一種風(fēng)光互補供電路燈的智能監(jiān)控管理系統(tǒng)及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)光互補供電路燈的智能監(jiān)控管理系統(tǒng)及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)煤炭、電力、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸時，世界上越來越多的國家開始開發(fā)并利用太陽能、風(fēng)能等資源，尋求經(jīng)濟發(fā)展的新動力。我國幅員遼闊，蘊藏著豐富的太陽能資源，但太陽能資源開發(fā)與研宄起步較晚，尚且落后于許多發(fā)達國家。我國太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用始于70年代，真正快速發(fā)展是在80年代。
[0003]隨著人們生活水平的提高和我國城市化進程的推進，我國城鎮(zhèn)中的公共能耗在整個社會能耗中所占比例迅速上升。目前，風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)的建設(shè)日益增多，這對于緩解能源緊張的態(tài)勢起到了積極的作用。但是目前在太陽能/風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)的應(yīng)用方面存在的問題是:應(yīng)用系統(tǒng)缺乏自動化的監(jiān)控、管理手段，系統(tǒng)的維護管理水平低，設(shè)備損壞、丟失現(xiàn)象嚴重，大大影響了系統(tǒng)的應(yīng)用效果。
[0004]故，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于風(fēng)光互補供電的路燈系統(tǒng)的智能監(jiān)控與管理系統(tǒng)。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明公開了一種風(fēng)光互補供電路燈的智能監(jiān)控管理系統(tǒng)，用以監(jiān)控管理至少兩組路燈，包括
監(jiān)控中心；以及
若干監(jiān)控子網(wǎng)，用于將路燈的實時運行工況信息傳送至監(jiān)控中心；監(jiān)控中心與監(jiān)控子網(wǎng)之間通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸；
每個監(jiān)控子網(wǎng)包括:
監(jiān)控主節(jié)點，用于監(jiān)控子網(wǎng)的現(xiàn)場管理及與監(jiān)控中心通信；以及若干監(jiān)控從節(jié)點，用于對路燈運行狀況進行監(jiān)測并將現(xiàn)場測得的數(shù)據(jù)傳遞給監(jiān)控主節(jié)占.V，
監(jiān)控主節(jié)點與監(jiān)控從節(jié)點之間通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0007]本發(fā)明通過計算機技術(shù)和無線通信技術(shù)，將多個風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)集成到監(jiān)控中心進行統(tǒng)一管理，實時將現(xiàn)場路燈系統(tǒng)運行工況數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心，通過監(jiān)控中心對多個風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)進行遠程管理。
[0008]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的監(jiān)控中心包括上位機和監(jiān)控中心通信模塊，上位機包括用于對所述監(jiān)控主節(jié)點和監(jiān)控從節(jié)點進行監(jiān)測和控制的GUI管理界面，GUI管理界面采用C#語言開發(fā)，上位機通過監(jiān)控中心通信模塊與監(jiān)控主節(jié)點進行數(shù)據(jù)通信。
[0009]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的監(jiān)控主節(jié)點包括主站通信模塊和用于負責(zé)路燈現(xiàn)場參數(shù)設(shè)定、控制模式設(shè)定及對監(jiān)控從節(jié)點進行管理的主站控制終端模塊；主站通信模塊包括GPRS模塊，主站控制終端模塊的數(shù)據(jù)通過總線與GPRS模塊進行串行通信，該GPRS模塊將上述數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心進行傳輸；
監(jiān)控從節(jié)點包括控制/通信模塊和用于完成路燈運行的數(shù)據(jù)采集工作的數(shù)據(jù)采集模塊；數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)通過控制/通信模塊與主節(jié)點的主站控制終端模塊進行傳輸；從節(jié)點的控制/通信模塊通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)與主站控制終端模塊進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0010]通過采用照度、溫度、電壓、電流等傳感器及變送器，對風(fēng)光互補路燈的環(huán)境照度、溫度、蓄電池蓄電量、工作電壓及電流等參數(shù)及路燈運行工況進行實時采集，并通過主節(jié)點的GPRS模塊將現(xiàn)場路燈運行參數(shù)傳至監(jiān)控中心的上位機，實現(xiàn)上位機對現(xiàn)場路燈及系統(tǒng)運行的智能化管理與優(yōu)化控制。
