CN2381092Y - 路灯管理检测系统装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种路灯管理检测系统装置,它由路灯管理中心的中央计算机通过电话通讯线路与各路段管理处的路段收发器进行数据通讯,路段的每个路灯上有路灯收发器,路段收发器与路灯收发器通过电力线进行数据通讯。它不受任何外部条件影响,不用人工检查,能在路灯管理中心的中央计算机显示屏上,实时观察到所有路段的每一个路灯的工作状态,并控制其开启或关断。
Description
本实用新型涉及路灯管理检测系统装置。
路灯不仅是夜间照明必不可少的设备，也是现代化都市一道亮丽的风景线。随着城市高速现代化的发展，完善路灯的设施和管理已成为越来越迫切的需要。现有的路灯管理技术落后，主要是靠光感和定时来控制路灯的开和关。各种器件由于长时间暴露在外，极易受灰尘等外部条件的影响，遇到阴天等情况又常常不准，且不能根据天气的变化自动调整路灯的关断，造成了大量的能源浪费，定时开关控制还必须根据日落的周期变化进行人工调整，对于各路段的路灯损坏情况必须用人工进行不断的检查，有时灯坏了也无人知道。
本实用新型的目的即是提供一种路灯管理检测系统装置，它可实时观察到各路段路灯的运行情况并检测控制路灯的状态。
为实现此目的，本实用新型的技术方案如下：一种路灯管理检测系统装置，由路灯管理中心的中央计算机通过电话通讯线路与各路段管理处的路段收发器进行数据通讯，路段的每个路灯上有路灯收发器，路段收发器与路灯收发器通过电力线进行数据通讯。
所述的路段收发器包括耦合器、带通滤波电路、FSK解调电路、电平转换电路、微处理器、数据传送电路等，路段收发器通过耦合器与电力线相连，从耦合器输出的信号带通滤波电路、经FSK解调电路、再经电平转换电路输入至微处理器，微处理器输出信号经数据传送电路再通过电话通讯线路输入至路灯管理中心的中央计算机。
所述的路灯收发器包括耦合器、带通滤波电路、FSK解调电路、电平转换电路、微处理器、数据传送电路、路灯状态检测电路、路灯开闭控制电路等，路灯收发器通过耦合器与电力线相连，从耦合器输出的信号经带通滤波电路、经FSK解调电路、再经电平转换电路送到微处理器，路灯状态检测电路输出信号经电平转换电路输入到微处理器，微处理器输出信号一方面经数据传送电路到电力线，另一方面经路灯开闭控制电路控制路灯。
所述的数据传送电路为：自PIC 16/54的RAO、RAI输出的信号分别接电容C21和C20，二极管D11和D12的正极相连，负极分别接电容C21和C20，电容C21和C20分别连三极管J10、J9的基极，三极管J10和J9的基极间串接有电阻R15和R16，二极管D11和D12的接点、电阻R15和R16的接点皆接地，三极管J10、J9的发射极分别经电阻R19、R20接地，三极管J10、J9的集电极间串接有电阻17、R18，三极管J10的集电极经串接的电阻R17、R23三极管J8发射极相连，三极管J10的发射极与三极管J8的集电极间接有电阻R21，三极管J8的集电极、三极管J6的基极皆经电容C22接地，三极管J9的集电极经串接的电阻R18、R24与三极管J7的发射极相连，电阻R18、R24的接点接18V电压，三极管J9的集电极与三极管J7的基级相连，三极管J9的发射极与三极管J7的集电极间接有电阻R22，三极管J7的集电极与三极管J5的基极皆经电容C23接地，三极管J6、J5的极电极接18V电压，三极管J6、J5的发射极分别接三极管J4、J3的基极，三极管J6、J5的发射极间串接有电阻R25、R26，三极管J4、J3的集电极与电阻R25、R26的接点皆接地，三极管J4、J3的基级与发射极间分别接有二极管D13、D14，三极管J4、J3的发射极分别经电阻R27、R28接地，电阻R27、R28的非接地端分别接场效应管J2、J1的栅极，场效应管J2、J1的源极相连并经电阻R29接地，场效应管J2、J1的漏极分别接变压器T的两端，电力线的220V电压经电容C1与变压器相连，18V电压可经由变压器T变压后输出。
