CN202652608U - 路灯控制系统及其数字控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种路灯控制系统及其数字控制器，其中该路灯控制系统包含有一远端控制平台、一连接至该远端控制平台的数据集中器、至少一通过电力线连接至该数据集中器的数字控制器及至少一连接至上述数字控制器的DALI调光器；由于电力线通讯技术基本上可令其电力线通讯信号传送数公里远；因此本实用新型可确实可用于LED路灯的控制；再者，由于本实用新型的传输媒介为目前已完全架设完成的电力线网络，因此在实施本实用新型时无须再配合道路电力线工程布设DALI信号线，即可轻易地完成架设。

Description

路灯控制系统及其数字控制器

技术领域

本实用新型涉及一种路灯控制系统，尤指一种通过电力线通讯接口达到LED路灯调光控制功效的路灯控制系统及其数字控制器。

背景技术

LED路灯以及相关智能照明系统为近年来技术研究的重点，由于既有的LED灯具有可数字控制的优点，如灯光开、关控制或亮度调控等等，因此已有相关人员对道路上所设置的LED路灯进行数字控制的研究。

目前较成熟的LED灯具数字控制技术，为一种采用数字定址调光接口(DALI；Digital Addressable Lighting Interface)的DALI调光系统，其主要包含有一DALI主控制器51及多个DALI副控制器52，应用时将多个DALI副控制器52分别设置于待控制LED灯具的控制端上；以数字定址调光接口来说，单一DALI主控制器51最多可同时控制64个DALI副控制器52，也就是可同时控制64组LED灯具，因此DALI调光系统被广泛使用于如舞台灯等多LED灯具的应用场合中，作不同灯光表演的控制。

是以，请参照图5所示，目前亦有相关研究是直接将上述DALI调光系统用于LED路灯的控制应用中；由于各盏LED路灯内设有可数字控制的电源供应器53，故可直接搭配连接DALI调光系统中的DALI副控制器52，如此一来多盏LED路灯即可被单一DALI主控制器51所各别控制；并且为方便使用者控制此DALI调光系统，可令该DALI主控制器连接有一控制平台50；如此，使用者可通过该控制平台50的操作，将灯光控制指令下达给DALI主控制器51，再由DALI主控制器51视灯光控制指令的对象及内容，进一步控制相应的DALI副控制器52，以实现LED路灯的数字调光控制。

请参照图6所示，上述直接将DALI标准调光系统应用于LED路灯调光控制看似可能，但事实上却有无法扩增控制LED路灯盏数的问题；由于DALI主控制器51与DALI副控制器52之间的传输距离受限于300公尺，而依道路上实际LED路灯设置距离，在300公尺内的LED路灯盏数仅为个位数，因此实际上根本无法实现以单一DALI主控制器51控制到64盏LED路灯的理想情况，使得目前要就大范围区域内的LED路灯全部进行数字控制仍有相当困难度；再者，由于DALI主、副控制器必须有特定DALI信号线54连接，因此上述DALI信号线54的布设必须再配合既有的道路电力线55工程的架设，使得整体实现困难度又增加一层，故有必要提出更佳的解决方案。

实用新型内容

有鉴于上述既有的DALI调光系统难以应用于现有LED路灯架构的缺点；故本实用新型主要目的是提供一种通过电力线通讯(PLC；Power LineCommunication)接口达到LED路灯调光控制功效的路灯控制系统及其数字控制器。

欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该路灯控制系统包含有：

一远端控制平台，输出控制LED路灯的调光数据资料；

一数据集中器，连接至该远端控制平台，以撷取该调光数据资料，并输出一包含有该调光数据资料的电力线通讯信号；

至少一数字控制器，通过电力线连接至该数据集中器，并撷取上述电力线通讯信号中所包含的调光数据资料，且将其转换为DALI控制信号；及

至少一DALI调光器，连接至上述数字控制器，并撷取上述DALI控制信号，且依据该DALI控制信号调整LED路灯的亮度。

由上述架构可知，本实用新型的数字控制器通过既有电力线网络连接至该远端控制平台，且该数据集中器与该数字控制器之间数据的传递是通过既有的电力线作为传输媒介以及电力线通讯信号作为调光数据资料传送的载体；又由于一般现有的电力线通讯技术基本上可令其电力线通讯信号传送数公里远；因此本实用新型确实可用于实现LED路灯的控制，且可控制范围区域可更为扩大；再者，由于本实用新型的传输媒介为目前已完全架设完成的电力线网络，因此在实施本实用新型时无须再配合道路电力线工程布设DALI信号线，即可轻易地完成架设。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：

图1为本实用新型的路灯控制系统的结构图。

图2为本实用新型的路灯控制系统的使用示意图。

图3为本实用新型的数字控制器电源供给部份的方块图。

图4为本实用新型的数字控制器信号处理部份的方块图。

图5为既有DALI标准调光系统的结构图。

图6为既有DALI标准调光系统的使用示意图。

附图标号：

10  远端控制平台            11  数据集中器

12  中继器                  20  数字控制器

200 电力线                  21  PLC通讯模块

211 模拟前端元件            212 PLC控制器

213 重置电路                214 指示灯

22  DALI主控制器            23  耦合模块

231 第一光耦合器            232 PLC转DALI转换器

233 第二光耦合器            30  调光器

31  DALI副控制器            32  电源供应器

40  旁路电阻                41  带通滤波器

42 交换式电源供应器         43  电源转换模块

50 近端控制平台             51  DALI主控制器

60 调光器                   600 电力线

61 DALI副控制器             62  电源供应器

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

请参照图1所示，为本实用新型的路灯控制系统，其包含有一远端控制平台10、一数据集中器11、至少一数字控制器20以及至少一Dail调光器30；其中：

上述远端控制平台10，输出控制LED路灯的调光数据资料；在本实施例中，连接至广域网络(WAN)中。

上述数据集中器11，连接至该远端控制平台10，且撷取该调光数据资料，并输出一包含有该调光数据资料的电力线通讯信号。

上述数字控制器20，通过电力线200连接至该数据集中器11，并撷取上述电力线通讯信号中所包含的调光数据资料，且将其转换为DALI控制信号；在本实施例中，上述数字控制器20包含有：

一PLC通讯模块21，藉通过电力线200连接至该数据集中器20，并将电力线通讯信号中所包含的调光数据资料撷取出来；及

一DALI主控制器22，连接至上述PLC通讯模块21，将该调光数据资料转换为DALI控制信号。

上述DALI调光器30，连接至上述数字控制器，并撷取上述DALI控制信号，且依据该DALI控制信号调整LED路灯的亮度；在本实施例中，上述DALI调光器30包含有：

一DALI副控制器31，连接至该DALI主控制器22，并撷取上述DALI控制信号，并将其DALI控制信号转换为调光信号；及

一电源供应器32，连接至该DALI副控制器31，并撷取上述调光信号，且据以调整LED路灯的亮度。

此外，为了能够进一步加大该数据集中器11与各数字控制器20之间的传输距离，故本实用新型进一步在两者之间串接一中继器12，用以加强上述电力线通讯信号的强度。

请参照图2所示，当数据集中器11利用既有的电力线200作为传输媒介且以该电力线通讯信号作为载体将上述调光数据资料输出时，上述数字控制器20可通过其PLC通讯模块21通过既有的电力线200撷取该调光数据资料，并据此控制该调光器30，进而调整LED路灯的亮度；由于电力线通讯技术信号传送可达数公里远，故能有效达到远端控制LED路灯的效果；再者，又因本实用新型的传输媒介为目前已完全架设完成的电力线网络，因此使用者藉此可轻易地架设本实用新型，而无需配合任何道路电力线工程。

以上说明是针对本实用新型的路灯控制系统是如何应用于LED路灯调光控制，且进一步阐述其动作原理；而以下说明则是针对本实施例的数字控制器20的内部结构加以说明，以及如何运用此结构达到上述效果。

