CN220669231U - 一种太阳能路灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能路灯控制系统，包括上位机、通信模块以及安装于太阳能路灯上的下位机；下位机和上位机之间通过通信模块连接；所述下位机包括光敏传感器、路灯调节单元和控制单元；上位机包括接发模块、分析处理模块、报警模块和显示模块；控制单元与光敏传感器连接，用于转发传感信息；控制单元通过所述通信模块与接发模块连接；接发模块与分析处理模块连接；处理模块用于分析处理传感信息，生成调整指令，并将调整指令发送至控制单元；控制单元与路灯调节单元连接，用于控制路灯调节单元调节路灯的开关状态/亮度等级/定时模式；分析处理模块还分别报警模块和显示模块连接。本实用新型实现对太阳能路灯的多种调节功能。

Description

一种太阳能路灯控制系统

技术领域

本实用新型涉及路灯监测控制技术领域，具体涉及一种太阳能路灯控制系统。

背景技术

路灯在日常生活中随处可见，目前市面上出现越来越多的太阳能路灯。但是目前普通路灯的控制方式比较单一，例如只能控制路灯点亮状态或者熄灭状况，不能根据环境亮度控制调整路灯亮度。同时现有路灯不具备远程监测路灯运行状态和控制的功能，无法对路灯的运行状态实现实时监测和运行数据记录的功能，无法达到智能控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种太阳能路灯控制系统，可解决现有技术中现有路灯控制方式比较单一的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供一种太阳能路灯控制系统，包括上位机、通信模块以及安装于太阳能路灯上的下位机；所述下位机和上位机之间通过所述通信模块连接；

所述下位机包括光敏传感器、路灯调节单元和控制单元；所述上位机包括接发模块、分析处理模块、报警模块和显示模块；

所述光敏传感器用于获取路灯的亮度状态；所述控制单元与光敏传感器连接，用于转发传感信息；所述控制单元通过所述通信模块与接发模块连接；所述接发模块与分析处理模块连接，用于将所述传感信息发送到所述分析处理模块；所述处理模块用于分析处理传感信息，生成调整指令，并将调整指令发送至控制单元；所述控制单元与路灯调节单元连接，用于根据调整指令控制路灯调节单元调节路灯的开关状态/亮度等级/定时模式；

所述分析处理模块还分别报警模块和显示模块连接。

进一步的，所述路灯调节单元包括开关调节模块、亮度调节模块和定时调节模块；所述调整指令包括开关调整指令、亮度调整指令和定时调整指令；

所述开关调节模块根据开关调整指令调整路灯为接通状态或断开状态；

所述亮度调节模块根据亮度调整指令调整路灯的亮度等级；

所述定时调整指令根据定时调整指令调整路灯为夏时令定时模式或者冬时令定时模式。

进一步的，所述处理模块还用于分析处理传感信息，生成报警信号；所述报警模块接收所述报警信号进行报警。

进一步的，所述处理模块还用于将分析处理后的传感信息和报警记录传送至所述显示模块进行显示。

进一步的，所述上位机还包括存储模块，所述存储模块用于存储报警记录、指令信息和传感信息。

进一步的，所述通信模块的通信方式为ZigBee广播模式无线通讯。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的太阳能路灯控制系统通过在路灯上安装获取路灯的亮度状态的光敏传感器和调节路灯的开关状态/亮度等级/定时模式的路灯调节单元；再利用分析处理模块分析亮度状态判断路灯的接通状态/调整路灯亮度/调整定时模式，实现对太阳能路灯的多种调节功能。

2.本实用新型的太阳能路灯控制系统将通信模块的通信方式选择为ZigBee广播模式无线通讯，这种通信方式实现点对点的基础上拓展到了多机通信，模式在设计上更便捷，适合应用于本系统的无线通信设计。

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，显而易见的，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它的附图。

图1为太阳能路灯控制系统的整体连接组成示意图；

图2为路灯调节单元的组成示意图；

图3为ZigBee广播模式无线通讯示意图；

图4为控制单元单片机的电路设计原理示意图；

图5为报警模块的电路设计原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

请参阅图1至图5，本实用新型实施例提供一种太阳能路灯控制系统，本实用新型提供一种太阳能路灯控制系统，包括上位机、通信模块以及安装于太阳能路灯上的下位机；所述下位机和上位机之间通过所述通信模块连接；

