專利名稱：區(qū)域式路燈控制組網方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種城市化照明系統建設，具體地將是一種以四條橫縱路段為基礎，對所形成的交叉網格區(qū)域內路燈的管理控制方法。
背景技術：
路燈控制技術是近年來發(fā)展迅速的控制技術，許多城市已將監(jiān)視控制與數據采集系統用于對城市路燈的監(jiān)控。目前在路燈照明上采用的主要有以下幾種控制方法回路控制法、基于微機控制的路燈單燈控制系統兩種。1、回路控制法。是將路燈線路用A、B、C三項分開控制，利用單片機或PLC控制器控制不同回路達到節(jié)能效果。這種控制方法的優(yōu)點是控制器成本低、控制簡單。缺點是由于并行三項五線，導致線纜鋪設成本高，而且控制精度不高(只能到每一回路)，對于LED路燈等新型光源來說，同樣變壓器功率可以驅動幾倍于傳統光源的LED燈具數量，若繼續(xù)采用這種控制方式，需要非常高的線纜鋪設成本，而且難以準確把握每展燈運行狀態(tài)，智能化程度低。2、基于微機控制的路燈單燈控制系統。采用短程通訊方式(如ZIGBEE、電力載波、 無線電載波通訊方式)與長程通訊方式(如電話線通訊、internet通訊、GPRS通訊、短信等)結合進行信息交換來達到對每展燈的精確控制。這種控制方法通過光控和時控技術對繼電器或可控硅進行控制，不僅可以對每展燈進行控制，而且可以對每條路段的亮燈率、 電壓波動、電流波動狀況進行記錄。同時可對供電線路短路或開路等突發(fā)事件進行即時報警。這種系統一般由路燈控制器、集中控制器、微機管理中心組成，單燈控制器對單燈進行控制，集中控制器管理一定數量的燈具，微機管理中心與集中控制器之間采用長程無線通訊方式。對于采用電力載波技術通訊方式，集中控制器一般管理一個變壓器所屬路燈范圍，不能跨越變壓器進行控制，一個變壓器必須安裝一個集中控制器，因此對于較大范圍控制，集中控制用量大，管理復雜，而且硬件成本與安裝成本過高。對于ZIGBEE短程無線通訊來說，無線通訊方式受外界干擾比較大，因此一般一個集中控制器范圍比較小，一般不超過200只燈，同樣對于較大范圍控制，集中控制用量大， 管理復雜，而且硬件成本與安裝成本過高。上面這兩種方式基本上都是按照路段進行劃分，因此對路燈區(qū)域集中度要求高， 安裝節(jié)點過多，集中控制器與微機管理中心之間一般采用長程無線通訊方式，因此受長程無線通訊方式干擾大，難以達到無縫隙鏈接，受到嚴重干擾或局部停電時，可能造成通訊大面積故障，難以達到良好管理效果。由于現有技術中采用GPRS傳輸的方式，一旦某路段由于屏蔽或信號阻塞的原因會造成控制信號的通訊造成故障，必然要影響此路段內道路的照明
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決由于通訊故障而導致的路燈控制信號中斷的技術難題， 設計了一種全新的路燈管理方法，采用區(qū)域式路燈管理，在每個區(qū)域網格中設立具有無線通訊轉接模塊的變壓器，控制信號通過無線通訊轉接模塊發(fā)送至變壓器上的子控制器，一旦某一處變壓器的無線通訊轉接模塊故障，可以通過其它路徑將信號轉接至此變壓器。本發(fā)明為實現發(fā)明目的采用的技術方案是，區(qū)域式路燈控制組網方法，是基于電力線載波技術、由站端的主控制器控制變壓器輸出電力線來選通城市路燈的方法，關鍵是 定義橫向路段和縱向路段，形成以四條路段形成的區(qū)域交叉的網格結構，并在每一個網格結構中設置至少一個控制變壓器的子控制器，在定義的橫、縱路段的交叉處分別設置橫向路變壓器或縱向路段變壓器，在此基礎上進行如下步驟a、相同路段上的變壓器的受控端借助電力線連接，交叉路段之間的變壓器的受控端借助無線通訊轉接模塊連接；b、以每一個網格形成的區(qū)域編號為行、區(qū)域內的變壓器編號為列，對所有區(qū)域以及區(qū)域內的所有變壓器進行編碼、形成陣列式的數字編碼組，存儲在主控制器的數據結構中；C、主控制器借助數字編碼組中的行編碼選通區(qū)域中的子控制器，并將列編碼發(fā)送給子控制器，由子控制器輸出控制信號至列編碼對應的變壓器的受控端；d、變壓器借助電力線載波直接接收子控制器發(fā)來的控制信號、或者間接接收其它變壓器的無線通訊轉接模塊轉發(fā)來的控制信號；e、變壓器的輸出端輸出電力線選通路燈，完成區(qū)域控制過程。