首先，请参照图3所示，针对电源供给部份在本实施例中的数字控制器20包含有：

一旁路电阻40，连接至电力线200网络，并将电力线内的市电信号分为两种信号；其中第一信号作为电力线通讯信号使用，而第二信号则作为电源供应使用；

一带通滤波器41，通过该旁路电阻40连接至既有的电力线200网络，并令上述第二信号通过；且将上述作为电源供应使用的第二信号提供至LED路灯；

一交换式电源电路42，连接至上述带通滤波器41，并将上述第二信号转换为多组不同电压的第一直流电源信号；及

一电源转换模块43，连接至上述交换式电源电路42，以将该交换式电源电路42输出的其中一组直流电源信号转换出不同电压的第二直流电源信号(+5V、+3.3V、+1.5V)。

再者，请参照图4所示，针对信号处理部份，本实施例中的数字控制器20除包含有该PLC通讯模块21及该DALI主控制器22外，尚进一步包含有一耦合模块23，其中该PLC通讯模块21通过该耦合模块23连接至该DALI主控制器22；且该PLC通讯模块21与该DALI主控制器22均通过非同步传输接口(UART；Universal Asynchronous Receiver Transmitter)连接至该耦合模块23，并且：

上述PLC通讯模块21，包含有：

一模拟前端元件211，通过变压器耦合连接至电力线200供电网络，并收送该电力线200上的电力线通讯信号；

一PLC控制器212，连接至该模拟前端元件211，自该电力线通讯信号撷取出调光数据资料；

一重置电路213，连接至该PLC控制器，用以重新启动该PLC控制器；及

多个指示灯214，分别连接至该PLC控制器212，用以显示该PLC控制器212的状态。

上述耦合模块23，包含有：

一第一光耦合器231，连接至该PLC控制器212，作为信号隔离使用；

一PLC转DALI转换器232，连接于该第一光耦合器231，用以将该PLC通讯模块21输出的信号格式转换为该DALI主控制器22适用的信号格式；及

一第二光耦合器233，连接于该PLC转DALI转换器232与该DALI主控制器32之间，作为信号隔离使用。

由上述结构可知，本实用新型的数字控制器20通过电力线200网络接收来自数据集中器11所输出的对应调光数据资料，再将该调光数据资料转换为DALI控制信号，让来自数据集中器11的电力线通讯信号与DALI主控制器22相通；由于该数字控制器20包含有一个DALI主控制器22，故可控制包含有一个或多个DALI调光器30，其中就控制多个DALI调光器30的应用，可针对具有多个独立LED灯泡的LED路灯的各别控制功效。

由此可知，由于电力线通讯信号可达数公里远，故如图2所示，本实用新型确实可真正实现区域范围内LED路灯的控制；再者，若使用者欲增加操作者的数量以及扩大控制范围(大于数公里)的话，则可进一步架设其它数据集中器11在电力线200网络中；由于本实用新型的数据集中器11所设置位置以及数量并非唯一，故可藉此实现多人对多路灯(多对多)的控制架构；因此，综合以上所述，本实用新型确实能够实现LED路灯的控制的目的。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种路灯控制系统，其特征在于，包含有：

