RU2489787C2

RU2489787C2 - Automated system for monitoring and controlling lighting of cities and roads

Info

Publication number: RU2489787C2
Application number: RU2010143175/07A
Authority: RU
Inventors: Алексей Евгеньевич Шапкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Мастер МАКСИМУС"
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2013-08-10
Also published as: RU2010143175A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: system has three remote control units and three actuating units, the input/output of each of which is connected through the corresponding link to the input/output of a like remote control unit, wherein the first, second and third remote control units form a control centre and are, respectively, a unit for remote control of separate light sources, a unit for remote control of group light sources and a unit for remote control of mobile maintenance teams, wherein the first actuating unit has a group of systems for monitoring and controlling separate light sources, the second actuating unit has a group of systems for monitoring and controlling group light sources and the third actuating unit has a group of systems for monitoring and controlling mobile maintenance teams.

EFFECT: broader functional capabilities.

4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к системам контроля и управления электротехническими комплексами, и может быть использовано для мониторинга и управления осветительным оборудованием городов и автомобильных дорог, использующих, преимущественно, светодиодные осветительные устройства.The invention relates to electrical engineering, in particular, to systems for monitoring and control of electrical complexes, and can be used to monitor and control the lighting equipment of cities and highways, using mainly LED lighting devices.

Известно техническое решение, содержащее датчики освещенности, дежурную лампу, таймер, дополнительную лампу, средства дистанционного управления и выключатели [RU 2394401, C1, H05B 37/02, 10.07.2010].Known technical solution containing light sensors, a standby lamp, a timer, an additional lamp, remote controls and switches [RU 2394401, C1, H05B 37/02, 07/10/2010].

Недостатком этого технического решения является относительно узкие функциональные возможности.The disadvantage of this technical solution is the relatively narrow functionality.

Известно также техническое решение, включающее множество генераторов электрической энергии, соединенных общей энергетической сетью, множество потребителей электрической энергии, подключенных к общей энергетической сети, при этом, потребители электрической энергии содержат выделенную группу преобразователей электрической энергии в тепловую энергию, объединенную системой централизованного управления с возможностью отключения, или включения, или изменения мощности указанных преобразователей [RU 2354024, C1, H02J 13/00, 27.04.2009].A technical solution is also known, including many generators of electric energy connected by a common energy network, many consumers of electric energy connected to a common energy network, while consumers of electric energy contain a dedicated group of converters of electric energy into thermal energy, combined by a centralized control system with the ability to turn off , or switching on or changing the power of these converters [RU 2354024, C1, H02J 13/00, 04/27/2009].

Недостатком этого технического решения также является относительно узкие функциональные возможности.The disadvantage of this technical solution is also the relatively narrow functionality.

Наиболее близкой к предложенной является система, содержащая, по меньшей мере, один управляющий модуль для дистанционного управления, по меньшей мере, один исполнительный модуль, при этом, управляющий модуль включает микроконтроллер, управляющий беспроводным приемопередатчиком, индикатор и органы управления, связанные с микроконтроллером, причем, управляющий модуль посредством приемопередатчика осуществляет обмен кодированными сигналами с исполнительным модулем, а исполнительный модуль, включающий приемопередатчик, посредством которого осуществляется обмен кодированными сигналами с управляющим модулем, содержит микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и последовательно установленные разъем для подключения к электросети, датчик тока, реле размыкания/замыкания и разъем для подключения электроприбора, при этом, датчик тока связан с микроконтроллером с АЦП, микроконтроллер с АЦП связан с приемопередатчиком для передачи величины потребляемого электроприбором тока на управляющий модуль, кроме того, по сигналу управляющего модуля, принятого приемопередатчиком, микроконтроллер с АЦП управляет реле размыкания/замыкания [RU 72100, U1, H02J 13/00, 27.03.2008].Closest to the proposed system is a system comprising at least one control module for remote control, at least one executive module, wherein the control module includes a microcontroller controlling a wireless transceiver, an indicator and controls associated with the microcontroller, , the control module through the transceiver exchanges encoded signals with the executive module, and the executive module, including the transceiver, by The exchange of encoded signals with the control module is carried out, it contains a microcontroller with an analog-to-digital converter (ADC) and a serial connector for connecting to the mains, a current sensor, an open / close relay and a connector for connecting an electrical device, while the current sensor is connected to the microcontroller with The ADC, the microcontroller with the ADC is connected to the transceiver to transmit the amount of current consumed by the appliance to the control module, in addition, by the signal of the control module received by the receiver the transmitter, the microcontroller with the ADC controls the open / close relay [RU 72100, U1, H02J 13/00, 03/27/2008].