所述的微处理器为PIC 16/54，PIC 16/54的3脚和5脚接地，6脚和7脚分别接自电平转换电路来的两路信号，4脚和14脚接+5V电压，电容C18和C19的串联支路与晶振X并联接在15脚和16脚间，电容C18和C19的接点接地，17脚和18脚输出至数据传送电路，9脚输出至路灯开闭控制电路。
所述的带通滤波电路为：耦合器T3、T4的输出经串联的电容C01和电阻R3接地，电阻R3亦接LM347(A)的同向输入端，电阻R3和R1串接于LM347(A)的同向输入端和反向输入端间，电感L1、电容C04、电容C05并联接于LM347(A)的反向输入端和输出端之间，LM347(A)的输出经电阻R4接入LM347(B)的同向输入端，LM347(B)的输出端与其反向输入端相接并经电阻R5接LM347(C)的同向输入端，电感L2、电容C6、电容C7并联接于LM347(C)的反向输入端和输出之间，下负端相反的二极管D4的D5组成的并联电路与电阻R7、电容C8串联接于LM347(C)的输出和LM347(D)的反向输入端间，LM347的同向输入端接地，电感L4、电容C9、电阻R、电容C10并联接于LM347(D)的反向输入端与输出端之间。
所述的FSK解调电路为：从带通滤波电路输出的信号经电阻R8及两个反向并联的二极管D8和D9接地，电阻R8、电容C12串接在集成块NE565的3脚，NE565的2脚经电阻R11接地，3脚经电阻R12接地，NE565的4脚和5脚相连，NE565的10脚和1脚分别接+5V和-5V电压，NE565的9脚与1脚间接有电容C17，NE565的8脚和10脚间串接有电阻R14、可调电阻W3、NE565的7脚和8脚间接有电容C16，NE565的7脚经电容C13与+V5电压相接，7脚亦经串联的电阻R9、电容C14与+5V电压相接，7脚亦经串联的电阻R9、R10、电容C15与+5V电压相接，电阻R10与电容C15的接点经电阻R13与LF356的同向输入端相接，NE565的6脚与LF356的反向输入端相接，LF356的同向输入端与反向输入端间接有电容C11。
所述的电平转换电路为：自路灯状态状态检测电路输出的信号经电阻R2与LM339(A)的同向输入端相接，电阻R2亦经并联的二极管D1和电容C2接地，LM339(A)的反向输入端接地，LM339(A)的同向输入端与输出端间接有电阻R32，LM339(A)的输出做为电平转换电路的一路输出接入PIC 16/54的6脚；从FSK解调电路中LF356的输出端输出的信号经串联的二极管D10、电阻R37接入LM339(C)的同向输入端，LM339(C)的同向输入端经电阻R38接地，反向输入端经电阻R35接地，亦经电阻R33接+5V电压，LM339(C)的输出端经电阻R31接+5V电压，且输出端将信号输入至PIC 16/54的7脚。
所述的路灯状态检测电路为：二极管D03、D02、D7、D6组成串联回路且极向相同，二极管D03和D6的接点、D02和D7的接点分别经电阻R30和R17与变压器T1相连，D6和D7的接点经电阻R36与耦合器T4相连，D09和D03的接点经电阻R34与耦合器T3相连，电阻R34和R36间接有电容C22、C23，电阻R6与电容C30的并联支路一端接地，另一端与电容C22、C23的接点相连，电阻R6、电容C30的接点接到电平转换电路。
所述的路灯开闭控制电路为：自PIC 16/54的9脚输出的信号与场效应管M1的栅极相连，M1的漏极接地，源极接路灯的控制开关。
所述的耦合器电路中接有并联谐振回路。
采用上述技术方案后，由于是用PIC输出的FSK载频，I/O口多，效率高、功率大，所以电力线通讯距离远远超出专用电力线传输模块，一般专用电力线传输模块的通讯距离不超过500米，而本实用新型可在1000米以上，而且本实用新型不受任何外部条件的影响，不用人工检查，能在路灯管理中心的中央计算机显示屏幕上，实时观察到所有路段的每一个路灯的工作状态，并以地图的形式显示出来；能定时巡视每条路段上的路灯情况，也可以随时查询某路段上的路灯工作状态，并控制其开启或关断；若有路灯损坏，能实时报导到路灯管理中心，中央计算机可立刻发出声光报警和文字提示，同时中央计算机还具有历史记录和报表打印等功能。
