CN206807842U - 一种基于单片机的路灯故障检测、智能报警控制模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及路灯故障技术领域，涉及一种基于单片机的路灯故障检测、报警智能控制模块。包括传感器子模块、电源子模块、控制子模块、通讯子模块和单片机控制子模块；单片机控制子模块分别与传感器子模块、通讯子模块以及控制子模块相联；电源子模块为传感器子模块、单片机控制子模块、通讯子模块以及控制子模块提供工作电源；所述传感器子模块采用电流传感器芯片，用于采集路灯运行时的实时电流数据，并将数据传送给单片机控制子模块；所述控制子模块与路灯相连。本实用新型模块结构合理，功能完善，对采集的电流数据进行实时、分段计算处理；当路灯出现故障时，生成故障代码，通过通讯模块将路灯信息以及故障路灯的具体位置发送给路灯管理中心。

Description

一种基于单片机的路灯故障检测、智能报警控制模块

技术领域

本实用新型涉及路灯故障技术领域，涉及一种基于单片机的路灯故障检测、报警智能控制模块。

背景技术

城市公共照明与我们的生活息息相关，公共照明又是由无数个路灯组成的庞大系统，由于高压钠灯发光效率高、显色性好，现阶段大多数路灯都是在使用高压钠灯。高压钠灯一般由灯管、整流器、触发器组成，每个元件的故障都会导致路灯故障，这时的路灯会出现一闪一闪，或者灯管只是微微发红而触发不出，这时如果不及时维修或者切断电源，不但浪费能源还会导致路灯其它元件的故障。

目前已有路灯故障检测装置功能单一，不能精确判断路灯具体是哪个元件损耗，仅仅起到故障判断和报警功能，不能自动切断故障路灯的电源。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种基于单片机的路灯故障检测、智能报警控制模块，能够及时精确检测出故障路灯具体是哪个元件出现故障，当路灯出现故障时及时切断所在路灯的电源，减少不必要的能源损耗，并将故障代码以及位置信息通过通讯模块发送给路灯管理中心，这样能减少检修的人力资源投入，同时提高故障路灯的修复的时效性。

本实用新型是采取以下技术方案实现的：

一种基于单片机的路灯故障检测、智能报警控制模块包括传感器子模块、电源子模块、控制子模块、通讯子模块和单片机控制子模块；单片机控制子模块分别与传感器子模块、通讯子模块以及控制子模块相联；电源子模块为传感器子模块、单片机控制子模块、通讯子模块以及控制子模块提供工作电源；

所述传感器子模块采用市售的ACS712-30A电流传感器芯片，用于采集路灯运行时的实时电流数据，并将数据传送给单片机控制子模块；

所述控制子模块与路灯相连。

控制子模块采用固态继电器控制，当路灯出现故障时，单片机向固态继电器发出一个信号以切断路灯电源，减少不必要的能源损耗，同时防止路灯故障的扩大化。

单片机控制子模块采用单片机作为控制芯片。

通讯子模块采用zigbee无线通讯模块组网通讯。

工作原理：本实用新型模块通过传感器模块实时采集路灯运行时的电流数据，单片机控制子模块根据根据预先设定的程序及参数，持续的对电流数据进行运算比较，如果电流参数出现吻合内部设定的参数时，则判断路灯出现故障，单片机控制子模块发送指令给控制子模块切断单个故障路灯的电源，并将故障代码及路灯位置信息通过通讯子模块发送给路灯管理中心。

一种基于单片机的路灯故障检测、智能报警控制模块的检测控制方法，包括如下步骤：

1）根据路灯的启动、运行以及故障时的电流特性，在单片机控制子模块设定参数；

2）传感器模块实时采集路灯运行时的电流参数，并将电流参数送至单片机控制子模块；

3）单片机控制子模块根据预先设定的程序及参数对电流数据进行比较计算，当获取的电流数据与故障电流数据相吻合时，则生成对应的故障代码，同时进行步骤4）；

4）单片机控制子模块发送指令给控制子模块将故障路灯的电源切断；同时将故障路灯的故障元件代码和路灯的具体位置通过通讯模块发送路灯管理中心，路灯检修人员根据发送过来的路灯位置信息，可以直接对相关路灯进行维修。

在步骤1）中，所述电流传感器子模块只持续获取路灯运行时的实时电流数据。

本实用新型模块结构合理，功能完善，对采集的电流数据进行实时、分段计算处理；当路灯出现故障时，生成故障代码，通过通讯模块将路灯信息以及故障路灯的具体位置发送给路灯管理中心，路灯检修人员根据发送过来的路灯位置信息，可以直接对相关路灯进行维修；这样能减少路灯维修巡检中人力资源的投入，减少工作人员现场检测的劳动强度，同时也能按照故障类别准备需要更换的元件，无须再通电查找故障元件所在，无须多准备元件，提高工作效率的同时也提高了故障路灯修复的时效性；并且能及时切断故障路灯的电源，减少不必要的能源浪费，同时也防止路灯故障的扩大化。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型模块的基本组成方框图。