Недостатком наиболее близкого технического решения также является относительно узкие функциональные возможности.The disadvantage of the closest technical solution is also the relatively narrow functionality.

Требуемый технически и результат заключается в расширении функциональных возможностей.Required technically and the result is to expand the functionality.

Требуемый технический результат достигается тем, что, в систему, содержащую первый, второй и третий модули дистанционного управления, а также первый, второй и третий исполнительные модули, вход-выход каждого из которых через соответствующий канал связи соединен с входом-выходом одноименного модуля дистанционного управления, при этом, первый, второй и третий модули дистанционного управления образуют центр управления и являются, соответственно, модулем дистанционного управления индивидуальными источниками освещения, модулем дистанционного управления групповыми источниками освещения и модулем дистанционного управления мобильными бригадами обслуживания, причем, первый исполнительный модуль содержит группу комплексов контроля и управления индивидуальными источниками освещения, каждый из которых содержит сетевой модем комплекса контроля и управления индивидуальным источником освещения, первые входы-выходы которых образуют вход-выход группы комплексов контроля и управления индивидуальными источниками освещения, и блок контроля и управления индивидуальным источником освещения, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом сетевого модема комплекса контроля и управления индивидуальным источником освещения, а второй вход-выход - соединен с входом-выходом блока питания соответствующего индивидуального источника освещения, второй исполнительный модуль содержит группу комплексов контроля и управления групповыми источниками освещения, каждый из которых содержит сетевой модем комплекса контроля и управления группой источников освещения, первые входы-выходы которого образуют вход-выход группы комплексов контроля и управления групповыми источниками освещения, и блок контроля и управления группой источников освещения, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом сетевого модема комплекса контроля и управления группой источников освещения, а второй вход-выход - соединен с входом выходом цепей питания группы источников освещения, а третий исполнительный модуль содержит группу комплексов контроля и управления мобильными бригадами обслуживания, каждый из которых содержит модем комплекса контроля и управления мобильной бригадой обслуживания, первые входы-выходы которого образуют вход-выход группы комплексов контроля и управления мобильными бригадами обслуживания, и блок контроля и управления мобильной бригадой обслуживания, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом модема комплекса контроля и управления мобильной бригадой обслуживания.The required technical result is achieved by the fact that, in a system containing the first, second and third remote control modules, as well as the first, second and third executive modules, the input-output of each of which is connected through the corresponding communication channel to the input-output of the remote control module of the same name in this case, the first, second and third remote control modules form a control center and, respectively, are a remote control module for individual lighting sources, a remote control module control group light sources and a remote control module for mobile service teams, and the first executive module contains a group of control and management systems for individual light sources, each of which contains a network modem of a complex for monitoring and control of an individual light source, the first inputs and outputs of which form an input an output of a group of control and management systems for individual lighting sources, and a control and management unit for individual lighting sources illumination device, the first input-output of which is connected to the second input-output of the network modem of the complex for controlling and controlling an individual lighting source, and the second input-output is connected to the input-output of the power supply unit of the corresponding individual lighting source, the second executive module contains a group of monitoring complexes and control group lighting sources, each of which contains a network modem complex monitoring and control group of lighting sources, the first inputs and outputs of which form the input- the output of the group of monitoring and control systems for group lighting sources, and the control and management unit for the group of lighting sources, the first input-output of which is connected to the second input-output of the network modem of the monitoring and control group of lighting sources, and the second input-output is connected to the output output power supply circuits of the group of lighting sources, and the third executive module contains a group of control and management complexes for mobile service teams, each of which contains a modem of the control complex and control of the mobile service team, the first inputs and outputs of which form the input-output of a group of monitoring and control complexes of mobile service teams, and a control and management unit of the mobile service team, the input-output of which is connected to the second input-output of the modem of the complex of control and management of the mobile service team .

