CN208074907U - 一种控制led路灯的单灯智能控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种控制LED路灯的单灯智能控制器，包括，外壳，外壳底部设有第一进气孔，第一进气孔与第二进气孔一端连通，第二进气孔另一端端面上设有单向导气片；第一隔板上方设有除湿筒，风扇安装在风扇固定座的通风槽中；制冷轴上设有导热片，且制冷轴两端分别与固定端壳装配且制冷轴端部装入安装槽中与半导体制冷片的制冷面贴紧固定，安装槽通过固定板封闭且固定板的发热面与固定板贴紧固定，固定板与内壳侧壁固定；半导体制冷片进电端与电源通过导线连通导电；制冷轴上方设有第一孔板和第二孔板，第一孔板和第二孔板用于安装电气系统的电子元器件，且第一孔板和第二孔板上设有数个贯穿的通孔；外壳顶部设有出气孔。

Description

一种控制LED路灯的单灯智能控制器

技术领域

本实用新型涉及一种路灯控制器，特别是涉及一种控制LED路灯的单灯智能控制器。

背景技术

随着近年来城市基础设施建设的飞速发展，城市的市容市貌得到了极大的的改观，城市灯光工程又是一个城市现代化的重要标志，在城市建设与发展中具有重要的意义。

但传统路灯存在以下弊端：如能源浪费严重、管理手段单一、信息化水平低下、缺乏故障主动报警机制、故障灯位置难以发现等一系列问题。近几年来国内很多城市都已经开始采用智能路灯控制技术，对传统路灯进行智能化改造。随着城市建设的快速发展，道路基础照明设施数量不断地增加，能源的供需矛盾越来越突出，节电节能、绿色照明的要求越来越迫切，越来越高。

路灯的开关方式采用光照度控制或微电脑定时器控制，设备长时间运行后会出现开关灯的时间不准确、时间不统一现象。另外，传统的路灯方法是靠维修人员在开灯时间开车巡视，发现设备故障才去解决，由于人力物力和维修人员责任心的问题，常常出现局部区域路灯长期不亮的情况，由此带来的社会问题将给城市管理者带来极大的负面影响。

路灯是城市重要的公用设施，提供自动化程度高、运行可靠、高效节电、使用维护方便的道路照明集中控制系统，是绿色节能、管理智能化与现代化的必然要求。而目前路灯照明急需一套智能化自动化且简单实用的控制系统对城市路灯实现远程集中监控系统，以提高管理效率，降低路灯的管理和维护成本，智能路灯控制器由此诞生。

目前LED作为照明光源与传统的照明光源相比具有耗电量少、寿命长、环保、可调光功能等优点，被认为是新一代的绿色照明设备。智能照明单灯控制器，可以通过网络对整条回路上的LED路灯，而且对单个LED道路路灯可以实施远程开关，调光等操作，也可以通过网关对城市的路灯实施统一启闭，对夜间照明系统和路灯的实时监控、采集上传路灯的电压、电流等各项数据并结合利用智能云平台收集智能控制器实时上传的数据，分析该路灯现有状况。从而实现更好的管理，确保高效稳定，全天候运行，控制不必要的“全夜灯照明”，有效节约电能消耗。对于城市公共照明系统来说，采用智能化的管理系统是实现能源节约、减少资源浪费、满足人们生活要求、显示现代化城市靓丽风景的科学解决方案。

但是现有单灯智能控制器散热效率并不高，但是其自身的负荷较大，所以容易造成其内部过热，从而影响正常使用、且缩短了其内部零部件的寿命。

因此，申请人提供了一种控制LED路灯的单灯智能控制器，其具有较好的散热性能。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种控制LED路灯的单灯智能控制器。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种控制LED路灯的单灯智能控制器，包括，外壳，所述的外壳底部设有第一进气孔，所述的第一进气孔与第二进气孔一端连通，所述的第二进气孔另一端端面上设有单向导气片，所述的第二进气孔设置在第一隔板上，所述的第一隔板固定在外壳的内壳中，且所述的单向导气片用于使气流只能向上流入而不能向下流出；所述的单向导气片通过固定点与第一隔板连接固定；

