專利名稱：一種路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子技術領域，尤其是涉及一種采用了電力載波技術的智能化路燈節(jié) 能控制系統(tǒng)。
背景技術：
隨著科技的進歩，經(jīng)濟的發(fā)展，能源問題越來越受到國家的重視，"創(chuàng)建節(jié)約型社會"7H在各行業(yè)中得到貫徹落實。目甜各大城市的交通路燈的能源利用率不高，特別是子夜過 后，城市交通道路上的車輛與行人較為稀少，但路燈卻長亮不止，直至清晨，人、車稀少 的道路上，仍然保持較高照明度的照明顯然是沒有必要的，這不僅縮短了照明燈具的使用 壽命，還浪費大量的電能，也不利于我國節(jié)約型社會的建設。交通道路上的路燈沒有必要時時全部打丌，可以在適當時間段關閉部分路燈，如隔一 個丌一個，或隔兩個丌一個，對于車輛與行人特別稀少的交通道路則可以關閉更多的路燈。 長時間以來，道路照明的控制方式一直處于較為落后的狀態(tài)， 一般來說，主要是采用人工 手動控制、定時控制、光照控制或以上幾種控制的組合等方式，但這些技術解決不了上述 問題。還有的通過增裝路燈節(jié)能控制器來控制路燈，但這需要重新布線，無疑會耗費大量 的人力物力?，F(xiàn)有技術不能滿足円新月異的城市建設需要。發(fā)明內容本實用新型針對現(xiàn)有技術存在的缺點，旨在提供一種設計合理、使用方便、成本低廉 的智能化路燈節(jié)能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用現(xiàn)有的電力線網(wǎng)絡，采用電力載波技術，即通過 電力線來傳輸控制信號，從而達到控制路燈的目的。本系統(tǒng)綜合采用了中心控制、信息傳 輸、單片機控制、聲控、以及自動定時點亮、關閉部分路燈以及實時監(jiān)控等技術，實現(xiàn)了 自動控制路燈的工作狀態(tài)，節(jié)約了能源。本實用新型采用電力載波技術即采用電力線作為 傳輸總線，在總線上連接各遠端指令接收器即從控制終端(即路燈節(jié)點)，控制各路燈的 工作狀態(tài)，大大減少了因鋪設電纜所消耗的經(jīng)費。具休來說，本實用新型的技術方案是通過下列途徑來實現(xiàn)的 一種路燈節(jié)能控制系統(tǒng)， 包括 一控制中心，用于接收從控制終端發(fā)來的路燈狀態(tài)信息并作出反應，并向外發(fā)送路 燈控制指令；以及一中繼器，用于再生與放大控制信息及路燈狀態(tài)信息；以及—從控制終端，用于接收控制中心發(fā)來的路燈控制指令，并控制路燈的工作狀態(tài)，并 將路燈狀態(tài)信息發(fā)送給控制中心。前面所述控制中心的控制方式有兩種，可以通過微機控制或主控制終端直接控制?？刂浦行挠捎蓡纹瑱C構成的主控制終端或微機連接部分通過單片機與放大電路、耦合電路和 濾波電路與電力網(wǎng)相聯(lián)的信號調制解調器相聯(lián)構成。控制中心的信號調制解調器優(yōu)選為 KQ-300,微機連接部分還包括232芯片(MAX232AEJE)。前述中繼器包括單片機、放大電路、耦合電路、濾波電路和調制解調器，單片機的外 圍有存儲器，單片機和調制解調器相連，調制解調器通過放大電路、耦合電路和濾波電路 與電力網(wǎng)相連接。前述從控制終端包括聲光傳感器、單片機、放大電路、耦合電路、濾波電路和調制解 調器，所述單片機與聲光傳感器和調制解調器相連接，調制解調器通過放大電路、耦合電 路和濾波電路與電力網(wǎng)相連接。本實用新型解決了以下技術難題1、采用了電力載波技術，可利用現(xiàn)有電力網(wǎng)絡，無需再布線，大大減少了應用成本； 2、將計算機技術引入到路燈節(jié)能控制領域，使路燈控制更加方便簡單；3、使用了單片機 技術，使路燈節(jié)能控制器更加智能化，同時使控制設備更加穩(wěn)定可靠。