На чертеже представлены: на фиг.1 - функциональная схема автоматизированной системы мониторинга и управления освещением городов и автомобильных дорог, на фиг.2 - комплекса контроля и управления индивидуальным источником освещения, на фиг.3 - комплекса контроля и управления групповым источником освещения, на фиг.4 - комплекса контроля и управления мобильной бригадой обслуживания.The drawing shows: in Fig. 1 is a functional diagram of an automated monitoring and control system for lighting cities and roads, in Fig. 2 is a control and management system for an individual lighting source, Fig. 3 is a control and monitoring complex for a group lighting source, in Fig. .4 - complex control and management of a mobile service team.

Автоматизированная система мониторинга и управления освещением городов и автомобильных дорог содержит центр 1 управления, который образован первым 1-1, вторым 1-2 и третьим 1-3 модулями дистанционного управления, при этом, первый 1-1, второй 1-2 и третий 1-3 модули дистанционного управления являются, соответственно, модулем дистанционного управления индивидуальными источниками освещения, модулем дистанционного управления групповыми источниками освещения и модулем дистанционного управления мобильными бригадами обслуживания.The automated monitoring and control system for lighting cities and roads contains a control center 1, which is formed by the first 1-1, second 1-2 and third 1-3 remote control modules, while the first 1-1, second 1-2 and third 1 -3 remote control modules are, respectively, a remote control module for individual lighting sources, a remote control module for group lighting sources and a remote control module for mobile service teams.

Кроме того, автоматизированная система мониторинга и управления освещением городов и автомобильных дорог содержит первый 2, второй 3 и третий 4 исполнительные модули, вход-выход каждого из которых через соответствующий канал связи соединен с входом-выходом одноименного модуля (1-1, 1-2 и 1-3) дистанционного управления.In addition, the automated monitoring and control system for lighting cities and roads contains the first 2, second 3, and third 4 executive modules, the input-output of each of which is connected through the corresponding communication channel to the input-output of the module of the same name (1-1, 1-2 and 1-3) remote control.

В автоматизированной системе мониторинга и управления освещением городов и автомобильных дорог первый исполнительный модуль 2 содержит группу комплексов 2-1…2-m контроля и управления индивидуальными источниками освещения, каждый из которых содержит сетевой модем 5 комплекса контроля и управления индивидуальным источником освещения, первые входы-выходы которых образуют вход-выход группы комплексов 2-1…2-m контроля и управления индивидуальными источниками освещения, и блок 6 контроля и управления индивидуальным источником освещения, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом сетевого модема 5 комплекса контроля и управления индивидуальным источником освещения, а второй вход-выход - соединен с входом выходом блока 7 питания соответствующего индивидуального источника освещения,In an automated monitoring and control system for lighting cities and roads, the first executive module 2 contains a group of complexes 2-1 ... 2-m for monitoring and controlling individual lighting sources, each of which contains a network modem 5 for monitoring and controlling an individual lighting source, the first inputs are the outputs of which form the input-output of a group of complexes 2-1 ... 2-m control and management of individual lighting sources, and block 6 control and management of an individual lighting source, per the first input-output of which is connected to the second input-output network modem 5 complex monitoring and control individual light source, and a second input-output - is connected to the input of the power output of the unit 7 of the corresponding individual light source,

