CN202773153U - 一种基于电力载波通信的双灯控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及路灯智能控制领域，具体是涉及路灯智能控制系统中的双灯控制器。本实用新型的一种基于电力载波通信的双灯控制器，包括MCU微控制单元、电源模块、载波通信模块、A灯电能量采集模块、B灯电能量采集模块、A灯亮度调节模块、B灯亮度调节模块、存储电路、A灯亮/灭控制模块、A灯控制结果反馈模块、B灯亮/灭控制模块、B灯控制结果反馈模块、灯具故障判断模块、外置串口通信电路和工作状态指示电路。通过增设A灯/B灯控制结果反馈模块，对A灯和B灯的控制结果进行检测，使监管人员在远程即可查询被控制路灯是否正常亮/灭；通过灯具故障判断模块，可及时发现并定位有故障的路灯，方便监管人员的管理。本实用新型应用于双灯控制器。

Description

一种基于电力载波通信的双灯控制器

技术领域

本实用新型涉及路灯智能控制领域，具体是涉及一种路灯智能控制系统中的双灯控制器。

背景技术

随着我国城市化步伐的加快，城市照明建设作为体现城市形象的作用日益受到重视。在城市照明的控制管理范围日益扩大的同时，建设发展也对城市照明也提出了更高更新的要求。其中，路灯作为城市照明的一个重要组成部分，是城市照明管理的重点。

目前路灯的控制管理方式主要有路灯线路集中控制、单杆路灯控制两种。根据建设部、国家发展和改革委员会《关于加强城市照明管理促进节约用电工作意见》( 建城[2004]204号)的要求，大城市的亮灯率要达到 97％，中小城市的亮灯率要达到 95％。城市中作为景观照明的路灯要讲究亮度与色彩的科学配置，单灯/双灯控制方式则可准确判断亮灯率，可随意控制单盏/双盏路灯的开关等，显然能够很好的满足国家发展和改革委员会的要求。但是现有的单灯/双灯控制方式中使用的单灯/双灯控制器并没有包含对路灯控制结果的反馈信号的处理，不能及时发现和定位有故障的路灯，给监管人员带来不便。本实用新型主要针对双灯控制器的上述问题进行改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种应用于路灯智能控制系统中的双灯控制器，在该双灯控制器内增设控制结果反馈模块以及灯具故障判断模块，对路灯的控制结果进行检测，以便及时发现和定位有故障的路灯，方便监管人员的管理。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种基于电力载波通信的双灯控制器，包括MCU微控制单元、电源模块、载波通信模块、A灯电能量采集模块、B灯电能量采集模块、A灯亮度调节模块、B灯亮度调节模块、存储电路、A灯亮/灭控制模块、A灯控制结果反馈模块、B灯亮/灭控制模块、B灯控制结果反馈模块、灯具故障判断模块、外置串口通信电路和工作状态指示电路。所述电源模块的电源端连接至MCU微控制单元的电源端，为MCU微控制单元以及连接至MCU微控制单元的电路模块进行供电。所述载波通信模块的输入端连接至MCU微控制单元的输出端，所述A灯电能量采集模块的输入输出端、B灯电能量采集模块的输入输出端、A灯亮度调节模块的输入输出端、B灯亮度调节模块的输入输出端、存储电路的输入输出端、灯具故障判断模块的输入输出端、外置串口通信电路的输入输出端和工作状态指示电路的输入输出端连接至MCU微控制单元的输入输出端。所述A灯亮/灭控制模块的输入端连接至MCU微控制单元的输出端，A灯亮/灭控制模块的输出端连接至A灯控制结果反馈模块的输入端，A灯控制结果反馈模块的输出端连接至MCU微控制单元的输入端。所述B灯亮/灭控制模块的输入端连接至MCU微控制单元的输出端，B灯亮/灭控制模块的输出端连接至B灯控制结果反馈模块的输入端，B灯控制结果反馈模块的输出端连接至MCU微控制单元的输入端。