圖1為路燈節(jié)能控制系統(tǒng)示意性框圖。圖2為路燈節(jié)能控制系統(tǒng)控制中心框圖。圖3為路燈節(jié)能控制系統(tǒng)中繼器框圖。圖4為路燈節(jié)能控制系統(tǒng)從控制終端框圖。圖5為路燈節(jié)能控制系統(tǒng)主控制終端原理電路圖。圖6為路燈節(jié)能控制系統(tǒng)主控制終端主程序示意性框圖。圖7為路燈節(jié)能控制系統(tǒng)主控制終端查詢子程序示意性框圖。圖8為路燈節(jié)能控制系統(tǒng)中繼器原理電路圖。圖9為路燈節(jié)能控制系統(tǒng)中繼器程序示意性框圖。圖10為路燈節(jié)能控制系統(tǒng)從控制終端原理電路圖。圖11為路燈節(jié)能控制系統(tǒng)從控制終端程序示意性框圖。
具體實施方式
以下結合附圖來對本實用新型的實施方式進行詳細描述一、圖l為路燈節(jié)能控制系統(tǒng)示意性框圖。圖l示意性的表示，該系統(tǒng)由控制中心、 中繼器、從控制終端三部分構成。 1、控制中心部分控制中心用于向外發(fā)送一系列的路燈控制指令，接收從控制終端(路燈端)發(fā)來的路 燈工作狀態(tài)信息并作出相應的反應。該部分主要解決了微機與主控制終端的數(shù)據(jù)雙向傳 輸、主控制終端向電力網(wǎng)發(fā)射控制信號及從電力網(wǎng)接收路燈狀態(tài)信號的問題?？刂浦行目梢杂袃煞N控制方式微機通過單片機控制和主控制終端控制。2、 中繼器部分該部分主要完成路燈控制信號及路燈狀態(tài)信號的再生與放大。3、 從控制終端部分該部分用于接收控制中心發(fā)來的路燈控制指令并根據(jù)指令控制路燈的工作狀態(tài)，將路 燈的工作狀態(tài)信號發(fā)送給控制中心，根據(jù)天氣的實際明暗狀況將傳感器信號轉化為控制信 號以控制路燈的亮與滅。采用上述結構的智能化路燈控制系統(tǒng)，可以根據(jù)需要方便的控制城市、校園、企業(yè)等 的路燈，實現(xiàn)路燈的節(jié)能控制。二、 從圖2-4可以看出路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的工作原理1、 控制中心部分的工作原理控制中心原理框圖如圖2所示，控制中心可以有兩種工作方式主控制終端直接控制 方式和微機通過單片機控制方式。采用主控制終端直接控制方式時，控制中心只有一個主控制終端即可完成對路燈的控制，控制信號由單片機發(fā)出，經(jīng)KQ-300進行FSK調制，然 后信號經(jīng)放大電路、耦合電路耦合到電力網(wǎng)。路燈工作狀態(tài)信號山電力網(wǎng)經(jīng)耦合電路、濾 波電路傳至KQ-300, KQ-300對信號解調后送至單片機。采用微機控制方式時，控制信號 由微機發(fā)出，經(jīng)串口傳至主控單片機，單片機對信號加工處理之后傳送至KQ-300， KQ-300 對信號進行FSK調制，然后信號經(jīng)放大電路、耦合電路耦合到電力網(wǎng)。路燈工作狀態(tài)信號 的傳輸與單片機控制方式基本相同，只是信號最后經(jīng)串口傳送至微機。2、 中繼器部分的工作原理中繼器原理框圖如圖3所示，該部分的主要功能是對信號的再生和放大。電力網(wǎng)上衰 減后的信號經(jīng)耦合電路、濾波電路及KQ-300解調后傳至單片機，單片機完成對信號的存 儲，完成信號的接收功能；接收信號經(jīng)單片機控制延時后送至KQ-300進行調制，然后經(jīng) 放大電路、耦合電路耦合至電力網(wǎng)，這樣就完成了信號的再生與放大功能。3、 從控制終端部分原理從控制終端原理方框圖如圖4所示，控制信號經(jīng)耦合電路、濾波電路及KQ-300解調 后傳至單片機，單片機對信號進行識別后發(fā)出相應的指令完成對路燈的控制，聲、光傳 感器傳來的信號經(jīng)單片機處理后產(chǎn)生相應的指令完成對路燈的控制。傳感器、路燈等的工 作狀態(tài)信號經(jīng)單片機傳至KQ-300, KQ-300對信號進行調制后，信號經(jīng)放大電路、耦合電 路耦合至電力網(wǎng)。三、 從圖5-11可以看出路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的部分電路圖及軟件工作流程 1、主控制終端部分電路圖及軟件工作流程主控制終端原理電路圖如圖5所示，本電路山單片機AT89S52等器件構成的主控部分、 KQ-300等器件構成的信號調制解調部分、三極管Q1、 Q2等器件構成的放大電路部分、耦 合變壓器KQ5、 KQ1等器件構成的耦合電路部分及由MAX232AEJE芯片等器件和串口組成的微機連接部分組成。