所述的第一隔板上方设有除湿筒，所述的除湿筒内设有除湿内筒、第二进气孔，所述的第二进气孔贯穿除湿筒从而使气流能够穿过除湿筒吹向风扇；所述的除湿内筒内装有超吸水纤维；

所述的风扇安装在风扇固定座的通风槽中，所述的风扇用于产生吸力以使外部气流通过第一进气孔、第二进气孔进入然后吹向制冷轴；

所述的制冷轴上设有导热片，且所述的制冷轴两端分别与固定端壳装配且所述的制冷轴端部装入安装槽中与半导体制冷片的制冷面贴紧固定，所述的安装槽通过固定板封闭且所述的固定板的发热面与固定板贴紧固定，所述的固定板与内壳侧壁固定；所述的半导体制冷片进电端与电源通过导线连通导电；

所述的制冷轴上方设有第一孔板和第二孔板，所述的第一孔板和第二孔板用于安装电气系统的电子元器件，且第一孔板和第二孔板上设有数个贯穿的通孔；所述的外壳顶部设有出气孔，所述的出气孔由内至外向下倾斜设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述的制冷轴、导热片、固定板均采用高导热系数材料制成，所述的外壳采用隔热材料制作。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一孔板上固定有ZigBee通讯模块，所述的ZigBee通讯模块输出端与天线一端连接，所述的天线另一端伸出外壳。

作为本实用新型的进一步改进，所述的天线穿过安装筒，且所述的天线上设有限位环，所述的限位环安装在固定筒内侧，所述的固定筒通过螺纹与安装筒外壁旋合装配；

所述的安装筒端面与限位环之间设有密封圈，所述的固定筒与安装筒旋紧以将密封圈压紧以实现安装筒与限位环之间的密封。

作为本实用新型的进一步改进，所述的电气系统，包括，

电源，用于为用电设备供电；

单片机，用于控制与之连通的电器元件；

电流互感器，用于测量电流；

电压互感器，用于测量电压；

继电器，用于控制电源对各个用电设备的供电电流、电压的大小；

数据存储器，用于存储数据；可以是硬盘。

ZigBee通讯模块，用于通过ZigBee技术无线组网；

调光模块，控制电压；

电参数采集模块，用于采集箱LED路灯提供的电流的电压、电流大小、以及电流通断的信息；

所述的电源通过导线与各用电设备连通供电，所述的单片机输入端分别与电流互感器、继电器、电压互感器、数据存储器、电参数采集模块、调光模块输出端连接并进行数据传输；所述的单片机输出端与ZigBee通讯模块输入端连接并进行数据传输。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，且具备较好的散热效果，可有效保证其内部元器件处于较好工作温度下且还能延长其寿命。

本发明采用了Zigbee协议作为各个路灯节点之间的通讯协议，Zigbee网络的节点理论可以有65535个节点，这足够满足目前的需求，同时Zigbee网络节点可以随时组网，断网满足路灯维修和扩展问题；Zigbee组成的网络可以无限延伸，这同样满足项目实施中的地理范围广，距离长的问题。

本发明支持路灯数据的采集、上报，可以采集各个路灯的电压、电流、工作温度，有功功率、无功功率，通过这些数据可以完整的分析路灯状态。

可靠性是监控系统的重要指标，也是设备技术水平的主要体现，系统及智能测控终端不以降低成本为原则，本发明在设计上增加了各种防范措施和纠错措施，具有良好的电磁兼容性和异常情况下的后备处理能力，确保系统和设备能经受高低温、电磁干扰、冲击耐压、静电辐射、振动、强降雨等恶劣环境的考验，确保开关灯正常操作。

附图说明

图1是本实用新型一种控制LED路灯的单灯智能控制器具体实施方式的结构示意图。

图2是图1中F1处放大图。

图3是图2中F2处放大图。

图4是本实用新型一种控制LED路灯的单灯智能控制器具体实施方式的电气系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

参见图1-图4，一种控制LED路灯的单灯智能控制器，包括，外壳100，所述的外壳100底部设有第一进气孔101，所述的第一进气孔101与第二进气孔 211一端连通，所述的第二进气孔211另一端端面上设有单向导气片310，所述的第二进气孔211设置在第一隔板210上，所述的第一隔板210固定在外壳100 的内壳110中，且所述的单向导气片310用于使气流只能向上流入而不能向下流出；所述的单向导气片310通过固定点311与第一隔板210连接固定，所述的单向导气片310可以采用单向阀贴代替；