进一步的，A灯亮/灭控制模块包括继电器JDQ1、二极管D1、三极管Q1、电阻R1、电阻R11、电阻R13和电容C1，继电器JDQ1的常开端和常闭端分别连接路灯电缆的火线进线和火线出线，继电器JDQ1与二极管D1并联后的一端连接至A灯控制结果反馈模块，同时通过电阻R1连接至电源模块的电源端，并联后的另一端连接三极管Q1的C极，三极管Q1的E极接地，三极管Q1的B极连接电容C1的一端、电阻R11的一端和电阻R13的一端，电容C1的另一端和电阻R11的另一端接地，电阻R13的另一端连接至MCU微控制单元的RELAY管脚。其中，所述三极管Q1是型号为S8050的三极管。

进一步的，A灯控制结果反馈模块包括光耦E1、二极管D3、电容C3、电阻R3、电阻R5、电阻R7和电阻R15。A灯亮/灭控制模块的输出电压，经过串联连接的电阻R3、电阻R5、电阻R7降压后，再通过光耦E1隔离后，反馈给MCU微控制单元；二极管D3与光耦E1并联连接，对其进行保护以免反向击穿；光耦E1和MCU微控制单元之间还设有起整形滤波作用的、并联连接的电阻R15和电容C3。其中，所述光耦E1是型号为K1010-K35的光耦。

进一步的，B灯亮/灭控制模块包括继电器JDQ2、二极管D2、三极管Q2、电阻R2、电阻R12、电阻R14和电容C5，继电器JDQ2的常开端和常闭端分别连接路灯电缆的火线进线和火线出线，继电器JDQ2与二极管D2并联后的一端连接至B灯控制结果反馈模块，同时通过电阻R2连接至电源模块的电源端，并联后的另一端连接三极管Q2的C极，三极管Q2的E极接地，三极管Q2的B极连接电容C2的一端、电阻R12的一端和电阻R14的一端，电容C2的另一端和电阻R12的另一端接地，电阻R14的另一端连接至MCU微控制单元的RELAY管脚。其中，所述三极管Q2是型号为S8050的三极管。

进一步的，B灯控制结果反馈模块包括光耦E2、二极管D4、电容C4、电阻R4、电阻R6、电阻R8和电阻R16。B灯亮/灭控制模块的输出电压，经过串联连接的电阻R4、电阻R6、电阻R8降压后，再通过光耦E2隔离后，反馈给MCU微控制单元；二极管D4与光耦E2并联连接，对其进行保护以免反向击穿；光耦E2和MCU微控制单元之间还设有起整形滤波作用的、并联连接的电阻R16和电容C4。其中，所述光耦E2是型号为K1010-K35的光耦。

本实用新型采用上述电路结构，通过增设A灯/B灯控制结果反馈模块，对A灯和B灯的控制结果进行检测，使监管人员在远程即可查询被控制的路灯是否正常亮/灭，无须亲自到现场；通过灯具故障判断模块，可及时发现并定位有故障的路灯，方便监管人员的管理。

附图说明

图1是本实用新型的电路模块框图；

图2是本实用新型的实施例的A灯亮/灭控制模块的电路原理图；

图3是本实用新型的实施例的A灯控制结果反馈模块的电路原理图；

图4是本实用新型的实施例的B灯亮/灭控制模块的电路原理图；

图5是本实用新型的实施例的B灯控制结果反馈模块的电路原理图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

现有的双灯控制方式中使用的双灯控制器并没有包含对路灯控制结果的反馈信号的处理，不能及时发现和定位有故障的路灯，给监管人员带来不便，本实用新型针对上述问题，提出了一种基于电力载波通信的双灯控制器。

如图1所示，该基于电力载波通信的双灯控制器包括MCU微控制单元1、电源模块2、载波通信模块3、A灯电能量采集模块4、B灯电能量采集模块5、A灯亮度调节模块6、B灯亮度调节模块7、存储电路8、A灯亮/灭控制模块9、A灯控制结果反馈模块10、B灯亮/灭控制模块11、B灯控制结果反馈模块12、灯具故障判断模块13、外置串口通信电路14和工作状态指示电路15。

