專利名稱：路燈節能智能控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及照明裝置領域，尤其是涉及一種路燈節能智 能控制系統。
背景技術：
目前廣泛使用的路燈都是通過路燈控制箱來進行控制的。控 制箱確定好開燈和關燈的時間，到了時間，所有的路燈都被開啟 或者關閉。其缺點在于系統的靈活性很差，只有一個開關燈時間； 設置麻煩，需要到每個路燈控制箱實際操作設置，工作量很大， 工作效率低。無法單點控制，實現節能，成片關燈又嚴重影響行 人和車輛的視線。此外，在天氣變化等情況下引起周邊環境亮度 發生變化或者用電高峰等狀況下電壓發生變化時也無法實時對路 燈的工作狀況進行調整，以達到路燈的最佳工作狀態。為了解決上述問題，人們進行了長期的探索，提出了多種多 樣的改進方案。例如，中國專利文獻公開了一種照明網絡控制系 統及其控制方法〔申請號CN200410014626.4〕，由照明控制中心、 照明電力線、擴頻電力載波通訊的中繼器、交換機、路由器及照 明控制客戶端構成的照明網絡控制系統，在此基礎上提供了一種 由用戶根據不同需要和意愿而自行設定控制數據的控制方法，并 以該通訊網絡和控制方法構架成一種新型照明控制系統。該方案 采用了電力載波來通訊和組網，解決了單點控制的問題。但是， 由于電力載波的特殊性，特別是中國電網的不穩定性，使得電力 載波通訊有如下缺點l.通訊速度慢，2.干擾很大，通訊速度不 可靠，3.傳輸的距離受到限制。因此在城市這樣的大范圍內采用 載波交換機，路由器來實現距離的延長根本不現實。并且系統本身干擾大，速度慢。更為關鍵的是，在一個大的范圍內，不可能 所有路燈等都是同一條電力線路，不同電力線路之間是不能進行 電力載波的通訊控制的。由于該專利才采用的是PC機來設置數 據，所以，無法在特殊的情況下和移動狀態下及時進行路燈控制 的調整。還有人發明了一種城市路燈線路級監控終端(申請號CN200510010131. 9)，利用GPRS手機模塊對路燈進行控制，這種 方式突破了距離的限制，并且綜合了電力載波技術、日光照度檢 測技術等，增強了監控終端的功能，解決了在特殊的情況下和移 動狀態下無法及時進行路燈控制和調整的問題。但是，該方案仍 然存在著一定的缺陷，例如，l.在每個燈柱均安裝通訊模塊，使 用成本很高；2.無法對每個區域的監控終端，以及監控終端所控 制的各個路燈進行單獨調整，使用的靈活性較差，能源消耗較大； 3.控制的方式較為單一，無法實現本地和遠程分別控制；4.雖然 能夠實現根據環境亮度開關或者定時開關，但是不能根據環境光 線強度的變化而實時調節路燈的亮度，僅僅是簡單地開啟或關閉 路燈，在實際應用時靈活性較差，特別是在天氣變化較大，與路 燈的預先設定發生偏差時，無法及時進行平滑的調整，因此，并 不能達到節約能源和提高路燈工作靈活性的目的。發明內容本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種功能全面，可 以根據電力質量和光照強度及時對路燈的工作狀況進行平滑調 整，有效節約電量消耗，并且工作性能穩定，制造成本低廉的路 燈節能智能控制系統；解決了現有技術所存在的功能單一，設備 成本高，能源消耗大等的技術問題。本實用新型的另一目的是針對上述問題，提供一種能夠實現 分級分區域控制，整體布局合理，控制方式靈活多樣，既能實現遠程全面控制，又能進行本地單獨控制的路燈節能智能控制系統； 解決/現有技術所存在的布局不甚合理，系統控制的靈活性差等 的技術問題。本實用新型再有一目的是針對上述問題，提供一種能夠通過 尋址的方式根據指令對單個路燈的工作狀態進行有效控制，進一 步提高工作靈活性，操作方式簡便的路燈節能智能控制系統；解 決了現有技術所存在的單個路燈難以進行有效控制，不利于節約 能源和妥善使用等的技術問題。