所述的第一隔板210上方设有除湿筒220，所述的除湿筒220内设有除湿内筒221、第二进气孔222，所述的第二进气孔222贯穿除湿筒220从而使气流能够穿过除湿筒220吹向风扇320；

所述的除湿内筒221内装有超吸水纤维，这种设计能够使外部进入的气流中的水分被吸收，防止内壳110中的电子元器件受潮；

所述的风扇320安装在风扇固定座230的通风槽231中，所述的风扇320 用于产生吸力以使外部气流通过第一进气孔、第二进气孔进入然后吹向制冷轴 360；

所述的制冷轴360上设有导热片361，且所述的制冷轴360两端分别与固定端壳350装配且所述的制冷轴360端部装入安装槽351中与半导体制冷片340 的制冷面贴紧固定，所述的安装槽351通过固定板330封闭且所述的固定板330 的发热面与固定板330贴紧固定，所述的固定板330与内壳110侧壁固定；

所述的半导体制冷片进电端与电源通过导线连通导电，以使半导体制冷片可以工作、制冷；

所述的制冷轴360、导热片361、固定板330均采用高导热系数材料制成，所述的外壳100采用隔热材料制作。这种设计可以降低外部气温对内壳110内的影响；

所述的制冷轴360上方设有第一孔板240和第二孔板250，所述的第一孔板 240和第二孔板250用于安装电气系统的电子元器件。

所述第一孔板240上固定有ZigBee通讯模块，所述的ZigBee通讯模块输出端与天线380一端连接，所述的天线用于将ZigBee通讯模块的信号扩大，从而提高其收发能力和信号覆盖范围；

所述的天线穿过安装筒420，且所述的天线380上设有限位环381，所述的限位环381安装在固定筒410内侧，所述的固定筒410通过螺纹与安装筒420 外壁旋合装配；

所述的安装筒420端面与限位环381之间设有密封圈430，所述的固定筒与安装筒旋紧以将密封圈压紧以实现安装筒与限位环之间的密封。

所述的外壳100顶部设有出气孔102，所述的出气孔由内至外向下倾斜设置，这话总设计能够防止外部异物进入内壳110。

所述的电气系统，包括，

电源，用于为用电设备供电；

单片机，用于控制与之连通的电器元件；

电流互感器，根据变压器原理将一次系统的大电流转变成二次系统的小电流，用于测量和保护；

电压互感器，根据变压器原理将一次系统的高电压转变成二次系统的低电压，用于测量和保护等；

继电器，具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一；

继电器一般都有能反映一定输入变量(如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等)的感应机构(输入部分)；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构(输出部分)；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构(驱动部分)。

作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用：

1)扩大控制范围：例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。

2)放大：例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。

3)综合信号：例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。

4)自动、遥控、监测：例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。

电参数采集模块，通过前端的电能采集电路和信号调理电路，把采集的电信号送到电能计量芯片的输入端口，电能计量芯片内部通常集成了模数转换模块、数字处理模块，并把采集的电流、电压、有功功率、无功功率等储存参数输出寄存器中，通过通讯接口实现与处理器的信息交流；

数据存储器，以存储体(大量存储单元组成的阵列)为核心，加上必要的地址译码、读写控制电路，即为存储集成电路；再加上必要的I/O接口和一些额外的电路如存取策略管理，则形成存储芯片。这里用到的24C02存储芯片串行E2PROM是基于I2C-BUS的存储器件，遵循二线制协议。由于其具有接口方便、体积小、数据掉电不丢失、低功耗CMOS技术、可长期保存数据、写保护功能(该器件通过I2C总线接口进行操作有一个专门的写保护功能)等特点，在仪器仪表及工业自动化控制中得到大量的应用。

ZigBee通讯模块，ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其在工业中广泛应用的优势就是可以自由组网，且不产生运营费用。

其功能主要有:

支持点对点数据传输，支持点对多点数据传输，支持多点对点数据传输，支持多种工作模式，支持多种通信协议，支持多种方式配置参数，支持自定义调试信息输出，方便问题排查，可自配置射频频率以及发射功率等级。

