公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器，該控制器連接至路燈，包括智能集中控制器、智能節(jié)點(diǎn)控制器，所述智能集中控制器連接所述智能節(jié)點(diǎn)控制器及服務(wù)器，所述智能節(jié)點(diǎn)控制器連接至路燈；本發(fā)明還提供了一種公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制方法，用于控制控制器和服務(wù)器信息交互，提高了路燈管理的效率及管理范圍，并降低路燈故障時(shí)間。
【專(zhuān)利說(shuō)明】公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家的節(jié)能減排政策的實(shí)施，許多高耗電高耗能的公共設(shè)施被節(jié)能的產(chǎn)品取代或被加入新技術(shù)加以控制以減少能耗，就路燈方面出現(xiàn)了光控路燈，時(shí)控路燈或人工控制的路燈網(wǎng)絡(luò)，無(wú)一不是為了更好的控制電能損耗，以達(dá)到節(jié)能減排的目的；而光控路燈只隨外界光線強(qiáng)度而改變狀態(tài)，時(shí)控路燈只隨預(yù)定時(shí)間的預(yù)定事件進(jìn)行切換燈的狀態(tài)，兩者都無(wú)法進(jìn)行統(tǒng)一控制管理，而人工控制的路燈網(wǎng)絡(luò)一則提高了管理成本二則無(wú)法知道路燈的好壞。隨著社會(huì)的進(jìn)步，路燈將趨于智能化網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，智能化的路燈將使路燈擁有更長(zhǎng)的在崗時(shí)間更少的事故率，網(wǎng)絡(luò)化的路燈將使控制中心的范圍擴(kuò)大。利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的高集中性管理，路燈的管理將越來(lái)越平民化；路燈的智能化網(wǎng)絡(luò)化將是信息時(shí)代的一個(gè)趨勢(shì)。
[0003]針對(duì)以上問(wèn)題國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了各種各樣的方案來(lái)解決問(wèn)題，其中以路燈組網(wǎng)方案最為普遍，路燈組網(wǎng)不但提高的路燈管理的效率而且很多方案都保留了光控路燈和時(shí)控路燈的智能化自控；但是很多路燈組網(wǎng)方案僅局限于小范圍街道路燈，控制管理方面也僅僅局限于控制室和少數(shù)不通用且復(fù)雜的控制設(shè)備上，而且組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)不能很好的與路燈特點(diǎn)相融
口 ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一，在于提供一種公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器，提高了路燈管理的效率及管理范圍，并降低路燈故障時(shí)間。
[0005]本發(fā)明方案之一是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器，該控制器連接至路燈，包括智能集中控制器、智能節(jié)點(diǎn)控制器，所述智能集中控制器連接所述智能節(jié)點(diǎn)控制器及服務(wù)器，所述智能節(jié)點(diǎn)控制器連接至路燈；
[0006]所述智能集中控制器包括集中微控制器、GPRS模塊、第二電平轉(zhuǎn)換電路及第一電平轉(zhuǎn)換電路，所述集中微控制器分別通過(guò)所述第二電平轉(zhuǎn)換電路及所述第一電平轉(zhuǎn)換電路連接至所述GPRS模塊，GPRS模塊連接至服務(wù)器，該服務(wù)器用于遠(yuǎn)程控制路燈，并接收路燈
信息；
[0007]所述智能節(jié)點(diǎn)控制器包括過(guò)零觸發(fā)電路、驅(qū)動(dòng)電路、光線強(qiáng)度采集電路、終端節(jié)點(diǎn)控制器及PLC電力載波模塊，所述過(guò)零觸發(fā)電路連接至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述終端節(jié)點(diǎn)控制器分別連接所述驅(qū)動(dòng)電路、所述光線強(qiáng)度采集電路及所述PLC電力載波模塊，所述過(guò)零觸發(fā)電路連接至路燈；
[0008]所述集中微控制器連接至所述終端節(jié)點(diǎn)控制器。
[0009]進(jìn)一步地，所述過(guò)零觸發(fā)電路為雙向晶閘管過(guò)零觸發(fā)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路為光耦晶閘管驅(qū)動(dòng)電路，所述雙向晶閘管過(guò)零觸發(fā)電路連接至所述光耦晶閘管驅(qū)動(dòng)電路。[0010]進(jìn)一步地，所述終端節(jié)點(diǎn)控制器為ATmegaSL微控制器，所述集中微控制器為ATmega8L微控制器。
