CN213028635U - 智慧路灯系统集成管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种智慧路灯系统集成管理系统，包括一个ZigBee/GPRS网关及多个LED路灯节点，所述ZigBee/GPRS网关包括控制器、GPRS通信模块及射频天线，每个所述LED路灯节点均包括控制器、LED驱动模块及LED灯。本实用新型通过控制器和GPRS通信模块构建的ZigBee/GPRS无线传感网络进行数据传输，简化了线路连接，成本低且实现简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及智慧路灯技术领域，尤其涉及一种智慧路灯系统集成管理系统。
背景技术
随着城市道路规模的不断增大，用于照明的路灯数量大幅增长，LED作为一种半导体固体照明光源，具有寿命长、功耗低、光效高等显著优点，近年来在道路照明领域得到了越来越多的应用。对LED路灯的监控包括采集供电电流电压、光照强度等数据并传输到监控中心，监控中心对数据进行分析后再发送命令控制LED路灯的工作状态。由于传统路灯管理系统大都采用有线方式进行数据传输，LED路灯众多，系统的线路连接复杂，成本高且实现难度高。
实用新型内容
有鉴于此本实用新型提出了一种智慧路灯系统集成管理系统，以解决传统路灯管理系统大都采用有线方式进行数据传输导致系统线路连接复杂、成本高且实现难度高的问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种智慧路灯系统集成管理系统，包括一个ZigBee/GPRS网关及多个LED路灯节点，所述ZigBee/GPRS网关包括控制器、GPRS通信模块及射频天线，每个所述LED路灯节点均包括控制器、 LED驱动模块及LED灯；
所述ZigBee/GPRS网关内，控制器通过串口连接GPRS通信模块，控制器的ZigBee射频口连接射频天线；
所述LED路灯节点内，控制器通过LED驱动模块连接LED灯，控制器的 ZigBee射频口连接射频天线。
可选的，控制器包括CC2530芯片及天线匹配电路；
所述ZigBee/GPRS网关内，CC2530芯片的P0.2和P0.3引脚连接GPRS通信模块，CC2530芯片的RF_N和RF_P引脚通过天线匹配电路连接射频天线；
所述LED路灯节点内，CC2530芯片的RF_N和RF_P引脚通过天线匹配电路连接射频天线，CC2530芯片的PWM输出引脚连接LED驱动模块的控制端。
可选的，天线匹配电路包括电容C4～C8及电感L1～L2；
CC2530芯片的RF_N引脚依次经电容C6、电容C5、电感L2、电容C7连接RF_P引脚，电容C6与电容C5的公共端经电感L1接地，电感L2与电容C7 的公共端经电容C8接地，电容C5与电感L2的公共端经电容C4连接射频天线。
可选的，GPRS通信模块包括EIC-CG16模块。
可选的，LED驱动模块包括TPS61500芯片、电感L3、二极管D1及电阻 R3～R5；
供电源依次经电感L3、二极管D1正极、二极管D1负极、电阻R3、电阻 R4接地，二极管D1负极与电阻R3的公共端依次经LED灯、电阻R5接地，供电源还连接TPS61500芯片的VIN引脚，电感L3与二极管D1的公共端同时连接TPS61500芯片的两个SW引脚，电阻R3与电阻R4的公共端连接TPS61500 芯片的OVP引脚，LED灯与电阻R5的公共端连接TPS61500芯片的PB引脚， TPS61500芯片的EN引脚连接控制器。
可选的，每个所述LED路灯节点还包括电流电压检测模块，电流电压检测模块的输入端连接LED驱动模块的输出端，电流电压检测模块的输出端连接控制器。
可选的，每个所述LED路灯节点还包括光照检测模块和温度检测模块，光照检测模块及温度检测模块的输出端分别连接控制器。
本实用新型的智慧路灯系统集成管理系统相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本实用新型通过控制器和GPRS通信模块构建的ZigBee/GPRS无线传感网络进行数据传输，简化了线路连接，成本低且实现简单；
(2)本实用新型采用CC2530芯片作为控制器，CC2530芯片内部集成了性能一流的RF收发器，RF_N和RF_P引脚外围只需要极少元器件构成的天线匹配电路便可以实现无线传感网络组网功能，无需使用独立的ZigBee通信模块，进一步降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的智慧路灯系统集成管理系统的结构框图；
