CN202773137U - 一种城市道路灯光能耗控制器 - Google Patents

Abstract

一种城市道路灯光能耗控制器，其特征是：机体外部包括机壳、显示LCD、操作键盘及各类接口，其机体内部包括测控模块1、温度采集模块2、数据采集模块3、显示模块4。所述的测控模块1主要由微控制器A（MCU）、RS485接口、RS232接口、I/O接口构成；所述的温度采集模块2主要由低功耗数字温度传感器TMP102、AD0管脚接口、RS485接口、RS232接口、开关量输出接口构成；所述的数据采集模块3主要由485通信接口、SN75176A串口转485接口芯片、150欧阻抗构成；所述的显示模块4由微控制器B（MCU）、LCD显示、键盘、RS232接口构成。微控制器中CPU单元发出采样、保护、通信、调试指令以保障城市道路灯光能耗控制器功能的执行。

Description

一种城市道路灯光能耗控制器

技术领域

本实用新型专利属机电自动化及其控制技术领域，特别是涉及到一种城市道路灯光能耗控制器。

背景技术

随着城市光彩工程的进一步建设，路灯覆盖区域越来越广，带来得管理问题也越来越多，比如人为的偷窃电能，违章施工、线路设备损坏导致的漏电，路灯灯管损坏等，诸多的问题都依赖于人工定期巡视检查，在增派人工、车辆的同时，依然不能很好解决问题发现不及时等问题，造成国家能源的大量浪费。

因此，在尽可能利用现有网络资源，降低系统整体开发难度、提供系统整体稳定性的前提下，本文选择了基站覆盖面较为广阔的联通WCDMA 3G制式作为通信的基础，把所有路灯片区的3G采集点数据汇聚到路灯能耗监管数据中心的服务器上，数据中心和3G采集子站点通过公网进行指令、数据的可靠传输。该系统是集计算机软件、信息采集、数据传输、网络数据通讯、数据分析、自动化控制技术为一体的高性能监管技术，是对路灯能耗计量信息化、自动化、联网监管的首创性科技手段。

发明内容

为了达到实现本实用新型专利之目的技术解决方案如下：

一种城市道路灯光能耗控制器，其特征是：机体外部包括机壳、显示LCD、操作键盘及各类接口，其机体内部包括测控模块1、温度采集模块2、数据采集模块3、显示模块4。所述的测控模块1主要由微控制器A（MCU）、RS485接口、RS232接口、I/O接口构成；所述的温度采集模块2主要由低功耗数字温度传感器TMP102、AD0管脚接口、RS485接口、RS232接口、开关量输出接口构成；所述的数据采集模块3主要由485通信接口、SN75176A串口转485接口芯片、150欧阻抗构成；所述的显示模块4由微控制器B（MCU）、LCD显示、键盘、RS232接口构成。

所述的一种城市道路灯光能耗控制器，其特征是测控模块1通过I/O接口与温度采集模块4连接，通过RS485接口与上位机或网关连接。

所述的一种城市道路灯光能耗控制器，其特征是温度采集模块2通过RS232接口与显示模块4连接，通过RS485接口与上位机或网关连接。

所述的一种城市道路灯光能耗控制器，其特征是所述的数据采集模块3中的SN75176A分别与电流接口、电压接口、开关量输入接口、开关输出接口连接、RS485接口、RS232接口连接。

所述的一种城市道路灯光能耗控制器，其特征是所述的显示模块4中的微控制器B（MCU）分别与LCD显示、键盘、RS232接口连接。

综合以上技术措施，所述的一种城市道路灯光能耗控制器，其特征是所述的微控制器A（MCU）程序模块中存有的采样、保护、通信、调试指令可以保障城市道路灯光能耗控制器功能的具体执行。