一远端控制平台，输出控制LED路灯的调光数据资料；

一数据集中器，连接至所述远端控制平台，且撷取所述调光数据资料，并输出一包含有所述调光数据资料的电力线通讯信号；

至少一数字控制器，通过电力线连接至所述数据集中器，并撷取所述电力线通讯信号中所包含的调光数据资料，且将其转换为DALI控制信号；及

至少一DALI调光器，连接至所述数字控制器，并撷取所述DALI控制信号，且依据所述DALI控制信号调整LED路灯的亮度。

2.如权利要求1所述的路灯控制系统，其特征在于，所述数字控制器包含有：

一PLC通讯模块，藉通过电力线连接至所述数据集中器，并将电力线通讯信号中所包含的调光数据资料撷取出来；及

一DALI主控制器，连接至所述PLC通讯模块，将所述调光数据资料转换为DALI控制信号。

3.如权利要求2所述的路灯控制系统，其特征在于，所述DALI调光器包含有：

一DALI副控制器，连接至所述DALI主控制器，并撷取所述DALI控制信号，并将其DALI控制信号转换为调光信号；及

一电源供应器，连接至所述DALI副控制器，并撷取所述调光信号，且据以调整LED路灯的亮度。

4.如权利要求3所述的路灯控制系统，其特征在于，所述数字控制器进一步包含有一耦合模块，其中所述PLC通讯模块与所述DALI主控制器均连接至所述耦合模块，并且：

所述PLC通讯模块，包含有：

一模拟前端元件，通过变压器耦合连接至电力线供电网络，并收送所述电力线上的电力线通讯信号；及

一PLC控制器，连接至所述模拟前端元件，自所述电力线通讯信号撷取出调光数据资料；

所述耦合模块，包含有：

一第一光耦合器，连接至所述PLC控制器，作为信号隔离使用；

一PLC转DALI转换器，连接于所述第一光耦合器，用以将所述PLC通讯模块输出的信号格式转换为所述DALI主控制器适用的信号格式；及

一第二光耦合器，连接于所述PLC转DALI转换器与所述DALI主控制器之间，作为信号隔离使用。

5.如权利要求4所述的路灯控制系统，其特征在于，所述PLC通讯模块与所述DALI主控制器通过非同步传输接口连接至所述耦合模块。

6.如权利要求5所述的路灯控制系统，其特征在于，所述PLC通讯模块，进一步包含有：

一重置电路，连接至所述PLC控制器，用以重新启动所述PLC控制器；及

多个指示灯，分别连接至所述PLC控制器，用以显示所述PLC控制器的状态。

7.如权利要求1至6中任一项所述的路灯控制系统，其特征在于，所述数字控制器进一步包含有：

一旁路电阻，连接至既有的电力线网络，并将电力线内的市电信号分为两种信号；其中第一信号作为电力线通讯信号使用，而第二信号则作为电源供应使用；

一带通滤波器，通过所述旁路电阻连接至既有的电力线网络，并令所述第二信号通过；且将所述作为电源供应使用的第二信号提供至LED路灯；

一交换式电源电路，连接至所述带通滤波器，并将所述第二信号转换为直流电源信号；及

一电源转换模块，连接至所述交换式电源电路，并且输出不同电压的直流电源信号；其中所述电源转换模块包含有多个不同种类的转换器。

8.如权利要求1至6中任一项所述的路灯控制系统，其特征在于，所述数据集中器与各数字控制器之间串接一中继器。

9.一种数字控制器，其特征在于，包含有：

一PLC通讯模块，取得包含有调光数据资料的电力线通讯信号，并将电力线通讯信号中所包含的调光数据资料撷取出来；及

一DALI主控制器，连接至所述PLC通讯模块，将所述调光数据资料转换为DALI控制信号。

10.如权利要求9所述的数字控制器，其特征在于，所述数字控制器进一步包含有一耦合模块，其中所述PLC通讯模块通过所述耦合模块连接至与所述DALI主控制器，并且：

所述PLC通讯模块，包含有：

一模拟前端元件，通过变压器耦合连接至电力线供电网络，并收送所述电力线上的电力线通讯信号；及

一PLC控制器，连接至所述模拟前端元件，自所述电力线通讯信号撷取出调光数据资料；

所述耦合模块，包含有：

一第一光耦合器，连接至所述PLC控制器，作为信号隔离使用；

一PLC转DALI转换器，连接于所述第一光耦合器，用以将所述PLC通讯模块输出的信号格式转换为所述DALI主控制器适用的信号格式；及

一第二光耦合器，连接于所述PLC转DALI转换器与所述DALI主控制器之间，作为信号隔离使用。

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