為達到上述目的，本實用新型采用了下列技術方案本路燈 節能智能控制系統，包括聯接在輸電線路上的一系列路燈，上述 路燈劃分為若干個控制區域，在每個控制區域內設有一個與該區 域內所有路燈相聯的集中控制器，各集中控制器與遠程控制中心 相聯，其特征在于，各控制區域內的每個路燈和集中控制器之間 分別設有一個終端控制器，集中控制器通過載波接口與終端控制 器的載波接口相聯；所述的集中控制器包括用于控制所在區域內 各路燈工作的中央處理單元，在中央處理單元上還設有一個根據 光線變化自動調節路燈工作狀態的自適應調整單元， 一個根據電 力質量自動調節路燈工作狀態的電力質量反饋處理單元， 一個用 于和遠程控制中心進行數據交換的無線通訊接口，以及一個用于 直接輸入數據的本地輸入接口。本實用新型的遠程控制中心和各集中控制器通過無線通訊的 方式實現遠程控制，形成一個地域廣泛的通訊網絡；并且可以通 過本地輸入接口進行本地控制。每個集中控制器通過電力載波通 訊的方式，與同一路的終端控制器形成一個小的局域控制網絡。 通過這種分級控制，和不同通訊方式組網形成了一個地域廣泛而 又實用的控制網絡。電力質量反饋處理單元和自適應調整單元分 別能夠根據電力質量和光照強度及時對路燈的工作狀態做出調 整，有效節約能源。在上述的路燈節能智能控制系統中，所述的自適應調整單元 聯接有用于檢測周邊環境亮度的光強度感應裝置，光強度感應裝 置和存儲有標準值的存儲器均與査詢單元相聯，所述的査詢單元 與信號處理單元相聯接。
本實用新型設置了一個光強度感應裝置，并通過査詢單元實 時地查詢出與檢測到的光強度相對應的路燈工作電壓，從而及時 地對路燈亮度做出調整，極大地提高了工作的靈活性，節約能源。
在上述的路燈節能智能控制系統中，所述的無線通訊接口包
括一個通過GPRS網絡與遠程控制中心的PC機相聯的GPRS模塊， 和^個通過GPRS網絡與移動短信終端相聯的SMS模塊。通過遠程 控制中心和移動短信終端都能夠方便地與集中控制器進行數據交換。
在上述的路燈節能智能控制系統中，所述的集中控制器的載 波接U連接有地址尋碼器，每個終端控制器的載波接口連接有地 址編碼器。通過地址編碼器可以為每個路燈設定一個唯一的編碼， 通過地址尋碼器能夠準確地實現對某個路燈進行單獨控制。
在上述的路燈節能智能控制系統中，所述的終端控制器包括 一個中央處理器，中央處理器通過繼電器與連接有路燈的數字整 流電路相連，電力質量檢測電路聯接在中央處理器和數字整流電 路之間，并由中央處理器將檢測信號通過通訊接口發送到集中控 制器的電力質量反饋處理單元。電力質量反饋處理單元可以選擇 最節電的運行模式包括減少亮燈數量、降低輸出電壓到最低來控 制路燈。以減緩用電壓力，達到節能效果，但仍然能夠起到照明 的功能。
在上述的路燈節能智能控制系統中，所述集中控制器的無線 通訊接口和本地輸入接口的數據均存儲在與兩者相連的存儲器內。
在上述的路燈節能智能控制系統中，所述的集中控制器的存儲器通過無線通訊模塊與遠程控制中心或移動短信終端相聯。移 動短信終端和遠程控制中心可以將光強度與數字整流器的輸出電 壓對應表，時間參數，開關燈預案等等內容，將根據實際情況設 置的照明控制預案包括每個燈的開關時間，強度發送到各集中控 制器的存儲器內。
在上述的路燈節能智能控制系統中，所述的本地輸入接口上 連接有鍵盤。通過鍵盤可以方便地在本地輸入控制信號。
在上述的路燈節能智能控制系統中，所述的中央處理單元還 連接有一個顯示器。通過顯示器能夠方便對集中控制器進行操作， 使得整個控制過程更為直觀。
在上述的路燈節能智能控制系統中，所述的遠程控制中心連 接有信號輸入裝置和監測屏。
與現有的技術相比，本路燈節能智能控制系統的優點在于 l.功能全面，可以根據電力質量和光照強度及時對路燈的工作狀 況進行平滑調整，有效節約電量消耗，并且工作性能穩定，制造 成本低廉。2.集中控制器以電力載波的方式控制多個同一線路上 的終端控制器，能夠實現分級分區域控制，整體布局合理，控制 方式靈活多樣，既能實現遠程全面控制，又能進行本地單獨控制。 3.能夠通過尋址的方式根據指令對單個路燈的工作狀態進行有效 控制，進一步提高工作靈活性，操作方式簡便。