实施本实用新型专利可以获得的主要有益效果体现在以下几个方面：

1、可以有效防止人为的偷窃电能，违章施工、线路设备损坏导致的漏电情况，以及灯管损坏维修不及时给市民带了的工作不力的影响，大大节约了人力成本。

2、在预设的参数内，能按指定的程序对路灯能耗进行监控，记录所监控的参数，掌握城市道路路灯的运行情况，保证了安全运行。

3、实现了远程通信与远程控制，可编程状态设定，故障自动诊断，体积小，安装、使用方便。

附图说明

图1是本实用新型专利所说的城市道路灯光能耗控制器构成原理框图。

图2是本实用新型专利所说的测控系统模块构成框图示意图。

图3是本实用新型专利所说的温度采集模块主要电路示意图。

图4是本实用新型专利所说的数据采集模块主要电路示意图。

图5是本实用新型专利所说的显示模块主要电路示意图。

图6是是本实用新型专利所说的产品面板实施例示意图。

具体实施方式

参见附图给出实施例并作进一步的具体说明。机体外壳采用工程塑料压模成型，长9cm宽7.5cm高15cm,其上设有液晶显示LCD、操作功能键盘及各类接口如RS485接口、RS232接口。其机壳内部主要设有包括温度采集模块、数据采集模块、显示模块、电源的电路主板，所述的模块中的微控制器A（MCU）是nRF24LE1芯片。该芯片采用了Nordic最新的无线和超低功耗技术，在一个极小封装中集成了包括2.4GHz无线传输，增强型51 Flask高速单片机，丰富外设及接口等的单片Flash芯片，是一个综合了性能及成本的完美结合，很适合应用于各种2.4GHz的产品设计。该芯片的作用有其三：1、内嵌2.4Ghz低功耗无线收发内核；2、强大的运算能力对采样的数据进行运算，和设定值进行比较，如超出范围，则启动相应动作；3、内置了128 bit AES硬件加密和硬件随机数产生器件，这在通信协议加密和安全性上提供了硬件保障，提升了软件处理效率，降低了软件复杂性。4、通过通信口把数据和报警信息上报给LCD显示。所述的电流接口、电压接口、开关量输入接口、RS485接口、RS232接口、开关量输出接口分别与nRF24LE1各引脚连接。所述的显示模块中的微控制器B选用的是P89C668芯片，该芯片具有80C51 中央处理单元；内置可ISP(在系统编程)和IAP(在应用编程)的Flash 存储器，Boot ROM 可通过串口访问从而升级下载用户程序；每个机器周期6 个时钟周期操作标准，每个机器周期12 个时钟周期操作可选，周期12 个时钟周期下速度高达33MHz；8K字节RAM和64K字节FLASH；4 个中断优先级，8 个中断源；自带串行接口序列；5路可编程的计数器阵列PCA(PWM输出，捕捉/比较，高速输出三种工作方式)。该芯片的相关引脚分别与 LCD显示、键盘、RS232接口连接。

测控模块通过RS232接口与显示模块连接，通过RS485接口与上位机或网关连接。测控模块由外挂SDRAM、FLASH和时钟复位等电路组成；EEPROM用来保存本机运行参数、网络配置参数、场景配置参数和告警信息等。开关量输入接口，采集外部输入的开关量输入，采用光电隔离。开关量输出接口，驱动继电器，给外部接触器提供开关量输出信号。RS485接口，实现和上位机通讯，需支持Modbus协议。采用光电隔离，RS232接口。和显示模块一起提供人机界面，采用私有协议进行通讯。

温度采集模块采用低功耗数字温度传感器TMP102，其工作模式下的最大静态电流仅为 10uA，关断模式下的最大电流仅为 1uA。在 -25℃ 至 +85℃ 温度范围内的误差可精确至 0.5℃，支持 12 位精度，测量精度可达 0.0625℃。通过AD0管脚可配置I2C访问地址，本设计AD0管脚接VCC，故I2C硬件地址为1001001X。

数据采集模块接口为485接口，通信协议采用标准的MODBUS协议，选用SN75176A串口转485接口芯片，采用平衡的150欧阻抗匹配。通过对管脚2/3的控制，控制常态处于收数据状态，当有采集事件触发时，切换到发状态，发送读命令数据到数字电表，然后等待电表回传电量数据。

显示模块通过RS232接口和测控模块进行通讯，完成所选参数的显示。比如道路名称、实时电流、实时电压、瞬时功率、路灯状态等。

本实用新型专利电源为内置ACDC电源，工作时3路三相电压输入，3路三相电流输入，200VAC。其次，采用1节1800m A.H的锂电池作为电源备份，其充电保护IC选择的是LTC4065L芯片，无需外接MOS管，即可提供250mA的充电电流。正常工作时，电池一直处于浮空状态，当电网掉电，切换到电池提供能量给节点正常工作。

Claims (4)

1.一种城市道路灯光能耗控制器，其特征是：机体外部包括机壳、显示LCD、操作键盘及各类接口，其机体内部包括测控模块1、温度采集模块2、数据采集模块3、显示模块4、所述的测控模块1主要由微控制器A（MCU）、RS485接口、RS232接口、I/O接口构成；所述的温度采集模块2主要由低功耗数字温度传感器TMP102、AD0管脚接口、RS485接口、RS232接口、开关量输出接口构成；所述的数据采集模块3主要由485通信接口、SN75176A串口转485接口芯片、150欧阻抗构成；所述的显示模块4由微控制器B（MCU）、LCD显示、键盘、RS232接口构成。

2.根据权利要求1所述的一种城市道路灯光能耗控制器，其特征是测控模块（1）通过I/O接口与显示模块（4）连接，通过RS485接口与上位机或网关连接。

3.根据权利要求1所述的一种城市道路灯光能耗控制器，其特征是所述的测控模块（1）中的微控制器A（MCU）分别与数据采集模块(3)、电流接口、电压接口、开关量输入接口、开关量输出接口、RS485接口、RS232接口连接。

4.根据权利要求1所述的一种城市道路灯光能耗控制器，其特征是所述的显示模块（4）中的微控制器B（MCU）分别与LCD显示、键盘、RS232接口连接。

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