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。
图1是本实用新型的组成框图。
图2是本实用新型路灯收发器的方框图。
图3是本实用新型数据传送部分的电路图。
图4是本实用新型解码处理部分的电路图。
本实用新型的系统组成如图1所示，它由路灯管理中心的中央计算机通过电话通讯线路与各路段的路灯管理所的路段收发器进行数据通讯，路段的每个路灯上有路灯收发器，路段收发器与路灯收发器通过电力线进行数据通讯。
本实用新型的通讯分两个层次，上层是路灯管理中心与各路段的路灯管理所之间的通讯，是靠通讯线路在中央计算机与路段收发器间来进行的，如靠电话线通过电话局来进行，由于是数据交换，因而必须通过调制解调器(modem)，故无论在路灯管理中心终端还是在路灯管理所终端部接有调制解调器。下层是路灯管理所与路段上每个路灯的通讯，是通过电力线在路段收发器与每个路灯上的路灯收发器间来进行的。
本实用新型的路段收发器与路灯收发器是专用于路灯电力线条件下数据传输的收发器，不同于现在普遍采用的电力线传输模块。
路灯收发器的结构框图如图2所示，它主要包括耦合器、带通滤波电路、FSK解调电路、电平转换电路、微处理器、数据传送电路、路灯状态检测电路、路灯开闭控制电路等，路灯收发器通过耦合器与电力线相连，从耦合器输出的信号经带通滤波电路，经FSK解调电路，再经电平转换电路输入到微处理器，微处器输出信号一方面经数据传送电路送到电力线，另一方面经路灯开闭控制电路控制路灯。
耦合器、带通滤波电路、FSK解调电路、电平转换电路、微处理器、路灯状态检测电路、路灯开闭控制电路共同组成路灯收发器的数据处理部分，数据处理部分的电路如图4所示。
如图3、图4所示，本实用新型中微处理器采用PIC 16/54，FIC 16/54为8位机，它可输出FSK载频，且具有RISC指令，从而用廉价的锁相环LM565和PIC 16/54实现了FSK调制解调、信号处理、命令执行和通信的总和功能，且可实现高效大功率输出，提高传输距离。
本实用新型的耦合器电路中设有电感与电容C20、电感与电容C21组成的并联谐振回路，用来隔离电力线与路灯部分(包括路灯、镇流器、电容)之间所传输载频的直接通路，使载频信号不被大电容短路，从而实现电力线通讯的可能。
本实用新型中路灯状态的检测采用检相法。
本实用新型中+18V电压与+5V、-5V电压由以下方法取得：220V电压经变压器T1变压，再经由D2、D3、D11、D12组成的全波整流电路整流后输出+18V；220V电压经变压T1变压，再经由D19、D20、D21、D23组成的全波整流电路整流后输入到三端稳压器LM7905CT的2脚，LM7905CT的2脚和3脚间串接有电容C25和C27与C28的并联支电，LM7905CT的1脚接地，3脚输出-5V电压，电容C25和C27的接点接地；220V电压经变压器T1变压后，再经由D15、D16、D17、D18组成的全波整流电路整流后输入到三端稳压器LM7805CT的1脚，LM7805CT的1脚和DNG脚间接有电容C24，LM7805的3脚经并联的电容C26、C29接地，3脚输出+5V电压。
本实用新型的路段收发器主要包括耦合器、带通滤波电路、FSK解调电路、电平转换电路、微处理器、数据传送电路，路段收发器通过耦合器与电力线相连，从耦合器输出的信号经带通滤被电路，经FSK解调电路，再经电平转换电路输入到微处理器，微处理器输出信号经数据传送电路再通过通讯线路输入到路灯管理中心的中央计算机，路段收发器与路灯收发器原理相同，结构相似，这里就不再多加描述。
本实用新型的工作过程如下：
