專(zhuān)利名稱(chēng)：一種具有自動(dòng)旁路功能的單燈控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于城市照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于路燈上面的具有自動(dòng)旁路功能的單燈控制裝置。
背景技術(shù)：
目前城市照明控制方式主要有集中控制和單燈控制兩種，根據(jù)建設(shè)部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)《關(guān)于加強(qiáng)城市照明管理促進(jìn)節(jié)約用電工作意見(jiàn)》(建城[2004]204號(hào))的要求，大城市亮燈率要達(dá)到97%，中小城市亮燈率要達(dá)到95%。城市景觀照明要講究亮度與色彩的科學(xué)配置，集中控制方式不能準(zhǔn)確判斷亮燈率，不能準(zhǔn)確定位有故障的路燈，不能隨意控制單盞路燈的開(kāi)關(guān)等，顯然不能很好的滿(mǎn)足國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)的要求。現(xiàn)有的單燈控制器主要由控制模塊、電源模塊、通信模塊、開(kāi)關(guān)量輸入輸出電路、 模擬量采集電路組成。如圖1所示，現(xiàn)有的單燈控制器中，被控?zé)艟逥—般接在繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)B上，只有單燈控制器正常工作時(shí)，由IO控制輸出使得繼電器線(xiàn)圈A帶電，常開(kāi)觸點(diǎn) B閉合，被控?zé)艟卟拍荛_(kāi)啟；當(dāng)單燈控制器本身故障時(shí)，或繼電器的線(xiàn)圈A故障，將導(dǎo)致被控?zé)艟逥 —直處于開(kāi)路狀態(tài)，無(wú)法打開(kāi)。由于現(xiàn)有單燈使用數(shù)量很大，并且單燈基本都由電源、CPU、通信部分以及輸入輸出等部分組成，如電源、繼電器部件損毀時(shí)有發(fā)生，就會(huì)造成開(kāi)不了燈，這就直接影響到了城市的亮燈率。另外，由于單燈控制設(shè)備的損壞照成燈不亮，給用戶(hù)帶來(lái)了維修工作量的同時(shí)，也會(huì)使用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的信任度降低。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本實(shí)用新型的目的是提供一種基于最新的WSN技術(shù)的具有自動(dòng)旁路功能的單燈控制裝置，無(wú)需布線(xiàn)，安裝方便，能夠很好的解決現(xiàn)有單燈控制裝置的上述缺點(diǎn)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案—種具有自動(dòng)旁路功能的單燈控制裝置，包括電源模塊，所述電源模塊分別連接通訊控制模塊、時(shí)鐘模塊、開(kāi)關(guān)量入輸出模塊和模擬量采集模塊，所述通訊控制模塊分別連接時(shí)鐘模塊、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊和模擬量采集模塊；所述的開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊包括放大電路和繼電器，所述放大電路分別連接通訊控制模塊和繼電器，所述繼電器的常閉觸點(diǎn)連接照明路燈。其中，所述電源模塊包括模塊電源，模塊電源通過(guò)二極管與停電供電電路相連；所述穩(wěn)壓器分別連接模塊電源和停電供電電路；所述的停電供電電路為超級(jí)電容充放電電路。其中，所述通訊控制模塊包括處理器、通訊模塊、復(fù)位電路、編程電路和狀態(tài)指示電路；所述的處理器分別與通訊模塊、復(fù)位電路、編程電路和狀態(tài)指示電路相連，所述通訊模塊連接遠(yuǎn)程控制設(shè)備；所述的時(shí)鐘模塊、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊和模擬量采集模塊均與處理器連接。[0010]與現(xiàn)有單燈控制器相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1)在原有單燈控制器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了單燈控制器損壞自動(dòng)旁路功能，這種功能用起來(lái)極為方便，也不影響原來(lái)的功能，減少了由于設(shè)備本身的原因造成有燈不能亮的情況， 社會(huì)效益顯著。