RU2782238C1 - Lamp condition monitoring system in adaptive lighting control system - Google Patents
Lamp condition monitoring system in adaptive lighting control system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782238C1 RU2782238C1 RU2021137754A RU2021137754A RU2782238C1 RU 2782238 C1 RU2782238 C1 RU 2782238C1 RU 2021137754 A RU2021137754 A RU 2021137754A RU 2021137754 A RU2021137754 A RU 2021137754A RU 2782238 C1 RU2782238 C1 RU 2782238C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- receiver
- transmitter
- radio
- microprocessor unit
- Prior art date
Links
- 230000003044 adaptive Effects 0.000 title abstract description 10
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 claims abstract description 31
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 11
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для дистанционного управления потребителями электроэнергии, в частности в адаптивной системе управления освещением.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used for remote control of electricity consumers, in particular in an adaptive lighting control system.
Известен программно-аппаратный комплекс для осуществления беспроводного интеллектуального управления освещением (см. патент на изобретение РФ №2752423, МПК H05B 47/105, опубл. 28.07.2021), который включает аппаратную часть, состоящую из координатора с функциями сервера и агрегатора данных, контроллера для управления светильниками, электроприборами и возможностью измерять потребляемую мощность, мультисенсора с возможностью подключения датчиков с сухим контактом. ПО сервера обеспечивает работу следующих функций: организация беспроводной сети по топологии «Активная звезда» или «MESH».Known hardware and software system for the implementation of wireless intelligent lighting control (see patent for the invention of the Russian Federation No. 2752423, IPC H05B 47/105, publ. 07/28/2021), which includes a hardware consisting of a coordinator with server functions and data aggregator, controller for controlling lamps, electrical appliances and the ability to measure power consumption, a multisensor with the ability to connect sensors with a dry contact. The server software provides the following functions: organization of a wireless network according to the "Active star" or "MESH" topology.
Однако работа комплекса основана на радиочастотном методе передачи информации, которому свойственно не гарантируемое время доставки управляющих команд. Как следствие, на практике будут наблюдаться задержки включения/ выключения осветительных приборов, порою значительные, вплоть до полной потери ими реакции на команды управления.However, the operation of the complex is based on the radio frequency method of information transmission, which is characterized by an unguaranteed delivery time for control commands. As a result, in practice, there will be delays in turning on / off lighting devices, sometimes significant, up to a complete loss of response to control commands.
Известна система для управления электрическим оборудованием, в частности системой освещения (см. патент на изобретение РФ №2474030, МПК H02J 13/00, опубл. 27.01.2013), содержащая центральный пункт управления, модем, подключенный к центральному пункту управления, по меньшей мере, один исполнительный пункт с управляющим контроллером, модуль связи для приема/передачи пакетов, периферийные датчики, блок коммутации, по меньшей мере, один управляемый светильник, которые подключены в линию освещения. Система выполнена с возможностью функционирования в соответствии с командами, заранее заданными как минимум на целый год и занесенными в память управляющего контроллера, а также в соответствии с протоколом, согласно которому формируют информационный пакет с закодированной в нем информацией, а также система выполнена с возможностью обработки информационного пакета, полученного от управляемого светильника, с последующей раскодировкой в центральном пункте управления, который содержит интерактивную систему управления, включающую карты местности, где установлены светильники, отображение светильников на этих картах в виде активных графических объектов, графические экраны, в которых задаются табличные графики работы системы и различные режимы работы системы, а для увеличения дальности связи установлены репитеры, которые подключены к тем же проводам линии освещения с управляемыми светильниками, а в исполнительном пункте установлен фильтр высоких частот, который подключен к входным силовым цепям питания исполнительного пункта, в памяти управляющего контроллера исполнительного пункта и в центральном пункте управления размещены табличные графики, причем управляющий контроллер выполнен с возможностью в автоматическом режиме последовательно выбирать команды из табличного графика в соответствии с временем выполнения и выполнять их, а также в систему дополнительно введены фильтры высоких частот для неуправляемых светильников, которые подключены в разрыв питания каждого неуправляемого светильника, для исключения подавления прохождения информационных пакетов.A known system for controlling electrical equipment, in particular a lighting system (see RF patent No. 2474030, IPC
Работа системы основана для передачи информации по силовым проводам и использует модуляцию высокочастотной несущей частоты.The operation of the system is based on the transmission of information over power wires and uses high-frequency carrier frequency modulation.
Недостатком является ненадежность доставки управляющих команд осветительным приборам.The disadvantage is the unreliability of the delivery of control commands to lighting fixtures.