路段收发器对每个路灯上的路灯收发器之间的通讯是轮流不间断的，即电力线上的通讯是时刻进行的，路灯收发器轮流查询每个节点即路灯的工作状态，并记录保存起来，一旦发现路段上有某个路灯损坏，立即通过MODEM经电话局线路送到中央计算机，中央计算机立刻记录下来，则地图上实时显示损坏路灯的地址，并发出声光报警和文字提示。
中央计算机还定时地向路段的路灯管理所查询每条路段上的路灯的工作状态，这样做的目的是随时检验整个系统工作状态运行是否正常。中央计算机还可以随时查询某个路灯的工作状态，并且可以控制某条路段的路灯的开启或关断。
Claims (11)
1、一种路灯管理检测系统装置，其特征在于：它由路灯管理中心的中央计算机通过电话通讯线路与各路段管理处路段收发器进行数据通讯，路段的每个路灯上有路灯收发器，路段收发器与路灯收发器通过电力线进行数据通讯。
2、根据权利要求1所述的路灯管理检测系统装置，其特征在于：所述的路段收发器包括耦合器、带通滤波电路、FSK解调电路、电平转换电路、微处理器、数据传送电路等，路段收发器通过耦合器与电力线相连，从耦合器输出的信号带通滤波电路、经FSK解调电路、再经电平转换电路输入至微处理器，微处理器输出信号经数据传送电路再通过电话通讯线路输入至路灯管理中心的中央计算机。
3、根据权利要求1所述的路灯管理检测系统装置，其特征要于：所述的路灯收发器包括耦合器、带通滤波电路、FSK解调电路、电平转换电路、微处理器、数据传送电路、路灯状态检测电路、路灯开闭控制电路等，路灯收发器通过耦合器与电力线相连，从耦合器输出的信号经带通滤波电路、经FSK解调电路、再经电平转换电路送到微处理器，路灯状态检测电路输出信号经电平转换电路输入到微处理器，微处理器输出信号一方面经数据传送电路到电力线，另一方面经路灯开闭控制电路控制路灯。
4、根据权利要求2或3所述的路灯管理检测系统装置，其特征在于：所述的数据传送电路为：自PIC 16/54的RAO、RAI输出的信号分别接电容C21和C20，二极管D11和D12的正极相连，负极分别接电容C21和C20，电容C21和C20分别连三极管J10、J9的基极，三极管J10和J9的基极间串接有电阻R15和R16，二极管D11和D12的接点、电阻R15和R16的接点皆接地，三极管J10、J9的发射极分别经电阻R19、R20接地，三极管J10、J9的集电极间串接有电阻17、R18，三极管J10的集电极经串接的电阻R17、R23与三极管J8的发射极相连，三极管J10的发射极与三极管J8的集电极间接有电阻R21，三极管J8的集电极、三极管J6的基极皆经电容C22接地，三极管J9的集电极经串接的电阻R18、R24与三极管J7的发射极相连，电阻R18、R24的接点接18V电压，三极管J9的集电极与三极管J7的基级相连，三极管J9的发射极与三极管J7的集电极间接有电阻R22，三极管J7的集电极与三极管J5的基极皆经电容C23接地，三极管J6、J5的极电极接18V电压，三极管J6、J5的发射极分别接三极管J4、J3的基极，三极管J6、J5的发射极间串接有电阻R25、R26，三极管J4、J3的集电极与电阻R25、R26的接点皆接地，三极管J4、J3的基级与发射极间分别接有二极管D13、D14三极管J4、J3的发射极分别经电阻R27、R28接地，电阻R27、R28的非接地端分别接场效应管J2、J1的栅极，场效应管J2、J1的源极相连并经电阻R29接地，场效应管J2、J1的漏极分别接变压器T的两端，电力线的220V电压经电容C1与变压器相连，18V电压可经由变压器T变压后输出。
5、根据权利要求2或3所述的路灯管理检测系统装置，其特征在于：所述的微处理器为PIC 16/54，PIC 16/54的3脚和5脚接地，6脚和7脚分别接自电平转换电路来的两路信号，4脚和14脚接+5V电压，电容C18和C19的串联支路与晶振X并联接在15脚和16脚间，电容C18和C19的接点接地，17脚和18脚输出至数据传送电路，9脚输出至路灯开闭控制电路。
