CN209824101U - 一种物联网路灯控制器和路灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种物联网路灯控制器和路灯，其中控制器包括控制部分和通讯部分，且控制部分和通讯部分为模块分割、相互独立的两个部件，二者通过连接线和接插件连接；控制部分包括MCU模块、供电模块、采样模块、驱动模块和通讯模块，供电模块为控制部分和通讯部分提供电源；采样模块采集路灯的发电参数、用电参数并返回给MCU模块；驱动模块为路灯的光源提供恒流输出使亮灯；通讯模块接收MCU发出的数据并传输给通讯部分；通讯部分采用NB技术，与后台服务器进行数据交互。本申请可以实现路灯联网控制，无需部署集中器，既节省了设备成本，又获得了稳定的信号。

Description

一种物联网路灯控制器和路灯

技术领域

本实用新型涉及远程控制的路灯，具体涉及一种物联网路灯控制器。

背景技术

近年来，随着环境问题的日益突出，人们对节能减排的需求越来越明显，而路灯作为公共照明设施存在着耗电量大，维护不便等诸多问题，因此实现对路灯的远程集中控制和管理，以及故障主动报警，从而节省电力资源，提升公共照明管理水平，并节省维护成本，就显得尤为必要。

现有的路灯联网使用的技术有zigbee、433、2.4G，使用这些技术实现的话需要部署若干个网络集中器，各个路灯的数据通过集中器统一发送到服务器端。对于集中器的部署，其位置和角度有很高的要求，否则使用起来会信号不稳定，造成无法通讯，并且集中器的价格不菲。使用2G技术实现，但2G模块的功耗大，特别对于太阳能路灯来说，电能是非常宝贵的。

公开号108235547A的专利申请公开了一种基于物联网的太阳能路灯智能控制系统，包括太阳能电池板、蓄电池、电流电压采集单元和灯杆，还包括：路灯节点、汇集控制站、监管服务端；路灯节点通过ZigBee无线网络与汇聚控制站双向电连接，汇集控制站与监管服务端通过3G/4G网络进行通信。该专利申请采用ZigBee无线网络与汇聚控制站电连接，需要部署“汇聚控制站”，建造成本较高。

公开号108181860A一种基于NB-IOT的路灯联网方法及控制系统，包括基站、路灯监控中心、路灯节点控制器、汇聚节点，所述的路灯节点控制器、汇聚节点和基站三者之间通过NB-IOT网络顺次连接并双向通讯，所述的基站与路灯监控中心通过4G/5G进行通讯；路灯与路灯之间通过NB-IOT通信单元自组织形成蜂窝式的网络，相互之间通讯，当第一个路灯被点亮，该信息被传递到下个路灯，下个路灯被点亮，当行人离时路灯依次熄灭，通过路灯监控中心实现对路灯的远程监控，针对不同的路灯可以进行系统在线配置、参数修正、命令的下达，实现对路灯的智能化、科学化、高效的管理。该设计使路灯之间依次通讯，这样导致路灯的通讯对相邻的路灯依赖太大，通讯不可靠，而且无法实现对单个路灯的用电情况进行监控控制，而不影响其相邻的其他路灯。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种物联网路灯控制器和路灯，降低路灯的远程控制成本，提高通讯信号稳定性，降低路灯控制部分的能耗。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种物联网路灯控制器，包括控制部分和通讯部分，且控制部分和通讯部分为模块分割、相互独立的两个部件，二者通过连接线和接插件连接；所述控制部分包括MCU模块、供电模块、采样模块、驱动模块和通讯模块，其中，供电模块：与MCU模块互联及通信，为控制部分和通讯部分提供电源；采样模块：与MCU模块互联及通信，采集路灯的发电参数、用电参数并返回给MCU模块；驱动模块：与MCU模块互联及通信，为路灯的光源提供恒流输出使亮灯；通讯模块：与MCU模块互联及通信，接收MCU发出的数据并传输给通讯部分；通讯部分采用NB技术与通讯模块互联及通信，并与后台服务器进行数据交互。

优选地，所述通讯部分包括NB-IOT模组：将通讯数据转成无线信号，天线：发送无线信号，物联网卡：具有唯一标识，实现通讯身份认证。

优选地，所述通讯部分不设置MCU主控芯片，控制部分的MCU模块直接与NB-IOT模组联通：控制器上电后，MCU模块通过AT指令获取NB-IOT模组的IMEI和IMSI自动完成设备注册和登录操作，并间隔一段时间通过AT指令唤醒一次NB模块，控制其检测有无数据需要交互，如有则进行交互，交互结束后，使NB模块重新进入休眠模式，如不需交互，则直接使NB模块重新进入休眠，以降低功耗。