[0011]進(jìn)一步地，所述智能集中控制器還包括一網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)燈，所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)燈連接至所述GPRS模塊。
[0012]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之二，在于提供一種公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制方法，提高了路燈管理的效率及管理范圍，并降低路燈故障時(shí)間。
[0013]本發(fā)明方案之一是這樣實(shí)現(xiàn)的:該方法使用上述的公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器，并包括如下步驟:
[0014]步驟10、將智能節(jié)點(diǎn)控制器連接至路燈，獲取路燈信息，且復(fù)數(shù)個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制器通過(guò)電力線相互連接；
[0015]步驟20、智能集中控制器連接至所述智能節(jié)點(diǎn)控制器，該智能節(jié)點(diǎn)控制器變成轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，并向其他智能節(jié)點(diǎn)控制器發(fā)送搜集路燈信息指令，將獲取的所有路燈信息匯至轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；同時(shí)，智能集中控制器連接至服務(wù)器；
[0016]步驟30、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)將所有路燈信息發(fā)送至智能集中控制器；智能集中控制器將所有路燈信息及其網(wǎng)絡(luò)ID發(fā)送至服務(wù)器；
[0017]步驟40、服務(wù)器接收所有路燈信息，根據(jù)路燈信息發(fā)送路燈控制信息至所述智能集中控制器，智能集中控制器將接收的控制信息發(fā)送給智能節(jié)點(diǎn)控制器，智能節(jié)點(diǎn)控制器根據(jù)控制信息控制路燈。
[0018]進(jìn)一步地,所述步驟20進(jìn)一步具體為:
[0019]步驟21、智能集中控制器連接至所述智能節(jié)點(diǎn)控制器，該智能節(jié)點(diǎn)控制器變成轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，并向其他智能節(jié)點(diǎn)控制器發(fā)送搜集路燈信息指令；
[0020]步驟22、各個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制器控制光線強(qiáng)度采集電路，開(kāi)始采集路燈數(shù)據(jù)，若路燈為燈閃狀態(tài)或全滅狀態(tài)，則智能節(jié)點(diǎn)控制器控制驅(qū)動(dòng)電路斷開(kāi)過(guò)零觸發(fā)電路，將路燈斷電，并記錄路燈信息，關(guān)閉光線強(qiáng)度采集電路，將路燈信息發(fā)送至轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，否則記錄路燈信息，并發(fā)送至轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；
[0021]步驟23、同時(shí)，智能集中控制器中的集中微控制器通過(guò)GPRS模塊連接至服務(wù)器。
[0022]進(jìn)一步地，所述步驟30進(jìn)一步具體為:
[0023]步驟31、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)將所有路燈信息發(fā)送至智能集中控制器，若智能集中控制器成功接收，清空轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)中的路燈信息；否則，保存轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)中的路燈信息；
[0024]步驟32、智能集中控制器將所有路燈信息及其網(wǎng)絡(luò)ID發(fā)送至服務(wù)器。
[0025]進(jìn)一步地，所述步驟40進(jìn)一步具體為:
[0026]步驟41、服務(wù)器接HTTP協(xié)議收所有路燈信息及智能集中控制器的網(wǎng)絡(luò)ID，并它們保存至數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0027]步驟42、服務(wù)器根據(jù)智能集中控制器的網(wǎng)絡(luò)ID建立一個(gè)TCP服務(wù)線程，之后服務(wù)器將TCP服務(wù)器端口號(hào)通過(guò)HTTP協(xié)議發(fā)送給智能集中控制器，智能集中控制器接收到TCP服務(wù)線程端口號(hào)后，斷開(kāi)與服務(wù)器的連接，直接與該TCP服務(wù)線程進(jìn)行連接；