所述下位机包括光敏传感器、路灯调节单元和控制单元；所述上位机包括接发模块、分析处理模块、报警模块和显示模块；

所述光敏传感器用于获取路灯的亮度状态；所述控制单元与光敏传感器连接，用于转发传感信息；所述控制单元通过所述通信模块与接发模块连接；所述接发模块与分析处理模块连接，用于将所述传感信息发送到所述分析处理模块；所述处理模块用于分析处理传感信息，生成调整指令，并将调整指令发送至控制单元；所述控制单元与路灯调节单元连接，用于根据调整指令控制路灯调节单元调节路灯的开关状态/亮度等级/定时模式；

所述分析处理模块还分别报警模块和显示模块连接。

具体实施中，光敏传感器设置在路灯上，并将监测到的路灯亮度信息通过通信模块和上位机的接发模块传输至上位机的分析处理模块；分析处理模块对路灯亮度信息进行分析处理，当分析结果显示路灯为熄灭状态则生成开关调整指令；当分析结果显示路灯为昏暗状态或者高亮度状态则生成亮度调整指令，并将开关调整指令或亮度调整指令传输至路灯调节单元；此时路灯调节单元根据以下情况进行调节：

第一种、当路灯在当前定时模式下设置为点亮时间段出现熄灭状态，此时路灯调节单元根据开关调整指令对路灯回路的开关进行一次接通，若路灯点亮，则调整完成，若路灯还是熄灭状态则将故障信号传输至上位机的报警模块进行报警；

第二种、当路灯在当前定时模式下设置为点亮时间段出现昏暗状态，此时路灯调节单元根据亮度调整指令进行亮度等级升高；当路灯在当前定时模式下设置为点亮时间段出现高亮度状态，路灯调节单元根据亮度调整指令进行亮度等级降低。

需要说明的是，由于太阳能路灯为多个，因此各个太阳能路灯的上位机之间也是通信连接。需要说明的是，在本实施例中，通信模块的通信方式选择为ZigBee广播模式无线通讯。如附图3所示，这种通信方式实现点对点的基础上拓展到了多机通信，模式在设计上更便捷，适合应用于本系统的无线通信设计。

还需要说明的是，在本实施例中，控制单元采用STC89C51RC单片机，选择该款单片机进行分析处理具有诸多好处：(1)具有一个双向可通讯UART，为无线通讯中控制单元连接ZigBee无线通讯的通信模块模块提供了条件；(2)具有四个8位并行串口，分别是P0、P1、P2和P3口，众多的P口使得控制器可以增加的设备数量足以满足设计要求；(3)具有三个定时器，本设计中需要产生波特率和定时循环，共占用2个定时器，控制器选型满足要求；(4)具有看门狗电路；(5)可擦写次数超过10万次，满足设计过程中重复修改代码的需求。由附图4可看出，该款STC89C51RC单片机包含了上拉复位电路、电源电路和晶振电路。上拉复位电路的作用是对单片机所有的串口信号进行复位，采用的是10uF电容和10kΩ电阻结合的阻容复位式电路，按下后控制器RST口接入5V的系统上拉电压，系统进程全部被初始化复位；电源电路是确保系统正常工作的基础，该款控制器的工作电源为5V，除了自身正常运作外，还为外接设备提供了5V的电源和接地线；控制器要能与上位机进行串口无线通讯，首先要满足的条件就是波特率要一致，而这个波特率就是由晶振来产生的。该款控制器的晶振电路采用的是11.0592MHz的晶体起振的，所需电容大小约为47pF，控制器的XTAL1和XTAL2接入晶振，之后再通过电容来接地。

在本实施例中，分析处理模块采用的单片机需要具体以下功能：1.能发出对应的操作指令，并且发出的指令不会误动作；2.开启路灯操作前要能进行路灯选择，并以此为基础展开对所选择路灯的指令操作；但是具体选择不做限定。

具体的，所述路灯调节单元包括开关调节模块、亮度调节模块和定时调节模块；所述调整指令包括开关调整指令、亮度调整指令和定时调整指令；

所述开关调节模块根据开关调整指令调整路灯为接通状态或断开状态；当路灯在当前定时模式下设置为点亮时间段出现熄灭状态，此时开关调整指令为接通指令；当路灯在当前定时模式下设置为熄灭时间段出现照亮状态，此时开关调整指令为断开指令；

所述亮度调节模块根据亮度调整指令调整路灯的亮度等级；当路灯在当前定时模式下设置为点亮时间段出现昏暗状态，此时亮度调整指令为升高亮度等级指令；当路灯在当前定时模式下设置为点亮时间段出现高亮度状态，此时亮度调整指令为降低亮度等级指令；在本实施例中，路灯的亮度等级设置为三级，分别一级亮度、二级亮度和三级亮度；具体设定多少级在此不做具体限定。