Второй исполнительный модуль 3 содержит группу 3-1…3-n комплексов контроля и управления групповыми источниками освещения, каждый из которых содержит сетевой модем 8 комплекса контроля и управления группой источников освещения, первые входы-выходы которого образуют вход-выход группы 3-1…3-n комплексов контроля и управления групповыми источниками освещения, и блок 9 контроля и управления группой источников освещения, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом сетевого модема 8 комплекса контроля и управления группой источников освещения, а второй вход-выход - соединен с входом-выходом цепей 10 питания группы источников освещения.The second executive module 3 contains a group of 3-1 ... 3-n complexes of control and management of group lighting sources, each of which contains a network modem 8 of a complex of control and management of a group of lighting sources, the first inputs and outputs of which form the input-output of group 3-1 ... 3-n monitoring and control systems for group lighting sources, and a control and management unit 9 for a group of lighting sources, the first input-output of which is connected to the second input-output of the network modem 8 of the complex for monitoring and control of a group of light sources lighting, and the second input-output is connected to the input-output circuits 10 of the power supply of the group of lighting sources.

Третий исполнительный модуль 4 содержит группу 4-1…4-k комплексов контроля и управления мобильными бригадами обслуживания, каждый из которых содержит модем 11 комплекса контроля и управления мобильной бригадой обслуживания, первые входы-выходы которого образуют вход-выход группы 4-1…4-k комплексов контроля и управления мобильными бригадами обслуживания, и блок 12 контроля и управления мобильной бригадой обслуживания, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом модема 11 комплекса контроля и управления мобильной бригадой обслуживания, который может быть выполнен в виде GPRS-модема.The third executive module 4 contains a group of 4-1 ... 4-k complexes of control and management of mobile service teams, each of which contains a modem 11 of a complex of control and management of mobile service teams, the first inputs and outputs of which form the input-output of group 4-1 ... 4 -k complexes of control and management of mobile service teams, and a unit 12 for control and management of a mobile service team, the input-output of which is connected to the second input-output of the modem 11 of the complex for control and management of a mobile service team Nia, which may be configured as a GPRS-modem.

Система содержит отдельные элементы, охарактеризованные на функциональном уровне, и описываемая форма реализации для некоторых из них предполагает использование программируемого (настраиваемого) многофункционального средства, поэтому ниже, при описании ее работы представляются сведения, подтверждающие возможность выполнения таким средством конкретной предписываемой ему в составе данной системы функции.The system contains individual elements that are characterized at the functional level, and the described implementation form for some of them involves the use of a programmable (customizable) multifunctional tool, therefore, below, when describing its operation, information is presented that confirms the possibility of such a tool performing a specific function prescribed to it as part of this system .

Работает автоматизированная система мониторинга и управления освещением городов и автомобильных дорог следующим образом.An automated system for monitoring and controlling lighting of cities and roads works as follows.

Центр 1 управления выполнен в виде автоматизированного устройства, основу которого составляют программируемые устройства на основе ЭВМ. Центр 1 управления образован первым 1-1, вторым 1-2 и третьим 1-3 модулями дистанционного управления, которые являются, соответственно, модулем дистанционного управления индивидуальными источниками освещения, модулем дистанционного управления групповыми источниками освещения и модулем дистанционного управления мобильными бригадами обслуживания. Центр 1 управления осуществляет контроль и управления освещением населенным пунктом в целом, крупными магистралями, автомобильными дорогами, группой малых населенных пунктов, отдельными источниками освещения и мобильными бригадами обслуживания. Он формирует команды изменения режимов освещения и ограничения или снятие ограничений. Формируемые в центре 1 управления передаются по каналам связи, в качестве которых могут быть использованы GSM-каналы, и выделяются соответствующими модемами 5, 8 и 11, которые могут быть выполнены в виде стандартных каналообразующих устройств (канальных фильтров), и поступают в блоки 6, 9 и 12, соответственно. Особенностью модемов 5 и 8 является то, что принятые сигналы вводятся в электрическое сетевое напряжение.The control center 1 is made in the form of an automated device, the basis of which is made up of computer-based programmable devices. The control center 1 is formed by the first 1-1, second 1-2 and third 1-3 remote control modules, which are, respectively, a remote control module for individual lighting sources, a remote control module for group lighting sources and a remote control module for mobile service teams. The control center 1 monitors and controls the lighting of the village as a whole, major highways, roads, a group of small settlements, individual lighting sources and mobile service teams. It forms commands for changing lighting modes and restrictions or removing restrictions. The controls formed in the center 1 are transmitted via communication channels, which can be used as GSM channels, and are allocated by the corresponding modems 5, 8 and 11, which can be made in the form of standard channel-forming devices (channel filters), and are sent to blocks 6, 9 and 12, respectively. A feature of modems 5 and 8 is that the received signals are introduced into the mains voltage.