[0028]步驟43、TCP服務(wù)線程通過(guò)TCP-1P協(xié)議將路燈控制信息發(fā)送至所述智能集中控制器，智能集中控制器將接收的控制信息發(fā)送至轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)在將控制信息發(fā)送給各個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制器，智能節(jié)點(diǎn)控制器檢測(cè)控制信息是否為本節(jié)點(diǎn)的控制信息，若是，接收該控制信息，并根據(jù)控制信息控制路燈，否則不接收該控制信息；
[0029]步驟44、將智能集中控制器拔出，該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)變?yōu)闊o(wú)效節(jié)點(diǎn)。
[0030]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器及方法，使得組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和路燈的特點(diǎn)很好的相融合，路燈組網(wǎng)不局限于小范圍的路燈，并且提高了路燈管理的效率，準(zhǔn)確獲取路燈的信息。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0032]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2為本發(fā)明中第一電平轉(zhuǎn)換電路圖。
[0034]圖3為本發(fā)明中第二電平轉(zhuǎn)換電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]如圖1所示，本發(fā)明公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器，該控制器連接至路燈，包括智能集中控制器、智能節(jié)點(diǎn)控制器，所述智能集中控制器連接所述智能節(jié)點(diǎn)控制器；
[0036]所述智能集中控制器包括集中微控制器、GPRS模塊、第二電平轉(zhuǎn)換電路及第一電平轉(zhuǎn)換電路，所述集中微控制器通過(guò)所述第二電平轉(zhuǎn)換電路及所述第一電平轉(zhuǎn)換電路連接至所述GPRS模塊，GPRS模塊連接至服務(wù)器，所述服務(wù)器為WEB服務(wù)器，該服務(wù)器用于遠(yuǎn)程控制路燈，并接收路燈信息；所述集中微控制器為ATmega8L微控制器；
[0037]所述智能節(jié)點(diǎn)控制器包括過(guò)零觸發(fā)電路、驅(qū)動(dòng)電路、光線強(qiáng)度采集電路、終端節(jié)點(diǎn)控制器及PLC電力載波模塊，所述過(guò)零觸發(fā)電路連接至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述過(guò)零觸發(fā)電路連接至路燈，所述終端節(jié)點(diǎn)控制器分別連接所述驅(qū)動(dòng)電路、所述光線強(qiáng)度采集電路及所述PLC電力載波模塊；所述集中微控制器連接至所述終端節(jié)點(diǎn)控制器；所述過(guò)零觸發(fā)電路為雙向晶閘管過(guò)零觸發(fā)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路為光耦晶閘管驅(qū)動(dòng)電路，所述雙向晶閘管過(guò)零觸發(fā)電路連接至所述光耦晶閘管驅(qū)動(dòng)電路，利用雙向晶閘管特性使用雙向晶閘管光耦能夠有效切快速的切換開(kāi)關(guān)狀態(tài)，所述終端節(jié)點(diǎn)控制器為ATmega8L微控制器。
[0038]本發(fā)明公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制方法:該方法使用上述的公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器，并包括如下步驟:
[0039]步驟10、將智能節(jié)點(diǎn)控制器連接至路燈，獲取路燈信息，所述路燈信息包括路燈狀態(tài)及光線強(qiáng)度采集電路采集到的路燈亮度，且復(fù)數(shù)個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制器通過(guò)電力線相互連接;
