CN210381409U - 智慧灯杆一体化主控板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高度集成的多功能智慧灯杆控制板，采用一体化设计进行智慧灯杆多功能的集成，包括WiFi、ZigBee，信息发布（LED屏、液晶屏），路灯控制，环境数据采集（温度、湿度、风向、风速、PM2.5、噪声等），紧急呼叫，广播，充电桩，视频监控等功能于一体，支持云端通信，并实现各种通信接口的标准化。

Description

智慧灯杆一体化主控板

技术领域

本实用新型涉及灯杆设备技术领域，具体为一种智慧灯杆主控板。

背景技术

城市拥有数量众多的路灯，在城市的主干道上，每30-50米就有一盏路灯，排布均匀，作为最密集的城市基础设施，路灯早已不是简单的照明工具。随着社会文明的发展，传统的路灯已满足不了现代人的需求。未来城市要求城市采用更加经济且环保可持续发展的方式去充分利用未被使用的资产来提供原有的功能。智慧灯杆是物联网在城市中的重点应用场域，是必不可少的基础设施。然而国内外现有的智慧灯杆大多是将各个独立的系统简单的安装在灯杆上，拼凑而成，且对外接口不统一，没有形成统一的标准体系，不利于智慧城市的普及。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种集成度高的智慧灯杆一体化主控板，包括WIFI，ZigBee，信息发布（LED屏、液晶屏），路灯控制，环境数据采集（温度、湿度、风向、风速、PM2.5、噪声等），紧急呼叫，广播，充电桩，视频监控等功能，并真正将这些功能进行板级的集成，实现各种通信接口的标准化，加快智慧灯杆的普及发展。

为达到上述目的，本实用新型涉及的智慧灯杆一体化主控板，它主要包括CPU电路、CPU上的DDR控制电路、CPU上的Flash控制电路、CPU上的EMMC控制电路、ZigBee电路、电源管理电路、降压处理电路、音频处理电路、WiFi电路、视频处理电路及其他接口电路。所述的CPU电路、DDR控制电路、Flash控制电路及EMMC控制电路是整个主控板的核心区域，主要负责数据的处理以及管理外围电路的信息及反馈；所述的ZigBee电路主要用来发射ZigBee信号并组建蜂窝网，和CPU进行数据传输；所述的电源管理电路，主要为主控板提供多路电源转换输出，提供简单易用且灵活配置的完整电源解决方案；所述的降压处理电路，主要负责AXP192芯片转换的多输出电源进行降压稳定处理，供板上各个模块稳定使用；所述的音频处理电路，主要负责对音频信号的处理，实现广播音频播放等功能；所述的WiFi电路，主要负责提供无线网络服务，支持设备联网功能，实现云联网功能；所述的视频处理电路，主要负责对视频信号的编解码，实现相关数据在LCD屏上的信息发布功能；所述的报警气象接口电路，主要负责将气象站收集到的相关气象数据传到处理单片机再转发到LCD屏上进行显示。各模块电路通过相应的电气连接。

其中，所述的CPU电路、DDR控制电路、Flash控制电路及EMMC控制电路在控制电路数据采集的同时，也能管理外围模块电路数据处理并反馈。

CPU电路、DDR控制电路、Flash控制电路及EMMC控制电路采用RK3128芯片，采用四核ARM Cortex-A7处理器，主频达1.3GHz，支持多格式1080P 60fps视频编解码，支持23S开机，多线程处理外部数据，达到实时更新的功能。ZigBee电路采用JN5169芯片来作为ZigBee信号接收设发送管理芯片，通过SPI接口，由主控电路发送控制JN5169芯片的工作状态，达到ZigBee组网、数据的发送和接收操作。电源管理电路采用AXP192芯片来实现主控板多路电源转换输出的需求，可通过其上的两线串行通讯接口去打开或关闭某些电源输出，实现高精度的电量测量数据，实时掌握电能使用状况。WiFi信号电路采用SDIO接口的蓝牙WiFi二合一芯片方案，支持IEE802.11B/G/N标准支持WPA-PSK/WPA2-PSK，WPA/WPA2安全机制，可适应不同的工作环境。