發(fā)送信號時，控制信號由單片機的4腳(P1.3腳)模擬單片機串口發(fā) 出，發(fā)送到KQ-300的4腳(TX調制數(shù)據(jù)輸入腳)，此時，KQ-300的5腳(R/T收發(fā)狀態(tài)控 制腳)，在單片機的控制下處于低電平，KQ-300處于調制發(fā)送狀態(tài)，KQ-300接收到控制信 號后，便將控制信號調制到125 131KHZ的頻率，調制信號由1展卩(0TX1載波信號輸出腳)、 2腳(0TX2載波信號輸出腳)輸出載波信號。載波信號經(jīng)由三極管Ql、 Q2組成的放大電 路放大后，由耦合變壓器KQ5及可調電感KQ4、電容CDY耦合到電力線上。接收信號時，由從控制終端發(fā)出的信號由電容Cl、 C2經(jīng)耦合變壓器KQ1從電力線上 耦合下來，耦合下來的載波信號發(fā)送到KQ-300輸入端11腳(IRX載波信號輸入腳)，此時， KQ-300的5腳(R/T收發(fā)狀態(tài)控制腳)，在單片機的控制下處于高電平，KQ-300處于解調 接收狀態(tài)，KQ-300接收到耦合信號后，將耦合信號解調出來，解調信號由8腳(RX解調 后的數(shù)據(jù)輸出腳)送至單片機5腳(P1.5腳)模擬單片機串口接收，而后由單片機對從控 制終端的狀態(tài)進行判斷。如果使用微機作為控制中心，則主控單片機需通過串行口和232電路與計算機通信， 形成PC機控制系統(tǒng)。主控制終端部分軟件流程圖如圖6、圖7所示，其程序由主控制終端主程序和主控制 終端査詢子程序組成。2、 中繼器部分電路圖及軟件工作流程中繼器部分原理電路圖如圖8所示，電力網(wǎng)上衰減后的信號由中繼器進行恢復，經(jīng)放 大后耦合至電力網(wǎng)。其收發(fā)過程與主控制終端類似，但軟件流程與主控制終端不同。組成 部件與主控制終端也大致相同，不同之處是中繼器的單片機外圍有存儲器，用于存放和讀 取暫存數(shù)據(jù)。中繼器程序流程圖如圖9所示，中繼器對電力線上傳輸?shù)男盘柦邮铡捍?、放大后?合至電力網(wǎng)，完成對信號的恢復和放大。3、 從控制終端部分電路圖及軟件工作流程從控制終端部分電路原理圖如圖IO所示，本電路由單片機AT89S52等器件構成的主 控部分、KQ-300等信號構成的信號調制解調部分、三極管Q1、 Q2等器件構成的放大電路 部分、耦合變壓器KQ5、 KQ1等器件構成的耦合電路部分及聲光控電路部分組成。從控制終端與電力線間信號的收發(fā)過程與主控制終端收發(fā)過程大致相同。接收時，單 片機對接收到的控制信號進行解調、識別和處理，而后，由P2 口發(fā)出控制信號來控制路 燈。聲光控電路發(fā)出的控制信號送至單片機的PO 口，經(jīng)單片機處理后送至P2 口，由P2 口發(fā)出控制信號來控制路燈。從控制終端軟件流程圖如圖11所示。從控制終端從電力網(wǎng)上接收來自主控制終端的 控制指令，根據(jù)指令將路燈置于相應的工作狀態(tài)，并將路燈的工作狀態(tài)發(fā)送至電力網(wǎng)，由 電力網(wǎng)將信號傳至控制中心。該系統(tǒng)對路燈照明控制功能強，實用價值高，安裝使用方便，易于推廣和應用，可實現(xiàn)路燈的智能化管理和控制，有效的節(jié)約電力能源，故該課題的研制將獲得重大的經(jīng)濟和 社會效益，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。本智能化路燈節(jié)能控制系統(tǒng)能夠彌補當前路燈控制器的不足。將現(xiàn)代計算機技術、單 片機技術及電力載波技術推廣應用于路燈控制領域，實現(xiàn)了路燈控制的智能化。生產(chǎn)這種 設備所需投資不會太高，工藝也不太復雜。由于采用了電力載波技術避免了再次布線，使 路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的成本降低，并且施工簡單。