其中，所述电源模块2的电源端连接至MCU微控制单元1的电源端，为MCU微控制单元1以及连接至MCU微控制单元1的电路模块进行供电。所述载波通信模块3的输入端连接至MCU微控制单元1的输出端；所述A灯电能量采集模块4的输入输出端、B灯电能量采集模块5的输入输出端、A灯亮度调节模块6的输入输出端、B灯亮度调节模块7的输入输出端、存储电路8的输入输出端、灯具故障判断模块13的输入输出端、外置串口通信电路14的输入输出端和工作状态指示电路15的输入输出端连接至MCU微控制单元1的输入输出端。

所述A灯亮/灭控制模块9的输入端连接至MCU微控制单元1的输出端，A灯亮/灭控制模块9的输出端连接至A灯控制结果反馈模块10的输入端，A灯控制结果反馈模块10的输出端连接至MCU微控制单元1的输入端。所述B灯亮/灭控制模块11的输入端连接至MCU微控制单元1的输出端，B灯亮/灭控制模块11的输出端连接至B灯控制结果反馈模块12的输入端，B灯控制结果反馈模块12的输出端连接至MCU微控制单元1的输入端。

其中，载波通信模块3一般是由滤波电路、功放电路和耦合电路实现，调制信号通过滤波电路滤波后，进入功放电路放大，最后经过耦合电路进入电力线信道中传输。

A灯电能量采集模块4、B灯电能量采集模块5、A灯亮度调节模块6和B灯亮度调节模块7用于采集A灯和B灯的相应数据，并传输给MCU微控制单元1。

存储电路8用户存储MCU微控制单元1接收到的各种数据，以及MCU微控制单元1处理的中间数据。

A灯亮/灭控制模块9用于对A路灯的亮、灭进行控制。作为一个具体实施例，如图2所示，A灯亮/灭控制模块9包括继电器JDQ1、二极管D1、三极管Q1、电阻R1、电阻R11、电阻R13和电容C1，继电器JDQ1的常开端和常闭端分别连接路灯电缆的火线进线和火线出线，继电器JDQ1与二极管D1并联后的一端连接至A灯控制结果反馈模块10，同时通过电阻R1连接至12v的电源，并联后的另一端连接三极管Q1的C极，三极管Q1的E极接地，三极管Q1的B极连接电容C1的一端、电阻R11的一端和电阻R13的一端，电容C1的另一端和电阻R11的另一端接地，电阻R13的另一端连接至MCU微控制单元1的RELAY管脚。其中，所述三极管Q1是型号为S8050的三极管。

上述A灯亮/灭控制模块9中，Lin为电缆火线进线，Lout为经A灯亮/灭控制模块9控制后的火线出线，其与路灯连接；N为零线。当MCU微控制单元1的RELAY管脚输出高电平时，晶体管Q1饱和导通，C极（集电极）变为低电平，因此继电器JDQ1线圈通电，触点位置打到常开点，此时Lin与Lout断开。

其中，继电器JDQ1采用12v驱动，触点容量10A，平时正常工作状态下Lin与Lout接继电器JDQ1的常闭端，以节省功耗。三极管Q1可视为控制开关，选取VCBO≈VCEOR≧24V，放大倍数在120-240之间。电阻R1与电阻R13主要起限流作用，以降低三极管Q1的功耗。电阻R11和电容C1可使三极管Q1可靠截止。与继电器JDQ1的线圈并联的二极管D1为保护二极管，由于线圈的电感在断电的瞬间，线圈两端将产生较高的反向电压，这个电压与电源电压叠加，很可能超过三极管Q1的最大反向击穿电压，使三极管Q1击穿损坏，而二极管D1的作用就是消除这个反向电压的影响，以防止电路元件的损坏，保护电路的正常工作。

