專利名稱：節(jié)能型路燈無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種路燈的自動化監(jiān)測和控制裝置，特別是一種通過無線網(wǎng)絡(luò)通 訊的方式，實現(xiàn)對每盞路燈的遠(yuǎn)距離遙測和遙控。
背景技術(shù)：
目前，在路燈工作狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域，絕大部分采用人工定期巡檢和發(fā)動市民向路燈 管理部門報告的方式，工作強度大，效率低下，反應(yīng)遲緩，使得損壞的路燈不能被及時的發(fā) 現(xiàn)和修復(fù)；部分采用了自動化監(jiān)測的城市，也只能做到對路燈供電回路的監(jiān)測，仍然無法實 現(xiàn)對單燈的監(jiān)測，使得監(jiān)測的有效性大打折扣。目前，在路燈控制領(lǐng)域，無論是人工手動控 制還是自動控制，絕大部分都是回路控制方式，無法實現(xiàn)對單燈的控制，所以整個街區(qū)的路 燈只能工作在全開或者全閉兩種方式，當(dāng)深夜人車稀少的情況下，全部路燈仍在工作狀態(tài)， 造成能源的極大浪費，特別不利于全社會的節(jié)能減排，也無法根據(jù)具體需要提供針對性強 的個性化照明服務(wù)。而且，整個街區(qū)路燈供電回路的整體啟停對電網(wǎng)的沖擊也比較大，不利 于電網(wǎng)的安全運行。發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的路燈監(jiān)測和控制方法效率低下，工作強度大，反應(yīng)速度慢，特別是 不能實現(xiàn)對單燈的有效監(jiān)測和控制，電能浪費巨大的缺陷，本實用新型提供一種基于無線 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的全自動的遙測遙控系統(tǒng)，實現(xiàn)對每盞路燈的自動化監(jiān)測和控制，從而實現(xiàn) 路燈故障自動報警，路燈工作電流、電壓、功率參數(shù)自動采集；通過中央控制系統(tǒng)編程，實現(xiàn) 對單燈的任意控制，可以在深夜夜選擇性地關(guān)閉半數(shù)路燈，使得路燈系統(tǒng)的總體電能消耗 下降50%ο本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種路燈無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，包括無線監(jiān)控終端，GPRS/Internet中繼器和中央控 制系統(tǒng)平臺。使用時，路燈的工作狀態(tài)信息通過無線監(jiān)控終端傳遞給就近的GPRS/Internet中 繼器，再由GPRS/Internet中繼器通過無線或有線的方式傳送到設(shè)在路燈管理部門的中央 控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，中央控制系統(tǒng)根據(jù)編程設(shè)定的控制方案把控制信息通過無線或有 線的方式發(fā)送到GPRS/Internet中繼器，中繼器再將控制信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到每個無 線監(jiān)控終端。本實用新型所采用的技術(shù)方案其特征在于無線監(jiān)控終端串接在每桿路燈的供電回路中，使用路燈供電電源。無線監(jiān)控終端內(nèi)部配置了 ARM控制系統(tǒng)。無線監(jiān)控終端內(nèi)部配置兩個固態(tài)繼電器控制回路，每個終端同時可以控制兩個燈泡。無線監(jiān)控終端內(nèi)部配置了傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊。[0012]無線監(jiān)控終端內(nèi)部配置了基于IEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的無線通訊模塊。中繼器配置了用于連接公共無線網(wǎng)絡(luò)的GPRS通訊接口，用于連接有線網(wǎng)絡(luò)的 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口，用于連接無線監(jiān)控終端的基于IEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的無線通訊模塊。中繼器配置了單片機控制系統(tǒng)，內(nèi)部自帶256K高速FLASH和SRAM。中央控制系統(tǒng)配置了 GIS地理信息系統(tǒng)。中央控制系統(tǒng)有自動和手動兩種控制模式。中央控制系統(tǒng)配置了大型數(shù)據(jù)庫，記錄路燈的運行狀態(tài)和參數(shù)。中央控制系統(tǒng)設(shè)置了路燈故障報警和定位功能。上述的無線監(jiān)控終端串接在每盞路燈燈泡供電電路中。