本智能化路燈節(jié)能控制系統(tǒng)采用了電力載波技術，成本造價低，易于推廣應用。概括 起來其具有下述主要特點一是該系統(tǒng)的成本較低，實用價值高；二是采用的技術先進且成熟，從而系統(tǒng)的穩(wěn)定性較高；三是該系統(tǒng)是一個基于電力網(wǎng)的通信網(wǎng)，覆蓋面廣，分布節(jié)點具有分散性，控制中心 對各節(jié)點具有定位功能。該項目的開發(fā)應用必將在能源節(jié)約和電力載波傳輸技術領域起到重要的作用，具有廣 闊的應用市場，該技術的開發(fā)應用必將取得重大的經(jīng)濟和社會效益。前面的描述只是該實用新型的具體實施方式
，各種舉例說明不對實用新型的實質內容 構成限制，所屬技術領域內的普通技術人員在閱讀了說明書后可以對以前所述的具體實施 方式做修改或變形，而不背離該實用新型的實質和內容。
權利要求1、一種路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括-控制中心，用于接收從控制終端發(fā)來的路燈狀態(tài)信息并作出反應，并向外發(fā)送路燈控制指令；以及-中繼器，用于再塵與放大控制信息及路燈狀態(tài)信息；以及-從控制終端，用于接收控制中心發(fā)來的路燈控制指令，并控制路燈的工作狀態(tài)，并將路燈狀態(tài)信息發(fā)送給控制中心。
2、 如權利要求1所述的路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制中心包括微機連 接部分/單片機構成的主控制終端、放大電路、耦合電路、濾波電路和調制解調器，所述 單片機構成的主控制終端與調制解調器相連或微機連接部分通過單片機與調制解調器相 連，調制解調器通過放大電路、耦合電路和濾波電路與電力網(wǎng)相連接。
3、 如權利要求1所述的路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述中繼器包括單片機、 放大電路、耦合電路、濾波電路和調制解調器，所述單片機的外圍有存儲器，單片機和調 制解調器相連，調制解調器通過放大電路、耦合電路和濾波電路與電力網(wǎng)相連接。
4、 如權利要求1所述的路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述從控制終端包括聲光 傳感器、單片機、放大電路、耦合電路、濾波電路和調制解調器，所述單片機與聲光傳感 器和調制解調器相連接，所述調制解調器通過放大電路、耦合電路和濾波電路與電力網(wǎng)相 連接。
5、 如權利要求2-4任一所述的路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述調制解調器為 KQ-300。
專利摘要本實用新型公開了一種智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，是由控制中心、中繼器和從控制終端構成的?？刂浦行模怯蓡纹瑱C構成的主控制終端或微機連接部分通過單片機與通過放大電路、耦合電路和濾波電路與電力網(wǎng)相聯(lián)的信號調制解調器相聯(lián)構成的。中繼器，由通過放大電路、濾波電路和耦合電路與電力網(wǎng)相聯(lián)的信號調制解調器與單片機相聯(lián)構成，單片機的外圍有存儲器。從控制終端，由通過放大電路、耦合電路和濾波電路與電力網(wǎng)相聯(lián)的信號調制解調器與單片機、聲光傳感器相聯(lián)構成。本實用新型實現(xiàn)了無需重新布線，大大減少成本的效果，還將計算機技術引入到路燈節(jié)能控制領域，使路燈控制更加方便簡單，本系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，易于推廣應用。
文檔編號H05B37/02GK201123156SQ20072015791
公開日2008年9月24日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權日2007年11月29日
發(fā)明者于會山, 冀相奎, 商洪亮, 碩 李, 肖文昌, 路燦云 申請人:聊城大學