CN2534767Y - 城市公共照明监控系统 - Google Patents

Abstract

本系统为多层树形拓扑结构网络，控制中心为服务器和多个工作站组成的局域网；服务器与1～240个管理基站连接。每个管理基站与1～240个远程基站有线或无线连接。每个远程基站与三相、8个支路上的末端模块通过电力载波通讯连接，每相电路连接1～256个末端模块。每个末端模块连接1～8盏灯。其优点为：采用有线、无线、电力线载波等多种方式，适应城市复杂通信环境，通信可靠，组网施工量小；分层管理，并行处理，保证指令实时传输；各基站标准化、模块化，便于系统变化和扩展；可对各种电参数随时或定时巡检，了解路灯运行状况或生成统计报表，提高城市照明管理水平；本系统除用于路灯，还用于景区灯光、建筑物泛光照明、广告照明、喷泉及灯光等。

Description

城市公共照明监控系统

(一)技术领域

本实用新型涉及城市公共照明控制和监测系统。

(二)技术背景

城市公共照明包括路灯、景点灯、建筑物泛光灯等，照明点多，分布广，其控制和监察系统一直是人们研究的对象。目前多采用计算机控制，传输指令主要方式如下：

1 全程有线组网控制可保证通信稳定有效，但随着城市发展，公共照明日益增加，专用有线灯光控制网施工量大，应用范围有限；

2 光线控制或定时控制系统可按光线强弱或按一定时间自动开关灯光，但不能选定地区、随时开关；

以上两种方法对公共照明工作状况难以实时监测，大多是靠人员巡视检查，灯光故障不能及时发现处理。

3 无线遥控主控台通过电台发出调频信号，单板机的终端单元接收信号后控制路灯配电箱，如中国专利CN2152364“路灯无线监控装置”、CN1092190“微机无线路灯监控方法”；或主控台通过传呼台，向装有数字BP机接收装置的路灯控制箱发出开关指令。如中国专利CN2415574“超远程无线遥控路灯控制装置”、CN1160331“一种控制路灯的方法和一种路灯控制系统”。无线遥控方式的确较为灵活，还可对各终端巡测，但长距离无线传输，易受干扰，特别是在电信信号密集的城市地区，更易因干扰造成误操作。

(三)发明内容

本实用新型的目的是提供一种采用混合通信方式的多级城市公共照明监控系统，可实时控制各区域的路灯及其它公共照明灯光，组网设备成本低，建设工程量小，通信可靠，并可随时或定时对公共照明灯工作情况进行监测。

本实用新型设计的城市公共照明监控系统为多层树形拓扑结构的网络，包括含主控计算机的控制中心和灯光配电箱中的末端模块。控制中心为服务器和多个工作站组成的局域网；管理基站为单片机或工控机，服务器与1～240个管理基站建立通讯连接。远程基站为单片机或工控机，每个管理基站通过电话线或无线与1～240个远程基站建立通讯连接。末端模块为单片机，直接与各盏灯相连接。每个远程基站与三相、8个支路上的末端模块通过电力载波线路建立通讯连接，每相电路连接2～3个支路、1～256个末端模块。每个末端模块连接1～8盏灯。

本实用新型的优点为：1采用有线、无线、电力线载波、电话线载波及ADSL专线等多种通信方式，适应城市复杂通信环境，通信可靠，组网施工量小；2分层管理，同层间并行进行处理，保证数以十万盏的公共照明灯的控制指令迅速实时传输；3树形拓扑网络结构，各远程基站均有自动控制，某层或某站发生故障不会造成整个系统的失控；4各基站标准化、模块化，便于系统的变化和分阶段扩展；5控制中心可对各管理基站和远程基站的电量、电压、电流等电参数随时或定时进行巡检，了解路灯运行状况或生成各种统计报表，提高城市照明管理水平；6本系统除用于路灯监控外，还可进行景区灯光监控、建筑物泛光照明监控、广告照明监控、喷泉及灯光监控等。

(四)附图说明

图1为本实用新型城市公共照明监控系统的系统结构模块图；

图2为本实用新型城市公共照明监控系统的管理基站结构模块图；

图3为本实用新型城市公共照明监控系统的远程基站结构模块图；

图4为本实用新型城市公共照明监控系统的末端模块结构模块图。

(五)具体实施方式

本实用新型设计的城市公共照明监控系统结构为多层树形拓扑结构的网络，包括含主控计算机的控制中心和灯光配电箱中的末端模块。

本城市公共照明监控系统的系统整体结构如图1所示。控制中心为服务器2和多个工作站1组成的局域网；管理基站6为单片机或工控机。工作站1通过两种方式与管理基站6建立通讯连接，第一种是配备ADSL设备通过ADSL专线接入互联网与特定的一个或多个管理基站6建立通讯连接；第二种是配备调制解调器通过电话线拨号上公共电话网与特定的一个或多个管理基站6建立通讯连接，服务器2可与1～240个管理基站6通信。远程基站5为单片机或工控机，每个管理基站6通过RS485工控通讯总线或无线与1～240个远程基站5建立通讯连接。末端模块4为单片机，直接与各盏灯3相连接。每个远程基站5与三相电路、8个支路上的末端模块4通过电力载波建立通讯连接，每相电路上连接2～3个支路、1～256个末端模块4。

