CN210244107U - 一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置，一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置，包括AC‑DC转化电路、采样电路以及主控单元，所述AC‑DC转化电路连接有DC‑DC调压电路，所述DC‑DC调压电路与主控单元连接，所述主控单元连接有GPS模块、通讯模块以及采样电路，所述采样电路的输入端以及AC‑DC转化电路的输入端均与220V交流电压连接。本实用新型利用现有的窄带通讯，对路灯或者其他照明设备进行远程控制，方式传输距离远，响应时间短，且不需要设置大量的网关来进行中继传输，节省了一部分的控制成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及照明控制技术领域，特别涉及一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置。
背景技术
目前的照明系统终端设备，大多都是以ZIGBEE、PLC为通讯传输方式来控制单灯系统的，采用这些通讯方式的单灯，传输距离有限，往往需要配合网关来中继传输，而且硬件控制系统成本都比较高，体积方面难以把控，安装不方便。另外，为了便于平台管理、策略下发与设备系统升级，需要对单个照明设备进行扫码定位与人工拆卸升级，不仅操作麻烦，而且由于户外照明数量庞大也容易导致人工的工作量极大。因此,现有的技术存在着控制成本高和操作麻烦的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置。
本实用新型的技术方案：一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置，包括AC-DC转化电路、采样电路以及主控单元，所述AC-DC转化电路连接有DC-DC调压电路，所述DC-DC调压电路与主控单元连接，所述主控单元连接有GPS模块、通讯模块以及采样电路，所述采样电路的输入端以及AC-DC转化电路的输入端均与220V交流电压连接。
上述的一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置中，所述主控单元连接有调光接口电路。
前述的一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置中，所述通讯模块连接有SIM卡，所述通讯模块支持电信、移动、联通三家运营商网络。
前述的一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置中，所述主控单元内设有型号为LPC1224的单片机U9。
前述的一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置中，所述采样电路中包括有采样芯片U13，所述采样芯片U13的第1引脚连接至+3.3V 电压，所述采样芯片U13的第二引脚与电阻R44的第一端、电阻R46 的第一端以及电容C43的第一端连接，所述电阻R44的第二端连接至 +3.3V电压，所述电阻R46的第二端与单片机U9的第26引脚连接，所述电容C43的第二端接地，所述采样芯片U13的第13引脚与单片机U9的第17引脚连接，所述采样芯片U13的第14引脚与单片机U9 的第16引脚连接。
前述的一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置中，所述采样电路包括电压采样电路以及电流采样电路，所述电压采样电路包括电压互感器PT1,所述电压互感器PT1的第2引脚与电压输入端LIN连接，所述电压互感器PT1的第1引脚与电阻R17的第一端连接，所述电阻 R17的第二端与输入端N连接，所述电压互感器PT1的第4引脚与电阻R12的第一端、电阻R11的第一端连接，所述电压互感器PT1与电阻R12的第二端以及电阻R13的第一端连接，所述电阻R11的第二端与电容C12的第一端连接，所诉电容C12的第二端接地，所述电阻 R13的第二端与电容C15的第一端连接，所述电容C15的第二端接地，所述电流采样电路包括电流互感器CT1，所述电流互感器CT1的第1 引脚连接至电压输入端L,所述电流互感器CT1的第2引脚连接至电压输入端LIN，所述电流互感器CT1的第3引脚与电阻R23的第一端以及电阻R21的第一端连接，所述电流互感器CT1的第4引脚与电阻 R23的第二端以及电阻R25的第一端连接，所述电阻R21的第二端与电容C18的第一端连接，所述电容C18的第二端接地，所述电阻R25 的第二段与电容C21的第一端连接，所述电容C21的第二端接地。
前述的一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置中，所述调光接口电路包括运算放大器，所述运算放大器的第3引脚与电阻R42的第一端以及电容C41的第一端连接，所述电阻R42的第二端与电阻R41 的第一端以及电容C39的第一端连接，所述电容C41的第二端与电阻 R45的第一端连接，所述电阻R45的第一端接地，所述电阻R45的第二端与运算放大器的第2引脚连接，所述运算放大器的第8引脚接至 +12V电压，所述运算放大器的第4引脚接地，所述运算放大器的第1 引脚与电阻R43的第一端以及电容C49的第二端连接，所述电阻R43 的第二端与稳压二极管D5的负极连接，所述稳压二极管D5的正极接地，所述调光接口电路连接有光耦U11，所述光耦U11内包括有发光二极管以及光敏三极管，所述光敏三极管的集电极接地，所述光敏三极管的发射极与电阻R40的第一端以及电阻R41的第二端连接。所述电阻R40的第二端接至+3.3V1电压，所述发光二极管的正极与电容 C40的第一端以及电阻R39的第一端连接，所述电阻R39的第二端与电容C40的第二端均接地，所述发光二极管的负极与单片机U9的第 61引脚连接。