[0040]步驟20、智能集中控制器連接至所述智能節(jié)點(diǎn)控制器，該智能節(jié)點(diǎn)控制器變成轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，并向其他智能節(jié)點(diǎn)控制器發(fā)送搜集路燈信息指令；各個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制器開(kāi)啟光線強(qiáng)度采集電路，開(kāi)始采集路燈數(shù)據(jù)，若路燈為燈閃狀態(tài)或全滅狀態(tài)，則智能節(jié)點(diǎn)控制器控制驅(qū)動(dòng)電路斷開(kāi)過(guò)零觸發(fā)電路，將路燈斷電，并記錄路燈信息，關(guān)閉光線強(qiáng)度采集電路，將路燈信息發(fā)送至轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，否則記錄路燈信息，并發(fā)送至轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；同時(shí)，智能集中控制器中的集中微控制器通過(guò)GPRS模塊連接至服務(wù)器。
[0041]步驟30、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)將所有路燈信息發(fā)送至智能集中控制器，若智能集中控制器成功接收，清空轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)中的路燈信息；否則，保存轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)中的路燈信息；智能集中控制器將所有路燈信息及其網(wǎng)絡(luò)ID發(fā)送至服務(wù)器。
[0042]步驟40、服務(wù)器接HTTP協(xié)議收所有路燈信息及智能集中控制器的網(wǎng)絡(luò)ID，并它們保存至數(shù)據(jù)庫(kù)；服務(wù)器根據(jù)智能集中控制器的網(wǎng)絡(luò)ID建立一個(gè)TCP服務(wù)線程，之后服務(wù)器將TCP服務(wù)器端口號(hào)通過(guò)HTTP協(xié)議發(fā)送給智能集中控制器，智能集中控制器接收到TCP服務(wù)線程端口號(hào)后，斷開(kāi)與服務(wù)器的連接，直接與該TCP服務(wù)線程進(jìn)行連接；TCP服務(wù)線程通過(guò)TCP-1P協(xié)議將路燈控制信息發(fā)送至所述智能集中控制器，智能集中控制器將接收的控制信息發(fā)送至轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)在將控制信息發(fā)送給各個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制器，智能節(jié)點(diǎn)控制器檢測(cè)控制信息是否為本節(jié)點(diǎn)的控制信息，若是，接收該控制信息，并根據(jù)控制信息控制路燈，否則不接收該控制信息；將智能集中控制器拔出，該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)變?yōu)闊o(wú)效節(jié)點(diǎn)。
[0043]步驟40使用雙通信協(xié)議，其優(yōu)點(diǎn)有:智能集中控制器使用HTTP協(xié)議和TCP-1P協(xié)議與服務(wù)器進(jìn)行通信，人們通過(guò)網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)Web服務(wù)器，而服務(wù)器則負(fù)責(zé)用戶與路燈網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交互，這樣用戶就可以很方便隨時(shí)隨地地查看管理路燈網(wǎng)絡(luò)。而在Web服務(wù)器通信里，服務(wù)器處于通信被動(dòng)方，只有客戶端發(fā)起請(qǐng)求時(shí)候才會(huì)建立通信，而往往如果有數(shù)據(jù)要傳輸時(shí)候就只能等待客戶端的請(qǐng)求時(shí)建立通信才能將數(shù)據(jù)傳出，這樣就造成無(wú)法與路燈網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，而可以進(jìn)行實(shí)時(shí)通信的服務(wù)器推送技術(shù)則需要網(wǎng)絡(luò)客戶端的支持，網(wǎng)絡(luò)客戶端一般為瀏覽器。因此服務(wù)器與路燈網(wǎng)絡(luò)中的智能集中控制器的數(shù)據(jù)通信采用TCP通信，一則TCP連接是可以雙向發(fā)起數(shù)據(jù)通信的，二則TCP數(shù)據(jù)傳輸時(shí)候的數(shù)據(jù)冗余小，數(shù)據(jù)信息量高。雙通信協(xié)議的使用使得智能集中控制器提高了通信效率、數(shù)據(jù)處理的效率和數(shù)據(jù)流量的利用率，提高了服務(wù)器數(shù)據(jù)處理效率從而提高用戶操作路燈網(wǎng)絡(luò)的效率。