控制中心的服务器2与大屏幕连接，实时显示系统运行情况。根据工作站1的配置状况和需要控制的下层基站的数量确定配备工作台1的台数。工作站有本地工作站1和远程工作站1’。本地工作站1通过网络线组成局域网和服务器2连接。远程工作站1’通过拨号上公共电话网或ADSL专线上互联网与服务器2连接。服务器2中的数据库存储路灯系统的基本配置数据和运行数据。局域网与互联网相连，在互联网上发布路灯系统网页。在密码限定的权限范围内进入网页即可查询路灯系统配置和运行情况，在密码限定的权限范围内也可在网上发布指令。工作站1有人机对话接口：键盘、鼠标、触摸屏等。工作人员在工作站1上输入的系统控制指令或领导在网上发布的指令，经过服务器2的识别、认可，向下发布。系统控制指令包括定时开关灯时间、随机开关灯指令、定时读取路灯运行实时电参数数据、随机读取路灯运行实时电参数数据指令。服务器2配备多个调制解调器，通过拨号或ADSL专线与特定的一个或多个管理基站6建立通讯连接，发布指令或接收上传信息。服务器2对各个工作站1传来的指令并行处理，保证工作站1下达的指令迅速实时传达。服务器2自动接收下级管理基站6的故障电话，无人值守时，接收电话后一定时间自动拨打值班人员报警电话或通过ADSL专线上传故障信息。

如图2所示，管理基站6为单片机或工控机，其内包括中心处理器(CPU)6-11及与中心处理器6-11相连接的存储器6-10、键盘控制模块6-9、通讯控制模块6-4、电源模块6-7和系统运行保护模块6-12。存储器6-10中存储下方各站所有配置数据和运行数据。键盘控制模块6-9由控制中心掌握，当打开时，通过键盘可设置或修改此管理基站6该模块6-9内的参数，如在建站时通过键盘对该模块进行初始设置。通讯控制模块6-4连接调制解调器6-6和ADSL设备6-5，上级工作站通过公共电话网或ADSL专线上互联网与其建立通讯连接，发布指令。通讯控制模块6-4连接对外通讯接口6-2，该接口6-2通过有线通讯模块6-1接RS485总线直接与下级远程基站5有线连接，该接口6-2还连接无线数传模块6-3，接工业数传电台，将指令用无线信号发送至下级远程基站5。电源模块6-7接220伏交流市电，同时连接电池模块6-8，外接电池，当停电时电池模块6-8自动启用电池。运行保护模块6-12起“看门狗”的作用，自动定时检测电源和中心处理器6-11的电参数，发现死机时自动复位，控制电池充放电。管理基站6发现下级灯光运行故障时，自动重新检测，确有故障时自动向控制中心拨打电话或通过ADSL专线汇报故障情况。

如图3所示，远程基站5为单片机或工控机，其内包括中心处理器(CPU)5-15及与中心处理器5-15相连接的存储器5-12、通讯控制模块5-2、时钟控制模块5-14、显示模块5-13、输出控制模块5-11、检测变送模块5-10、电源模块5-8。存储器5-12中存储该远程基站5的各支路末端模块4地址、灯光配置情况，各支路开关灯时间、巡检时间，此时间由控制中心写入或修改。无人值守或无新指令时，中心处理器5-15根据存储器5-12中的自动运行程序自动控制下游末端模块4的运行。通讯控制模块5-2连接对上位机通讯接口5-17。对上位机通讯接口5-17通过有线通讯模块5-1接RS485总线直接与上级管理基站有线连接；该接口5-17还连接无线数传模块5-16，接工业数传电台，接受上级管理基站6的无线指令。通讯控制模块5-2连接内部网接口5-4。内部网接口通过RS485总线连接两级1～64个中继远程基站5-3。内部网接口5-4还连接采集器板5-5，采集器板5-5接载波模块5-6。载波模块5-6产生载波信号，经载波隔离通过三相电与八个支路的末端模块4相连接，通过电力载波将指令送给末端模块4。同时采集器板5-5接电参数采集器5-7，如EDA电参数采集器，根据指令定时自动采集输入电源的三相电压、电流电参数，并存入存储器5-12中，上级巡检时由存储器5-12读出。时钟控制模块5-14中包括系统保护模块和可编程计时器。系统保护模块自动定时检测中心处理器5-15的电参数，发现死机时自动复位。可编程计时器控制时间数据，以定时启动运行指令。电源模块5-8接220伏交流市电，同时连接电池模块5-9，外接电池，当停电时电池模块5-9自动启用电池。输出控制模块5-11分别通过小继电器和接触器连接8个支路的末端模块4，根据指令送电至各支路。检测变送模块5-10经过光电隔离经过光电隔离与8个支路末端模块4相连接，实时接收检测各支路通断状况。