6、根据权利要求2或3所述的路灯管理检测系统装置，其特征在于：所述的带通滤波电路为：耦合器T3、T4的输出经串联的电容C01和电阻R3接地，电阻R3亦接LM347(A)的同向输入端，电阻R3和R1串接于LM347(A)的同向输入端和反向输入端间，电感L1、电容C04、电容C05并联接于LM347(A)的反向输入端和输出端之间，LM347(A)的输出经电阻R4接入LM347(B)的同向输入端，LM347(B)的输出端与其反向输入端相接并经电阻R5接LM347(C)的同向输入端，电感L2、电容C6、电容C7并联接于LM347(C)的反向输入端和输出之间，下负端相反的二极管D4的D5组成的并联电路与电阻R7、电容C8串联接于LM347(C)的输出和LM347(D)的反向输入端间，LM347的同向输入端接地，电感L4、电容C9、电阻R、电容C10并联接于LM347(D)的反向输入端与输出端之间。
7、根据权利要求2或3所述的路灯管理检测系统装置，其特征在于：所述的FSK解调电路为：从带通滤波电路输出的信号经电阻R2及两个反向并联的二极管D8和D9接地，电阻R3、电容C12串接在集成块NE565的3脚，NE565的2脚经电阻R11接地，3脚经电阻R12接地，NE565的4脚和5脚相连，NE565的10脚和1脚分别接+5V和-5V电压，NE565的9脚与1脚间接有电容C17，NE565的8脚和10脚间串接有电阻R14、可调电阻W3、NE565的7脚和8脚间接有电容C16，NE565的7脚经电容C13与+V5电压相接，7脚亦经串联的电阻R9、电容C14+5V电压相接，7脚亦经串联的电阻R9、R10、电容C15与+5V电压相接，电阻R10与电容C15的接点经电阻R13与LF356的同向输入端相接，NE565的6脚与LF356的反向输入端相接，LF356的同向输入端与反向输入端间接有电容C11。
8、根据权利要求2或3所述的路灯管理检测系统装置：其特征在于：所述的电平转换电路为：自路灯状态状态检测电路输出的信号经电阻R2与LM339(A)的同向输入端相接，电阻R2亦经并联的二极管D1和电容C2接地，LM339(A)的反向输入端接地，LM339(A)的同向输入端与输出端间接有电阻R32，LM339(A)的输出做为电平转换电路的一路输出接入PIC 16/54的6脚；从FSK解调电路中LF356的输出端输出的信号经串联的二极管D10、电阻R37接入LM339(C)的同向输入端，LM339(C)的同向输入端经电阻R38接地，反向输入端经电阻R35接地，亦经电阻R33接+5V电压，LM339(C)的输出端经电阻R31接+5V电压，且输出端将信号输入至PIC 16/54的7脚。
9、根据权利要求3所述的路灯管理检测系统装置，其特征在于：所述的路灯状态检测电路为：二极管D03、D02、D7、D6组成串联回路且极向相同，二极管D03和D6接点、D02和D7的接点分别经电阻R38和R17与变压器T1相连，D6和D7的接点经电阻R36与耦合器T4相连，D05和D02的接点经电阻R34与耦合器T3相连，电阻R34和R36间接有电容C22、C23电阻R6与电容C30的并联支路一端接地，另一端与电容C22、C23的接点相连，电阻R6、电容C30的接点接到电平转换电路。
10、根据权利要求3所述的路灯管理检测系统装置，其特征在于：所述的路灯开闭控制电路为：自PIC 16/54的9脚输出的信号与场效应管M1的栅极相连，M1的漏极接地，源极接路灯的控制开关。
11、根据权利要求2或3所述的路灯管理检测系统装置，其特征在于：所述的耦合器电路中接有并联谐振回路。
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1999
- 1999-07-16 CN CN 99224521 patent/CN2381092Y/zh not_active Expired - Fee Related
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