Наиболее близким решением к предлагаемому решению является система адресной передачи информации по линиям электроснабжения переменного тока (см. патент на изобретение RU №2735950, МПК H02J 13/00, опубл. 11.11.2020). Система адресной передачи информации по линии электроснабжения переменного тока, включающая передатчик, содержащий микропроцессор, соединенный с датчиком моментов перехода через ноль основной гармоники питающего напряжения, измерителем фаз между током и напряжением и управляемым устройством коммутации, выполненным с возможностью прерывания подачи питающего напряжения в линию электроснабжения, приемники, размещенные вдоль линии электроснабжения, каждый из которых включает микроконтроллер, соединенный с датчиком моментов перехода через ноль основной гармоники питающего напряжения.The closest solution to the proposed solution is a system for addressing information transmission over AC power lines (see patent for invention RU No. 2735950, IPC
Недостаток прототипа - невозможность получить информацию о состоянии приемника (подтверждение исполнения команд управления, состояние объекта управления).The disadvantage of the prototype is the inability to obtain information about the state of the receiver (confirmation of the execution of control commands, the state of the control object).
Техническая проблема заключается в разработке системы, позволяющей получать информацию о состоянии объектов управления, что позволяет построить адаптивную систему управления, а также получить возможность сформировать сценарии управления, направленные на достижение экономического эффекта (например, в освещении за счет экономии электроэнергии и повышения общественной безопасности).The technical problem is to develop a system that allows obtaining information about the state of control objects, which makes it possible to build an adaptive control system, as well as to be able to generate control scenarios aimed at achieving an economic effect (for example, in lighting by saving electricity and improving public safety).
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы адресной передачи информации по линии электроснабжения переменного тока при улучшении достоверности и надежности управления объектами.The technical result consists in expanding the functionality of the system for addressing information transmission over the AC power supply line while improving the reliability and reliability of object management.
Заявленный результат достигается тем, что система адресной передачи информации по линии электроснабжения переменного тока, включающая передатчик, содержащий микропроцессорный блок, соединенный с датчиком моментов перехода через ноль основной гармоники питающего напряжения, измерителем фаз между током и напряжением и управляемым устройством коммутации, выполненным с возможностью прерывания подачи питающего напряжения в линию электроснабжения, приемники, размещенные вдоль линии электроснабжения, каждый из которых включает микропроцессорный блок, соединенный с датчиком моментов перехода через ноль основной гармоники питающего напряжения, каждый приемник имеет свой уникальный порядковый номер, согласно решению, дополнительно содержит радиоприемник и элементы обратной связи каждого приемника с радиоприемником, включающие радиопередатчик и, по крайней мере, один датчик контроля параметров системы, при этом выход датчика контроля параметров системы соединен с одним из входов микропроцессорного блока приемника, выход которого подключен к входу радиопередатчика.The claimed result is achieved by the fact that the system of addressable transmission of information over the AC power line, including a transmitter containing a microprocessor unit connected to the sensor of the moments of transition through zero of the fundamental harmonic of the supply voltage, a phase meter between current and voltage and a controlled switching device, configured to interrupt supply voltage to the power supply line, receivers located along the power line, each of which includes a microprocessor unit connected to the sensor of moments of zero crossing of the main harmonic of the supply voltage, each receiver has its own unique serial number, according to the decision, additionally contains a radio receiver and feedback elements connections of each receiver with a radio receiver, including a radio transmitter and at least one sensor for monitoring system parameters, while the output of the sensor for monitoring system parameters is connected to one of the inputs of the microprocessor about the receiver unit, the output of which is connected to the input of the radio transmitter.
В качестве датчиков контроля параметров системы выбраны датчик освещенности и/или датчик тока, напряжения, мощности, и/или датчик температуры, и/или радар-детектор.Light sensor and/or current, voltage, power sensor and/or temperature sensor and/or radar detector are selected as sensors for monitoring system parameters.
Элементы обратной связи каждого приемника могут быть объединены в узлы сбора и передачи информации.The feedback elements of each receiver can be combined into nodes for collecting and transmitting information.
Изобретение поясняется чертежом, на котором показана блок-схема заявляемого устройства.The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of the proposed device.
Позициями на чертеже обозначены:The positions in the drawing indicate:
1. Передатчик.1. Transmitter.
2. Микропроцессорный блок передатчика.2. Microprocessor transmitter unit.
3. Датчик моментов перехода основной гармоники питающего напряжения через ноль.3. Transducer of moments of transition of the main harmonic of the supply voltage through zero.