与现有技术相比，本实用新型利用现有的窄带通讯，对路灯或者其他照明设备进行远程控制，方式传输距离远，响应时间短，且不需要设置大量的网关来进行中继传输，节省了一部分的控制成本。
另外采用内置GPS定位，可实现设备上电入网后自主上传定位信息，无需人工扫码手动录入定位信息。
还设计有高精度的计量采样电路与GPS定位电路，实时采样设备当前的地理信息与设备回路的电压、电流、功率与工作状态，同时又监测控制回路是否存在过压、过流等状态，并响应对应的处理机制，通过NB-IoT模块将数据打包，上传给平台，实现状态自检测与告警。
附图说明
图中：1-AC-DC转化电路；2-DC-DC调压电路；3-GPS模块；4- 通讯模块；5-主控单元；6-采样电路；
图1是本实用新型原理图；
图2是本实用新型主控单元与通讯模块的连接示意图；
图3是本实用新型中采样芯片的电路连接图；
图4是本实用新型采样电路的连接图；
图5是本实用新型调光接口电路连接图；
图6是本实用新型调光接口电路输入端的连接图；
图7是本实用新型通讯模块的电路图；
图8是本实用新型GPS模块的电路连接图；
图9是本实用新型主控单元电路连接图；
图10是本实用新型DC-DC调压电路连接图。
电路连接图。
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的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
实施例：一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置，包括AC-DC 转化电路1、采样电路6以及主控单元5，所述AC-DC转化电路1连接有DC-DC调压电路2。AC-DC转化电路1将交流电转化成直流电输入，DC-DC调压电路2对直流电进行调压(图10为DC-DC调压电路2 的具体连接示意图)。
所述采样电路6的输入端以及AC-DC转化电路1的输入端共同连接至220V交流电压。
所述DC-DC调压电路2与主控单元5连接，所述主控单元5内设有型号为LPC1224的单片机U9，主控单元的电路示意图如图9所示。主控MCU对协议进行分析和处理，能够实现管理平台下发控制命令的响应，支持云端手动开关灯调光、临时开关/调光策略、自动开关/调光策略的配置，且策略可在无网络连接的情况下自动执行。
所述主控单元5连接有GPS模块3、通讯模块4以及采样电路6 具体的连接关系如图1以及图2所示。
所述GPS模块3的电路部分如图8所示，GPS模块3内设置了GPS 芯片(型号可选用：MAX2659)，GPS芯片与单片机U9连接，提供GPS 定位功能。
通讯模块4的外围电路如图7所示，所述通讯模块4连接有SIM 卡7，所述通讯模块4支持电信、移动、联通三家运营商网络。在整个系统中该模块用于控制命令数据的传输，图7为通讯模块4的外围电路。
所述采样电路6中包括有采样芯片U13，所述采样芯片的型号为： HLW8112，所述采样芯片U13的第1引脚连接至+3.3V电压，所述采样芯片U13的第二引脚与电阻R44的第一端、电阻R46的第一端以及电容C43的第一端连接，所述电阻R44的第二端连接至+3.3V电压，所述电阻R46的第二端与单片机U9的第26引脚连接，所述电容C43 的第二端接地，所述采样芯片U13的第13引脚以及第14引脚均连接至单片机U9，所述采样电路6还包括电压采样电路以及电流采样电路，所述电压采样电路和电流采样电路均与采样芯片U13连接，所述电压采样电路包括电压互感器PT1,所述电压互感器PT1的第2引脚与电压输入端LIN连接，所述电压互感器PT1的第1引脚与电阻R17 的第一端连接，所述电阻R17的第二端与输入端N连接，所述电压互感器PT1的第4引脚与电阻R12的第一端、电阻R11的第一端连接，所述电压互感器PT1与电阻R12的第二端以及电阻R13的第一端连接，所述电阻R11的第二端与电容C12的第一端连接，所诉电容 C12的第二端接地，所述电阻R13的第二端与电容C15的第一端连接，所述电容C15的第二端接地，所述电流采样电路包括电流互感器CT1，所述电流互感器CT1的第1引脚连接至电压输入端L,所述电流互感器CT1的第2引脚连接至电压输入端LIN，所述电流互感器CT1的第 3引脚与电阻R23的第一端以及电阻R21的第一端连接，所述电流互感器CT1的第4引脚与电阻R23的第二端以及电阻R25的第一端连接，所述电阻R21的第二端与电容C18的第一端连接，所述电容C18的第二端接地，所述电阻R25的第二段与电容C21的第一端连接，所述电容C21的第二端接地。图3和图4为采样电路连接示意图。
