CN210469382U - 集中智能微放站以及工业灯联网照明终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集中智能微放站以及工业灯联网照明终端，包括通讯单元、检测模块和微控制单元主芯片，通讯单元用于信号通讯，检测模块的光敏检测单元用于检测终端设备应用环境的光亮度，交流信号检测电路单元和直流信号检测电路单元用于检测终端设备的用电情况，微控制单元主芯片处理通讯单元和所述检测模块的数据信息。本实用新型通过检测模块的光敏检测单元和交流信号检测电路单元对终端设备及其应用环境进行检测，可将检测数据与常规状态下的基本数据作分析判断确定故障的发生及相应的位置，并通过通讯单元接收以及发出相应的数据信息和控制信号，实现对终端设备的监控、操作、管理的交互工作。

Description

集中智能微放站以及工业灯联网照明终端

技术领域

本实用新型涉及一种集中智能微放站以及工业灯联网照明终端。

背景技术

目前，现有照明场所的照明系统通常自动化程度较低，都是简单的实现开关功能，亮化管理都是采用传统模式，即通过定时开关，到时间就开灯和关灯，而不管夜间有工作人员或没有工作人员都是足额照明，浪费了大量电能。同时，目前对照明产品维护主要靠人工巡检，由于照明装置需要大量时间，即使照明装置出现问题，也难以做到及时维修，给照明场所如港口或码头的作业安全带来一定的影响。因此，需要一种集中控制设备对分散的照明设备进行管理，如何对照明设备进行控制和管理成为本领域技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型解决如何对照明设备进行控制和管理的问题，提供一种集中智能微放站以及工业灯联网照明终端。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种集中智能微放站，包括通讯单元、检测模块和微控制单元主芯片，所述通讯单元用于信号通讯，所述检测模块包括光敏检测单元、交流信号检测电路单元和直流信号检测电路单元，所述光敏检测单元用于检测终端设备应用环境的光亮度，所述交流信号检测电路单元和所述直流信号检测电路单元用于检测终端设备的用电情况，所述微控制单元主芯片处理所述通讯单元和所述检测模块的数据信息。

根据本实用新型的一个实施方案，所述集中智能微放站还包括RTC时钟电路，所述RTC时钟电路具有定时开关功能。

根据本实用新型的一个实施方案，所述集中智能微放站还包括存储模块，所述存储模块用于存储所述检测模块检测到的信息。

根据本实用新型的一个实施方案，所述通讯单元包括第一通讯单元和第二通讯单元，所述第一通讯单元为常用通讯单元，所述第二通讯单元为备用通讯单元，所述第一通讯单元包括第一通讯单元和第二通讯单元，所述第二通讯单元包括第三通讯单元和第四通讯单元。

根据本实用新型的一个实施方案，当选择所述第一通讯单元通讯时，通过所述第一通讯单元与控制中心进行通讯，通过所述第二通讯单元与终端设备进行通讯；当选择所述第二通讯单元通讯时，通过所述第三通讯单元与控制中心进行通讯，通过所述第四通讯单元与终端设备进行通讯。

根据本实用新型的一个实施方案，所述通讯单元通过有线通讯组网方式和/ 或无线通讯组网方式实现召唤传送、定时传送、报警和远程控制命令功能。

根据本实用新型的一个实施方案，所述有线通讯组网方式包括以太网、KNX、 ABB、LON、EIB、CAN、RS485、RS232和MBUS中的一种或多种模块。

根据本实用新型的一个实施方案，所述无线通讯组网方式包括LoRa、ZigBee、wifi、lifi、NBIOT、WinSon、Sixfox、Z－ware、SUB－1GHz、SUB－433MHz、SUB－2.4GHz、ZETA、Thread、NFC、UWB、蓝牙、4G、5G中的一种或多种模块。

根据本实用新型的一个实施方案，所述检测模块检测的数据信息包括开关状态、电流、电压、功率、电能、功率因数及频率。

本实用新型还提供一种工业灯联网照明终端，包括照明终端和上述集中智能微放站，所述照明终端的数量为多个，所述集中智能微放站用于控制多个所述照明终端。

本实用新型提供一种集中智能微放站以及工业灯联网照明终端，通过检测模块的光敏检测单元和交流信号检测电路单元对终端设备及其应用环境进行检测，由微控制单元主芯片对检测模块检测的数据信息进行处理，可将检测的数据信息与常规状态下的基本数据作分析判断确定故障的发生及相应的位置，并通过通讯单元接收以及发出相应的数据信息和控制信号，实现对终端设备的监控、操作、管理的交互工作。