[0044]本發(fā)明硬件結(jié)構(gòu)上分為智能節(jié)點(diǎn)控制器、電力線、智能集中控制器和服務(wù)器。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型和總線型結(jié)構(gòu)，終端節(jié)點(diǎn)與終端節(jié)點(diǎn)之間為總線型結(jié)構(gòu)，而終端節(jié)點(diǎn)與控制器之間為星型結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)即為一個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制器連接到一個(gè)路燈。
[0045]終端節(jié)點(diǎn)與終端節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)電力線傳輸著控制信息與節(jié)點(diǎn)設(shè)備信息，智能集中控制器與任何一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)之間都能直接或間接的通信，將終端設(shè)備信息與服務(wù)器控制命令進(jìn)行交換轉(zhuǎn)送，控制命令信息通過(guò)直接相連的終端節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)被相對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)接收并執(zhí)行。而節(jié)點(diǎn)設(shè)備信息則由智能集中控制器信息處理打包通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到服務(wù)器數(shù)據(jù)管理中心，數(shù)據(jù)管理中心將消息數(shù)據(jù)處理提取信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)和呈現(xiàn)到管理員控制頁(yè)面。
[0046]智能集中控制器由接口連接到任何終端節(jié)點(diǎn)的接口上，由微控制器控制GPRS模塊開(kāi)始通信工作。其執(zhí)行流程為首先與服務(wù)器進(jìn)行連接，請(qǐng)求數(shù)據(jù)連接服務(wù)，然后建立連接后與發(fā)送查詢(xún)命令，最后獲取終端節(jié)點(diǎn)信息并整理發(fā)送給服務(wù)器數(shù)據(jù)管理中心進(jìn)行處理。
[0047]智能節(jié)點(diǎn)控制器中的PLC電力載波模塊負(fù)責(zé)終端節(jié)點(diǎn)與其他終端節(jié)點(diǎn)之間的通信，其中智能節(jié)點(diǎn)控制器中含有接口 SCL和接口 SDA，它們是終端節(jié)點(diǎn)與智能集中控制器的接口，當(dāng)智能集中控制器接到終端節(jié)點(diǎn)上時(shí)候，此終端節(jié)點(diǎn)就自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)器角色負(fù)責(zé)為控制器接收和轉(zhuǎn)發(fā)消息的作用。
[0048]終端節(jié)點(diǎn)與終端節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)電力線相連在220V電力環(huán)境中進(jìn)行通信，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可接收到網(wǎng)組中任何節(jié)點(diǎn)的發(fā)出的信息，每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息可以被網(wǎng)組中的所有節(jié)點(diǎn)接收。PLC電力載波模塊利用BPSK調(diào)制方式將信號(hào)調(diào)制到220V電力波中，在電力線上任何同電力線上一定距離內(nèi)的終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備都可以收到并解調(diào)出信號(hào)，然后將數(shù)據(jù)流交予終端節(jié)點(diǎn)制器處理。[0049]在智能集中控制器電路中，GPRS模塊采用的是單電源供電，其供電范圍為3.2V~
4.8V，推薦電壓為4V，因?yàn)樵谀K進(jìn)行射頻發(fā)射時(shí)會(huì)導(dǎo)致電壓跌落，其電流峰值最高會(huì)達(dá)到2A以上，因此電源供電能力至少要達(dá)到2A，由于為控制器芯片的電源電壓為5V，因此采用LDO低壓差線性穩(wěn)壓器，將微控制器與GPRS模塊供電整合到一個(gè)電源提供，由于工作在電力線上的設(shè)備因而就地取材選用的220V轉(zhuǎn)5V2A開(kāi)關(guān)電源。