附图说明

图1为智慧灯杆主控板组成方框图。

图2为智慧灯杆主控板CPU上的DDR控制电路。

图3为智慧灯杆主控板CPU上的Flash控制电路。

图4为智慧灯杆主控板CPU上的EMMC控制电路。

图5为智慧灯杆主控板ZigBee部分电路。

图6为智慧灯杆主控板上的电源管理电路。

图7为智慧灯杆主控板上的降压处理电路。

图8为智慧灯杆主控板上的WiFi信号电路。

图9为智慧灯杆主控板上的音频处理电路。

具体实施方式

请参阅图1至图9，本例实施的智慧灯杆一体化主控板，包括CPU主控电路、DDR和EMMC存储模块、ZigBee模块、WiFi模块、电源管理模块、音视频处理模块、气象报警数据接口等。整体工作方式为：主控板通过气象采集接口连接小型气象站进行相关的数据采集，将采集到的数据送至CPU，经音视频处理模块进行相应的音视频进行编解码操作，送至LCD接口投放至LCD屏上进行信息公布。其过程所采集到的数据可通过WiFi发送至云端，并通过ZigBee组网进行多机通讯。当主控板接收到外部报警按钮中断时，主控板开启相应报警功能。板载路灯控制接口，当环境亮度低于设定阈值时，自动开启路灯，节省人力资源。具有视频监控功能，实现无人化全天候值守。配备新型充电桩，支持新能源动力车充电续航，真正意义上实现绿色节能。所述的CPU主控电路、DDR控制电路、Flash控制电路、EMMC控制电路由RK3128芯片部分管脚参与控制，采用四核ARM Cortex-A7处理器可更快处理多线程任务。所述的ZigBee电路由1个JN5169芯片、13个电阻、14个电容、2个发光二极管、1个按键、3个磁珠、1个W25Q16芯片、1个晶振、1个5Pin连接端子、1个天线端子组成。进一步所述的电源管理电路采用1个AXP192芯片、18个电阻、23个电容、1个MOS管、3个二极管、3个TVS管、3个电感、1个电压转换芯片组成。进一步所述的WiFi信号电路由一个REALTEK RTL8723BS芯片组成18个电阻、25个电容、3个磁珠、一个天线连接座组成。进一步所述的音频转换模块由1和CS4871芯片、13个电阻组成、16个电容、2个TVS管组成。其中AXP192可进行多路电源转换，并实时监测电能消耗情况，供各模块正常工作。

本实用新型功耗低，工作灵敏度高，集成度好，能实时获取模块中的相关数据并反馈。

本实用新型具有高度自适应性，安装方便，采用标准化接口，便于形成行业规范。

采用本实用新型后，在构建城市物联网，加快智慧城市建设具有极大的优势：统一接口，集成度高，操作简单实现即插即用，低功耗、通讯稳定。

Claims (6)

1.智慧灯杆一体化主控板，其特征在于它包括CPU主控电路、DDR和EMMC存储模块、ZigBee模块、WiFi模块、电源管理模块、音视频处理模块；所述的CPU主控电路、DDR和EMMC存储电路是整个主控板的核心区域，主要负责数据的处理以及管理外围电路的信息及反馈；所述的ZigBee电路主要用来发射ZigBee信号并组建蜂窝网和CPU进行数据传输；所述的WiFi电路主要负责提供无线网络服务，支持设备联网；所述的电源管理电路主要为主控板提供多路电源转换输出，提供简单易用且灵活配置的完整电源解决方案；所述的音视频处理模块主要负责对音视频信号的处理，实现广播音频播放及LCD屏上的信息发布功能。

2.如权利要求1所述的智慧灯杆一体化主控板，其特征在于：所述的CPU主控电路、DDR和EMMC存储模块，采用RK3128芯片，采用四核ARM Cortex-A7处理器，可实现多线程处理外部数据，从而实现实时处理数据的功能；DDR和EMMC存储模块主要用于模块数据存储及数据运算，为CPU高速运行提供了保障。

3.如权利要求1所述的智慧灯杆一体化主控板，其特征在于：所述的ZigBee模块，采用JN5169芯片作为ZigBee信号接收和发送管理芯片，通过SPI接口实现ZigBee组网、数据的发送和接收操作。

4.如权利要求1所述的智慧灯杆一体化主控板，其特征在于：所述的WiFi模块，采用SDIO接口的蓝牙WiFi二合一方案，支持IEE802.11B/G/N标准支持WPA-PSK/WPA2-PSK，WPA/WPA2安全机制，可适应不同的工作环境。

5.如权利要求1所述的智慧灯杆一体化主控板，其特征在于：所述的电源管理模块，采用AXP192芯片实现主控板多路电源转换输出的需求，为各个模组提供稳定的电压。

6.如权利要求1所述的智慧灯杆一体化主控板，其特征在于：所述的音视频处理模块采用功率CS4871芯片对音频信号进行处理，实现广播音频播放功能；视频处理模块采用RK3128自身支持的视频格式编解码进行处理，通过预留接口实现在LCD屏上的信息发布功能。

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