所述定时调整指令根据定时调整指令调整路灯为夏时令定时模式或者冬时令定时模式；当时间进入夏时令日期，此时定时调整指令为夏时令定时模式指令，路灯点亮时间为晚上19点到早上6点；当时间进入冬时令日期，此时定时调整指令为冬时令定时模式指令，路灯点亮时间为晚上17点到早上7点；本实施例中的进入夏时令日期或进入冬时令日期可以根据地区自行设定；夏时令路灯点亮或冬时令路灯点亮也可以自行设定，在此不做具体限定。

具体实施中，设置了打开路灯时的初始路灯为二级亮度，同时在定时模式下都设置了调光功能，在定时模式下当定时器时间到达设定区间内时，路灯亮起，此时我们可以调节路灯的亮度，并且显示模块中可见当前的亮度等级。

具体的，所述处理模块模块还用于分析处理传感信息，生成报警信号；所述报警模块接收所述报警信号进行报警。具体实施中，处理模块模块接收到光敏传感器采集的路灯亮度传感信息，对亮度传感信息进行分析，并将该信息与路灯当前设定工作状态进行对比，当路灯在当前定时模式下设置为点亮时间段出现熄灭状态，此时路灯调节单元根据开关调整指令对路灯回路的开关进行一次接通，若路灯还是熄灭状态则将故障信号传输至上位机的报警模块，控制单元将导通PNP三极管从而使蜂鸣器的正极接入VCC，此时蜂鸣器将投入工作状态，实现故障报警功能。通过报警声音也可以帮助工作人员快速确定故障路灯。报警部分的电路设计原理附图5所示。

具体的，所述处理模块还用于将分析处理后的传感信息和报警记录传送至所述显示模块进行显示。上位机中的显示模块除了显示当前时间外，还可以显示当前所设置的路灯工作时间和路灯工作模式。

具体的，所述上位机还包括存储模块，所述存储模块用于存储报警记录、指令信息和传感信息。除了实时接收下位机的报警记录并将该参数显示为路灯运行人员方便观看的形式进行输出外，还需要考虑路灯管理人员有时不能注意路灯故障的情况，因此，我们需要对各个路灯的历史数据进行保存，方便管理人员可以查看数据库，及时查看故障路灯的相关信息。存储模块可以方便进行本地查询。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上仅为说明本实用新型的实施方式，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、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 (6)

1.一种太阳能路灯控制系统，其特征在于，包括上位机、通信模块以及安装于太阳能路灯上的下位机；所述下位机和上位机之间通过所述通信模块连接；

所述下位机包括光敏传感器、路灯调节单元和控制单元；所述上位机包括接发模块、分析处理模块、报警模块和显示模块；

所述光敏传感器用于获取路灯的亮度状态；所述控制单元与光敏传感器连接，用于转发传感信息；所述控制单元通过所述通信模块与接发模块连接；所述接发模块与分析处理模块连接，用于将所述传感信息发送到所述分析处理模块；所述处理模块用于分析处理传感信息，生成调整指令，并将调整指令发送至控制单元；所述控制单元与路灯调节单元连接，用于根据调整指令控制路灯调节单元调节路灯的开关状态/亮度等级/定时模式；

所述分析处理模块还分别报警模块和显示模块连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能路灯控制系统，其特征在于，所述路灯调节单元包括开关调节模块、亮度调节模块和定时调节模块；所述调整指令包括开关调整指令、亮度调整指令和定时调整指令；

所述开关调节模块根据开关调整指令调整路灯为接通状态或断开状态；

所述亮度调节模块根据亮度调整指令调整路灯的亮度等级；

所述定时调整指令根据定时调整指令调整路灯为夏时令定时模式或者冬时令定时模式。

3.根据权利要求2所述的太阳能路灯控制系统，其特征在于，所述处理模块还用于分析处理传感信息，生成报警信号；所述报警模块接收所述报警信号进行报警。

4.根据权利要求3所述的太阳能路灯控制系统，其特征在于，所述处理模块还用于将分析处理后的传感信息和报警记录传送至所述显示模块进行显示。

5.根据权利要求4所述的太阳能路灯控制系统，其特征在于，所述上位机还包括存储模块，所述存储模块用于存储报警记录、指令信息和传感信息。

6.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能路灯控制系统，其特征在于，所述通信模块的通信方式为ZigBee广播模式无线通讯。