Например, при управлении отдельными источниками освещения формируемые модулем 1-1 сигналы по каналу связи поступают в модем 5, в котором вводятся в электрическое сетевое напряжение и совместно с ним передаются в блок 6 контроля и управления индивидуальным источником освещения. В блоке 6 осуществляется разделение управляющего сигнала и сетевого сигнала. Сетевой сигнал в виде питающего напряжения передается в блок 7 питания для преобразования в постоянное напряжение для питания источника освещения. Управляющий сигнал передается в исполнительные элементы блока 7 питания, например, на выключатель для управления блоком 7 питания источника освещения. В более сложном варианте управляющий сигнал изменяет уровень излучения источника освещения, используя питание с широтно-импульсной модуляцией. Это позволяет управлять освещением в широких пределах.For example, when controlling individual light sources, the signals generated by module 1-1 are transmitted via a communication channel to a modem 5, in which they are introduced into the electric mains voltage and, together with it, are transmitted to the unit 6 for controlling and controlling an individual light source. In block 6, the control signal and the network signal are separated. A network signal in the form of a supply voltage is transmitted to a power supply unit 7 for conversion to a constant voltage for supplying a light source. The control signal is transmitted to the actuating elements of the power supply unit 7, for example, to a switch for controlling the power supply unit 7 of the lighting source. In a more complex version, the control signal changes the radiation level of the light source using pulse-width modulated power. This allows you to control lighting over a wide range.

Кроме того, система при управлении индивидуальными источниками освещения может осуществляться и контроль индивидуальных источников освещения, когда, например, в блоке 6 формируется сигнал состояния источника освещения, например, состояние выключателя, уровня освещенности и т.п.Сигнал передается через сетевой модем 5 и канал связи в модуль 1-1, в котором по заданному алгоритму формируется, при необходимости, сигнал управления индивидуальным источником освещения передается. Далее происходят процессы управления, указанные выше.In addition, when controlling individual light sources, the system can also control individual light sources when, for example, in block 6 a signal status of the light source is generated, for example, the state of a switch, light level, etc. The signal is transmitted through a network modem 5 and a channel communication module 1-1, in which according to a predetermined algorithm is formed, if necessary, the control signal of an individual light source is transmitted. Next, the control processes mentioned above occur.

Управление групповыми источниками освещение происходит аналогично, управлению индивидуальным источникам посредством использования модуля 1-2 дистанционного управления групповыми источниками освещения и задействования второго исполнительного модуля 3, содержащего группу 3-1…3-n комплексов контроля и управления групповыми источниками освещения, каждый из которых содержит сетевой модем 8 комплекса контроля и управления и блок 9 контроля и управления группой источников освещения, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом цепей 10 питания группы источников освещения.The management of group lighting sources occurs in a similar way, the management of individual sources through the use of module 1-2 for remote control of group lighting sources and the activation of a second executive module 3 containing a group of 3-1 ... 3-n complexes of control and management of group lighting sources, each of which contains a network a modem 8 of the monitoring and control complex and a control and control unit 9 of a group of lighting sources, the second input-output of which is connected to the input-output circuit 10 food groups of light sources.

Для контроля и управления мобильными бригадами обслуживания используется третий 1-3 модуль дистанционного управления, который является модулем дистанционного управления мобильными бригадами обслуживания. Управление ведется через третий исполнительный модуль 4, содержащий группу 4-1…4-k комплексов контроля и управления мобильными бригадами обслуживания, каждый из которых содержит модем 11 комплекса контроля и управления мобильной бригадой обслуживания, который может быть выполнен в виде GPRS-модема.To control and manage mobile service teams, the third 1-3 remote control module is used, which is a module for remote control of mobile service teams. Management is carried out through the third executive module 4, containing a group of 4-1 ... 4-k complexes of control and management of mobile service teams, each of which contains a modem 11 of the complex control and management of a mobile service team, which can be made in the form of a GPRS modem.