图2为本实用新型的控制器、GPRS通信模块及射频天线的电路图；
图3为本实用新型的LED驱动模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实施例的智慧路灯系统集成管理系统包括一个ZigBee/GPRS 网关及多个LED路灯节点，所述ZigBee/GPRS网关包括控制器、GPRS通信模块及射频天线，每个所述LED路灯节点均包括控制器、LED驱动模块及LED 灯。所述ZigBee/GPRS网关内，控制器通过串口连接GPRS通信模块，控制器的ZigBee射频口连接射频天线。所述LED路灯节点内，控制器通过LED驱动模块连接LED灯，控制器的ZigBee射频口连接射频天线。
本实施例中，每个LED路灯节点均以LED路灯为载体，控制器集成ZigBee 射频收发器，ZigBee/GPRS网关及多个LED路灯节点之间通过ZigBee射频收发器进行通信，ZigBee/GPRS网关与远程监控中心通过GPRS通信模块进行通信。一个ZigBee/GPRS网关及多个LED路灯节点构成无线传感网络。LED路灯节点主要负责采集电压、电流、温度、光照度等信息，并对LED灯输出功率等进行控制，同时还负责将工作状态信息通过无线传感网络输送至ZigBee/GPRS网关。 ZigBee/GPRS网关接收LED路灯节点的数据包，负责将某一个或几个LED路灯节点的状态信息汇总，并且对这些数据完成简单处理再通过GPRS通信模块传送到远程监控中心，由远程监控中心负责众多LED路灯节点状态的维护与管理。这样本实施例的智慧路灯系统集成管理系统通过构建ZigBee/GPRS无线传感网络进行数据传输，简化了线路连接，成本低且实现简单。
具体的，如图2所示，本实施例的控制器包括CC2530芯片及天线匹配电路。 GPRS通信模块包括EIC-CG16模块。所述ZigBee/GPRS网关内，CC2530芯片的P0.2和P0.3引脚连接EIC-CG16模块，CC2530芯片的RF_N和RF_P引脚通过天线匹配电路连接射频天线。所述LED路灯节点内，CC2530芯片的RF_N 和RF_P引脚通过天线匹配电路连接射频天线，CC2530芯片的PWM输出引脚连接LED驱动模块的控制端。
CC2530芯片采用工业标准增强型8051MCU内核，具有两路UART通信接口，8通道12位ADC，8KBRAM，PWM等功能，内部集成了性能一流的RF 收发器，控制器的ZigBee射频口包括CC2530芯片的RF_N和RF_P引脚，RF_N 和RF_P引脚外围只需要极少元器件构成的天线匹配电路便可以实现无线传感网络组网功能。EIC-CG16模块支持IP地址与域名地址解析功能，数据传输格式支持透明与非透明两种方式，透明模式下，CC2530芯片将数据包通过串口发送到EIC-CG16模块，EIC-CG16模块自动将数据发送到远程监控中心。CC2530 芯片通过P0.2和P0.3串行UART口与EIC-CG16模块通信。
如图2所示，本实施例的天线匹配电路包括电容C4～C8及电感L1～L2。 CC2530芯片的RF_N引脚依次经电容C6、电容C5、电感L2、电容C7连接RF_P 引脚，电容C6与电容C5的公共端经电感L1接地，电感L2与电容C7的公共端经电容C8接地，电容C5与电感L2的公共端经电容C4连接射频天线。天线匹配电路用于将CC2530芯片输出的差分信号转换为单端信号，并完成射频天线的输入阻抗匹配。
具体的，如图3所示，本实施例的LED驱动模块包括TPS61500芯片、电感L3、二极管D1及电阻R3～R5。供电源依次经电感L3、二极管D1正极、二极管D1负极、电阻R3、电阻R4接地，二极管D1负极与电阻R3的公共端依次经LED灯、电阻R5接地，供电源还连接TPS61500芯片的VIN引脚，电感 L3与二极管D1的公共端同时连接TPS61500芯片的两个SW引脚，电阻R3与电阻R4的公共端连接TPS61500芯片的OVP引脚，LED灯与电阻R5的公共端连接TPS61500芯片的PB引脚，TPS61500芯片的EN引脚连接CC2530芯片的 PWM输出引脚。
