CN203423825U - 小型路灯节点控制器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种小型路灯节点控制器，包括：底板、电表计量芯片和电力线载波通讯芯片，其中，底板包括板体和集成在板体上的电力线载波通讯耦合电路、PWM/电压调节功率输出电路、继电器开关灯控制电路和电源电路；电源电路一端与电力线相连，另一端与电表计量芯片、电力线载波通讯芯片相连；电力线载波通讯耦合电路与电力线相连，电力线载波通讯芯片与电力线载波通讯耦合电路相连；电表计量芯片与电力线载波通讯芯片相连；PWM/电压调节功率输出电路、继电器开关灯控制电路均与电力线载波通讯芯片相连；底板上设置有多个插槽，电表计量芯片和电力线载波通讯芯片为插针式结构。该控制器采用集成电路以及插槽设计，体积非常小，成本较低。
Description
技术领域
本申请涉及电力技术领域，特别是涉及一种小型路灯节点控制器。
背景技术
路灯控制器广泛应用于市政道路、高速公路、桥梁、隧道、园林、码头、观光景灯、体育广场、游乐场所、广告灯箱等公共照明环境。
现有的路灯控制器通常用来控制路灯的开关和亮度等，并且控制器大多只是简单的通过光电探测来控制路灯的开关，环境光亮度变低就自动打开路灯，环境光亮度变高就自动关闭路灯。
通过对现有技术研究，申请人发现，现有的路灯控制器存在功能单一的问题，主要是对多个路灯进行集中管理，而不能有效地控制单个路灯和准确了解单个路灯单个节点的运行状态，同时也存在体积较大的问题，这种外形较大的路灯控制器一方面成本较高，另一方面难以与LED灯具厂商配合安装在灯具内部，不利于推广应用。
实用新型内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种小型路灯节点控制器，采用集成电路技术，并且结合电力线载波进行通讯，以解决现有路灯控制器功能单一以及体积较大的问题。
为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：
一种路灯控制器，包括：底板、电表计量芯片和电力线载波通讯芯片，其中，
所述底板包括板体和集成在板体上的电力线载波通讯耦合电路、PWM/电压调节功率输出电路、继电器开关灯控制电路和电源电路；
所述电源电路的输入端与接入路灯的电力线相连接，输出端分别与电表计量芯片和电力线载波通讯芯片相连接；
所述电力线载波通讯耦合电路与接入路灯的电力线相连接，所述电力线载波通讯芯片与所述电力线载波通讯耦合电路相连接；
所述电表计量芯片与所述电力线载波通讯芯片相连接；
所述PWM/电压调节功率输出电路、继电器开关灯控制电路均与所述电力线载波通讯芯片相连接；
所述底板上设置有多个插槽，所述电表计量芯片和所述电力线载波通讯芯片为插针式结构，并且所述电表和所述电力线载波通讯芯片插入在所述底板上的不同插槽内。
优选地，所述电表计量芯片包括：
与接入路灯的电力线相连接，用于采集所述电力线电压信号的电压互感器；
与所述电压互感器相连接，用于对所述电压信号进行处理得到模拟电压信号的电压采样处理电路；
与所述继电器开关灯控制电路相连接，用于采集所述继电器开关灯控制电路电流信号的电流互感器；
与所述电流互感器相连接，用于对所述电流信号进行处理得到模拟电流信号的电流采样电路；
与所述电压采样处理电路和电流采样电路相连接，用于对所述模拟电压信号和模拟电流信号进行模数转换得到数字信号的模数转换电路；
与所述模数转换电路相连接，用于对所述数字信号进行数据处理的电表处理芯片。
优选地，所述电力线载波通讯芯片通过SPI接口与所述电表处理芯片相连接。
优选地，所述电力线载波通讯芯片通过GPIO接口与所述继电器开关灯控制电路相连接。
优选地，进一步包括：与所述电力线载波通讯芯片通过GPIO接口相连接的LED显示屏。
由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该小型路灯节点控制器中，利用电力线载波通讯芯片可以接收经由电力线传输的且用于控制路灯的控制指令，并将这些控制指令发送给PWM/电压调节功率输出电路或继电器开关 灯控制电路，以完成对路灯进行的远程控制，另外，电表计量芯片还可以采集路灯的电流、电压、功率以及功率因数等数据，并且将这些采集到的数据经过电力线载波通讯芯片发送到电力线上，以便对路灯进行远程监控。