A灯控制结果反馈模块10将A灯亮/灭控制模块9对A灯的控制结果反馈给MCU微控制单元1。作为一个具体实施例，如图3所示，A灯控制结果反馈模块10包括光耦E1、二极管D3、电容C3、电阻R3、电阻R5、电阻R7和电阻R15。A灯亮/灭控制模块9的输出电压，经过串联连接的电阻R3、电阻R5、电阻R7降压后，再通过光耦E1隔离后，反馈给MCU微控制单元1；二极管D3与光耦E1并联连接，对其进行保护以免反向击穿；光耦E1和MCU微控制单元1之间还设有起整形滤波作用的、并联连接的电阻R15和电容C3。其中，所述光耦E1是型号为K1010-K35的光耦。

A灯控制结果反馈模块10采集路灯侧电压，经降压、光耦隔离后反馈给MCU微控制单元1。若拉闸控制成功，MCU微控制单元1得到低电平信号，若拉闸控制不成功，MCU微控制单元1得到高电平信号，从而得到路灯的控制结果。其中，电阻R3、电阻R5、电阻R7为降压电阻，二极管D3在220v交流电负半周保护光耦E1不至于被反向击穿，光耦E1起隔离作用，电阻R15与电容C3起滤波整形作用。

作为一个具体实施例，如图4所示，B灯亮/灭控制模块11包括继电器JDQ2、二极管D2、三极管Q2、电阻R2、电阻R12、电阻R14和电容C5，继电器JDQ2的常开端和常闭端分别连接路灯电缆的火线进线和火线出线，继电器JDQ2与二极管D2并联后的一端连接至B灯控制结果反馈模块，同时通过电阻R2连接至12v电源，并联后的另一端连接三极管Q2的C极，三极管Q2的E极接地，三极管Q2的B极连接电容C2的一端、电阻R12的一端和电阻R14的一端，电容C2的另一端和电阻R12的另一端接地，电阻R14的另一端连接至MCU微控制单元1的RELAY管脚。其中，所述三极管Q2是型号为S8050的三极管。

作为一个具体实施例，如图5所示，B灯控制结果反馈模块12包括光耦E2、二极管D4、电容C4、电阻R4、电阻R6、电阻R8和电阻R16。B灯亮/灭控制模块11的输出电压，经过串联连接的电阻R4、电阻R6、电阻R8降压后，再通过光耦E2隔离后，反馈给MCU微控制单元1；二极管D4与光耦E2并联连接，对其进行保护以免反向击穿；光耦E2和MCU微控制单元1之间还设有起整形滤波作用的、并联连接的电阻R16和电容C4。其中，所述光耦E2是型号为K1010-K35的光耦。

上述B灯亮/灭控制模块11和A灯亮/灭控制模块9的电路组成相同，B灯控制结果反馈模块12和A灯控制结果反馈模块10的电路组成相同，其各组成器件的作用也相同，因此这里不再赘述。当然，上述实施方式仅为实现本实用新型的功能的一种，也可以使用其他电路实现。

灯具故障判断模块13是对连接的路灯各种故障进行巡检和判断。

通过外置串口通信电路14，MCU微控制单元1可连接外围设备。

工作状态指示电路15可对路灯的实时运行状态进行指示，方便监管人员在现场观察。

上述灯具故障判断模块13、外置串口通信电路14和工作状态指示电路15均为现有技术，本领域的技术人员可查阅相关资料获得。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。 

Claims (9)

1.一种基于电力载波通信的双灯控制器，其特征在于：包括：

MCU微控制单元、电源模块、载波通信模块、A灯电能量采集模块、B灯电能量采集模块、A灯亮度调节模块、B灯亮度调节模块、存储电路、A灯亮/灭控制模块、A灯控制结果反馈模块、B灯亮/灭控制模块、B灯控制结果反馈模块、灯具故障判断模块、外置串口通信电路和工作状态指示电路；