末端模块4为单片机，包括中心处理器(CPU)4-1及与中心处理器4-1相连接的控制模块4-3、继电器4-4、变送器4-5、互感器4-6、载波模块4-2。继电器4-4、互感器4-6分别与各盏灯3相连。中心处理器4-1经载波模块4-2接受远程基站5指令，通过继电器4-4控制各盏灯3的开关。互感器4-6采集各盏灯3的开通数据。末端模块4可控制1～8盏灯，可检测1～12盏灯。末端模块4安装在灯杆箱内。

Claims (9)

1.一种城市公共照明监控系统，包括含主控计算机的控制中心和灯光配电箱中的末端模块，其特征在于：

系统为多层树形拓扑结构的网络，控制中心为服务器和多个工作站组成的局域网；管理基站为单片机或工控机，服务器通过电话线或互联网与1～240个管理基站建立通讯连接；远程基站为单片机或工控机，每个管理基站通过电话专线或无线与1～240个远程基站建立通讯连接；末端模块为单片机，直接与各盏灯相连接；每个远程基站与三相、8个支路上的末端模块通过电力载波线路建立通讯连接，每相电路上连接2～3个支路、1～256个末端模块。每个末端模块连接1～8盏灯。

2.根据权利要求1所述的城市公共照明监控系统，其特征为：

服务器通过两种方式与管理基站建立通讯连接，第一种是配备ADSL设备通过ADSL专线接入互联网与特定的一个或多个管理基站建立通讯连接，第二种是配备调制解调器通过电话线拨号上网与管理基站建立通讯连接通过拨号，与特定的一个或多个管理基站建立通讯连接。

3.根据权利要求1或2所述的城市公共照明监控系统，其特征为：

管理基站包括中心处理器及与中心处理器相连接的存储器、键盘控制模块、通讯控制模块、电源模块和系统运行保护模块；通讯控制模块连接调制解调器和ADSL设备；通讯模块连接对外通讯接口，该接口通过有线通讯模块接RS485总线，该接口还连接无线数传模块，接工业数传电台；电源模块接220伏交流市电，同时连接电池模块，外接电池。

4.根据权利要求1或2所述的城市公共照明监控系统，其特征为：

远程基站包括中心处理器(CPU)及与中心处理器相连接的存储器、通讯控制模块、时钟控制模块、显示模块、输出控制模块、检测变送模块、电源模块；

通讯控制模块连接对上位机通讯接口；对上位机通讯接口通过有线通讯模块接RS485总线直接与上级管理基站有线连接；该接口还连接无线数传模块，接工业数传电台；

通讯控制模块连接内部网接口；内部网接口通过RS485总线连接两级1～64个中继远程基站；内部网接口还连接采集器板，采集器板接载波模块，经载波隔离通过三相电与八个支路的末端模块相连接；同时采集器板接电参数采集器；

时钟控制模块中包括系统保护模块和可编程计时器；

电源模块接220伏交流市电，同时连接电池模块，外接电池；

输出控制模块分别连接小继电器和接触器，连接8个支路的末端模块；

检测变送模块经过光电隔离与8个支路末端模块相连接。

5.根据权利要求3所述的城市公共照明监控系统，其特征为：

远程基站包括中心处理器(CPU)及与中心处理器相连接的存储器、通讯控制模块、时钟控制模块、显示模块、输出控制模块、检测变送模块、电源模块；

通讯控制模块连接对上位机通讯接口；对上位机通讯接口通过有线通讯模块接RS485总线直接与上级管理基站有线连接；该接口还连接无线数传模块，接工业数传电台；

通讯控制模块连接内部网接口；内部网接口通过RS485总线连接两级1～64个中继远程基站；内部网接口还连接采集器板，采集器板接载波模块，经载波隔离通过三相电与八个支路的末端模块相连接；同时采集器板接电参数采集器；

时钟控制模块中包括系统保护模块和可编程计时器；

电源模块接220伏交流市电，同时连接电池模块，外接电池；

输出控制模块分别连接小继电器和接触器，连接8个支路的末端模块；

检测变送模块经过光电隔离与8个支路末端模块相连接。

6.根据权利要求1或2所述的城市公共照明监控系统，其特征为：

末端模块包括中心处理器(CPU)及与中心处理器相连接的控制模块、继电器、变送器、互感器、载波模块；继电器、互感器分别与各盏灯相连；末端模块安装在灯杆箱内。

7.根据权利要求3所述的城市公共照明监控系统，其特征为：

末端模块包括中心处理器(CPU)及与中心处理器相连接的控制模块、继电器、变送器、互感器、载波模块；继电器、互感器分别与各盏灯相连；末端模块安装在灯杆箱内。

8.根据权利要求4所述的城市公共照明监控系统，其特征为：

末端模块包括中心处理器(CPU)及与中心处理器相连接的控制模块、继电器、变送器、互感器、载波模块；继电器、互感器分别与各盏灯相连；末端模块安装在灯杆箱内。

9.根据权利要求5所述的城市公共照明监控系统，其特征为：

末端模块包括中心处理器(CPU)及与中心处理器相连接的控制模块、继电器、变送器、互感器、载波模块；继电器、互感器分别与各盏灯相连；末端模块安装在灯杆箱内。

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