4. Управляемой устройство коммутации питающего напряжения.4. Controlled power supply switching device.
5. Приемники информации.5. Information receivers.
6. Микропроцессорный блок приемника.6. Microprocessor unit of the receiver.
7. Линия электроснабжения.7. Power supply line.
8. Источник питающего переменного напряжения.8. AC power supply.
9. Измеритель угла фаз между током и напряжением.9. Phase angle meter between current and voltage.
10. Радиоприемник.10. Radio receiver.
11. Узел сбора и передачи информации.11. Node for collecting and transmitting information.
12. Радиопередатчик.12. Radio transmitter.
13. Датчик параметров системы.13. System parameter sensor.
Система содержит передатчик 1, содержащий микропроцессорный блок 2, соединенный с датчиком моментов перехода через ноль основной гармоники питающего напряжения 3, измерителем фаз между током и напряжением 9 и управляемым устройством коммутации 4, выполненным с возможностью прерывания подачи питающего напряжения в линию электроснабжения 7 от источника напряжения 8. Вдоль линии электроснабжения размещены приемники 5, каждый из которых включает микропроцессорный блок 6 (микроконтроллер), соединенный с датчиком моментов перехода через ноль основной гармоники питающего напряжения 3. Система содержит радиоприемник 10 и элементы обратной связи каждого приемника 5 с радиоприемником 10. Элементы обратной связи каждого приемника содержат радиопередатчик 12 и датчик параметров системы 13, образуя узел сбора и передачи информации. При этом выход датчика 13 соединен с одним из входов микропроцессорного блока 6 приемника 5, выход которого подключен к входу радиоприемника 10. Радиоприемник 10 соединен микропроцессорным блоком 2 передатчика 1. Узел сбора и передачи информации 11, т.е. место размещения радиопередатчика 12 и датчика/датчиков 13, определяется назначением и функционалом системы.The system contains a transmitter 1 containing a
Функция датчика параметров системы 13 - измерять физическую величину, контроль которой необходим в системе. В системе может быть один и более датчиков, в зависимости от ее назначения и требуемого функционала. Датчик 13 представляет собой преобразователь физической величины в напряжение, ток или цифровой код. Это может быть датчик освещенности, (например, OPT3001 фирмы Texas Instruments), датчик температуры (например, DS18B20 фирмы Maxim Integrated), датчик тока (например, ACS712 фирмы Allegro), датчик наклона (например, трехосевой акселерометр LIS2DH фирмы Analog Devices), датчик напряжения, тока и мощности (например, построенный на микросхеме счетчика электроэнергии ADE7* фирмы Analog Devices), а также любые другие. В качестве датчиков контролируемых параметров системы могут использоваться радар-детекторы, измеряющие скорости движения пешеходов и автомобилей, а также трафик движения (количество пешеходов/транспорта в единицу времени) на контролируемом участке.The function of the
Система работает следующим образом.The system works as follows.
Каждый приемник 5 имеет уникальный номер в системе, что позволяет управлять каждым объектом системы индивидуально.Each
Микропроцессорный блок 2 передатчика 1 вырабатывает и отправляет команду управления конкретным объектом. Способ управления приемником описан в патенте RU2735950. Приемник 5 получает и выполняет команду управления, а также подтверждает ее выполнение, отправляя подтверждение через радиопередатчик 12 радиоприемнику 10, причем добавляет в ответное сообщение информацию о считанных показаниях датчика/датчиков 13. Радиоприемник 10 передает на микропроцессорный блок 2 передатчика 1 информацию о выполнении команды приемником 5, а также информацию с датчика/датчиков 13 объекта управления, на котором установлен приемник 5. Если через установленное время микропроцессорный блок передатчика 2 не получает подтверждения выполнения отправленной команды, то он выполняет повторную отправку команды управления, тем самым увеличивая надежность управления.The