所述主控单元5还连接有调光接口电路，调光接口电路如图5 和图6所示，所述调光接口电路包括运算放大器，所述运算放大器的第3引脚与电阻R42的第一端以及电容C41的第一端连接，所述电阻 R42的第二端与电阻R41的第一端以及电容C39的第一端连接，所述电容C41的第二端与电阻R45的第一端连接，所述电阻R45的第一端接地，所述电阻R45的第二端与运算放大器的第2引脚连接，所述运算放大器的第8引脚接至+12V电压，所述运算放大器的第4引脚接地，所述运算放大器的第1引脚与电阻R43的第一端以及电容C49 的第二端连接，所述电阻R43的第二端与稳压二极管D5的负极连接，所述稳压二极管D5的正极接地，所述调光接口电路连接有光耦U11，所述光耦U11内包括有发光二极管以及光敏三极管，所述光敏三极管的集电极接地，所述光敏三极管的发射极与电阻R40的第一端以及电阻R41的第二端连接。所述电阻R40的第二端接至+3.3V1电压，所述发光二极管的正极与电容C40的第一端以及电阻R39的第一端连接，所述电阻R39的第二端与电容C40的第二端均接地，所述发光二极管的负极与单片机U9的第61引脚连接。实际应用中调光接口电路将主控单元5的控制命令输入到照明的光源部(该光源部为现有的光路组件,如照明路灯上的灯板)进行调光。并且调光方式兼容 1-10V、PWM与DALI方式，来进行调光，大大的提升了设备的调光效率与稳定性。
Claims (7)
1.一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置，其特征在于：包括AC-DC转化电路(1)、采样电路(6)以及主控单元(5)，所述AC-DC转化电路(1)连接有DC-DC调压电路(2)，所述DC-DC调压电路(2)与主控单元(5)连接，所述主控单元(5)连接有GPS模块(3)、通讯模块(4)以及采样电路(6)，所述采样电路(6)的输入端以及AC-DC转化电路(1)的输入端均与220V交流电压连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置，其特征在于：所述主控单元(5)还连接有调光接口电路。
3.根据权利要求2所述的一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置，其特征在于：所述通讯模块(4)连接有SIM卡(7)，所述通讯模块(4)支持电信、移动、联通三家运营商网络。
4.根据权利要求1所述的一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置，其特征在于：所述主控单元(5)内设有型号为LPC1224的单片机U9。
5.根据权利要求1所述的一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置，其特征在于：所述采样电路(6)中包括有采样芯片U13，所述采样芯片的型号为：HLW8112，所述采样芯片U13的第1引脚连接至+3.3V电压，所述采样芯片U13的第二引脚与电阻R44的第一端、电阻R46的第一端以及电容C43的第一端连接，所述电阻R44的第二端连接至+3.3V电压，所述电阻R46的第二端与单片机U9的第26引脚连接，所述电容C43的第二端接地，所述采样芯片U13的第13引脚与单片机U9的第17引脚连接，所述采样芯片U13的第14引脚与单片机U9的第16引脚连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置，其特征在于：所述采样电路(6)还包括电压采样电路以及电流采样电路，所述电压采样电路和电流采样电路均与采样芯片U13连接，所述电压采样电路包括电压互感器PT1,所述电压互感器PT1的第2引脚与电压输入端LIN连接，所述电压互感器PT1的第1引脚与电阻R17的第一端连接，所述电阻R17的第二端与输入端N连接，所述电压互感器PT1的第4引脚与电阻R12的第一端、电阻R11的第一端连接，所述电压互感器PT1与电阻R12的第二端以及电阻R13的第一端连接，所述电阻R11的第二端与电容C12的第一端连接，所诉电容C12的第二端接地，所述电阻R13的第二端与电容C15的第一端连接，所述电容C15的第二端接地，所述电流采样电路包括电流互感器CT1，所述电流互感器CT1的第1引脚连接至电压输入端L,所述电流互感器CT1的第2引脚连接至电压输入端LIN，所述电流互感器CT1的第3引脚与电阻R23的第一端以及电阻R21的第一端连接，所述电流互感器CT1的第4引脚与电阻R23的第二端以及电阻R25的第一端连接，所述电阻R21的第二端与电容C18的第一端连接，所述电容C18的第二端接地，所述电阻R25的第二段与电容C21的第一端连接，所述电容C21的第二端接地。
7.根据权利要求2所述的一种基于窄带通讯的物联网照明控制装置，其特征在于：所述调光接口电路包括运算放大器，所述运算放大器的第3引脚与电阻R42的第一端以及电容C41的第一端连接，所述电阻R42的第二端与电阻R41的第一端以及电容C39的第一端连接，所述电容C41的第二端与电阻R45的第一端连接，所述电阻R45的第一端接地，所述电阻R45的第二端与运算放大器的第2引脚连接，所述运算放大器的第8引脚接至+12V电压，所述运算放大器的第4引脚接地，所述运算放大器的第1引脚与电阻R43的第一端以及电容C49的第二端连接，所述电阻R43的第二端与稳压二极管D5的负极连接，所述稳压二极管D5的正极接地，所述调光接口电路连接有光耦U11，所述光耦U11内包括有发光二极管以及光敏三极管，所述光敏三极管的集电极接地，所述光敏三极管的发射极与电阻R40的第一端以及电阻R41的第二端连接,所述电阻R40的第二端接至+3.3V1电压，所述发光二极管的正极与电容C40的第一端以及电阻R39的第一端连接，所述电阻R39的第二端与电容C40的第二端均接地，所述发光二极管的负极与单片机U9的第61引脚连接。
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