2)單燈控制裝置融合無(wú)線(xiàn)WSN(Wireless Sensor Network 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng))技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了單燈控制裝置與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備之間的自主組網(wǎng)，通信質(zhì)量可靠，主動(dòng)上報(bào)故障，無(wú)需人工巡檢，降低維護(hù)成本，同時(shí)，基于WSN技術(shù)模塊化硬件設(shè)計(jì)，成本低，體積小，安裝和維護(hù)都很方便。3)電源電路采用超級(jí)電容，可放電10萬(wàn)次，供單燈控制裝置供電，掉電后主動(dòng)上報(bào)停電故障，比普通的電池使用時(shí)間更持久，減少用戶(hù)維護(hù)或更換電池的工作。4)時(shí)鐘電路可保證單燈控制裝置在通信失敗的情況下，根據(jù)內(nèi)存中的時(shí)間曲線(xiàn)進(jìn)行正常的開(kāi)關(guān)燈。5)通訊控制模塊中編程電路的設(shè)計(jì)，使得用戶(hù)可以通過(guò)手持設(shè)備，對(duì)單燈控制裝置進(jìn)行編程或節(jié)點(diǎn)編號(hào)，方便快捷。單燈控制裝置可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)控制繼電器的輸出，可設(shè)置兩路繼電器輸出， 分別控制路燈的主燈和輔燈(或與路燈降功率整流器配接)，當(dāng)上半夜可使繼電器兩路都有輸出，下半夜時(shí)關(guān)閉一路輸出(上半夜全功率運(yùn)行，下半夜降功率運(yùn)行)，從而起到節(jié)電功能。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的輸入輸出模塊中的繼電器的連接示意圖。圖2為本實(shí)用新型的輸入輸出模塊中的繼電器的連接示意圖。圖3為本實(shí)用新型的模塊連接示意圖。圖4為電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為通訊控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的解釋。如圖2和3所示，本實(shí)用新型的一種具有自動(dòng)旁路功能的單燈控制裝置包括電源模塊1、通訊控制模塊2、時(shí)鐘模塊3、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊4和模擬量采集模塊5。電源模塊 1分別連接通訊控制模塊2、時(shí)鐘模塊3、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊4和模擬量采集模塊5，用于提供各個(gè)單元模塊所需的工作電壓，并保證停電或電纜被盜時(shí)單燈控制裝置的正常工作。 通訊控制模塊2分別連接時(shí)鐘模塊3、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊4和模擬量采集模塊5，其可對(duì)照明路燈進(jìn)行定時(shí)開(kāi)關(guān)、并與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊。本實(shí)用新型的單燈控制裝置主要是安裝在路燈的燈桿上。通過(guò)通訊控制模塊2， 單燈控制裝置接受遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的指令，再由通訊控制模塊2控制開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊4， 實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的開(kāi)、關(guān)。模擬量采集模塊5將檢測(cè)的模擬量信息傳輸給通訊控制模塊2，通訊控制模塊2將測(cè)得的路燈模擬量信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)上傳遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備。[0025]為了確保當(dāng)單燈控制器本身故障時(shí)，路燈依然能夠正常打開(kāi)，本實(shí)用新型特設(shè)計(jì)了自動(dòng)旁路功能，對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊4進(jìn)行了優(yōu)化。開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊4的一端與通訊控制模塊2相連，另一端與照明路燈相連，開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊4主要由三極管放大電路和繼電器構(gòu)成。所述三極管放大電路分別連接無(wú)線(xiàn)通訊控制電路2和繼電器，所述繼電器分別連接電源電路1和照明路燈，三極管放大電路接受通訊控制電路的信號(hào)輸出，用以控制繼電器的開(kāi)合，從而實(shí)現(xiàn)照明路燈的開(kāi)關(guān)?