本發(fā)明的有益效果是利用區(qū)域網格式的布局方式，將電力載波方式與短程無線通訊方式結合起來，達到路段之間進行無縫鏈接，形成多節(jié)點式管理網絡，一旦某處變壓器通訊造成故障，可以通過其它區(qū)域的無線通訊模塊轉接過來，保證通訊順暢；設計電力載波與短程無線傳輸轉換器，將數據信號直接轉換，使通訊接近無限延伸與傳遞；采用區(qū)級管理方式以降低成本；采用逐級上報方式，可以避免人為因素干擾；節(jié)點網絡數據采用分散存儲方式，保證局部地段出現故障時通訊順利進行。
具體實施例方式區(qū)域式路燈控制組網方法，是基于電力線載波技術、由站端的主控制器控制變壓器輸出電力線來選通城市路燈的方法，關鍵是定義橫向路段和縱向路段，形成以四條路段形成的區(qū)域交叉的網格結構，并在每一個網格結構中設置至少一個控制變壓器的子控制器，在定義的橫、縱路段的交叉處分別設置橫向路變壓器或縱向路段變壓器，在此基礎上進行如下步驟a、相同路段上的變壓器的受控端借助電力線連接，交叉路段之間的變壓器的受控端借助無線通訊轉接模塊連接；b、以每一個網格形成的區(qū)域編號為行、區(qū)域內的變壓器編號為列，對所有區(qū)域以及區(qū)域內的所有變壓器進行編碼、形成陣列式的數字編碼組，存儲在主控制器的數據結構中；C、主控制器借助數字編碼組中的行編碼選通區(qū)域中的子控制器，并將列編碼發(fā)送給子控制器，由子控制器輸出控制信號至列編碼對應的變壓器的受控端；
d、變壓器借助電力線載波直接接收子控制器發(fā)來的控制信號、或者間接接收其它變壓器的無線通訊轉接模塊轉發(fā)來的控制信號；e、變壓器的輸出端輸出電力線選通路燈，完成區(qū)域控制過程。所述的主控制器與子控制器之間借助電力線連接，或者借助網絡接口形成互聯網絡，或者借助GPRS或短程無線模塊形成無線連接。變壓器的輸出端連接橫向路段的路燈、或是縱向路段的路燈、或是間隔路燈。所述的控制方法還包括借助在線檢測區(qū)域內變壓器的工作狀態(tài)，并將狀態(tài)數據文件打包進行逐級上傳，形成統一數據采集信息。子控制器輸出控制信號的方式采用電力線載波方式發(fā)送至與子控制器相鄰的變壓器。所述步驟還包括變壓器為三項輸出模式，對網格區(qū)域內的每一個變壓器的輸出端進行編碼，借助子控制器對變壓器的輸出端進行控制選通。變壓器輸出端與路燈的連接也可以采用單燈控制方法，通過對每個單燈進行編碼，以電力線載波的方式將控制信號傳送給路燈。本發(fā)明在具體應用時，路燈的布局采用區(qū)域網格式布局，在每一個區(qū)域中都設置有三相輸出的變壓器，并配套有無線轉接模塊，采用ZIGBEE為最佳方案，因為其抗干擾能力強，特別適用于本技術方案中?？刂菩盘柕倪x通借助主控制器與區(qū)域內設置的一個子控制器之間的通訊，其中主控制器設立在主控站端，而子控制器與一個距離最近的變壓器的輸出控制端連接，主控制器與子控制器通過電力線載波技術互聯，區(qū)域內的子控制器通過也通過電力線載波技術與最近的變壓器的受控端連接，在四條路段形成的網格區(qū)域中設置至少4個變壓器，區(qū)域內的變壓器通過電力線或者無線通訊轉接模塊連接，同一條路段采用電力線，交叉路段采用無線通訊轉接模塊連接?