本發(fā)明涉及測控系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是一種新型基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的太陽能路燈測控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

煤炭、石油等不可再生資源的迅速消耗，環(huán)境污染日益加重，面對能源儲備的日益匱乏、電力供應(yīng)的持續(xù)緊張，努力尋求新的可再生能源迫在眉睫，太陽能作為一種大自然賜予的取之不盡、用之不竭的綠色、安全新能源倍受各個國家的青睞。近年來，我國改革開放的進(jìn)一步全面推進(jìn)，太陽能路燈成為路燈研究領(lǐng)域的新興產(chǎn)業(yè)，被大量的應(yīng)用到日常道路的照明中。過去普通路燈的安裝施工麻煩，需要時間長，不僅增加了施工成本，設(shè)施設(shè)備的維護(hù)成本也大幅提升。太陽能路燈，無需大量鋪設(shè)電纜，節(jié)約人力物力，并且不受應(yīng)用場合的限制。

同時，智能路燈的大規(guī)模應(yīng)用，致使路燈的耗電量越來越大，設(shè)備損耗也越來越嚴(yán)重，系統(tǒng)線路穩(wěn)定度差，又極易造成電池板與蓄電池的損壞，故障點搜尋復(fù)雜。智能路燈蓄電池與電池板不斷地充放電，使得路燈使用時間變得有限。在實際應(yīng)用中，由于天氣、氣候、光照等的影響，蓄電池與電池板的壽命期限更加短暫，一旦發(fā)生故障較難判斷具體節(jié)點，給照明系統(tǒng)的后期的控制管理服務(wù)帶來了一定的困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種不僅擁有著能源與政策優(yōu)勢，性能穩(wěn)定、技術(shù)成熟等優(yōu)勢為一體的一種新型基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的太陽能路燈測控系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種新型基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的太陽能路燈測控系統(tǒng)，包括終端節(jié)點設(shè)備、網(wǎng)關(guān)以及智能太陽能路燈監(jiān)控中心。

所述終端節(jié)點設(shè)備上設(shè)置有供電電路、傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理器模塊以及無線收發(fā)模塊四大模塊；所述供電電路主要為終端節(jié)點設(shè)備提供的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓；所述傳感器模塊采用電壓與電流傳感器，采集電池板的電壓與電流數(shù)據(jù)參數(shù)信息；處理器模塊的主要功能是接收并處理采集到的數(shù)據(jù)信息；無線收發(fā)模塊傳遞數(shù)據(jù)信息。

網(wǎng)關(guān)部分，包括信號收發(fā)模塊、存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊和接口模塊，主要功能是實現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)到WiFi網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)處理模塊采用嵌入式應(yīng)用處理器OMAP3730，接收信息并進(jìn)行校驗處理；所述信號收發(fā)模塊，接收終端節(jié)點發(fā)送來的參數(shù)信息。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明不僅擁有著能源與政策優(yōu)勢，性能穩(wěn)定、技術(shù)成熟等優(yōu)勢，而且監(jiān)控的智能路燈，一旦發(fā)生故障立即維修，方便生活，安裝便捷，降低安裝、維護(hù)成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本實用一種新型基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的太陽能路燈測控系統(tǒng)框圖。

圖2為本發(fā)明Mesh網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明公開一種新型基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的太陽能路燈測控系統(tǒng)，包括終端節(jié)點設(shè)備、網(wǎng)關(guān)以及智能太陽能路燈監(jiān)控中心。

智能太陽能路燈系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，在白天，路燈頂端黑色的電池板吸收光能產(chǎn)生電能，底端的蓄電池儲存電量；到了夜間，通過路燈控制器釋放電量，給路燈供電?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能太陽能路燈系統(tǒng)主要由終端節(jié)點設(shè)備、網(wǎng)關(guān)以及智能太陽能路燈監(jiān)控中心組成。

智能太陽能路燈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊位于終端節(jié)點設(shè)備，每盞路燈設(shè)置一個終端節(jié)點，電壓與電流傳感器實時采集太陽能電池板的電壓與電流。終端節(jié)點、路由器與網(wǎng)關(guān)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)自行組建成Mesh型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，太陽能電池板經(jīng)控制器與終端節(jié)點相連，終端節(jié)點中的傳感器采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳遞到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)接收數(shù)據(jù)并通過WiFi網(wǎng)絡(luò)傳遞給路由器，路由器將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能路燈監(jiān)控中心。主機(jī)監(jiān)控中心存儲、顯示數(shù)據(jù)，用戶可以實時監(jiān)控智能路燈的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)故障路燈，為相關(guān)部門提供故障信息。

智能路燈的終端節(jié)點，包括供電電路、傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理器模塊以及無線收發(fā)模塊四大模塊。供電系統(tǒng)主要為終端節(jié)點設(shè)備提供+3.3V的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓，選擇7號堿性干電池作為電源；采用電壓與電流傳感器，采集電池板的電壓與電流數(shù)據(jù)參數(shù)信息；處理器模塊的主要功能是接收并處理采集到的數(shù)據(jù)信息；無線收發(fā)模塊基于CC2530芯片而設(shè)計。