，F(xiàn)有繼電器都有常開(kāi)和常閉兩個(gè)觸點(diǎn)，繼電器由線(xiàn)圈和常開(kāi)常閉觸點(diǎn)組成，默認(rèn)情況下線(xiàn)圈不帶電，則常開(kāi)觸點(diǎn)打開(kāi)，常閉觸點(diǎn)閉合；當(dāng)線(xiàn)圈接收到控制信號(hào)帶電，則常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開(kāi)。本實(shí)用新型將被控?zé)艟逥接在繼電器的常閉觸點(diǎn)C上，單燈控制器通過(guò)IO輸出控制繼電器線(xiàn)圈A帶電，常閉觸點(diǎn)C打開(kāi)，來(lái)關(guān)閉被控?zé)艟逥。即只要單燈控制器正常，可以用過(guò)IO輸出來(lái)自由控制被控?zé)艟逥開(kāi)閉，當(dāng)單燈控制器故障，單燈控制器的IO 口沒(méi)有輸出， 繼電器線(xiàn)圈A不帶電，則接在繼電器常閉觸點(diǎn)C上的被控?zé)艟逥自動(dòng)打開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)單燈控制器的自動(dòng)旁路功能。如圖4所示，電源模塊1包括模塊電源11、二極管12、穩(wěn)壓器13和停電供電電路 14。模塊電源11通過(guò)二極管12連接停電供電電路14的輸入端；所述模塊電源11的輸出端和停電供電電路14的輸出端均連接穩(wěn)壓器13的輸入端。模塊電源11將220V交流電轉(zhuǎn)化為開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊4和模擬量采集電路5所需的5V直流電源，并通過(guò)二極管12給停電供電電路14充電。穩(wěn)壓器13采用ASMl 117穩(wěn)壓器，將模塊電源11輸出的5V電壓轉(zhuǎn)換成3. 3V電壓， 為通訊控制模塊2和時(shí)鐘模塊3供電。為防止停電后，停電供電電路14對(duì)單燈控制裝置供電時(shí)，電流回流給模塊電源11，在模塊電源11與停電供電電路14之間串聯(lián)二極管12，利用二極管12的單向?qū)щ娦?，防止電流回流。為確保線(xiàn)路停電后，即市電無(wú)輸出(例如電纜被盜，白天、晚間停電等情況)，通過(guò)停電供電電路14提供單燈控制裝置所需的電壓，保證單燈控制裝置能夠正常工作。停電供電電路14為超級(jí)電容充放電電路，采用超級(jí)電容充放電方式，超級(jí)電容可充放電10萬(wàn)次以上。當(dāng)線(xiàn)路有電時(shí)對(duì)超級(jí)電容充電；沒(méi)電時(shí)，超級(jí)電容器通過(guò)繼電器的線(xiàn)圈放電供單燈控制
裝置工作。如圖5所示，通訊控制模塊2主要實(shí)現(xiàn)單燈控制裝置之間的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)和處理相關(guān)信息，根據(jù)上級(jí)設(shè)備的指示控制單燈控制裝置的運(yùn)作，根據(jù)檢測(cè)的模擬量信息上報(bào)相應(yīng)的信息給給上級(jí)設(shè)備。通訊控制模塊2包括處理器21、通訊模塊22、復(fù)位電路23、編程電路 24和狀態(tài)指示電路25。處理器21分別連接通訊22、復(fù)位電路23、編程電路M和狀態(tài)指示電路25 ；同時(shí)處理器21還與時(shí)鐘模塊3、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊4和模擬量采集模塊5相連； 通訊模塊22通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程控制設(shè)備。狀態(tài)指示電路25用以指示電路的工作狀況、無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)情況、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊 4的輸出情況。復(fù)位電路23用以實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通訊模塊的復(fù)位功能。編程電路M可通過(guò)編程接口對(duì)無(wú)線(xiàn)通訊模塊燒錄程序，用戶(hù)使用時(shí)，可以通過(guò)手持式設(shè)備對(duì)單燈控制裝置進(jìn)行程序燒錄和單燈控制裝置的編號(hào)，方便快捷。處理器21和通訊模塊22采用英國(guó)Jermic公司出品的軍品級(jí)JN5139集成芯片，它內(nèi)含CPU、RAM、R0M、EEPR0M、A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路，支持ZigBee協(xié)議棧，集成度更高，可靠