具体实施方式

参照附图1，本实用新型一种基于单片机的路灯故障检测、智能报警控制模块包括传感器子模块、电源子模块、控制子模块、通讯子模块和单片机控制子模块；单片机控制子模块分别与传感器子模块、通讯子模块以及控制子模块相联；电源子模块为传感器子模块、单片机控制子模块、通讯子模块以及控制子模块提供工作电源；

所述传感器子模块采用市售的ACS712-30A电流传感器芯片，用于采集路灯运行时的实时电流数据，并将数据传送给单片机控制子模块；

所述控制子模块与路灯相连。

一种基于单片机的路灯故障检测、智能报警控制模块的检测控制方法，包括如下步骤：

1）根据路灯的启动、运行以及故障时的电流特性，在单片机控制子模块设定参数；

2）传感器模块实时采集路灯运行时的电流参数，并将电流参数送至单片机控制子模块；

3）单片机控制子模块根据预先设定的程序及参数对电流数据进行比较计算，当获取的电流数据与故障电流数据相吻合时，则生成对应的故障代码，同时进行步骤4）；

4）单片机控制子模块发送指令给控制子模块将故障路灯的电源切断；同时将故障路灯的故障元件代码和路灯的具体位置通过通讯模块发送路灯管理中心，路灯检修人员根据发送过来的路灯位置信息，可以直接对相关路灯进行维修。

步骤1）中根据路灯的启动、运行以及故障时的电流特性，在单片机控制子模块设定参数，即所述单片机控制模块中的单片机在使用前根据高压钠灯的启动和运行时的电流的规律预置条件程序；

例如：70w高压钠灯启动时会有一个1.6A启动电流，当正常工作时电流降低至0.7A（并联8UF补偿电容）；因而一个没有故障的路灯从启动到正常点亮运行时，传感器模块会检测到一对一大一小的电流，并且会以一个相对恒定的小电流到运行结束；当路灯出现损坏，传感器模块会检测到一个远低于启动及正常运行时的整流器的空载电流数据，根据这个检测到的电流数据的特征，单片机会作出灯管坏的判断，切断电源并将所对应的故障代码及位置信息通过通讯模块发送给路灯管理中心。

所述控制子模块采用20A固态继电器与路灯相连，由单片机控制模块控制通断。

本实用新型模块在使用时，将该模块分别安装在每个路灯线路上，每个基于单片机的路灯故障检测、智能报警控制模块都有一个唯一的身份识别码与路灯位置对应，存于单片机控制子模块的存储芯片内；当路灯发生故障时，单片机控制子模块将故障代码以及故障路灯的具体位置通过通讯模块发送给路灯控制中心。

路灯多采用高压钠灯，高压钠灯正常运行时，启动触发时电流是正常运行时电流的2倍左右，但持续时间短；正常运行时的电流是持续和稳定的，当出现整流器故障时，电流检测差不多为零；当出现触发器故障时路灯会一亮一息或者为灯泡发红，检测的电流为波浪式的一会大一会小或者为正常运行时小电流而没有触发时的大电流；当出现灯管故障时，检测到的电流仅为整流器空载时的电流。因此本实用新型模块利用电流传感器采集路灯运行时的实时电流数据，通过单片机子控制模块对采集的电流数据进行实时计算处理；当路灯出现故障时，生成故障代码，通过通讯子模块将路灯信息以及故障路灯的具体位置发送给路灯管理中心；这样能减少路灯维修巡检中人力资源的投入，减少工作人员现场检测的劳动强度，同时也能按照故障类别准备需要更换的元件，无须多准备，提高工作效率的同时也提高了故障路灯修复的时效性。并且能及时切断故障路灯的电源，减少不必要的能源浪费，同时也防止路灯故障的扩大化。

Claims (1)

1.一种基于单片机的路灯故障检测、智能报警控制模块，其特征在于：包括传感器子模块、电源子模块、控制子模块、通讯子模块和单片机控制子模块；单片机控制子模块分别与传感器子模块、通讯子模块以及控制子模块相联；电源子模块为传感器子模块、单片机控制子模块、通讯子模块以及控制子模块提供工作电源；

所述传感器子模块采用型号为ACS712-30A的电流传感器芯片，用于采集路灯运行时的实时电流数据，并将数据传送给单片机控制子模块；

所述控制子模块与路灯相连；

所述控制子模块采用固态继电器控制；

所述单片机控制子模块采用单片机作为控制芯片；

所述通讯子模块采用zigbee无线通讯模块组网通讯。