优选地，所述控制部分与通讯部分通过四芯线连接实现供电连接和通讯联接，这样通讯部分无需额外设置电源，只需要路灯的储能电池供电即可，简化设备结构。四芯线的长度可根据需要调整，方便安装。

本申请的另一目的是提供一种装有上述物联网路灯控制器的路灯，包括灯柱，安装于灯柱上的太阳能电池板、灯具，所述灯具的照明面板上安装有灯珠，灯具内部合理布置物联网路灯控制器、储能电池，物联网路灯控制器分别与储能电池、太阳能电池板、灯珠电性连接。

为了保证信号稳定，所述灯具上方开孔，天线露出于孔。

本实用新型的特点在于：

(1)本申请控制器的控制部分通过接插件和连接线与通讯部分连接，能够让控制部分直接给通讯部分供电并通过AT指令控制NB-IOT模组进行设备注册和数据收发工作，信号传输非常便捷，并有助于降低控制器的功耗。

(2)采用NB-IOT通讯技术实现路灯控制器联网，使控制器无线远距离低成本通讯成为可能，无需部署集中器，节省设备投资成本，部署方便而且信号也更加稳定。

(3)通过控制部分的MCU模块直接控制通讯部分的NB-IOT模组，充分发挥了NB技术独有的休眠机制，在无数据传输的时候控制NB-IOT模组进入休眠状态，可以将控制器的功耗降至更低。

(4)本申请将控制部分与通讯部分进行模块化分割，使二者相互独立，使用连接线和接插件进行连接，这样可以使通讯部分匹配不同规格的控制部分，控制不同功率的路灯，而且在出现故障的时候，无需将控制部分和通讯部分整体更换，用户只需更换出现故障的部分，不仅方便替换维修，而且大大降低生产使用成本。

与现有技术相比，物联网路灯在采用本申请的控制器后，就可以实现路灯联网控制，每个路灯独立和运营商基站进行联通，不需要另外部署集中器，既节省了设备成本，又可以实现单灯控制，信号更加稳定，功耗也更低。

附图说明

图1为本实用新型实施例物联网路灯控制器的示意图；

图2为本实用新型控制部分和通讯部分的联接示意图；

图3为本实用新型实施例太阳能路灯电路结构图；

图4为本实用新型实施例太阳能路灯的结构示意图；

图5为本实用新型实施例路灯灯具的内部布置图；

图6为本实用新型实施例物联网路灯网络结构。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

本实施例涉及物联网路灯控制器，由控制部分和通讯部分组成，通讯部分采用NB技术，控制部分和通讯部分采用模块化分割，二者通过接插件连接，接插件与控制部分、接插件与通讯部分之间采用四芯线连接，四芯线的长度可根据实际需要调整。

控制部分包括MCU模块、供电模块、采样模块、驱动模块和通讯模块，其中，

供电模块：与MCU模块互联及通信，为控制部分和通讯部分提供电源，本实施例采用型号LD39200；

采样模块：与MCU模块互联及通信，采集路灯的发电参数、用电参数并返回给MCU模块，本实施例采样模块采用的是现有的AD采样端口。采样时，电压通过不同比例的电阻分压后输入到MCU的AD采样端口，电流通过高精度电流采样电阻采样，得到微小的电压信号，经过运放LM2904放大后输入到MCU的AD采样端口；

驱动模块：与MCU模块互联及通信，为路灯的光源提供恒流输出使亮灯，本实施例采用型号UCC27324dr；

通讯模块：与MCU模块互联及通信，接收MCU发出的数据并传输给通讯部分，本实施例通过MCU的UART外设实现。

通讯部分包括NB-IOT模组、天线、物联网卡，其中NB-IOT模组：与通讯模块通信，将通讯数据转成无线信号，本实施例采用NB-IOT模组型号为M5310-A；天线：发送无线信号；物联网卡：具有唯一标识，实现通讯的身份认证。