圖1是本實用新型提供路燈節能智能控制系統結構框圖。 圖2是本實用新型提供路燈節能智能控制系統中遠程控制中 心與集中控制器相聯的結構框圖。
圖3是本實用新型提供路燈節能智能控制系統中集中控制器
與終端控制器相聯的結構框圖。
圖中，路燈1、集中控制器2、中央處理單元21、自適應調整單元22、電力質量反饋處理單元23、無線通訊接口 24、本地 輸入接口25、存儲器26、查詢單元27、信號處理單元28、地址 尋碼器29、遠程控制中心3、終端控制器4、地址編碼器41、中 央處理器42、繼電器43、數字整流電路44、電力質量檢測電路 45、載波接口5、光強度感應裝置6、移動短信終端7、鍵盤8、 顯示器9、 GPRS模塊A、 SMS模塊B。
具體實施方式
如圖1所示，本路燈節能智能控制系統由路燈1、遠程控制 中心3、集中控制器2、終端控制器4、移動短信終端7等組成。 路燈l聯接在輸電線路上，且被劃分為若干個控制區域，在每個 控制區域內設有一個與該區域內所有路燈l相聯的集中控制器2。 各控制區域內的每個路燈1和集中控制器2之間分別設有一個終 端控制器4。遠程控制中心3可以連接有信號輸入裝置和監測屏。
如圖2所示，集中控制器2通過載波接口 5與終端控制器4 的載波接口 5相聯。各集中控制器2通過無線通訊接口 24與遠程 控制中心3的無線通訊接口 24相聯。集中控制器2包括用于控制 所在區域內各路燈工作的中央處理單元21，在中央處理單元21 上還設有一個根據光線變化自動調節路燈工作狀態的自適應調整 單元22， 一個根據電力質量自動調節路燈工作狀態的電力質量反 饋處理單元23， 一個用于和遠程控制中心3進行數據交換的無線 通訊接口 24，以及一個用于直接輸入數據的本地輸入接口 25，在 本地輸入接口 25上連接有用于輸入控制信號的鍵盤8。
自適應調整單元22聯接有用于檢測周邊環境亮度的光強度 感應裝置6，光強度感應裝置6和存儲有標準值的存儲器26均與 査詢單元27相聯，所述的查詢單元27與信號處理單元28相聯接。 通過查詢單元27實時地査詢出與檢測到的光強度相對應的路燈1 工作電壓，從而及時地對路燈1亮度做出調整，極大地提高了工作的靈活性，節約能源。在天氣突變的時候，以及在在天氣情況 很好的時候，能夠改變開關燈預案，自適應地調整開關燈控制和 數字整流器的電壓控制，真正符合路人和行車的需要，同時實現 了自動地節能控制。
無線通訊接口 24包括一個通過GPRS網絡與遠程控制中心3 的PC機相聯的GPRS模塊A，和一個通過GPRS網絡與移動短信終 端7相聯的SMS模塊B。集中控制器2的無線通訊接口 24和本地 輸入接口 25的數據均存儲在與兩者相連的存儲器26內。集中控 制器2的存儲器26通過無線通訊模塊24與遠程控制中心3或移 動短信終端7相聯。為了便于觀測和控制，中央處理單元21還連 接有一個顯示器9。
集中控制器2的載波接口 5連接有地址尋碼器29，每個終端 控制器4的載波接口 5連接有地址編碼器41。各終端控制器4都 有自己獨立的地址編碼，集中控制器2通過這個唯一的地址編碼 對該終端控制器4進行單點通訊和控制，包括發送開關燈命令， 數字整流電路44輸出電壓數值命令。通過地址尋碼器29和地址 編碼器41可以對某個特定的路燈1進行控制，使整個照明網絡的 控制更為全面，更具靈活性。
如圖3所示，終端控制器4包括一個中央處理器42，中央處 理器42通過繼電器43與連接有路燈1的數字整流電路44相連， 電力質量檢測電路45聯接在中央處理器42和數字整流電路44 之間，并由中央處理器42將檢測信號通過通訊接口 5發送到集中 控制器2的電力質量反饋處理單元23。當用電高峰出現時，通過 電力質量檢測電路45能夠得知，集中控制器2可以選擇最節電的 運行模式(包括減少亮燈數量、降低輸出電壓到最低)來控制路 燈l，以減緩用電壓力，達到節能效果。