上述的傳感器是電流信號傳感器、電壓信號傳感器或通斷傳感器。 上述的固態(tài)繼電器是無觸點的繼電器。上述的中繼器可以與無線控制終端組成的基于IEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)連 接，也可以通過GPRS通訊模塊或者h(yuǎn)ternet與中央控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程服務(wù)器相連。上述的無線監(jiān)控終端和中繼器也可以與配備同樣無線模塊的電腦直接通訊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的的特點和有益效果是由于實現(xiàn)了對路燈單燈級的控制，因此可以在深夜以隔桿亮燈的方式關(guān)閉半數(shù)的 路燈，這意味著節(jié)能50%，實際上在許多街區(qū)，夜半以后可以關(guān)閉的路燈不止一半，那么節(jié)能 的潛力也就不止50%。這對于整個城市的公共照明系統(tǒng)節(jié)能有重大效果，經(jīng)濟效益和社會效益。系統(tǒng)采用無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，無需對現(xiàn)有路燈電氣系統(tǒng)做任 何改造，無需鋪設(shè)電纜，使得工程安裝極為容易，極大地降低了設(shè)備和工程的成本，同時也 提升了系統(tǒng)的可靠性和易維護性。在系統(tǒng)的控制下，路燈不必整夜開啟，還可以交替休眠，從而可以大幅延長燈具的 使用壽命。對電網(wǎng)安全極為有利。通過中央控制系統(tǒng)的編程，可以逐次點亮每個路燈，也可以 逐次關(guān)閉每個路燈，這樣路燈的開關(guān)對電網(wǎng)的沖擊就由群組的沖擊變?yōu)閱蝹€路燈的沖擊， 這樣微弱的沖擊可以忽略不計，極大地改善了電網(wǎng)的安全。而現(xiàn)有技術(shù)只能實現(xiàn)對街區(qū)路 燈群組的開關(guān)控制，這樣的用電設(shè)備群組的集中啟停對電網(wǎng)的沖擊和干擾是很大的。系統(tǒng)可以對每盞路燈的運行狀況進行自動巡檢，發(fā)現(xiàn)故障能夠自動報警并記錄故 障狀態(tài)，將過去的巡邏式維護報警改為預(yù)防式等待報警，省去人工巡檢。故障出現(xiàn)后，控制中心可以準(zhǔn)確獲知故障燈的位置，工作人員可以在最短時間內(nèi) 趕到現(xiàn)場進行維護、處理，有利于提高城市管理效率和形象。應(yīng)用本系統(tǒng)可以對每盞路燈的運行參數(shù)如電流、電壓、功率因數(shù)等自動采集和記 錄，方便管理者進行有功功率、無功功率的計算，掌握負(fù)載狀況，為管理決策打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。由于可以實現(xiàn)單燈控制，不僅可以對每桿路燈控制，如果是多頭路燈的話，還可以 對單桿上的不同燈頭進行控制。這樣通過上位管理計算機系統(tǒng)的軟件編程，就可以根據(jù)需 要實現(xiàn)不同的路燈開關(guān)組合方案，我們甚至可以設(shè)計更為藝術(shù)的路燈組合開關(guān)方式，這樣 浪漫藝術(shù)的控制方式特別適合用于景觀照明的控制，從而為城市添加更為浪漫、變幻的燈 彩，實現(xiàn)照明的智能化管理乃至藝術(shù)化管理。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細(xì)說明。

圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是無線監(jiān)控終端的功能結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是中繼器的功能結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是中央控制系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是網(wǎng)狀路由的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。示意圖中英文符號說明RPT :GPRS/Internet中繼器；TM:無線監(jiān)控終端；SSR:固態(tài)繼電器。
具體實施方式
