CN205793570U - 智慧城市照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了智慧城市照明控制系统，包括工作站、集中控制器、载波集中器、载波终端及若干个路灯组件，每一路灯组件上均配备有单灯控制器；单灯控制器包括控制模块、信号采集模块、电源管理模块、无线通信模块及电源驱动模块；还包括备用电源组件，备用电源组件包括蓄电池、充电模块及供电模块，充电模块和供电模块均与蓄电池相连，供电模块与控制模块、电源驱动模块及无线通信模块均相连。在电力线缆发生故障时，通过单灯控制器和备用电源组件的设置，既能将故障信息传输给集中控制器，又不影响路灯组件正常的照明工作。

Description

智慧城市照明控制系统

技术领域

本实用新型涉及控制系统领域，尤其是涉及智慧城市照明控制系统。

背景技术

随着中国城市化建设的不断深入、经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，城市道路、夜景照明已成为城市文明的标志和城市文化的代表。随着计算机技术以及通信技术的发展，路灯控制系统已从过去的人工管理模式转变为远程智能监控模式。较前者而言，远程智能监控模式可对远程路灯和电源实施遥控、遥测及摇监等功能，同时，它还具有能源利用率高、资源浪费小及维护费用低的优点。但是现有的路灯控制系统依然存在实时互动性差、自适应调节能力弱及应急处理缺失的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的上述问题，提供智慧城市照明控制系统，在电力线缆发生故障时，通过单灯控制器和备用电源组件的设置，既能将故障信息传输给集中控制器，又不影响路灯组件正常的照明工作。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：

智慧城市照明控制系统，包括工作站、可与工作站通信的集中控制器、与集中控制器相连的载波集中器、与载波集中器相配合的载波终端及若干个路灯组件，每一路灯组件上均配备有用于控制路灯组件运行且与载波终端相连的单灯控制器；

单灯控制器包括与载波终端相互通信的控制模块、信号采集模块、电源管理模块、无线通信模块及与路灯组件相连的电源驱动模块，信号采集模块、电源管理模块、电源驱动模块及无线通信模块均与控制模块相连，电源管理模块与电源驱动模块和无线通信模块均相连；

还包括备用电源组件，备用电源组件包括蓄电池、充电模块及供电模块，充电模块和供电模块均与蓄电池相连，供电模块与控制模块、电源驱动模块及无线通信模块均相连。

本实用新型中，集中控制器可通过GPRS模块或者通过以太网实现与工作站的通信，这样，便于工作站远程监控集中控制器，进而实现对每一单灯控制器的监控。载波集中器与载波终端之间的配合可实现单灯控制器与集中控制器之间的通信，这样，单灯控制器可接受集中控制器的命令。利用电力载波通信，则不需要再铺设通信线路，不仅降低了成本，也为单灯控制器的安装带来了方便。单灯控制器用于控制与之相对应地路灯组件，其中，信号采集模块用于采集路灯组件运行的数据信息；电源管理模块用于将市电转化成能为电源驱动模块和无线通信模块供电的低电压；电源驱动模块用于驱动路灯组件的开关及调压；无线通信模块作为备用通信器，可实现两单灯控制器之间信息的传输。当电力线缆发生故障或者被盗时，则是由备用电源组件对电源驱动模块和无线通信模块进行供电。其中，充电模块用于控制电力线缆在正常运行时对蓄电池的充电工作；供电模块则用于释放电能为控制模块、电源驱动模块及无线通信模块供电。控制模块作为主控器，可以以现有的软件在嵌入式设备中编程或者可编程逻辑器件等来实现对各个模块运行的控制。

应用时，每一单灯控制器均具有唯一的地址码，这样，集中控制器则可通过某一单灯控制器反馈的信息下达命令去控制与该单灯控制器相对应的路灯组件的开关、关灯、调压。当某一段电力线缆发生故障或者被盗时，位于该段上的路灯组件则会处于断电及失联的状态。这时，控制模块则向供电模块发出信号，使其对各个功能模块进行供电，这样，路灯组件在可及时恢复工作的状态。而信号采集模块所采集的信息则经控制模块传输至无线通信模块，再通过无线通信模块之间的无线传输，将该信息传输至电力线缆路段正常区域内的单灯控制器上，再通过该单灯控制器将带有损坏路段地址码信息及其他数据信息通过电力载波通信反馈至集中控制器。在工作站获知故障信息以及故障路段的其他数据信息后，则再次通过正常区域内的单灯控制器，将附有特定地址码的指令通过无线通信模块传输给具有该地址码的单灯控制器上以实现对路灯组件的控制。

可见，在电力线缆发生故障时，本实用新型通过单灯控制器及备用电源组件的设置，既能将故障信息传输给集中控制器以判断出故障路段的具体地址和故障类型，又不会影响路灯组件正常的照明工作。

