控单元测量到的光源工作状态。
2、如权利要求1所述的路灯单灯监控系统，其特征在于所述的单灯监控单元测量光源工作状态就是通过测量电流和电压的相位差辨别单灯是否正常工作。
3、如权利要求1所述的路灯单灯监控系统，其特征在于所述单灯监控单元内设有用于测量单灯供电电压的模块。
4、如权利要求1所述的路灯单灯监控系统，其特征在于所述的电力载波模块包括发送单元和接收单元。
5、如权利要求1所述的路灯单灯监控系统，其特征在于所述单灯监控终端通过通讯口与设置在路灯开关控制箱内的远程终端单元交换信息，把检测结果发送到远程终端单元，由它把信息发送到管理中心。
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