實施例一種路燈無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，基于無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的全自動的遙測遙 控系統(tǒng)，實現(xiàn)對每盞路燈的自動化監(jiān)測和控制，包括無線監(jiān)控終端，GPRS/Internet中繼器 和中央控制系統(tǒng)平臺。如圖1所示，所有的無線監(jiān)控終端和中繼器組成了一個無線的通訊網(wǎng)絡(luò)，路燈 的工作狀態(tài)信息通過這個無線網(wǎng)絡(luò)傳遞給就近的GPRS/Internet中繼器，再由GPRS/ Internet中繼器通過無線或有線的方式傳送到設(shè)在路燈管理部門的中央控制系統(tǒng)進行數(shù) 據(jù)處理；中央控制系統(tǒng)根據(jù)編程設(shè)定的控制方案把控制信息通過無線或有線的方式發(fā)送到 GPRS/Internet中繼器，中繼器再將控制信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到每個無線監(jiān)控終端，從而 實現(xiàn)對每盞路燈的控制。如圖2所示，無線監(jiān)控終端串接在每桿路燈的供電回路中，使用路燈的交流220V 供電電源，終端內(nèi)置的交直流轉(zhuǎn)換裝置，將交流電變換成終端所需的低壓直流電。終端內(nèi) 部的兩個固態(tài)繼電器，由ARM控制器控制通斷，從而實現(xiàn)對路燈的開關(guān)控制。每個終端同 時可以分別控制兩個燈泡，適合路燈單桿有一或兩個燈泡的應(yīng)用情況。終端內(nèi)置的電流、 電壓傳感器和通斷傳感器將采集到的路燈工作狀態(tài)信息由數(shù)據(jù)采集模塊進行A/D變換后 傳送給無線通訊模塊進行數(shù)據(jù)向中央控制系統(tǒng)的報送。無線監(jiān)控終端內(nèi)部配置的基于 IEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的無線通訊模塊，使得終端可以自動組網(wǎng)，形成一個網(wǎng)狀路由的無線網(wǎng) 絡(luò)，信息在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)自動尋找路徑傳遞，沒有固定的傳輸路由，特別的靈活，同時大大提高了 通訊的可靠性。關(guān)于這個網(wǎng)狀路由的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，請參見圖5所示。如圖3所示，中繼器主要由連接公共無線網(wǎng)絡(luò)的GPRS通訊接口，用于連接有線網(wǎng) 絡(luò)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口，用于連接無線監(jiān)控終端的基于IEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的無線通訊模塊和 ARM控制系統(tǒng)組成。ARM控制器內(nèi)部自帶256K高速FLASH和64KSRAM，在控制器的控制下， 由無線終端傳送來的路燈監(jiān)測信息，通過GPRS或者TCP/IP的方式上傳到中央控制系統(tǒng)；由 中央控制系統(tǒng)下傳的控制指令，通過GPRS或者TCP/IP的方式下傳到中繼器，再由中繼器的 無線通訊模塊轉(zhuǎn)發(fā)的每個無線監(jiān)控終端，從而實現(xiàn)對路燈的單燈控制。中央控制系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)參見圖4。用戶既可以在本地訪問服務(wù)器，也可以通過網(wǎng) 絡(luò)遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器，方便路燈管理人員以及政府領(lǐng)導(dǎo)的工作。中央控制系統(tǒng)配置了大型數(shù) 據(jù)庫系統(tǒng)，所有的路燈工作狀態(tài)歷史信息以及發(fā)出的控制指令都存儲在數(shù)據(jù)庫之中，以備統(tǒng)計查詢。中央控制系統(tǒng)主要有以下功能模塊信息顯示查詢模塊顯示當(dāng)前的路燈工作狀態(tài)信息，用戶可以設(shè)定具體區(qū)域，查詢 該區(qū)域內(nèi)路燈的工作狀態(tài)信息。該模塊有三種顯示查詢方式，一種是基于GIS地圖的顯示 查詢方式，將路燈的位置和亮滅信息等直接標(biāo)注在城市GIS地圖上，特別形象和直觀；一種 是基于表格的顯示查詢方式，信息容量大，便于統(tǒng)計分析；一種是綜合顯示查詢方式，用戶 可以設(shè)定查詢顯示條件，便于查詢顯示用戶最關(guān)心的信息?？刂品桨腹芾砟K用戶可以設(shè)定多種自動控制方案，根據(jù)需要調(diào)用。人工控制管理模塊用戶可以通過人工的方式干預(yù)正在執(zhí)行的控制方案或者直接 設(shè)定控制命令。報警信息顯示查詢模塊路燈的故障信息會在中央控制系統(tǒng)工作站上報警顯示， 用戶也可以查詢故障的時間位置等信息。歷史記錄模塊記錄所有的路燈工作狀態(tài)歷史信息以及發(fā)出的控制指令信息。報表打印模塊打印各種管理報表。系統(tǒng)維護管理模塊系統(tǒng)軟件的維護和管理。