TPS61500芯片是一款内部集成3A、40V电源开关的单片集成开关稳压器，其输入电压范围宽，可以接受2.9～18V的输入电压，内部集成200mV和1.229V 基准电源，用于设定输出负载电流和过压保护电压。该器件可支持模拟和纯 PWM调光方式，可实现LED亮度调节。另外，TPS61500芯片具有可编程软起动功能，能够抑制在启动时产生的浪涌电流，而且还内置有其他众多保护功能，如逐个脉冲过流限制、过压保护以及热停机等。其中，L3为储能电感，D1为升压用肖特基二极管，电阻R3、电阻R4用于设置过压保护值，电阻R5为输出电流反馈采样电阻。
如图1所示，每个所述LED路灯节点还包括电流电压检测模块，电流电压检测模块的输入端连接LED驱动模块的输出端，电流电压检测模块的输出端连接控制器。每个所述LED路灯节点还包括光照检测模块和温度检测模块，光照检测模块及温度检测模块的输出端分别连接控制器。电流电压检测模块用于检测LED灯的驱动电压和电流，光照检测模块用于检测LED灯的光照强度，温度检测模块用于检测LED灯的温度，驱动电压电流、光照强度及温度等数据经无线传感网络传送到远程监控中心进行处理。电流电压检测模块、光照检测模块和温度检测模块的电路结构较为常见，在此不再介绍，如光照检测模块可采用光敏电阻实现，温度检测模块可采用DS18B20传感器实现。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种智慧路灯系统集成管理系统，其特征在于，包括一个ZigBee/GPRS网关及多个LED路灯节点，所述ZigBee/GPRS网关包括控制器、GPRS通信模块及射频天线，每个所述LED路灯节点均包括控制器、LED驱动模块及LED灯；
所述ZigBee/GPRS网关内，控制器通过串口连接GPRS通信模块，控制器的ZigBee射频口连接射频天线；
所述LED路灯节点内，控制器通过LED驱动模块连接LED灯，控制器的ZigBee射频口连接射频天线。
2.如权利要求1所述的智慧路灯系统集成管理系统，其特征在于，控制器包括CC2530芯片及天线匹配电路；
所述ZigBee/GPRS网关内，CC2530芯片的P0.2和P0.3引脚连接GPRS通信模块，CC2530芯片的RF_N和RF_P引脚通过天线匹配电路连接射频天线；
所述LED路灯节点内，CC2530芯片的RF_N和RF_P引脚通过天线匹配电路连接射频天线，CC2530芯片的PWM输出引脚连接LED驱动模块的控制端。
3.如权利要求2所述的智慧路灯系统集成管理系统，其特征在于，天线匹配电路包括电容C4～C8及电感L1～L2；
CC2530芯片的RF_N引脚依次经电容C6、电容C5、电感L2、电容C7连接RF_P引脚，电容C6与电容C5的公共端经电感L1接地，电感L2与电容C7的公共端经电容C8接地，电容C5与电感L2的公共端经电容C4连接射频天线。
4.如权利要求3所述的智慧路灯系统集成管理系统，其特征在于，GPRS通信模块包括EIC-CG16模块。
5.如权利要求1所述的智慧路灯系统集成管理系统，其特征在于，LED驱动模块包括TPS61500芯片、电感L3、二极管D1及电阻R3～R5；
供电源依次经电感L3、二极管D1正极、二极管D1负极、电阻R3、电阻R4接地，二极管D1负极与电阻R3的公共端依次经LED灯、电阻R5接地，供电源还连接TPS61500芯片的VIN引脚，电感L3与二极管D1的公共端同时连接TPS61500芯片的两个SW引脚，电阻R3与电阻R4的公共端连接TPS61500芯片的OVP引脚，LED灯与电阻R5的公共端连接TPS61500芯片的PB引脚，TPS61500芯片的EN引脚连接控制器。
6.如权利要求1所述的智慧路灯系统集成管理系统，其特征在于，每个所述LED路灯节点还包括电流电压检测模块，电流电压检测模块的输入端连接LED驱动模块的输出端，电流电压检测模块的输出端连接控制器。
7.如权利要求1所述的智慧路灯系统集成管理系统，其特征在于，每个所述LED路灯节点还包括光照检测模块和温度检测模块，光照检测模块及温度检测模块的输出端分别连接控制器。
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|---|---|---|---|---|
| CN113597060A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-02 | 深圳市裕富照明有限公司 | 一种智慧城市路灯控制系统 |
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2020
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