本實用新型的遠程控制中心3和各集中控制器2通過GPRS 網絡實現遠程控制，形成一個地域廣泛的通訊網絡；并且可以通過本地輸入接口 25進行本地控制。使用者可通過遠程控制中心3 或者移動短信終端7對路燈1的開關時間，數字整流器44輸出電 壓進行設定，査看，修改，添加，刪除，將設定好的節能預案以 短信的方式傳給集中控制器2。各集中控制器2將發給自己預案 保存在存儲器26中。集中控制器2可通過顯示器9和鍵盤8對節 能預案進行簡單的査詢和修改，以及其所控制的路燈1的具體狀 態的査詢。通過這種方式，可以對任意單個路燈在特殊的情況下 和移動狀態下進行控制，同時可以設置每個和路燈相連的數字整 流電路的輸出電壓，達到節能目的。每個集中控制器2通過電力 載波通訊的方式，與同一路的終端控制器4形成一個小的局域控 制網絡。通過這種分級控制，和不同通訊方式組網形成了一個地 域廣泛而又實用的控制網絡。電力質量反饋處理單元45和自適應 調整單元22分別能夠根據電力質量和光照強度及時對路燈的工 作狀態做出調整，有效節約能源。終端控制器4將自己所控制的 路燈1和數字整流器44的狀態發送給集中控制器2。
本實用新型能夠通過命令方式控制數字整流器44的輸出電 壓。數字整流器通44過降低路燈1的工作電壓來節電。普通狀態 下，電源電壓降低10%，肉眼將感覺不到照度的變化。因此，可 通過輕微的亮度減少來獲得高達20%的節電率。無線通訊接口 24 可以接收來自外界的控制信號，以便于及時做出調整。數字整流 器44采用微處理器控制的晶閘管結構和平滑無級的電壓調整技 術，使得通過路燈的電流有效降低，波形更平滑、均勻，確保燈 光負荷運行穩定，照度損失最小化。
當數字整流器44投入運行時，首先以全壓相線對零線220V 在預設的預熱時間段內運行；預熱時間過后，數字整流器44的輸 出電壓開始平滑下降，直至輸出電壓降至預設的節電水平，并保 持這--水平穩定運行。當電壓設置值改變或節電控制信號斷開， 輸出電壓將改變為新的節電水平或恢復全壓輸出。當全電壓輸出時，晶閘管處于全部導通狀態，以減少不必要 的損耗。其節電功能是通過調節晶閘管的觸發腳，使輸出的交流 電壓正弦波產生相應的切口，從而降低輸出電壓的均方根值來實 現的。節電幅度可以通過參數的設置來調整。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例 說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體 實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不 會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范 圍。
盡管本文較多地使用了路燈1、集中控制器2、中央處理單元 21、自適應調整單元22、電力質量反饋處理單元23、無線通訊接 口 24、本地輸入接口25、存儲器26、查詢單元27、信號處理單 元28、地址尋碼器29、遠程控制中心3、終端控制器4、地址編 碼器41、中央處理器42、繼電器43、數字整流電路44、電力質 量檢測電路45、載波接口 5、光強度感應裝置6、移動短信終端7、 鍵盤8、顯示器9、 GPRS模塊A、 SMS模塊B等術語，但并不排除
使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述 和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都
是與本實用新型精神相違背的。