權(quán)利要求1.一種路燈無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，包括無線監(jiān)控終端，GPRS/Internet中繼器和中央控 制系統(tǒng)平臺，其特征在于無線監(jiān)控終端串接在每桿路燈的供電回路中，使用路燈供電電源； 無線監(jiān)控終端內(nèi)部配置了 ARM控制系統(tǒng)；無線監(jiān)控終端內(nèi)部配置兩個固態(tài)繼電器控制回路，每個終端同時可以控制兩個燈泡； 無線監(jiān)控終端內(nèi)部配置了傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊； 無線監(jiān)控終端內(nèi)部配置了基于IEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的無線通訊模塊； 中繼器配置了用于連接公共無線網(wǎng)絡(luò)的GPRS通訊接口，用于連接有線網(wǎng)絡(luò)的TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)接口，用于連接無線監(jiān)控終端的基于IEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的無線通訊模塊； 中繼器配置了單片機控制系統(tǒng)，內(nèi)部自帶256K高速FLASH和SRAM ； 中央控制系統(tǒng)配置了 GIS地理信息系統(tǒng)； 中央控制系統(tǒng)有自動和手動兩種控制模式； 中央控制系統(tǒng)配置了大型數(shù)據(jù)庫，記錄路燈的運行狀態(tài)和參數(shù)； 中央控制系統(tǒng)設(shè)置了路燈故障報警和定位功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路燈無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于上述的無線監(jiān)控終端 串接在每盞路燈燈泡供電電路中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路燈無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于上述的傳感器是電流 信號傳感器、電壓信號傳感器或通斷傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路燈無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于上述的固態(tài)繼電器是 無觸點的繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路燈無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于上述的中繼器可以與 無線控制終端組成的基于IEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)連接，也可以通過GPRS通訊模塊或 者h(yuǎn)ternet與中央控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程服務(wù)器相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路燈無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于上述的無線監(jiān)控終端 和中繼器也可以與配備同樣無線模塊的電腦直接通訊。
專利摘要一種路燈無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對每盞路燈的自動化遙測和遙控，包括無線監(jiān)控終端，中繼器和中央控制系統(tǒng)平臺。無線監(jiān)控終端串接在每桿路燈的供電回路中，內(nèi)置了ARM控制系統(tǒng)，兩個固態(tài)繼電器控制回路，傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊，無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，終端可以自動組網(wǎng)。中繼器完成監(jiān)控終端與中央控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通訊。中央控制系統(tǒng)配置了GIS地理信息系統(tǒng)，有自動和手動兩種控制模式，允許設(shè)置多種控制預(yù)案，具有路燈故障報警和定位功能。本實用新型適用于城市公共照明系統(tǒng)和景觀照明系統(tǒng)的自動化監(jiān)控，可以大幅降低照明系統(tǒng)的能耗，提高維護效率，有利于路燈照明系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，智能化，精確化管理的實現(xiàn)。
文檔編號H05B37/03GK201839488SQ20102056114
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者王穎 申請人:北京泰和日新物聯(lián)科技有限公司