附图说明

图1为实施例的集中智能微放站的电路原理框图；

图2为实施例的ZigBee1模块的电路原理框图；

图3为实施例的ZigBee2模块的电路原理框图；

图4为实施例的RS485模块的电路原理框图；

图5为实施例的光敏检测单元的电路原理框图；

图6为实施例的交流信号检测电路的电路原理框图；

图7为实施例的直流信号检测电路的电路原理框图；

图8为实施例的RTC时钟电路的电路原理框图；

图9为实施例的存储模块的电路原理框图；

图10为实施例的调试串口的电路原理框图。

具体实施方式

随着网络技术、传感器技术、射频识别技术和软件技术的进步，物理世界中的各种设备都能够以信息技术为基础进行设置，形成物联网。物联网是在互联网的基础上，将其用户端伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯的一种网络概念。工业灯联网也应运而生。工业灯联网是指使用通讯组网技术可将港口或码头等所有具有通讯功能的灯具连接组网，组成港口或码头工业灯联网。工业灯联网对控制范围内的每一套智能灯具进行开关、调光、定位控制，并可对每一套灯具的运行状况进行监控。

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：

本实施提供了一种工业灯联网照明终端，包括照明终端和集中智能微放站，所述照明终端的数量为多个，所述集中智能微放站用于控制多个所述照明终端，照明终端即为各种灯具，通过集中智能微放站进行集中控制，实现灯联网管理。集中智能微放站可作为一种微型直放站，也可作为集中控制器，用来传输相应的控制信号。

如图1所示，本实施提供了一种集中智能微放站，包括通讯单元、检测模块和微控制单元(MCU，Micro Controller Unit)主芯片，所述通讯单元包括第一通讯单元和第二通讯单元，所述第一通讯单元为常用通讯单元，所述第二通讯单元为备用通讯单元，所述第一通讯单元包括第一通讯单元和第二通讯单元，所述第二通讯单元包括第三通讯单元和第四通讯单元，通过不同的通讯单元实现不同的功能，从而可实现主/备用设备自动切换的通讯单元，以应对不同的通讯环境要求以及线路故障等，保证通讯设备的持续有效运行，防止可能发生的意外事故。

进一步的，当选择所述第一通讯单元通讯时，通过所述第一通讯单元与控制中心进行通讯，通过所述第二通讯单元与终端设备进行通讯；当选择所述第二通讯单元通讯时，通过所述第三通讯单元与控制中心进行通讯，通过所述第四通讯单元与终端设备进行通讯。也就是第一通讯单元和/或第三通讯单元与控制中心进行通讯，控制中心可为工业灯联网系统的服务器，通讯的方式可采用交互形式，一方面可用于传递工业灯联网系统的服务器的控制命令，另一方面也可用于将接收到的终端设备的参数信息传递给工业灯联网系统的服务器；所述第二通讯单元和/或所述第四通讯单元与终端设备进行通讯，一方面可用于将接收到的控制命令传递给终端设备，另一方面也可用于接收终端设备的参数信息，在本实施中，终端设备采用照明终端，即各种灯具，如LED灯具。

如图1至3所示，分别采用两个ZigBee模块，ZigBee1和ZigBee2，通过 USART与微控制单元主芯片进行通讯，其中三个引脚的功能如下， SLEEP_RQ1/2(休眠控制)在低电平时唤醒，在高电平时休眠，SLEEP_ON1/2 (状态指示)在高电平时设备休眠，低电平时设备唤醒，USART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口是一个高度灵活的串行通信设备，ASSO1/2 (网络状态指示)在低电平时上线，在高电平时下线；还分别采用两个LoRa模块通过UART与微控制单元主芯片进行通讯，其中四个引脚功能如下， LoRa_sleep1/2(休眠控制)在高电平时唤醒，在低电平时休眠，MO/status1/2(状态指示)在高电平时唤醒，在低电平时休眠；MI/D12－1/2为普通IO口， AUX/reset1/2为低电平复位。在通讯距离(空旷空间)上：LoRa≧1.5Km，Zigbee ≧200m，通过分别两组Zigbee模块和LoRa模块(共四块)，以在其它一组出问题后，有后备可选用。