[0050]智能集中控制器可以與任何終端節(jié)點(diǎn)連接實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)控制。因此是沒(méi)必要再為終端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一套電源方案，根據(jù)簡(jiǎn)單的計(jì)算:GPRS模塊最大功率需求Plmax = Vlmax.Ilmax=4.8V*2A = 9.6W。那么開(kāi)關(guān)電源剩下的0.4W是完全能夠提供兩塊僅需3.6mA的ATmega8L低功耗芯片正常工作。而實(shí)際上電路實(shí)際功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這個(gè)值，因此只在終端節(jié)點(diǎn)上裝電源模塊，智能集中控制器通過(guò)終端節(jié)點(diǎn)上的電源接口取電。經(jīng)過(guò)測(cè)試當(dāng)GPRS模塊進(jìn)行射頻發(fā)射時(shí)候微控制器電源最多電壓跌落到4.75V，而微控制器的掉電檢測(cè)為2.7V，因此在工作中不會(huì)對(duì)微控制器造成影響。
[0051]由于智能集中控制器的GPRS模塊引腳電平為3V而由5V供電的微控制器的引腳電平為5V，無(wú)法正常通信。因此需要電平轉(zhuǎn)換電路作為通信橋梁。簡(jiǎn)單處理則用兩個(gè)三極管搭建起電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電平匹配。
[0052]選用雙向晶閘管作為電子開(kāi)關(guān)使用，相對(duì)繼電器開(kāi)關(guān)時(shí)的電子火花的產(chǎn)生，晶閘管不會(huì)出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題，對(duì)于精密與電磁干擾要求苛刻的設(shè)備上具有很大的適應(yīng)性。相對(duì)于普通繼電器的機(jī)械開(kāi)關(guān)，電子開(kāi)關(guān)具有使用壽命長(zhǎng)，開(kāi)關(guān)切換速度快的優(yōu)點(diǎn)。然后用光耦晶閘管作為雙向晶閘管驅(qū)動(dòng)電路很好的適應(yīng)了晶閘管的開(kāi)關(guān)角的特性，又起到了市電與工作電源隔離的作用。
[0053]如圖2所示，第一電平轉(zhuǎn)換電路包括電阻1?1、1?2、1?3、1?4，三極管01、02，3￥電源連接R2及Rl的一端，R2的另一端與Q2的引腳C并聯(lián)之后連接至SM900A芯片的RXD引腳，Q2的引腳E接地，Rl連接至Ql的引腳C，Ql的引腳B通過(guò)R3連接至集中微控制器的RXD引腳，Ql的引腳E接地，Q2的引腳B通過(guò)R4連接于Rl與Ql引腳C之間；
[0054]如圖3所示，第二電平轉(zhuǎn)換電路包括電阻1?5、1?6、1?7、1?8，三極管03、04，5￥電源連接R5及R6的一端，R6的另一端與Q4的引腳C并聯(lián)之后連接至集中微控制器的RXD引腳，Q4的引腳E接地，R5連接至Q3的引腳C，Q3的引腳B通過(guò)R7連接至SM900A芯片的RXD引腳，Q3的引腳E接地，Q4的引腳B通過(guò)R8連接于R5與Q3引腳C之間，其中三極管Q1、Q2、Q3、Q4可以為2N3904型三極管；
[0055]如圖2中轉(zhuǎn)換邏輯如下:
[0056]轉(zhuǎn)換邏輯1:當(dāng)TXD輸入高電平時(shí)，經(jīng)過(guò)一級(jí)輸入電阻Rl限流后使電路中的Ql基極(b極)高電位，此時(shí)三極管集電極和發(fā)射極(ce兩極)導(dǎo)通。此時(shí)二級(jí)輸入電阻電阻R4的一端電壓為O即接地，則Q2的B極電壓也為0，由于Q2的b與e兩極無(wú)正向(b_>e)的導(dǎo)通電壓，因此Q2的b極和e極間的PN結(jié)不導(dǎo)通，則Q2的c極和e極不導(dǎo)通，使得RXD的電壓等于VCC(此處的VCC電壓視接收端引腳電平而定)電壓。此時(shí)的邏輯I的電平就能與接收端的引腳電平相匹配了，接收端收到邏輯I。
[0057]轉(zhuǎn)換邏輯O:當(dāng)TXD數(shù)據(jù)低電平時(shí)，三極管Ql的be兩端無(wú)正向?qū)妷?，PN結(jié)不導(dǎo)通，則此時(shí)三極管Ql的c極為高電平，經(jīng)過(guò)R4，三極管Q2的b極也為高電平，因此三極管Q2的be間的PN結(jié)導(dǎo)通，ce也導(dǎo)通，此時(shí)RXD端的引腳等同于接地因此電平為0，接收端收到邏輯O。
[0058]同理，圖3中的轉(zhuǎn)換邏輯也一樣。
[0059]集中微控制器與SM900A連接電路，集中微控制器通過(guò)串口線通過(guò)第一電平轉(zhuǎn)換電路及第二電平轉(zhuǎn)換電路間接和SM900A模塊串口相連。通過(guò)TWI雙線與終端節(jié)點(diǎn)微控制器相連，TWI是兩線串行接口，是單片機(jī)應(yīng)用的理想接口，采用TWI協(xié)議，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可以通過(guò)兩根雙向的總線(一根稱(chēng)為時(shí)鐘線SCL，另一根稱(chēng)為數(shù)據(jù)線SDA)連接從設(shè)備。