进一步地，上述通讯部分不设置MCU主控芯片，控制部分的MCU模块直接与NB-IOT模组联通：MCU模块通过AT指令获取NB-IOT模组的IMEI和IMSI自动完成设备注册和登录操作，并间隔一段时间通过AT指令唤醒一次NB-IOT模组。

上述控制部分：负责控制路灯的开启、关闭及充电控制，负责采集路灯的发电情况、用电情况等信息，负责给NB模块供电并通过AT指令进行设备注册和数据收发工作。通讯部分：负责与运营商基站联通，并将相关信息提交到后台服务器以及接受下行指令。

实施例2

本实施例涉及一种应用实施例1物联网路灯控制器的路灯，包括灯柱1，安装于灯柱1上的太阳能电池板2、灯具3，灯具3的照明面板上安装有LED灯珠301，灯具内部合理布置物联网路灯控制器302、储能电池303，物联网路灯控制器302分别与储能电池303、太阳能电池板2、LED灯珠301电性连接，物联网路灯控制器302能够采集储能电池的充电、用电情况以及路灯的照明时间、故障情况等参数，并将采集信息与服务端交互，完成路灯的远程控制。

除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种物联网路灯控制器，其特征在于：包括控制部分和通讯部分，且控制部分和通讯部分为模块分割、相互独立的两个部件，二者通过连接线和接插件连接；所述控制部分包括MCU模块、供电模块、采样模块、驱动模块和通讯模块，其中，

供电模块：与MCU模块互联及通信，为控制部分和通讯部分提供电源；

采样模块：与MCU模块互联及通信，采集路灯的发电参数、用电参数并返回给MCU模块；

驱动模块：与MCU模块互联及通信，为路灯的光源提供恒流输出使亮灯；

通讯模块：与MCU模块互联及通信，接收MCU发出的数据并传输给通讯部分；

所述通讯部分：与通讯模块互联及通信，并与后台服务器进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的物联网路灯控制器，其特征在于：所述通讯部分包括NB-IOT模组：将通讯数据转成无线信号，天线：发送无线信号，物联网卡：实现通讯身份认证。

3.根据权利要求2所述的物联网路灯控制器，其特征在于：所述通讯部分不设置MCU主控芯片，控制部分的MCU模块直接与NB-IOT模组联通：MCU模块通过AT指令获取NB-IOT模组的IMEI和IMSI自动完成设备注册和登录操作，并间隔一段时间通过AT指令唤醒一次NB模块。

4.根据权利要求1所述的物联网路灯控制器，其特征在于：所述控制部分与通讯部分通过四芯线连接实现供电连接和通讯联接。

5.一种物联网路灯，包括灯柱，安装于灯柱上的太阳能电池板、灯具，其特征在于：所述灯具的照明面板上安装有灯珠，灯具内部合理布置物联网路灯控制器、储能电池，物联网路灯控制器分别与储能电池、太阳能电池板、灯珠电性连接，其中，物联网路灯控制器包括控制部分和通讯部分，且控制部分和通讯部分为模块分割、相互独立的两个部件，二者通过连接线和接插件连接；

所述控制部分包括MCU模块、供电模块、采样模块、驱动模块和通讯模块，其中，

供电模块：与MCU模块互联及通信，为控制部分和通讯部分提供电源；

采样模块：与MCU模块互联及通信，采集路灯的发电参数、用电参数并返回给MCU模块；

驱动模块：与MCU模块互联及通信，为路灯的光源提供恒流输出使亮灯；

通讯模块：与MCU模块互联及通信，接收MCU发出的数据并传输给通讯部分；

所述通讯部分：与通讯模块互联及通信，并与后台服务器进行数据交互。

6.根据权利要求5所述的物联网路灯，其特征在于：所述通讯部分包括NB-IOT模组：将通讯数据转成无线信号，天线：发送无线信号，物联网卡：实现通讯身份认证。

7.根据权利要求6所述的物联网路灯，其特征在于：所述灯具上方开孔，天线露出于孔。

8.根据权利要求5所述的物联网路灯，其特征在于：所述通讯部分不设置MCU主控芯片，控制部分的MCU模块直接与NB-IOT模组联通：MCU模块通过AT指令获取NB-IOT模组的IMEI和IMSI自动完成设备注册和登录操作，并间隔一段时间通过AT指令唤醒一次NB-IOT模组。

9.根据权利要求5所述的物联网路灯，其特征在于：所述控制部分与通讯部分通过四芯线连接实现供电连接和通讯联接。