在本实施例中，将通讯单元设置成相对的两组通讯单元，一组可作为常用通讯单元，另一组可作为备用通讯单元，当常用通讯单元出现故障时，可自动切换至备用通讯单元，从而可保证集中智能微放站的正常通讯，使得集中智能微放站具有良好的稳定性，传输数据快速且有序。

在本实施例中，所述通讯单元通过有线通讯组网方式和/或无线通讯组网方式实现召唤传送、定时传送、报警和远程控制命令功能，通过集中智能微放站实现多种功能。

所述有线通讯组网方式包括以太网、KNX、ABB、LON、EIB、CAN、RS485、 RS232和MBUS中的一种或多种模块，如图4所示，采用1路RS485进行有线通讯，还采用1中具有网口通讯功能的物理层端口，作为备用的有线连接方式。

所述无线通讯组网方式包括LoRa、ZigBee、wifi、lifi、NBIOT、WinSon、 Sixfox、Z－ware、SUB－1GHz、SUB－433MHz、SUB－2.4GHz、ZETA、Thread、 NFC、UWB、蓝牙、4G、5G中的一种或多种模块。

在以上通讯单元中选择合适的类型来适用到不同的工作场景中，上述通讯单元可采用现有的产品模块来实现组网的要求。

在检测上，所述检测模块包括光敏检测单元、交流(AC)信号检测电路单元和直流(DC)信号检测电路单元，所述光敏检测单元用于检测终端设备应用环境的光亮度，所述交流信号检测电路单元和所述直流信号检测电路单元用于检测终端设备的用电情况，通过光敏检测单元得到终端设备的应用环境信息，通过交流信号检测电路单元和直流信号检测电路单元可检测如系统配电箱的供电情况。所述检测模块检测有数据信息包括开关状态、电流、电压、功率、电能、功率因数及频率。

如图5所示，其中光敏检测单元可采用光敏电阻(LDR，Light DependentResistor)，例如，当检测到光敏电阻为高电平时为白天，低电平为黑夜，还可包括灯具开启时应用环境的光亮度。

如图6所示，交流信号检测电路单元AC signal IN具有两路交流信号检测功能，可用于检测配电箱交流电通断状态，当微控制单元主芯片检测到IN4/5为高电平时为输入正常，反之为异常或无输入；如图7所示，直流信号检测电路单元DC signal IN具有三路直流信号检测功能，可用于检测配电箱继电器工作状态，当微控制单元主芯片检测到IN1/2/3为高电平时输入正常，反之为异常或输入。

在本实施例中，如图8所示，所述集中智能微放站还包括RTC(Real Time Clock)时钟电路，所述RTC时钟电路具有定时开关功能，RTC时钟电路的耗电量小，只有消耗μA级别的电流，可能过后备电池供电，当供电系统掉电后， RTC时钟电路依然可正常运行。

在本实施例中，如图9所示，所述集中智能微放站还包括存储模块，所述存储用于存储所述检测模块检测到的信息，集中智能微放站中各模块均通过各自对应的输入输出接口进行电连接，以实现其功能。优选地，该存储模块可采用F-RAM铁电随机存储器，可具有256MB以上容量，相比普通flash速度更快，可擦写次数更多。

在信息处理上，所述微控制单元主芯片处理所述通讯单元和所述检测模块的数据信号，微控制单元主芯片可控制以上各个电路及模块，对于通讯单元和微控制单元主芯片可采用现有技术中的产品实现相应的功能，检测模块用于检测终端设备，微控制单元主芯片可进行信号的处理，微控制单元主芯片的型号可采用STM32F107VCT6。在具体的连接方式可按各引脚的定义进行连接，微控制单元主芯片具有调试(DEBUG)串口，可通过一个烧录和测试端口用于程序升级和更改设备ID等，如图4和图10所示，其中调试串口可与RS485复用一个UART串口，进行二选一，需要将其中一个设为普通IO端口，通过软件模拟的方式与微控制单元主芯片进行通讯，RS485通常为5V供电芯片，可通过三个引脚与微控制单元主芯片进行连接，在硬件上可通过3.3V－5V的转换电路实现。