После получения подтверждения выполнения команды, а также информации о показаниях датчика/датчиков 13, микропроцессорный блок 2 передатчика 1 по заданному (адаптивному) алгоритму, может отправить следующую команду управления приемнику 5, если показания датчика/датчиков 13 указывают на необходимость корректировки состояния объекта управления. Микропроцессорные блоки 6 приемников 5 с заданной периодичностью производят считывание показаний датчиков 13 и отправляют их через радиопередатчики 12 и радиоприемник 10 микропроцессорному блоку 2 передатчика 1, который анализирует состояние всех объектов управления системы и, при необходимости, производит коррекцию их состояния путем отправки соответствующих команд управления, реализуя адаптивную функцию системы.After receiving confirmation of the execution of the command, as well as information about the readings of the sensor/
Возможны, например, следующие варианты управления освещением:The following lighting control options are available, for example:
- если в качестве датчика 13 выбран датчик освещенности, то при освещенности выше или ниже требуемой в заданное время суток, система имеет возможность изменения уровня создаваемой осветительным прибором освещенности путем отправки приемнику 5, установленному в осветительном приборе, команды изменения уровня создаваемой освещенности (например, изменения тока питания светодиодного светильника). По показаниям датчика освещенности также производится мониторинг исправности осветительного прибора;- if the light sensor is selected as the
- если в качестве датчика 13 выбран датчик тока, напряжения, мощности, то микропроцессорный блок 2 передатчика 1 производит мониторинг этих показаний и анализирует исправность осветительного прибора;- if the current, voltage, power sensor is selected as the
- если в качестве датчика 13 выбран датчик наклона, то микропроцессорный блок 2 передатчика 1 способен обнаружить отклонение конкретного осветительного прибора в пространстве (крен опоры освещения, срыв крепления осветительного прибора). Изменение ориентации осветительного прибора в пространстве вызывает изменение освещенности (например, автодороги), и, если отклонения ориентации осветительного прибора выше допустимых установленных, то микропроцессорный блок передатчика 1 способен выработать информацию об аварийном состоянии конкретного объекта для скорейшего устранения аварии объекта в целях общественной безопасности;- if the tilt sensor is selected as the
- если в качестве датчика 13 выбран датчик температуры, то микропроцессорный блок 2 передатчика 1 при температуре выше допустимой, способен выработать команду изменения мощности осветительного прибора с целью обеспечения допустимой рабочей температуры осветительного прибора;- if the temperature sensor is selected as the
- если в качестве датчика 13 выбран радар-детектор, измеряющий скорости движения пешеходов и/или автомобилей, то может быть реализована функция автоматического «сопровождения объекта» светом, когда при отсутствии движения уровень освещенности снижается до минимального, дежурного уровня, а при появлении объекта и информации о скорости его движения, на его траектории в необходимой последовательности обеспечивается повышение до нормативного уровня освещенности, когда система имеет возможность изменения уровня создаваемой осветительными приборами освещенности путем отправки приемнику 5, установленному в осветительном приборе, команды изменения уровня создаваемой освещенности (например, изменения тока питания светодиодного светильника);- if a radar detector is selected as
- если в качестве датчика 13 выбран радар-детектор или датчик трафика, измеряющий трафик движения (количество пешеходов/транспорта в единицу времени) на контролируемом участке, то в зависимости от категории и класса дороги реализуются адаптивные алгоритмы снижения/повышения уровня освещенности в нормативно задаваемый пределах, при этом система имеет возможность изменения уровня создаваемой осветительным прибором освещенности путем отправки приемнику 5, установленному в осветительном приборе, команды изменения уровня создаваемой освещенности (например, изменения тока питания светодиодного светильника).- if a radar detector or a traffic sensor is selected as
Возможны другие сценарии адаптивной реакции системы в зависимости от типа используемых датчиков 13.Other scenarios of the adaptive response of the system are possible depending on the type of sensors used 13.