и блок 12 контроля и управления мобильной бригадой обслуживания. Блок 12 обеспечивает связь с глобальной системой позиционирования, что позволяет в центре управления поддерживать постоянный контроль местонахождения мобильных бригад обслуживания. Кроме того, блок 12, который выполнен на основе ЭВМ обеспечивает получение команд управления (нарядов и планирование маршрутов), съем и передачу в центр 1 управления сведения из журнала обслуживания, сведения о наличии ЗиПи инструментов, квалификации и допусков на выполнение работ и т.п.and a unit 12 for monitoring and controlling the mobile service team. Block 12 provides communication with the global positioning system, which allows the control center to maintain constant monitoring of the location of mobile service teams. In addition, block 12, which is based on a computer, provides control commands (orders and route planning), removes and transfers to the control center 1 information from the service log, information about the availability of spare parts and tools, qualifications and approvals for the performance of work, etc. .

Информационный объем канала связи позволяет подключить дополнительные датчики для обработки сигналов в центре 1 управления (например - контроль состояния окружающей среды).The information volume of the communication channel allows you to connect additional sensors for signal processing in the control center 1 (for example, environmental monitoring).

Таким образом, благодаря усовершенствованию известной системы достигается требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, поскольку обеспечивается контроль состоянием источников освещения, как индивидуальных, так и групповых, расширены возможности по используемому объему контролируемых параметров, расширены функциональные возможности за счет использования радиоканалов каналов связи, т.к. управление может быть осуществлено и при отсутствии наземных, например, кабельных линий связи, поскольку предполагается использование радиоканалов. В предложенной системе обеспечивается также управление мобильными бригадами обслуживания и постоянный контроль маршрутов их передвижения и состояния работ.Thus, due to the improvement of the known system, the required technical result is achieved, which consists in expanding the functionality, since it provides control over the state of the light sources, both individual and group, the capabilities for the used volume of the controlled parameters are expanded, the functionality is expanded through the use of radio channels of communication channels, because control can also be carried out in the absence of terrestrial, for example, cable communication lines, since radio channels are supposed to be used. The proposed system also provides for the management of mobile service teams and constant monitoring of their movement routes and work status.

Claims

An automated monitoring and control system for lighting cities and roads, containing the first, second and third remote control modules, as well as the first, second and third executive modules, the input-output of each of which is connected through the corresponding communication channel to the input-output of the remote control module of the same name characterized in that the first, second and third remote control modules form a control center and are, respectively, an individual remote control module and lighting sources, a remote control module for group lighting sources and a remote control module for mobile service teams, the first executive module comprising a group of monitoring and control systems for individual lighting sources, each of which contains a network modem of a monitoring and control system for an individual lighting source, first inputs and outputs which form the input-output of the group of complexes of control and management of individual lighting sources, and the unit to monitoring and control of an individual lighting source, the first input-output of which is connected to the second input-output of the network modem of the complex for controlling and controlling an individual lighting source, and the second input-output is connected to the input-output of the power supply unit of the corresponding individual lighting source, the second executive module contains a group monitoring and control systems for group lighting sources, each of which contains a network modem of a monitoring and control complex for lighting groups, p the first inputs and outputs of which form the input-output of a group of monitoring and control systems for group lighting sources, and a control and management unit for a group of lighting sources, the first input-output of which is connected to the second input-output of a network modem of a monitoring and control group of lighting sources, and the second the input-output is connected to the input by the output of the power circuits of the group of lighting sources, and the third executive module contains a group of monitoring and control complexes for mobile service teams, each contains the modem of the control and management complex of the mobile service team, the first inputs and outputs of which form the input-output of the group of control and management complexes of mobile service teams, and the control and management unit of the mobile service team, the input-output of which is connected to the second input-output of the complex’s modem control and management of a mobile service team.