进一步的，还可通过LED指示灯来指示各电模块的工作状态，例如，Zigbee 在线状态，LoRa通信状态，Zigbee通信状态等，可用于调试和测试用途，也可引到设备外壳的外部进行指示，LED可共阳极，在微控制单元主芯片输出低电平时亮灯。可在设备外壳外面和模块上面标示出(无线)通讯单元的ID和网络号等相关信息，在同一个地方(例如同一港口或码头等)不能有重复的ID，而在不同的地方ID号可以重复使用，在地址上进行控制。

在本实施例中，所述微控制单元主芯片通过继电器电路进行开关控制，当输出高电平时继电器吸合，电路导通，进入工作状态，继电器电路可作为控制工业灯联网系统的配电箱的开关，通常具有三个端口(常闭、常开和公共)，可被流信号检测电路单元检测。

相比现有的集中智能微放站功能单一，无法实现数据远程传输以及对照明终端进行分区控制，且都是单一通讯单元设计，当通讯单元出现故障时，整个灯联网系统即无法正常通讯，严重影响港口或码头的作业进程，通过本实施例可实现港口或码头工业灯联网，通过本实施例中的集中智能微放站可接收来自控制中心下发的控制策略以及存储在本地、上报控制中心所要查询数据，从而实现对照明终端进行全局控制。

本实用新型提供一种集中智能微放站以及工业灯联网照明终端，通过检测模块的光敏检测单元和交流信号检测电路单元对终端设备及其应用环境进行检测，由微控制单元主芯片对检测模块检测的数据进行处理，可将检测数据与常规状态下的基本数据作分析判断确定故障的发生及相应的位置，并通过通讯单元接收以及发出相应的数据信息和控制信号，实现对终端设备的监控、操作、管理的交互工作。

本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型保护范围内。

Claims (10)

1.一种集中智能微放站，其特征在于，所述集中智能微放站包括：

通讯单元，所述通讯单元用于信号通讯；

检测模块，所述检测模块包括光敏检测单元、交流信号检测电路单元和直流信号检测电路单元，所述光敏检测单元用于检测终端设备应用环境的光亮度，所述交流信号检测电路单元和所述直流信号检测电路单元用于检测终端设备的用电情况；

微控制单元主芯片，所述微控制单元主芯片处理所述通讯单元和所述检测模块的数据信息。

2.根据权利要求1所述的集中智能微放站，其特征在于，所述集中智能微放站还包括RTC时钟电路，所述RTC时钟电路具有定时开关功能。

3.根据权利要求1所述的集中智能微放站，其特征在于，所述集中智能微放站还包括存储模块，所述存储模块用于存储所述检测模块检测到的信息。

4.根据权利要求1所述的集中智能微放站，其特征在于，所述通讯单元包括第一通讯单元和第二通讯单元，所述第一通讯单元为常用通讯单元，所述第二通讯单元为备用通讯单元，所述第一通讯单元包括第一通讯单元和第二通讯单元，所述第二通讯单元包括第三通讯单元和第四通讯单元。

5.根据权利要求4所述的集中智能微放站，其特征在于，当选择所述第一通讯单元通讯时，通过所述第一通讯单元与控制中心进行通讯，通过所述第二通讯单元与终端设备进行通讯；当选择所述第二通讯单元通讯时，通过所述第三通讯单元与控制中心进行通讯，通过所述第四通讯单元与终端设备进行通讯。

6.根据权利要求1所述的集中智能微放站，其特征在于，所述通讯单元通过有线通讯组网方式和/或无线通讯组网方式实现召唤传送、定时传送、报警和远程控制命令功能。

7.根据权利要求6所述的集中智能微放站，其特征在于，所述有线通讯组网方式包括以太网、KNX、ABB、LON、EIB、CAN、RS485、RS232和MBUS中的一种或多种模块。

8.根据权利要求6所述的集中智能微放站，其特征在于，所述无线通讯组网方式包括LoRa、ZigBee、wifi、lifi、NBIOT、WinSon、Sixfox、Z－ware、SUB－1GHz、SUB－433MHz、SUB－2.4GHz、ZETA、Thread、NFC、UWB、蓝牙、4G、5G中的一种或多种模块。

9.根据权利要求1所述的集中智能微放站，其特征在于，所述检测模块检测有数据信息包括开关状态、电流、电压、功率、电能、功率因数及频率。

10.一种工业灯联网照明终端，其特征在于，所述工业灯联网照明终端包括照明终端和所述权利要求1至9中任意一项所述的集中智能微放站，所述照明终端的数量为多个，所述集中智能微放站用于控制多个所述照明终端。

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