调光模块，波宽控制调光(Pulse Width Modulation，简称PWM)将电源方波数位化，并控制方波的占空比，从而达到控制电压的目的。无论LED是经由降压、升压、降压/升压或线性稳压器驱动，连接每一个驱动电路最常见的线程就是须要控制光的输出。现今仅有很少数的应用只需要开和关的简单功能，绝大多数都需要从0～100％去微调光度。目前，针对光度控制方面，主要的两种解决方案为线性调节LED的电流(模拟调光)或在肉眼无法察觉的高频下，让驱动电流从0到目标电流值之间来回切换(数字调光)。利用脉冲宽度调变(PWM)来设定循环和工作周期可能是实现数字调光的最简单的方法，原因是相同的技术可以用来控制大部分的开关转换器。

所述的电源通过导线与各用电设备连通供电，所述的单片机输入端分别与电流互感器、继电器、电压互感器、数据存储器、电参数采集模块、调光模块输出端连接并进行数据传输；所述的单片机输出端与ZigBee通讯模块输入端连接并进行数据传输；

通过上述智能控制器与其它设备结合可以实现很多传统路灯无法实现的功能。比如远程开关：可对任意一盏、一路或自定义的一组路灯进行远程开关控制；远程调光：可对任意一盏、一路或自定义的一组路灯进行远程调光控制；状态查询：可随时查询路灯的开关状态、亮度、电流、电压、功率等数据；自动巡检：系统具有自动巡检的功能，可代替人工巡检；自动运行：系统可自动执行设置好的照明策略，可实现定时开关灯、分时段调光等；情景照明：可自定义设置任意分区、分组、分时以及隔盏亮灯等情景照明模式；故障报警：可实现故障报警、故障检测、故障处理情况追踪功能；远程抄表：无需到现场即可通过系统了解路灯用电情况，能查询电表一年内的历史用电信息传感接入：系统预设接口；可接入光照、雨雪、雷达等等数据报表：可按日、月、年统计用电量、节能率等数据，并生成相关报表；历史记录：可保存至少一年的操作历史记录，能追溯操作失误问题；系统显示：可显示系统组织结构及相兲重要信息；设备管理：可管理单灯控制器、集中管理器等设备，包括录入、修改、删除、查询等功能；分级权限：不同级别的用户可设置不同的管理区域和操作权限；地图功能：系统集成GIS地理信息系统，可在地图上查看和管理任意一盏LED路灯。

本发明与其它传统照明控制器对比优势：

本发明对全市路灯进行智能化的管理，对路灯开关灯控制可按设计的时间进行合理控制：根据经纬度计算每天的日出日落时间，实现全年365天每天精确的开关灯时间，可以把全年节假日的特殊开关灯时间进行设置，而且可以对路灯的灯光亮度进行设置。有突发事件时，可以设置临时时间方案，使城市照明更具人性化。而传统的照明控制器只能设定单一的控制方案，在某些特殊情况下无法实现对路灯进行有效全面的控制。(比如，当晚上来临，智能控制系统会自动进入到晚上灯光需要的状态，会自动地慢慢地调节某些区域的灯光亮度和暗度。控制系统的移动探测作用也会自动作用，会根据探测结果，自动将无人区域的灯关闭，会将有人区域调节到合适的灯光亮度，当天气发生变化，相应的自然光线发生变化时，智能照明控制系统都会自动调到最合适的程度，能达到预先需求的水平)。

本发明可通过网络精确的定位到每个路灯的经纬度，并直接通过移动设备控制路灯。进行路灯维修，和新建路灯节点。采用集中监控方式后，中心站自动完成对各单灯的巡测，各参数、状态、故障告警信息会及时传送至中心站，精确的了解某一个路灯或某一个节点路灯的工作情况。而传统的照明控制器了解路灯的工作情况只能通过安排人员、车辆外出巡回检查，这样不仅维护效率低而且大大的增加了人员和车辆成本。

智能照明控制系统与传统的照明控制系统相比，因为本身自动化照明控制的方式，可以灵活的对能源进行有效控制，能够减少不必要的电源损耗。有关实验表明，智能照明控制系统与传统的控制系统相比，它可以节约百分之二十到百分之五十的电能。同时，因其稳定性比较高，也有效节约了运行维护的费用，降低了维护成本。