[0060]GPRS模塊中采用了 SM900A芯片，其中SM900A的外圍電路，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)上的要求指示設(shè)計(jì)的基本電路，PWRKEY引腳直接接IOK電阻到地，LED燈表示著GPRS模塊的連接狀態(tài)。天線電路上將濾波電路簡(jiǎn)化成由一個(gè)39pF的電容濾波，電路中采用短布線和弧形布線以及周?chē)伒?，減小阻抗變化和電路干擾，省去了阻抗匹配電路的復(fù)雜，并且還能維持較高的信號(hào)強(qiáng)度。
[0061]光線強(qiáng)度采集電路由一個(gè)光敏三極管經(jīng)過(guò)三極管(如2N3904)的電路放大信號(hào)后接到微控制器ADC引腳。其燈狀態(tài)檢測(cè)是定時(shí)器定時(shí)抽樣分析，將結(jié)果寫(xiě)在燈狀態(tài)寄存器中，在主循環(huán)里的燈狀態(tài)檢測(cè)程序檢測(cè)此寄存器來(lái)進(jìn)行上報(bào)和開(kāi)關(guān)控制。
[0062]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器及方法，使得組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和路燈的特點(diǎn)很好的相融合，路燈組網(wǎng)不局限于小范圍的路燈，并且提高了路燈管理的效率，準(zhǔn)確獲取路燈的信息。
[0063]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但是熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實(shí)施例只是說(shuō)明性的，而不是用于對(duì)本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器，該控制器連接至路燈，其特征在于:包括智能集中控制器、智能節(jié)點(diǎn)控制器，所述智能集中控制器連接所述智能節(jié)點(diǎn)控制器及服務(wù)器，所述智能節(jié)點(diǎn)控制器連接至路燈； 所述智能集中控制器包括集中微控制器、GPRS模塊、第二電平轉(zhuǎn)換電路及第一電平轉(zhuǎn)換電路，所述集中微控制器分別通過(guò)所述第二電平轉(zhuǎn)換電路及所述第一電平轉(zhuǎn)換電路連接至所述GPRS模塊，GPRS模塊連接至服務(wù)器； 所述智能節(jié)點(diǎn)控制器包括過(guò)零觸發(fā)電路、驅(qū)動(dòng)電路、光線強(qiáng)度采集電路、終端節(jié)點(diǎn)控制器及PLC電力載波模塊，所述過(guò)零觸發(fā)電路連接至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述終端節(jié)點(diǎn)控制器分別連接所述驅(qū)動(dòng)電路、所述光線強(qiáng)度采集電路及所述PLC電力載波模塊，所述過(guò)零觸發(fā)電路連接至路燈； 所述集中微控制器連接至所述終端節(jié)點(diǎn)控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器，其特征在于:所述過(guò)零觸發(fā)電路為雙向晶閘管過(guò)零觸發(fā)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路為光耦晶閘管驅(qū)動(dòng)電路，所述雙向晶閘管過(guò)零觸發(fā)電路連接至所述光耦晶閘管驅(qū)動(dòng)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器，其特征在于:所述終端節(jié)點(diǎn)控制器為ATmega8L微控制器,所述集中微控制器為ATmega8L微控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制器，其特征在于:所述智能集中控制器還包括一網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)燈，所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)燈連接至所述GPRS模塊。
5.一種公共照明 自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制方法，其特征在于:該方法使用如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的控制器，并包括如下步驟: 步驟10、將智能節(jié)點(diǎn)控制器連接至路燈，獲取路燈信息，且復(fù)數(shù)個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制器通過(guò)電力線相互連接； 步驟20、智能集中控制器連接至所述智能節(jié)點(diǎn)控制器，該智能節(jié)點(diǎn)控制器變成轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，并向其他智能節(jié)點(diǎn)控制器發(fā)送搜集路燈信息指令，將獲取的所有路燈信息匯至轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；同時(shí)，智能集中控制器連接至服務(wù)器； 