为避免浪费能源，进一步地，所述控制模块内设置有数据传输选择电路，数据传输选择电路上设置有继电器，继电器包括动触点、第一静触点和第二静触点；

当动触点与第一静触点闭合且与第二静触点断开时，所述信号采集模块采集的信号则通过控制模块传送至所述载波终端；

当动触点与第二静触点闭合且与第一静触点断开时，所述信号采集模块采集的信号则通过控制模块传送至所述无线通信模块。

通过继电器的设置，可控制信息数据的传输方式，即在电力载波通信和无线通信之间进行二选一，这样，可避免造成能源的浪费。当电力线缆均处于正常状态时，则信号采集模块所采集的数据信息以及集中控制器所下达的命令则是通过电力载波来实现单灯控制器与集中控制器之间的通信。而当某一段电力线缆发生故障时，正常段的通信方式依然为电力载波，而故障段的单灯控制器与集中控制器之间的通信则是分段来进行，其中一段是通过无线通信模块实现故障段单灯控制器与正常段单灯控制器之间的通信，另一段则是通过电力载波实现该正常段单灯控制器与集中控制器之间的通信，通过这样分段式的传输方式来实现集中控制器对故障段单灯控制器的控制。

进一步地，所述信号采集模块包括电流采集模块、电压采集模块、亮度采集模块及红外感应模块。本实用新型中，电流采集模块用于采集路灯组件的电流信息，电压采集模块用于采集路灯组件的电压信息，亮度采集模块用于采集室外环境的光亮程度，红外感应模块用于采集人或者车辆信息。通过电流采集模块和电压采集模块所采集的信息可以判断路灯组件的工作状况，通过亮度采集模块所采集的信息可以判断路灯组件所照明的亮度是否满足需求，通过红外感应模块可以根据所采集的信息来判断路灯组件是否需要启动。通过这些信息数据的反馈可便于集中控制器对各个单灯控制器进行控制，同时，也可降低功耗。

为实现电源驱动模块对路灯组件的驱动控制，进一步地，所述电源驱动模块包括开关电路和调光电路。开关电路则用于控制路灯组件的开和光；调光电路用于调节路灯组件的功率。

为实现无线通信模块之间的无线通信，进一步地，所述无线通信模块为RF射频芯片或者蓝牙芯片。

进一步地，所述路灯组件上还设置有与所述电源管理模块电性连接的充电接口。充电接口的设置可实现对移动终端设备的应急充电，为人们的生活带来便利。

为便于直观地观察信号采集模块所采集的数据信息，进一步地，还包括与所述控制模块相连的显示模块。

为便于直观地观察信号采集模块所采集的数据信息，进一步地，还包括与所述控制模块相连的指示模块。

进一步地，所述路灯组件包括主灯和副灯。通常情况下，电源驱动模块用于驱动主灯进行照明工作，当主灯发生故障时才驱动副灯进行照明。这样，可避免维修期间路灯组件处于停运状态。

进一步地，还包括与所述控制模块相互通信的移动终端。集中控制器可通过GPRS模块或者GSM模块实现与移动终端的通信，这样，便于工作站远程监控集中控制器，进而实现对每一单灯控制器的监控。集中控制器包括ARM9处理系统。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型中，当某一段电力线缆发生故障或者被盗时，位于该段上的路灯组件则会处于断电及失联的状态。这时，控制模块则向供电模块发出信号，使其对各个功能模块进行供电，这样，路灯组件在可及时恢复工作的状态。而信号采集模块所采集的信息则经控制模块传输至无线通信模块，再通过无线通信模块之间的无线传输，将该信息传输至电力线缆路段正常区域内的单灯控制器上，再通过该单灯控制器将带有损坏路段地址码信息及其他数据信息通过电力载波通信反馈至集中控制器。在工作站获知故障信息以及故障路段的其他数据信息后，则再次通过正常区域内的单灯控制器，将附有特定地址码的指令通过无线通信模块传输给具有该地址码的单灯控制器上以实现对路灯组件的控制。可见，本实用新型通过单灯控制器及备用电源组件的设置，既能将故障信息传输给集中控制器以判断出故障路段的具体地址和故障类型，又不会影响路灯组件正常的照明工作。

附图说明

图1为本实用新型所述的智慧城市照明控制系统的结构框图；

图2为本实用新型所述的智慧城市照明控制系统中单灯控制器和备用电源组件的结构框图；

图3为本实用新型所述的智慧城市照明控制系统中工作站和集中控制器的结构框图。

附图中附图标记所对应的名称为：1、集中控制器，2、单灯控制器，3、路灯组件，4、载波集中器，5、载波终端，6、信号采集模块，7、电源管理模块，8、电源驱动模块，9、无线通信模块，10、蓄电池，11、充电模块，12、供电模块，13、工作站，14、电压采集模块，15、电流采集模块，16、亮度采集模块，17、继电器，18、显示模块，19、指示模块，20、开关电路，21、调光电路，22、控制模块，23、主灯，24、副灯，25、充电接口，26、移动终端，27、红外感应模块。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型做进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1至图3所示，智慧城市照明控制系统，包括工作站13、可与工作站13通信的集中控制器1、与集中控制器1相连的载波集中器4、与载波集中器4相配合的载波终端5及若干个路灯组件3，每一路灯组件3上均配备有用于控制路灯组件3运行且与载波终端5相连的单灯控制器2；

单灯控制器2包括与载波终端相互通信的控制模块22、信号采集模块6、电源管理模块7、无线通信模块9及与路灯组件3相连的电源驱动模块8，信号采集模块6、电源管理模块7、电源驱动模块8及无线通信模块9均与控制模块22相连，电源管理模块7与电源驱动模块8和无线通信模块9均相连；

还包括备用电源组件，备用电源组件包括蓄电池10、充电模块11及供电模块12，充电模块11和供电模块12均与蓄电池10相连，供电模块12与控制模块22、电源驱动模块8及无线通信模块9均相连。

本实施例中，集中控制器1可通过GPRS模块或者通过以太网实现与工作站的通信，这样，便于工作站13远程监控集中控制器1，进而实现对每一单灯控制器2的监控。载波集中器4与载波终端5之间的配合可实现单灯控制器2与集中控制器1之间的通信，这样，单灯控制器2可接受集中控制器1的命令。利用电力载波通信，则不需要再铺设通信线路，不仅降低了成本，也为单灯控制器2的安装带来了方便。

单灯控制器2用于控制与之相对应地路灯组件3，其中，信号采集模块用于采集路灯组件3运行的数据信息；电源管理模块7用于将市电转化成能为电源驱动模块8和无线通信模块9供电的低电压；电源驱动模块8用于驱动路灯组件3的开关及调压；无线通信模块9作为备用通信器，可实现两单灯控制器2之间信息的传输。当电力线缆发生故障或者被盗时，则是由备用电源组件对电源驱动模块8和无线通信模块9进行供电。其中，充电模块11用于控制电力线缆在正常运行时对蓄电池10的充电工作；供电模块12则用于释放电能为控制模块22、电源驱动模块8及无线通信模块9供电。控制模块22作为主控器，可以以现有的软件在嵌入式设备中编程或者可编程逻辑器件等来实现对各个模块运行的控制。

应用时，每一单灯控制器2均具有唯一的地址码，这样，集中控制器1则可通过某一单灯控制器2反馈的信息下达命令去控制与该单灯控制器2相对应的路灯组件3的开关、关灯、调压。当某一段电力线缆发生故障或者被盗时，位于该段上的路灯组件3则会处于断电及失联的状态。这时，控制模块22则向供电模块12发出信号，使其对各个功能模块进行供电，这样，路灯组件3在可及时恢复工作的状态。而信号采集模块6所采集的信息则经控制模块22传输至无线通信模块9，再通过无线通信模块9之间的无线传输，将该信息传输至电力线缆路段正常区域内的单灯控制器2上，再通过该单灯控制器2将带有损坏路段地址码信息及其他数据信息通过电力载波通信反馈至集中控制器1。在工作站13获知故障信息以及故障路段的其他数据信息后，则再次通过正常区域内的单灯控制器2，将附有特定地址码的指令通过无线通信模块9传输给具有该地址码的单灯控制器2上以实现对路灯组件3的控制。

可见，在电力线缆发生故障时，本实施例通过单灯控制器2及备用电源组件的设置，既能将故障信息传输给集中控制器1以判断出故障路段的具体地址和故障类型，又不会影响路灯组件3正常的照明工作。

为避免浪费能源，优选地，所述控制模块22内设置有数据传输选择电路，数据传输选择电路上设置有继电器17，继电器17包括动触点、第一静触点和第二静触点；

当动触点与第一静触点闭合且与第二静触点断开时，所述信号采集模块6采集的信号则通过控制模块22传送至所述载波终端5；

当动触点与第二静触点闭合且与第一静触点断开时，所述信号采集模块6采集的信号则通过控制模块22传送至所述无线通信模块9。

通过继电器17的设置，可控制信息数据的传输方式，即在电力载波通信和无线通信之间进行二选一，这样，可避免造成能源的浪费。当电力线缆均处于正常状态时，则信号采集模块6所采集的数据信息以及集中控制器1所下达的命令则是通过电力载波来实现单灯控制器2与集中控制器1之间的通信。而当某一段电力线缆发生故障时，正常段的通信方式依然为电力载波，而故障段的单灯控制器2与集中控制器1之间的通信则是分段来进行，其中一段是通过无线通信模块9实现故障段单灯控制器2与正常段单灯控制器2之间的通信，另一段则是通过电力载波实现该正常段单灯控制器2与集中控制器1之间的通信，通过这样分段式的传输方式来实现集中控制器1对故障段单灯控制器2的控制。

优选地，所述信号采集模块6包括电流采集模块15、电压采集模块14、亮度采集模块16及红外感应模块27。本实施例中，电流采集模块15用于采集路灯组件3的电流信息，电压采集模块14用于采集路灯组件3的电压信息，亮度采集模块16用于采集室外环境的光亮程度，红外感应模块27用于采集人或者车辆信息。通过电流采集模块15和电压采集模块14所采集的信息可以判断路灯组件3的工作状况，通过亮度采集模块16所采集的信息可以判断路灯组件3所照明的亮度是否满足需求，通过红外感应模块27可以根据所采集的信息来判断路灯组件是否需要启动。通过这些信息数据的反馈可便于集中控制器1对各个单灯控制器2进行控制，同时，也可降低功耗。在应用时，可每隔两个路灯组件3设置有红外感应模块27，这样，既可节能又不妨碍夜晚的照明工作。

为实现电源驱动模块8对路灯组件3的驱动控制，优选地，所述电源驱动模块8包括开关电路20和调光电路21。开关电路20则用于控制路灯组件2的开和光；调光电路21用于调节路灯组件3的功率。

为实现无线通信模块9之间的无线通信，优选地，所述无线通信模块9为RF射频芯片或者蓝牙芯片。

为便于直观地观察信号采集模块6所采集的数据信息，优选地，还包括与所述控制模块22相连的显示模块18。还包括与所述控制模块22相连的指示模块19。

优选地，还包括与所述控制模块22相互通信的移动终端26。集中控制器1可通过GPRS模块或者GSM模块实现与移动终端26的通信，这样，便于工作站13远程监控集中控制器1，进而实现对每一单灯控制器2的监控。集中控制器1包括ARM9处理系统。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.智慧城市照明控制系统，其特征在于：包括工作站（13）、可与工作站（13）通信的集中控制器（1）、与集中控制器（1）相连的载波集中器（4）、与载波集中器（4）相配合的载波终端（5）及若干个路灯组件（3），每一路灯组件（3）上均配备有用于控制路灯组件（3）运行且与载波终端（5）相连的单灯控制器（2）；

单灯控制器（2）包括与载波终端相互通信的控制模块（22）、信号采集模块（6）、电源管理模块（7）、无线通信模块（9）及与路灯组件（3）相连的电源驱动模块（8），信号采集模块（6）、电源管理模块（7）、电源驱动模块（8）及无线通信模块（9）均与控制模块（22）相连，电源管理模块（7）与电源驱动模块（8）和无线通信模块（9）均相连；

还包括备用电源组件，备用电源组件包括蓄电池（10）、充电模块（11）及供电模块（12），充电模块（11）和供电模块（12）均与蓄电池（10）相连，供电模块（12）与控制模块（22）、电源驱动模块（8）及无线通信模块（9）均相连。

2.根据权利要求1所述的智慧城市照明控制系统，其特征在于：所述控制模块（22）内设置有数据传输选择电路，数据传输选择电路上设置有继电器（17），继电器（17）包括动触点、第一静触点和第二静触点；

当动触点与第一静触点闭合且与第二静触点断开时，所述信号采集模块（6）采集的信号则通过控制模块（22）传送至所述载波终端（5）；

当动触点与第二静触点闭合且与第一静触点断开时，所述信号采集模块（6）采集的信号则通过控制模块（22）传送至所述无线通信模块（9）。

3.根据权利要求1所述的智慧城市照明控制系统，其特征在于：所述信号采集模块（6）包括电流采集模块（15）、电压采集模块（14）、亮度采集模块（16）及红外感应模块（27）。

4.根据权利要求1所述的智慧城市照明控制系统，其特征在于：所述电源驱动模块（8）包括开关电路（20）和调光电路（21）。

5.根据权利要求1所述的智慧城市照明控制系统，其特征在于：所述无线通信模块（9）为RF射频芯片或者蓝牙芯片。

6.根据权利要求1所述的智慧城市照明控制系统，其特征在于：所述路灯组件（3）上还设置有与所述电源管理模块（7）电性连接的充电接口（25）。

7.根据权利要求1所述的智慧城市照明控制系统，其特征在于：还包括与所述控制模块（22）相连的显示模块（18）。

8.根据权利要求1所述的智慧城市照明控制系统，其特征在于：还包括与所述控制模块（22）相连的指示模块（19）。

9.根据权利要求1所述的智慧城市照明控制系统，其特征在于：所述路灯组件（3）包括主灯（23）和副灯（24）。

10.根据权利要求1~9中任意一项所述的智慧城市照明控制系统，其特征在于：还包括与所述控制模块（22）相互通信的移动终端（26）。