權利要求1. 一種路燈節能智能控制系統，包括聯接在輸電線路上的一系列路燈(1)，上述路燈(1)劃分為若干個控制區域，在每個控制區域內設有一個與該區域內所有路燈(1)相聯的集中控制器(2)，各集中控制器(2)與遠程控制中心(3)相聯，其特征在于，各控制區域內的每個路燈(1)和集中控制器(2)之間分別設有一個終端控制器(4)，集中控制器(2)通過載波接口(5)與終端控制器(4)的載波接口(5)相聯；所述的集中控制器(2)包括用于控制所在區域內各路燈工作的中央處理單元(2 1)，在中央處理單元(21)上還設有一個根據光線變化自動調節路燈工作狀態的自適應調整單元(22)，一個根據電力質量自動調節路燈工作狀態的電力質量反饋處理單元(23)，一個用于和遠程控制中心(3)進行數據交換的無線通訊接口(24)，以及一個用于直接輸入數據的本地輸入接口(25)。
2. 根據權利要求1所述的路燈節能智能控制系統，其特征在 于，所述的自適應調整單元(22)聯接有用于檢測周邊環境亮度 的光強度感應裝置(6)，光強度感應裝置(6)和存儲有標準值的 存儲器(26)均與查詢單元(27)相聯，所述的査詢單元(27) 與信號處理單元(28)相聯接。
3. 根據權利要求2所述的路燈節能智能控制系統，其特征在 于，所述的無線通訊接口 (24)包括一個通過GPRS網絡與遠程控 制中心(3)的PC機相聯的GPRS模塊(A)，和一個通過GPRS網 絡與移動短信終端(7)相聯的SMS模塊(B)。
4. 根據權利要求3所述的路燈節能智能控制系統，其特征在 于，所述的集中控制器(2)的載波接口 (5)連接有地址尋碼器(29)，每個終端控制器(4)的載波接口 (5)連接有地址編碼器 (41)。
5. 根據權利要求1或2或3或4所述的路燈節能智能控制系統，其特征在于，所述的終端控制器(4)包括一個中央處理器(42)， 中央處理器(42)通過繼電器(43)與連接有路燈(1)的數字整 流電路(44)相連，電力質量檢測電路(45)聯接在中央處理器 (42)和數字整流電路(44)之間，并由中央處理器(42)將檢 測信號通過通訊接口 (5)發送到集中控制器(2)的電力質量反 饋處理單元(23)。
6. 根據權利要求5所述的路燈節能智能控制系統，其特征在 于，所述集中控制器(2)的無線通訊接口 (24)和本地輸入接口(25)的數據均存儲在與兩者相連的存儲器(26)內。
7. 根據權利要求5所述的路燈節能智能控制系統，其特征在 于，所述的集中控制器(2)的存儲器(26)通過無線通訊模塊(24) 與遠程控制中心(3)或移動短信終端(7)相聯。
8. 根據權利要求5所述的路燈節能智能控制系統，其特征在 于，所述的本地輸入接口 (25)上連接有鍵盤(8)。
9. 根據權利要求5所述的路燈節能智能控制系統，其特征在 于，所述的中央處理單元(21)還連接有一個顯示器(9)。
10. 根據權利要求5所述的路燈節能智能控制系統，其特征在 于，所述的遠程控制中心(3)連接有信號輸入裝置和監測屏。
專利摘要本實用新型涉及一種路燈節能智能控制系統。通過遠程控制中心和各集中控制器通過GPRS無線通訊的方式實現遠程控制，形成一個地域廣泛的通訊網絡；并且可以通過本地輸入接口進行本地控制。每個集中控制器通過電力載波通訊的方式，與同一路的終端控制器形成一個小的局域控制網絡。通過這種分級控制，和不同通訊方式組網形成了一個地域廣泛而又實用的控制網絡。電力質量反饋處理單元和自適應調整單元分別能夠根據電力質量和光照強度及時對路燈的工作狀態做出調整，有效節約能源。具有功能全面、工作性能穩定、制造成本低廉、控制方式靈活多樣、通過尋址的方式根據指令對單個路燈的工作狀態進行有效控制等優點。
文檔編號H05B37/02GK201123155SQ200720111540
公開日2008年9月24日 申請日期2007年7月9日 優先權日2007年7月9日
發明者超 李 申請人:超 李