在传统的开关控制照明中，电网冲击电压，容易对终端的灯具产生影响，有时候就把灯具给损坏了；然而智能照明控制系统，可将照明灯具上电源经过控制和调整，可以避免出现电网冲击电压的现象出现，同时对于智能照明控制系统，采用的开与关的方式为软启动和软关断技术，这样它比传统的照明使用的灯具寿命会高两倍到四倍。

传统的开关照明系统的电流需要经过开关然后连接到负载。它的布线需要从配电间连线至开关，然后连线到负载。智能照明控制系统与传统的照明控制不同，智能照明控制系统运用到了Zigbee无线模块，它的模块连接到智能网关，通过GPRS无线传输和PC端进行连接，这样从很大程度上降低了安装布线的开支。

本实用新型未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种控制LED路灯的单灯智能控制器，包括，外壳，其特征是：所述的外壳底部设有第一进气孔，所述的第一进气孔与第二进气孔一端连通，所述的第二进气孔另一端端面上设有单向导气片，所述的第二进气孔设置在第一隔板上，所述的第一隔板固定在外壳的内壳中，且所述的单向导气片用于使气流只能向上流入而不能向下流出；所述的单向导气片通过固定点与第一隔板连接固定；

所述的第一隔板上方设有除湿筒，所述的除湿筒内设有除湿内筒、第二进气孔，所述的第二进气孔贯穿除湿筒从而使气流能够穿过除湿筒吹向风扇；所述的除湿内筒内装有超吸水纤维；

所述的风扇安装在风扇固定座的通风槽中，所述的风扇用于产生吸力以使外部气流通过第一进气孔、第二进气孔进入后吹向制冷轴；

所述的制冷轴上设有导热片，且所述的制冷轴两端分别与固定端壳装配且所述的制冷轴端部装入安装槽中与半导体制冷片的制冷面贴紧固定，所述的安装槽通过固定板封闭且所述的固定板的发热面与固定板贴紧固定，所述的固定板与内壳侧壁固定；所述的半导体制冷片进电端与电源通过导线连通导电；

所述的制冷轴上方设有第一孔板和第二孔板，所述的第一孔板和第二孔板用于安装电气系统的电子元器件，且第一孔板和第二孔板上设有数个贯穿的通孔；所述的外壳顶部设有出气孔，所述的出气孔由内至外向下倾斜设置。

2.如权利要求1所述的一种控制LED路灯的单灯智能控制器，其特征是：所述的制冷轴、导热片、固定板均采用高导热系数材料制成，所述的外壳采用隔热材料制作。

3.如权利要求1所述的一种控制LED路灯的单灯智能控制器，其特征是：所述第一孔板上固定有ZigBee通讯模块，所述的ZigBee通讯模块输出端与天线一端连接，所述的天线另一端伸出外壳。

4.如权利要求3所述的一种控制LED路灯的单灯智能控制器，其特征是：所述的天线穿过安装筒，且所述的天线上设有限位环，所述的限位环安装在固定筒内侧，所述的固定筒通过螺纹与安装筒外壁旋合装配；

所述的安装筒端面与限位环之间设有密封圈，所述的固定筒与安装筒旋紧以将密封圈压紧以实现安装筒与限位环之间的密封。

5.如权利要求1所述的一种控制LED路灯的单灯智能控制器，其特征是：所述的电气系统，包括，

电源，用于为用电设备供电；

单片机，用于控制与之连通的电器元件；

电流互感器，用于测量电流；

电压互感器，用于测量电压；

继电器，用于控制电源对各个用电设备的供电电流、电压的大小；

数据存储器，用于存储数据；

ZigBee通讯模块，用于通过ZigBee技术无线组网；

调光模块，控制电压；

电参数采集模块，用于采集箱LED路灯提供的电流的电压、电流大小、以及电流通断的信息；

所述的电源通过导线与各用电设备连通供电，所述的单片机输入端分别与电流互感器、继电器、电压互感器、数据存储器、电参数采集模块、调光模块输出端连接并进行数据传输；所述的单片机输出端与ZigBee通讯模块输入端连接并进行数据传输。