，F有技術中由于GPRS通訊故障問題，導致主站發(fā)來的控制信號無法傳輸至變壓器，因此本發(fā)明技術方案中改進為用無線通訊轉接模塊進行傳輸信號，一旦某區(qū)域的通訊故障，可以通過其它區(qū)域的無線通訊轉接模塊將控制信號轉發(fā)過來，實現了主控制器與小區(qū)域的主輔控制方式，同時實現了小區(qū)域間的有線或無線通訊方式。路段路燈的控制方式可以采用橫向路段為一條控制線、縱向路段為一條控制線， 也可以采用某一片區(qū)域為一條控制線，甚至可以在某一段路段內借助三項輸出的動力線實現間隔設置，進而通過子控制器對三項輸出端的編碼控制來實現路燈間隔選通，可以使在車輛流量較少的時間段大大降低電力資源的消耗。
權利要求
1.區(qū)域式路燈控制組網方法，是基于電力線載波技術、由站端的主控制器控制變壓器輸出電力線來選通城市路燈的方法，其特征在于定義橫向路段和縱向路段，形成以四條路段形成的區(qū)域交叉的網格結構，并在每一個網格結構中設置至少一個控制變壓器的子控制器，在定義的橫、縱路段的交叉處分別設置橫向路變壓器或縱向路段變壓器，在此基礎上進行如下步驟a、相同路段上的變壓器的受控端借助電力線連接，交叉路段之間的變壓器的受控端借助無線通訊轉接模塊連接；b、以每一個網格形成的區(qū)域編號為行、區(qū)域內的變壓器編號為列，對所有區(qū)域以及區(qū)域內的所有變壓器進行編碼、形成陣列式的數字編碼組，存儲在主控制器的數據結構中；C、主控制器借助數字編碼組中的行編碼選通區(qū)域中的子控制器，并將列編碼發(fā)送給子控制器，由子控制器輸出控制信號至列編碼對應的變壓器的受控端；d、變壓器借助電力線載波直接接收子控制器發(fā)來的控制信號、或者間接接收其它變壓器的無線通訊轉接模塊轉發(fā)來的控制信號；e、變壓器的輸出端輸出電力線選通路燈，完成區(qū)域控制過程。
2.根據權利要求1所述的區(qū)域式路燈控制組網方法，其特征在于所述的主控制器與子控制器之間借助電力線連接，或者借助網絡接口形成互聯網絡，或者借助GPRS或短程無線模塊形成無線連接。
3.根據權利要求1所述的區(qū)域式路燈控制組網方法，其特征在于變壓器的輸出端連接橫向路段的路燈、或是縱向路段的路燈、或是間隔路燈。
4.根據權利要求1所述的區(qū)域式路燈控制組網方法，其特征在于所述的控制方法還包括借助在線檢測區(qū)域內變壓器的工作狀態(tài)，并將狀態(tài)數據文件打包進行逐級上傳，形成統一數據采集信息。
5.根據權利要求1所述的區(qū)域式路燈控制組網方法，其特征在于子控制器輸出控制信號的方式采用電力線載波方式發(fā)送至與子控制器相鄰的變壓器。
6.根據權利要求1所述的區(qū)域式路燈控制組網方法，其特征在于所述步驟還包括變壓器為三項輸出模式，對網格區(qū)域內的每一個變壓器的輸出端進行編碼，借助子控制器對變壓器的輸出端進行控制選通。
全文摘要
區(qū)域式路燈控制組網方法，解決由于通訊故障而導致的路燈控制信號中斷的技術難題，采用的方案是，本方法是基于電力線載波技術、由站端的主控制器控制變壓器輸出電力線來選通城市路燈的方法，關鍵是定義橫向路段和縱向路段，形成以四條路段形成的區(qū)域交叉的網格結構，并在每一個網格結構中設置至少一個控制變壓器的子控制器，在定義的橫、縱路段的交叉處分別設置橫向路變壓器或縱向路段變壓器，本發(fā)明的優(yōu)點是利用區(qū)域網格式的布局方式，一旦某處變壓器通訊造成故障，可以通過其它區(qū)域的無線通訊模塊轉接過來，保證通訊順暢。
文檔編號H04W84/18GK102253661SQ20111007099
公開日2011年11月23日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權日2011年3月24日
發(fā)明者李爭, 梁國壯, 鄧慧瓊, 霍彥明, 黃公發(fā) 申請人:河北科技大學