步驟30、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)將所有路燈信息發(fā)送至智能集中控制器；智能集中控制器將所有路燈信息及其網(wǎng)絡(luò)ID發(fā)送至服務(wù)器； 步驟40、服務(wù)器接收所有路燈信息，根據(jù)路燈信息發(fā)送路燈控制信息至所述智能集中控制器，智能集中控制器將接收的控制信息發(fā)送給智能節(jié)點(diǎn)控制器，智能節(jié)點(diǎn)控制器根據(jù)控制信息控制路燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制方法，其特征在于:所述步驟20進(jìn)一步具體為: 步驟21、智能集中控制器連接至所述智能節(jié)點(diǎn)控制器，該智能節(jié)點(diǎn)控制器變成轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，并向其他智能節(jié)點(diǎn)控制器發(fā)送搜集路燈信息指令； 步驟22、各個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制器控制光線強(qiáng)度采集電路，開(kāi)始采集路燈數(shù)據(jù)，若路燈為燈閃狀態(tài)或全滅狀態(tài)，則智能節(jié)點(diǎn)控制器控制驅(qū)動(dòng)電路斷開(kāi)過(guò)零觸發(fā)電路，將路燈斷電，并記錄路燈信息，關(guān)閉光線強(qiáng)度采集電路，將路燈信息發(fā)送至轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，否則記錄路燈信息，并發(fā)送至轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)； 步驟23、同時(shí)，智能集中控制器中的集中微控制器通過(guò)GPRS模塊連接至服務(wù)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制方法，其特征在于:所述步驟30進(jìn)一步具體為: 步驟31、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)將所有路燈信息發(fā)送至智能集中控制器，若智能集中控制器成功接收，清空轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)中的路燈信息；否則，保存轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)中的路燈信息； 步驟32、智能集中控制器將所有路燈信息及其網(wǎng)絡(luò)ID發(fā)送至服務(wù)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公共照明自組網(wǎng)遠(yuǎn)程控制方法，其特征在于:所述步驟40進(jìn)一步具體為: 步驟41、服務(wù)器接HTTP協(xié)議收所有路燈信息及智能集中控制器的網(wǎng)絡(luò)ID，并它們保存至數(shù)據(jù)庫(kù)； 步驟42、服務(wù)器根據(jù)智能集中控制器的網(wǎng)絡(luò)ID建立一個(gè)TCP服務(wù)線程，之后服務(wù)器將TCP服務(wù)器端口號(hào)通過(guò)HTTP協(xié)議發(fā)送給智能集中控制器，智能集中控制器接收到TCP服務(wù)線程端口號(hào)后，斷開(kāi)與服務(wù)器的連接，直接與該TCP服務(wù)線程進(jìn)行連接； 步驟43、TCP服務(wù)線程通過(guò)TCP-1P協(xié)議將路燈控制信息發(fā)送至所述智能集中控制器，智能集中控制器將接收的控制信息發(fā)送至轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)在將控制信息發(fā)送給各個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制器，智能節(jié)點(diǎn)控制器檢測(cè)控制信息是否為本節(jié)點(diǎn)的控制信息，若是，接收該控制信息，并根據(jù)控制信息控制路燈，否則不接收該控制信息； 步驟44、將智能集中控制器拔出，該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)變?yōu)闊o(wú)效節(jié)點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104023440SQ201410241867
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】潘玉灼, 郭麗平 申請(qǐng)人:泉州師范學(xué)院