同时，该路灯控制器采用集成电路设计，并且电力线载波通讯芯片和电表均采用插针式的独立模块，可以直接插在底板上，使得该路灯控制器的体积非常小，易于将其集成于常见的LED灯的灯体内且只用一颗MCU，成本较低，利于结合LED灯具厂商推广。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种小型路灯节点控制器的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种小型路灯节点控制器的电路图；
图3为本申请实施例提供的电表计量芯片的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的一种小型路灯节点控制器的结构示意图。
如图1所示，该小型路灯节点控制器包括：底板1、电表计量芯片2和电力线载波通讯芯片3，其中，底板1上设置有电路，并且底板1上设置有多个插槽，电表计量芯片2和电力线载波通讯芯片3均为独立的插针式结构，并 且电表计量芯片2和电力线载波通讯芯片3插入在底板1上的不同插槽内，进而与底板1相连接。
底板1作为该小型路灯节点控制器的载体，为电表计量芯片2、电力线载波通讯芯片3以及其他电路提供承载。
在本申请实施例中，底板1采用集成电路设计，包括：板体和集成在板体上的多个电路，其中，板体1为常见的电路印刷板体，图2为本申请实施例提供的小型路灯节点控制器的电路图，如图2所示，图中8为电力线，多个电路可以包括：电力线载波通讯耦合电路4、PWM/电压调节功率输出电路5、继电器开关灯控制电路6和电源电路7。
电源电路7的输入端与电力线8相连接，输出端与电表1、电力线载波通讯芯片2相连接，用于向二者进行供电。在本申请实施例中，电源电路7可以包括：滤波电路和稳压电路，并且电源电路7输出的直流DC16V和DC5V。
在底板1上电力线载波通讯耦合电路4上设置有一个插槽（图中未示出），电力线载波通讯芯片3的针式结构与电力线载波通讯耦合电路4上的插槽相连接，而电力线载波通讯耦合电路4与电力线8相连接，如图2所示，这样电力线载波通讯芯片3就可以通过电力线载波通讯耦合电路4接收经由电力线8传输的控制指令。
PWM/电压调节功率输出电路5、继电器开关灯控制电路6均与所述电力线载波通讯芯片3相连接，当电力线载波通讯芯片3接收到控制指令后，可以根据控制指令的类型发送给PWM/电压调节功率输出电路5或继电器开关灯控制电路6。
PWM/电压调节功率输出电路5与路灯的负载相连接，通过调节PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）输出信号的占空比，并且将PWM输出信号通过功能电路转换成电压调节信号，用来控制路灯的光信号线输出，即控制路灯的亮暗。
继电器开关灯控制电路6与路灯的负载相连接，通过控制继电器的闭合或断开用来控制路灯的通电或断电，进而控制路灯的开启或关闭。在本申请实施例中，继电器开关灯控制电路6可以通过GPIO接口与电力线载波通讯芯片3相连接。
电表计量芯片2也为插针式结构，并且插入到底板1上的插槽内，电表 计量芯片2可以检测电力线的电压，而且还可以对继电器的电流进行检测，进而可以实现对路灯的电流、电压、功率以及功率因数的检测。电表计量芯片2与电力线载波通讯芯片3相连接，电表计量芯片2可以将检测到的数据通过电力线载波通信芯片3发送出去，以便可以对路灯进行远程监控。
图3为本申请实施例提供的电表的结构示意图。
如图3所示，电表计量芯片2包括：电压互感器21、电压采样电路22、电流互感器23、电流采样电路24、模数转换电路25和电表处理芯片26。
电压互感器21与接入路灯的电力线相连接，用于采集电力线上的电压信号。
电压采样处理电路22与电压互感器21相连接，用于对采集到的电压信号进行处理得到模拟电压信号。
电流互感器23与继电器开关灯控制电路6相连接，用于采集继电器开关灯控制电路6上的电流信号。该电流信号可以表征路灯的开启或关闭。
电流采样电路24与电流互感器23相连接，用于对采集到的电流信号进行处理得到模拟电流信号。
模数转换电路25与电压采样处理电路22和电流采样电路24相连接，用于对模拟电压信号和模拟电流信号进行模数转换得到数字信号。在本申请实施例中，模数转换电路25可以为模数转换器。
电表处理芯片26的输入端与模数转换电路25的输出端相连接，用于对所述数字信号进行数据处理，以得到路灯的电流、电压、功率以及功率因数等数据。在本申请实施例中，电表处理芯片26可以采用CS5463芯片。另外，电表处理芯片26通过SPI接口与电力线载波通讯芯片相连接，并且在CS5463芯片内还可以设置温度传感器，用于调整温度漂移误差，进一步提高测量精度。
此外，在本申请实施例中，电力线载波通讯芯片可以采用RISE3701芯片，在RISE3701芯片内集成有电表功能，这样就可以省去电表计量芯片2。
在本申请的其他实施例中，为了方便现场人员对路灯的检修或维护，如图2所示，该小型路灯节点控制器还可以包括：LED显示屏9。
LED显示屏9通过GPIO接口与电力线载波通讯芯片3相连接，用于显 示电力线载波通讯芯片3接收到的控制指令或者将电表计量芯片2检测到的数据进行显示。
由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该小型路灯节点控制器中，利用电力线载波通讯芯片可以接收经由电力线传输的且用于控制路灯的控制指令，并将这些控制指令发送给PWM/电压调节功率输出电路或继电器开关灯控制电路，以完成对路灯的远程控制，另外，电表还可以采集路灯的电流、电压、功率以及功率因数等数据，并且将这些采集到的数据经过电力线载波通讯芯片发送到电力线上，以便对路灯进行远程监控。
同时，该路灯控制器采用集成电路设计，并且电力线载波通讯芯片和电表均采用插针式的独立模块，可以直接插在底板上，使得该路灯控制器的体积非常小，易于将其集成于常见的LED灯的灯体内且只用一颗MCU，成本较低低，利于结合LED灯具厂商推广。
以上对本申请所提供的一种小型路灯节点控制器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
需要说明的是，在本文中，诸如“大于”或“超过”或“高于”或“小于”或“低于”等之类的关系描述，均可以理解为“大于且不等于”或“小于且不等于”，也可以理解为“大于等于”或“小于等于”，而不一定要求或者暗示必须为限定的或固有的一种情况。
另外，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且 还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
需要说明的是，以上所述仅仅是本申请技术方案的一部分优选具体实施方式，使本领域技术人员能够充分理解或实现本申请，而不是全部的实施例，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，基于以上实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理，不做出创造性劳动前提下，还可以做出多种显而易见的修改和润饰，通过这些修改和润饰所获得的所有其他实施例，都可以应用于本申请技术方案，这些都不影响本申请的实现，都应当属于本申请的保护范围。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种小型路灯节点控制器，其特征在于，包括：底板、电表计量芯片和电力线载波通讯芯片，其中，
所述底板包括板体和集成在板体上的电力线载波通讯耦合电路、PWM/电压调节功率输出电路、继电器开关灯控制电路和电源电路；
所述电源电路的输入端与接入路灯的电力线相连接，输出端分别与电表计量芯片和电力线载波通讯芯片相连接；
所述电力线载波通讯耦合电路与接入路灯的电力线相连接，所述电力线载波通讯芯片与所述电力线载波通讯耦合电路相连接；
所述电表计量芯片与所述电力线载波通讯芯片相连接；
所述PWM/电压调节功率输出电路、继电器开关灯控制电路均与所述电力线载波通讯芯片相连接；
所述底板上设置有多个插槽，所述电表计量芯片和所述电力线载波通讯芯片为插针式结构，并且所述电表计量芯片和所述电力线载波通讯芯片插入在所述底板上的不同插槽内。
2.根据权利要求1所述的小型路灯节点控制器，其特征在于，所述电表计量芯片包括：
与接入路灯的电力线相连接，用于采集所述电力线电压信号的电压互感器；
与所述电压互感器相连接，用于对所述电压信号进行处理得到模拟电压信号的电压采样处理电路；
与所述继电器开关灯控制电路相连接，用于采集所述继电器开关灯控制电路电流信号的电流互感器；
与所述电流互感器相连接，用于对所述电流信号进行处理得到模拟电流信号的电流采样电路；
与所述电压采样处理电路和电流采样电路相连接，用于对所述模拟电压信号和模拟电流信号进行模数转换得到数字信号的模数转换电路；
与所述模数转换电路相连接，用于对所述数字信号进行数据处理的电表处理芯片。
3.根据权利要求2所述的小型路灯节点控制器，其特征在于，所述电力线载波通讯芯片通过SPI接口与所述电表处理芯片相连接。
4.根据权利要求3所述的小型路灯节点控制器，其特征在于，所述电力线载波通讯芯片通过GPIO接口与所述继电器开关灯控制电路相连接。
5.根据权利要求4所述的小型路灯节点控制器，其特征在于，进一步包括：与所述电力线载波通讯芯片通过GPIO接口相连接的LED显示屏。
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