采集到的參數(shù)信息發(fā)送到數(shù)據(jù)處理部分后，經(jīng)過AD/DC變換，將0-26V的模擬電壓信號與0-6A的模擬電流信號轉(zhuǎn)換成適合在無線信道中傳輸?shù)臄?shù)字信號，經(jīng)功率放大電路放大信號,等待發(fā)送；無線收發(fā)模塊采用基于C8051微控制器內(nèi)核的CC2530無線片上系統(tǒng)(SOC)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、處理、發(fā)送，借助ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換設(shè)備—網(wǎng)關(guān)。

網(wǎng)關(guān)部分，包括信號收發(fā)模塊、存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊和接口模塊，主要功能是實現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)到WiFi網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換。信號收發(fā)模塊，能夠接收終端節(jié)點發(fā)送來的參數(shù)信息；數(shù)據(jù)處理模塊，采用嵌入式應(yīng)用處理器OMAP3730，接收信息并進(jìn)行校驗處理，將信息呈現(xiàn)在網(wǎng)關(guān)LCD顯示屏上；Wi-fi無線收發(fā)模塊，通過WiFi無線通信網(wǎng)絡(luò)，向上位機(jī)發(fā)送處理好的信息；網(wǎng)關(guān)連接到220V交流電源，經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換到工作所需電壓。

路由器通過WiFi網(wǎng)絡(luò)接收網(wǎng)關(guān)傳來的數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)傳遞到電腦主機(jī)，路由器與主機(jī)之間，通過有線和無線兩種方式連接。電腦監(jiān)控中心，包含服務(wù)器和監(jiān)控平臺兩部分，服務(wù)器能夠下發(fā)監(jiān)控平臺發(fā)出的命令，并且能夠解析網(wǎng)關(guān)發(fā)來的數(shù)據(jù)信息，顯示在監(jiān)控平臺上。監(jiān)控平臺使用Niagara軟件設(shè)計人機(jī)監(jiān)控界面監(jiān)控電池板的壓流信號。Niagara軟件界面友好，通過界面能夠清楚的觀察到太陽能電池板的電壓與電流大小。

本發(fā)明采用了ZigBee技術(shù)，ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)可容納一個到65535個節(jié)點，每個節(jié)點可與ZigBee網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍之內(nèi)的其它節(jié)點通信，網(wǎng)關(guān)類似于一個TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)的基站，網(wǎng)關(guān)與節(jié)點間之點的通信距離可以是75米，也可以延伸到上百米，本系統(tǒng)的ZigBee模塊通信距離為1000米。

無線網(wǎng)絡(luò)是一個非穩(wěn)定系統(tǒng)，容易受外界因素相互影響，天氣、電源都會干擾節(jié)點信號發(fā)送距離。節(jié)點電源一般采用簡捷的電池供電，電量有限，不可能頻繁更換電池，實際生活中，節(jié)點組建的無線網(wǎng)絡(luò)生存時間達(dá)數(shù)年，盡可能節(jié)約電量是必須遵循的原則，因此，部署的無線網(wǎng)絡(luò)需簡捷、節(jié)電。路燈的大規(guī)模存在，能夠?qū)崿F(xiàn)多數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，以便實現(xiàn)對路燈的遠(yuǎn)端監(jiān)控?；诖?，本發(fā)明采用了Mesh網(wǎng)方式。

Mesh網(wǎng)節(jié)點之間采用點對點連接，其連接方式最復(fù)雜，覆蓋范圍較大。網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點均具有路由功能，為節(jié)點之間的通信提供了更多的路徑選擇方案，每個節(jié)點有兩條及其以上的路徑連接到目的節(jié)點。網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點可與其通信距離之內(nèi)的相鄰節(jié)點直接通信；也可進(jìn)行間接通信，通過中間路由節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸，經(jīng)多條通信線路傳遞到遠(yuǎn)處的節(jié)點。Mesh網(wǎng)共有三種通信設(shè)備：協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由節(jié)點以及終端節(jié)點。

為所有節(jié)點排列一個序號，將序號作為節(jié)點地址，網(wǎng)關(guān)節(jié)點具有協(xié)調(diào)器的功能，看做增強(qiáng)型節(jié)點。網(wǎng)關(guān)與路由節(jié)點看做FFD設(shè)備，終端節(jié)點可以是FFD設(shè)備也可以是RFD設(shè)備。路由節(jié)點完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，以網(wǎng)關(guān)為中心，它可以以廣播方式給所有節(jié)點傳遞信號，也可單獨給一個設(shè)備傳遞信息。

本發(fā)明的創(chuàng)新點為：

1.軟件方面，采用最新的Niagara軟件監(jiān)控平臺，借助集成模塊創(chuàng)建站點、建立報警點、設(shè)置動畫界面，設(shè)計出清晰、直觀的監(jiān)控界面，遠(yuǎn)程監(jiān)控電池板的電壓與電流，一旦發(fā)生故障，立刻發(fā)出報警信號，準(zhǔn)確定位故障路燈節(jié)點。

2.采用ZigBee無線通信技術(shù)與WiFi無線通信技術(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行通信，ZigBee技術(shù)實現(xiàn)終端節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的組建，Wi Fi無線通信技術(shù)完成網(wǎng)關(guān)與PC機(jī)之間信號的傳輸。

3.基于射頻收發(fā)芯片CC2530設(shè)計出終端節(jié)點，節(jié)點電路設(shè)計主要包括供電電路、處理部分電路和傳感器電路，節(jié)點置于路燈終端，實時采集數(shù)據(jù)信息。

以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。