所述电源模块的电源端连接至MCU微控制单元的电源端，为MCU微控制单元以及连接至MCU微控制单元的电路模块进行供电；

所述载波通信模块的输入端连接至MCU微控制单元的输出端；

所述A灯电能量采集模块的输入输出端、B灯电能量采集模块的输入输出端、A灯亮度调节模块的输入输出端、B灯亮度调节模块的输入输出端、存储电路的输入输出端、灯具故障判断模块的输入输出端、外置串口通信电路的输入输出端和工作状态指示电路的输入输出端连接至MCU微控制单元的输入输出端；

所述A灯亮/灭控制模块的输入端连接至MCU微控制单元的输出端，A灯亮/灭控制模块的输出端连接至A灯控制结果反馈模块的输入端，A灯控制结果反馈模块的输出端连接至MCU微控制单元的输入端；

所述B灯亮/灭控制模块的输入端连接至MCU微控制单元的输出端，B灯亮/灭控制模块的输出端连接至B灯控制结果反馈模块的输入端，B灯控制结果反馈模块的输出端连接至MCU微控制单元的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种基于电力载波通信的双灯控制器，其特征在于：所述A灯亮/灭控制模块包括继电器JDQ1、二极管D1、三极管Q1、电阻R1、电阻R11、电阻R13和电容C1；继电器JDQ1与二极管D1并联后的一端连接至A灯控制结果反馈模块，同时该端还通过电阻R1连接至电源模块的电源端；继电器JDQ1与二极管D1并联后的另一端连接三极管Q1的C极，三极管Q1的E极接地，三极管Q1的B极连接电容C1的一端、电阻R11的一端和电阻R13的一端，电容C1的另一端和电阻R11的另一端接地，电阻R13的另一端连接至MCU微控制单元。

3.根据权利要求2所述的一种基于电力载波通信的双灯控制器，其特征在于：所述三极管Q1是型号为S8050的三极管。

4.根据权利要求2所述的一种基于电力载波通信的双灯控制器，其特征在于：所述A灯控制结果反馈模块包括光耦E1、二极管D3、电容C3、电阻R3、电阻R5、电阻R7和电阻R15；A灯亮/灭控制模块的输出电压，经过串联连接的电阻R3、电阻R5、电阻R7降压后，再通过光耦E1隔离后，反馈给MCU微控制单元；二极管D3与光耦E1并联连接，对其进行保护以免反向击穿；光耦E1和MCU微控制单元之间还设有起整形滤波作用的、并联连接的电阻R15和电容C3。

5.根据权利要求4所述的一种基于电力载波通信的双灯控制器，其特征在于：所述光耦E1是型号为K1010-K35的光耦。

6.根据权利要求1所述的一种基于电力载波通信的双灯控制器，其特征在于：所述B灯亮/灭控制模块包括继电器JDQ2、二极管D2、三极管Q2、电阻R2、电阻R12、电阻R14和电容C5；继电器JDQ2与二极管D2并联后的一端连接至B灯控制结果反馈模块，同时该端还通过电阻R2连接至电源模块的电源端；继电器JDQ2与二极管D2并联后的另一端连接三极管Q2的C极，三极管Q2的E极接地，三极管Q2的B极连接电容C2的一端、电阻R12的一端和电阻R14的一端，电容C2的另一端和电阻R12的另一端接地，电阻R14的另一端连接至MCU微控制单元。

7.根据权利要求6所述的一种基于电力载波通信的双灯控制器，其特征在于：所述三极管Q2是型号为S8050的三极管。

8.根据权利要求6所述的一种基于电力载波通信的双灯控制器，其特征在于：所述B灯控制结果反馈模块包括光耦E2、二极管D4、电容C4、电阻R4、电阻R6、电阻R8和电阻R16；B灯亮/灭控制模块的输出电压，经过串联连接的电阻R4、电阻R6、电阻R8降压后，再通过光耦E2隔离后，反馈给MCU微控制单元；二极管D4与光耦E2并联连接，对其进行保护以免反向击穿；光耦E2和MCU微控制单元之间还设有起整形滤波作用的、并联连接的电阻R16和电容C4。

9.根据权利要求8所述的一种基于电力载波通信的双灯控制器，其特征在于：所述光耦E2是型号为K1010-K35的光耦。

Images