性更高。時(shí)鐘模塊3的一端與通訊控制模塊2相連，主要由晶體振蕩器、晶體控制芯片組成，提供單燈控制裝置精密時(shí)鐘，單燈控制裝置按內(nèi)存中的時(shí)間曲線(xiàn)進(jìn)行開(kāi)關(guān)燈。模擬量采集模塊5的一端與開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊4相連，另一端與通訊控制模塊2 相連，模擬量采集模塊5主要由電壓采集電路和電流采集電路組成。電壓采集電路采集開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊4的電路的電壓，經(jīng)通訊控制模塊2處理，用來(lái)判斷是否停電(即市電有無(wú)輸出)若停電，則電壓采集電路所得的電壓為0V，通訊控制模塊2可據(jù)此判斷電路處于停電狀態(tài)，并向上級(jí)設(shè)備發(fā)送停電報(bào)警信息。電流采集電路主要是采集開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊4的電路中的電流，通過(guò)電流互感器和整流濾波電路得到所需的電流，經(jīng)通訊控制模塊2 處理，用來(lái)判斷單燈控制裝置是否正常開(kāi)關(guān)燈，即白天關(guān)燈，夜晚開(kāi)燈若白天時(shí)，電流采集電路采集到電流，則說(shuō)明白天異常開(kāi)燈，通訊控制模塊2向上級(jí)設(shè)備發(fā)送異常開(kāi)燈報(bào)警信息；若夜晚時(shí)，電流采集電路未采集到電流，則說(shuō)明夜晚時(shí)異常關(guān)燈，通訊控制模塊2向上級(jí)設(shè)備發(fā)生異常關(guān)燈報(bào)警信息。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種具有自動(dòng)旁路功能的單燈控制裝置，包括電源模塊(1)，所述電源模塊(1)分別連接通訊控制模塊O)、時(shí)鐘模塊(3)、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊(4)和模擬量采集模塊(5)，所述通訊控制模塊( 分別連接時(shí)鐘模塊(3)、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊(4)和模擬量采集模塊 (5)；其特征在于所述的開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊(4)包括放大電路和繼電器，所述放大電路分別連接通訊控制模塊⑵和繼電器，所述繼電器的常閉觸點(diǎn)連接照明路燈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自動(dòng)旁路功能的單燈控制裝置，特征在于所述電源模塊⑴包括模塊電源(11)，模塊電源(11)通過(guò)二極管(12)與停電供電電路(14)相連；所述穩(wěn)壓器(1 分別連接模塊電源(11)和停電供電電路(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有自動(dòng)旁路功能的單燈控制裝置，特征在于所述的停電供電電路(14)為超級(jí)電容充放電電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種具有自動(dòng)旁路功能的單燈控制裝置，特征在于 所述通訊控制模塊( 包括處理器(21)、通訊模塊(22)、復(fù)位電路(23)、編程電路04)和狀態(tài)指示電路0 ；所述的處理器分別與通訊模塊(22)、復(fù)位電路(23)、編程電路 (24)和狀態(tài)指示電路0 相連，所述通訊模塊0 連接遠(yuǎn)程控制設(shè)備；所述的時(shí)鐘模塊 (3)、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊(4)和模擬量采集模塊( 均與處理器連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有自動(dòng)旁路功能的單燈控制裝置，包括電源模塊，所述電源模塊分別連接通訊控制模塊、時(shí)鐘模塊、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊和模擬量采集模塊，所述通訊控制模塊分別連接時(shí)鐘模塊、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊和模擬量采集模塊；所述的開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊包括放大電路和繼電器，所述放大電路分別連接通訊控制模塊和繼電器，所述繼電器的常閉觸點(diǎn)連接照明路燈。在原有單燈控制器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了單燈控制器損壞自動(dòng)旁路功能，這種功能用起來(lái)極為方便，也不影響原來(lái)的功能，減少了由于設(shè)備本身的原因造成有燈不能亮的情況，社會(huì)效益顯著。
文檔編號(hào)H05B37/02GK202310180SQ20112030649
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者余兵, 李沛祥, 鄧士偉 申請(qǐng)人:南京博絡(luò)克信息技術(shù)服務(wù)有限公司