Микропроцессорный блок 5 передатчика 1 может иметь (не рассматриваемую в рамках настоящей заявке) функцию обмена информацией с системами управления более высокого уровня (например, Умный город, BigData, DataLake), передавая в них информацию с множества различных датчиков 13, и получая результаты интеллектуальной обработки множества данных, в том числе от других систем Умного города, для более точного управления приемниками 5 (например, предиктивное управление при некоторых метеоусловиях и чрезвычайных ситуациях).The
Заявляемая система способна надежно передавать управляющие команды осветительным приборам по силовым проводам, так как она не использует для передачи радиосигнал либо модулированную высокочастотную несущую частоту и позволяет получать информацию от объекта управления, так как дополнительно используется радиосигнал для передачи информации от объектов управления. Система обеспечивает надежную передачу управляющих команд и имеет возможность получения информации от объектов управления об их состоянии для реализации адаптивных алгоритмов управления. Надежность и достоверность передачи команд управления увеличивается за счет подтверждения их выполнения приемником и, в случае невыполнения или неверного выполнения команды управления, повторной отправке команды микропроцессорным блоком передатчика. Предлагаемое решение расширяет функционал системы, т.к. на основе информации от датчиков контролируемых параметров становится возможным реализовать адаптивный алгоритм управления объектами управления - осветительными приборами в частном случае.The inventive system is capable of reliably transmitting control commands to lighting fixtures via power wires, since it does not use a radio signal or a modulated high-frequency carrier frequency for transmission and allows receiving information from a control object, since a radio signal is additionally used to transmit information from control objects. The system provides reliable transmission of control commands and has the ability to obtain information from control objects about their state in order to implement adaptive control algorithms. The reliability and reliability of the transmission of control commands is increased by confirming their execution by the receiver and, in case of failure or incorrect execution of the control command, by resending the command by the microprocessor unit of the transmitter. The proposed solution expands the functionality of the system, because on the basis of information from the sensors of controlled parameters, it becomes possible to implement an adaptive algorithm for controlling objects of control - lighting fixtures in a particular case.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782238C1 true RU2782238C1 (en) | 2022-10-25 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474030C2 (en) * | 2011-03-28 | 2013-01-27 | Открытое акционерное общество ОАО "Орбита" | Method and system to control electrical equipment, in particular, lighting system |
RU2735950C1 (en) * | 2020-06-11 | 2020-11-11 | Общество с ограниченной ответственностью «Светосервис ТелеМеханика» | Method and system for targeted transmission of information over alternating current power supply lines |
WO2021043601A1 (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | Signify Holding B.V. | A power supply device, a power receiving device and power supply and receipt methods |
RU2752423C2 (en) * | 2019-12-25 | 2021-07-28 | Макаревич Денис Александрович | Method for wireless smart control of lighting, electrical appliances and smart systems and the control-r software and hardware complex for its implementation |
WO2021165803A1 (en) * | 2020-02-17 | 2021-08-26 | Huna S.R.L. | Apparatus and system for the remote control of a lighting device through an electric power supply cable |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474030C2 (en) * | 2011-03-28 | 2013-01-27 | Открытое акционерное общество ОАО "Орбита" | Method and system to control electrical equipment, in particular, lighting system |
WO2021043601A1 (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | Signify Holding B.V. | A power supply device, a power receiving device and power supply and receipt methods |
RU2752423C2 (en) * | 2019-12-25 | 2021-07-28 | Макаревич Денис Александрович | Method for wireless smart control of lighting, electrical appliances and smart systems and the control-r software and hardware complex for its implementation |
WO2021165803A1 (en) * | 2020-02-17 | 2021-08-26 | Huna S.R.L. | Apparatus and system for the remote control of a lighting device through an electric power supply cable |
RU2735950C1 (en) * | 2020-06-11 | 2020-11-11 | Общество с ограниченной ответственностью «Светосервис ТелеМеханика» | Method and system for targeted transmission of information over alternating current power supply lines |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6259126B2 (en) | DC power line communication control device using H-bridge circuit | |
US8164428B2 (en) | Power control device | |
US20100204847A1 (en) | Wireless infrastructure mesh network system using a lighting node | |
EP2668824B1 (en) | Method and apparatus for distributed lighting control | |
EP2873302B1 (en) | System and method for providing alternative communication path for management of lighting network elements | |
CA2907633A1 (en) | Dual-mode luminaire controllers | |
US10219319B2 (en) | Device and method for controlling a node of a wireless network | |
KR101110111B1 (en) | Method for mesh networking of street lamp and apparatus thereof | |
CN112566339A (en) | Accurate illumination regulation and control system and method for theatre stage | |
CN105830535A (en) | Intelligent lighting device, and method and system thereof | |
WO2015031929A1 (en) | Driver circuit for a light source and method of transmitting data over a power line | |
Lohia et al. | Open communication protocols for building automation systems | |
US10491416B2 (en) | Systems and methods for high efficiency lighting installations | |
Omar et al. | Smart city: Recent advances in intelligent street lighting systems based on IoT | |
PL207134B1 (en) | Method for electric devices control, especially lamps, control system for electric devices and the lamp | |
US20230007755A1 (en) | Power line communication to control lighting | |
RU2782238C1 (en) | Lamp condition monitoring system in adaptive lighting control system | |
CN108303905B (en) | Household equipment control system and control method | |
WO2008079399A2 (en) | Power control device | |
Perandones et al. | Energy-saving smart street lighting system based on 6LoWPAN | |
EP2925094B1 (en) | Lighting system and method for operating a lighting system using power consumption for information transmission | |
US9474133B2 (en) | Sensor lighting control systems and methods | |
US20090267806A1 (en) | Electrical Circuit | |
EP3042546A2 (en) | Controller for power line coding and power line coding method | |
CN107734748A (en) | A kind of brightness intelligent adjusting method of household lamp |