[0011]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的無線傳感網(wǎng)絡(luò)由監(jiān)控主節(jié)點和監(jiān)控從節(jié)點根據(jù)IEEE 802.15.4/ZigBee協(xié)議組成，每一個路燈系統(tǒng)可視為系統(tǒng)中的一個子網(wǎng)絡(luò)，每個子網(wǎng)絡(luò)根據(jù)上述協(xié)議組成自組織無線傳感網(wǎng)絡(luò)，形成一個風(fēng)光互補路燈監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)，各個節(jié)點之間采用無線通信方式組網(wǎng)，不但能夠大大節(jié)省布線成本，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時能夠增強數(shù)據(jù)通信的穩(wěn)定性。
[0012]本發(fā)明還公開了一種風(fēng)光互補供電路燈的智能監(jiān)控管理裝置，包括監(jiān)控中心和由若干路燈構(gòu)成的監(jiān)控子網(wǎng)，監(jiān)控中心包括上位機和監(jiān)控中心通信模塊，上位機通過總線與監(jiān)控中心通信模塊相連；
監(jiān)控子網(wǎng)包括主節(jié)點和若干從節(jié)點；主節(jié)點包括芯片核心板、協(xié)調(diào)器底板和GPRS模塊，芯片核心板包括支持無線射頻的主節(jié)點單片機，協(xié)調(diào)器底板包括電源電路、若干單片機數(shù)據(jù)接口、單片機debug接口和單片機I/O插座；GPRS模塊與主節(jié)點單片機通過總線進行通信，且該GPRS模塊通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心通信模塊進行數(shù)據(jù)傳輸；
從節(jié)點包括終端節(jié)點底板，終端節(jié)點底板包括支持無線射頻的從節(jié)點單片機和若干傳感器，從節(jié)點單片機內(nèi)部包括一組Α/D轉(zhuǎn)換輸入端口，傳感器與該Α/D轉(zhuǎn)換輸入端口相連；從節(jié)點單片機和主節(jié)點單片機之間通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信。
[0013]本發(fā)明的芯片核心板和協(xié)調(diào)器底板共用同一電路板，單片機可直接插在協(xié)調(diào)器底板上進行調(diào)試，通過協(xié)調(diào)器底板上的電源電路對單片機直接供電，同時通過若干數(shù)據(jù)接口將單片機的數(shù)據(jù)進行傳輸，協(xié)調(diào)器底板上的debug接口可以在IAR開發(fā)環(huán)境下在線調(diào)試單片機，提供的I/O插座能夠引出單片機的所有I/O 口，方便配合其他電路板。
[0014]由于風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)的設(shè)備布局比較分散，故在需要監(jiān)測的每個路燈處安裝從節(jié)點，并配置合適的傳感器，通過傳感器將風(fēng)光互補路燈的各種現(xiàn)場參數(shù)和運行工況進行實時采集，如環(huán)境照度、路燈開啟的數(shù)量、每個路燈中蓄電池的電量、風(fēng)力發(fā)電機及太陽能電池板至蓄電池線路上的電流等，傳感器將數(shù)據(jù)上傳至從節(jié)點單片機，從節(jié)點單片機將上述數(shù)據(jù)通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)上傳至主節(jié)點單片機，主節(jié)點單片機通過GPRS模塊利用GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心的上位機，本發(fā)明的主節(jié)點單片機可采用定時的方式向監(jiān)控中心發(fā)送路燈運行信息。
[0015]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的總線均為RS-232總線。
[0016]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的GPRS模塊包括GTM900C無線模塊，GTM900C無線模塊包括自彈式SM卡、若干天線和RS-232數(shù)據(jù)接口，且該GTM900C無線模塊通過RS-232總線與主節(jié)點單片機進行串行通信，由于無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸距離較近，故采用無線遠距離傳輸?shù)腉PRS模塊實現(xiàn)監(jiān)控子網(wǎng)和監(jiān)控中心上位機之間的數(shù)據(jù)傳輸，GPRS模塊能夠?qū)崿F(xiàn)通信數(shù)據(jù)的透明傳輸，采用若干天線，適應(yīng)不同應(yīng)用場合的需求的同時具有良好的防破壞能力，采用自彈式SIM卡，使用方便，設(shè)備配置靈活，提供RS232數(shù)據(jù)接口，通信速率可配置，具有高性能抗干擾設(shè)計，適合電磁惡劣環(huán)境的應(yīng)用。
[0017]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的主節(jié)點單片機和從節(jié)點單片機均采用CC2530單片機，從節(jié)點單片機和主節(jié)點單片機之間根據(jù)IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議進行無線傳感通信或通過路由器進行無線通信。芯片核心板集成了 CC2530單片機正常工作時所有的外部電路包括SMA接口，以連接2.4G天線。
[0018]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的主節(jié)點還包括觸摸屏，且所述協(xié)調(diào)器底板上設(shè)有觸摸屏插口，觸摸屏主要用于在現(xiàn)場對子網(wǎng)以及子網(wǎng)中的路燈進行管理，如子網(wǎng)中的工作參數(shù)設(shè)定、子網(wǎng)中路燈運行狀況監(jiān)測、子系統(tǒng)組網(wǎng)測試等，通過在協(xié)調(diào)底板上設(shè)有觸摸屏插口，維護檢修或技術(shù)人員可隨身攜帶觸摸屏，即插即用，減少系統(tǒng)費用，維護較為方便靈活。
[0019]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明所述的上位機包括⑶I管理界面，通過⑶I管理界面對風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)的主節(jié)點和各個從節(jié)點進行監(jiān)測和控制。
[0020]有益效果: