新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，包括路燈前端節(jié)能單元、通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心，其特征在于：所述路燈前端節(jié)能單元包括單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、環(huán)境光線檢測電路、GPS定位模塊和通訊串口模塊，所述監(jiān)控中心包括監(jiān)控終端主機(jī)、通訊服務(wù)器、GSM通訊模塊和通訊串口模塊，所述監(jiān)控終端主機(jī)包括電子地圖；其中，所述環(huán)境光線檢測電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、GPS定位模塊和通訊串口模塊均與單片機(jī)相連，所述路燈前端節(jié)能單元和監(jiān)控中心通過通訊網(wǎng)絡(luò)連接，所述通訊服務(wù)器和GSM通訊模塊均與監(jiān)控終端主機(jī)相連。本發(fā)明利用單片機(jī)、通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控終端主機(jī)組成的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了城市路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，解決了路燈照度和節(jié)能問題。
【專利說明】新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)節(jié)能和智能化【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]路燈建設(shè)和管理作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要工作之一，已引起各地政府的高度重視和社會的廣泛關(guān)注。路燈工程的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)改造是一項(xiàng)具有一定技術(shù)含量的綜合性工作，在很大程度上反映了一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、人文特色和現(xiàn)代化水平。路燈建設(shè)完成以后，這些路燈遍布在城市的各條道路上，其運(yùn)行管理和改造往往需要投入很大的人力和財(cái)力。
[0003]據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)城市道路照明的燈總數(shù)約1000萬只，加上高速公路、工礦企業(yè)、機(jī)場、碼頭等非市政照明燈具約200萬只，總數(shù)超過1200萬只，并且每年以10%以上的速度遞增。其中城市公共照明在我國照明耗電中占30%的比例，一年開支數(shù)額巨大，成為各地財(cái)政部門的一大負(fù)擔(dān)。為節(jié)約開支，國內(nèi)絕大部分的城市和地區(qū)幾乎不約而同的采用了日本等國家在七十年代就拋棄了的路燈隔盞關(guān)燈的控制方式，其中的弊病不言而喻一不經(jīng)導(dǎo)致了路面照度分布不均，給治安和交通安全埋下隱患，而且加劇因后半夜由電網(wǎng)電壓的升高對路燈壽命造成的損減，因此是十分消極的節(jié)能方式。當(dāng)發(fā)達(dá)國家已在實(shí)施“恰到好處的照度水平”的今天，我們這種路燈管理就顯得太落后了。
[0004]另一方面，隨著大中城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市市容的改善，照明路燈的數(shù)量越來越多，其用電量占城市的總用電量的比例不斷增加。以往的路燈照明大多采用直接供電方式，人工送電人工關(guān)閉，這種方式有許多的不足，供電系統(tǒng)在不同的時(shí)間里電壓是波動的，在用電高峰期，電壓都低于額定值，在用電低谷期供電電壓又高于額定值，當(dāng)電壓高時(shí)不但影響照明設(shè)備的使用壽命，而且耗電量也大幅增加。當(dāng)?shù)凸葧r(shí)，照明設(shè)備又不能正常工作；利用人工送電，增加人員開支，有時(shí)又不能及時(shí)關(guān)閉，即影響正常照明又浪費(fèi)電能。
[0005]目前，由于路燈開關(guān)得不到可靠、準(zhǔn)確的控制，需要不斷的安排人員進(jìn)行夜間巡查值班，報(bào)告路燈故障，增加了人力投入；由于路燈得不到合理控制，使燈具的使用壽命縮短，導(dǎo)致維護(hù)工作量和維修成本的增加；同時(shí)由于路燈線路及設(shè)備得不到有效地實(shí)時(shí)監(jiān)測，造成頻頻被盜和損壞。因此，為了降低路燈的運(yùn)行管理成本和提高亮燈率，除了選擇好燈具之夕卜，還應(yīng)在路燈控制裝置的設(shè)計(jì)、改進(jìn)和管理工作上做大量的工作。
[0006]目前判斷亮燈率的辦法主要由以下兩種:方法一，通過人工巡視，費(fèi)用計(jì)算方法，亮燈率可以非常準(zhǔn)確，但是費(fèi)時(shí)費(fèi)力；方法二，通過測量線路的整體電流來實(shí)現(xiàn)，計(jì)算方法，然而由于單燈中補(bǔ)償電容的影響、環(huán)境溫度的影響、光源老化而導(dǎo)致負(fù)載特性改變、更換光源后導(dǎo)致電流變化等諸多因素，再加上很多路燈是并聯(lián)在一起的，因此根據(jù)整體電流分析亮燈率只能得到非常粗糙的結(jié)果。
[0007]為了緩解矛盾，國內(nèi)不少路燈管理部門一直尋求解決方案。目前的路燈節(jié)電器大多采用以下兩種方案:1、光控、微處理器控制系統(tǒng)加自耦變壓器。采用光控容易受干擾和環(huán)境等因素的影響。只采用微處理器控制系統(tǒng)，開燈前節(jié)電器始終處于工作狀態(tài)，因自耦變壓器自身損耗，影響節(jié)電率。而且節(jié)電控制方案單一，不能有效的解決照度和節(jié)電之間的矛盾。2、鐘控加自耦變壓器，采用幾段節(jié)電方案就用幾個(gè)時(shí)間控制器，雖然能有效地解決照度和節(jié)電之間的矛盾，但采用多個(gè)時(shí)間控制器，控制協(xié)調(diào)性差，不能根據(jù)季節(jié)的變化自動改變開燈時(shí)間。且以上兩種方案都不具備遠(yuǎn)程監(jiān)控。因而有必要針對上述問題開發(fā)出一種智能化路燈全自動節(jié)能裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，其利用單片機(jī)、有線以及無線通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控終端主機(jī)組成的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)城市路燈的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，解決路燈照度和節(jié)能問題；同時(shí)利用GSM通訊模塊可以實(shí)時(shí)將路燈的損壞以及被盜數(shù)據(jù)發(fā)送給相關(guān)工作人員。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，包括路燈前端節(jié)能單元、通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心，其特征在于:所述路燈前端節(jié)能單元包括單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、環(huán)境光線檢測電路、GPS定位模塊和通訊串口模塊，所述監(jiān)控中心包括監(jiān)控終端主機(jī)、通訊服務(wù)器、GSM通訊模塊和通訊串口模塊，所述監(jiān)控終端主機(jī)包括電子地圖；其中，所述環(huán)境光線檢測電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、GPS定位模塊和通訊串口模塊均與單片機(jī)相連，所述路燈前端節(jié)能單元和監(jiān)控中心通過通訊網(wǎng)絡(luò)連接，所述通訊服務(wù)器和GSM通訊模塊均與監(jiān)控終端主機(jī)相連。
[0011]而且，所述的路燈前端節(jié)能單元還包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路、電壓檢測電路、電流檢測電路、防盜檢測電路、抗雷擊保護(hù)電路、顯示器和鍵盤，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路連接單片機(jī)，所述電壓檢測電路和電流檢測電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述防盜檢測電路和抗雷擊保護(hù)電路連接單片機(jī)，所述顯示器連接鍵盤。
[0012]而且，所述的顯示器采用IXD顯示器。
[0013]而且，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括A/D轉(zhuǎn)換電路和信號調(diào)理電路。
[0014]而且，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路采用TLC2543轉(zhuǎn)換器。
[0015]而且，所述的單片機(jī)采用P89C51RD2單片機(jī)。
[0016]而且，所述的監(jiān)控中心還包括報(bào)警終端、UPS電源、投影機(jī)和屏幕，其中，所述報(bào)警終端連接監(jiān)控終端主機(jī)，所述UPS電源連接監(jiān)控終端主機(jī)和通訊服務(wù)器，所述投影儀和屏幕相連。
[0017]而且，所述的GSM通訊模塊連接手機(jī)。
[0018]而且，所述的通訊網(wǎng)絡(luò)包括無線通訊網(wǎng)GPRS網(wǎng)絡(luò)、GSM網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)，以及光纜傳輸。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0020]1、本發(fā)明成功的解決了傳統(tǒng)的“城市路燈節(jié)能裝置”普遍存在的只能控制到路燈回路、亮燈率計(jì)算不準(zhǔn)、電壓過高/過低影響燈具壽命等問題，達(dá)到了路燈無論在用電高峰還是用電低谷，始終能使供電電壓穩(wěn)定在額定值范圍內(nèi)；同時(shí)在不同地區(qū)不同季節(jié)，晝夜交替時(shí)間不同的情況下，系統(tǒng)能根據(jù)地區(qū)和季節(jié)自動調(diào)節(jié)開關(guān)路燈時(shí)間；真正實(shí)現(xiàn)了路燈的f倉泛。
[0021]2、本發(fā)明管理效益高:采用新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置后，監(jiān)控終端主機(jī)可根據(jù)用戶的需要隨時(shí)將該市所有的故障燈數(shù)及故障燈編號、故障燈出現(xiàn)時(shí)間、位置等信息由打印機(jī)打印，給維修人員帶來了極大的方便；同時(shí)，還可以針對每盞路燈進(jìn)行直接單獨(dú)控制，從而可避免路燈維修過程中試燈時(shí)，成片亮燈所造成的浪費(fèi)。
[0022]3、本發(fā)明實(shí)行工作線路及設(shè)備的24小時(shí)安全防盜監(jiān)測，保證路燈安全、可靠的運(yùn)行，同時(shí)本發(fā)明還具有抗雷擊保護(hù)電路，可有效地保護(hù)路燈不受雷電情況的影響。對路燈故障信息自動報(bào)告，不必經(jīng)過夜間尋燈值班；同時(shí)對路燈的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全自動的監(jiān)控，即在最合理的時(shí)間亮燈、關(guān)燈，監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)與命令是否一致，狀態(tài)不一致時(shí)可以通過GSM通訊模塊將以上信息發(fā)送到運(yùn)行人員的手機(jī)上，自行通知運(yùn)行人員，使運(yùn)行人員有目的的維修，從而提高工作效率，避免大量人力及其他資源的浪費(fèi)。通過合理的控制路燈供電參數(shù)和合理的控制路燈的開關(guān)，延長了燈具和相關(guān)輔助設(shè)備的使用壽命，從而減少了維護(hù)工作和材料的耗損。
[0023]4、本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，其利用單片機(jī)、有線以及無線通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控終端主機(jī)組成的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)城市路燈的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，解決路燈照度和節(jié)能問題；從根本上改變了城市路燈的管理方式，把傳統(tǒng)路燈管理智能控制到路段上升到可直接控制到具體的每盞燈；新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置能夠自動監(jiān)測出有故障的光源，并判斷出有故障的部件，把該燈桿的編碼發(fā)送到監(jiān)控中心以及維護(hù)人員的手機(jī)上，維護(hù)人員可以及時(shí)帶上設(shè)備，到指定編號的燈桿處維修，這樣大大的方便了維護(hù)工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述:
[0026]一種新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，包括路燈前端節(jié)能單元、通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心，其特征在于:所述路燈前端節(jié)能單元包括單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、環(huán)境光線檢測電路、GPS定位模塊和通訊串口模塊，所述監(jiān)控中心包括監(jiān)控終端主機(jī)、通訊服務(wù)器、GSM通訊模塊和通訊串口模塊，所述監(jiān)控終端主機(jī)包括電子地圖；其中，所述環(huán)境光線檢測電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、GPS定位模塊和通訊串口模塊均與單片機(jī)相連，所述路燈前端節(jié)能單元和監(jiān)控中心通過通訊網(wǎng)絡(luò)連接，所述通訊服務(wù)器和GSM通訊模塊均與監(jiān)控終端主機(jī)相連。所述的路燈前端節(jié)能單元還包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路、電壓檢測電路、電流檢測電路、防盜檢測電路、抗雷擊保護(hù)電路、顯示器和鍵盤，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路連接單片機(jī)，所述電壓檢測電路和電流檢測電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述防盜檢測電路和抗雷擊保護(hù)電路連接單片機(jī)，所述顯示器連接鍵盤；所述的顯示器采用LCD顯示器；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括A/D轉(zhuǎn)換電路和信號調(diào)理電路；所述的A/D轉(zhuǎn)換電路采用TLC2543轉(zhuǎn)換器；所述的單片機(jī)采用P89C51RD2單片機(jī)；所述的監(jiān)控中心還包括報(bào)警終端、UPS電源、投影機(jī)和屏幕，其中，所述報(bào)警終端連接監(jiān)控終端主機(jī)，所述UPS電源連接監(jiān)控終端主機(jī)和通訊服務(wù)器，所述投影儀和屏幕相連；所述的GSM通訊模塊連接手機(jī)；所述的通訊網(wǎng)絡(luò)包括無線通訊網(wǎng)GPRS網(wǎng)絡(luò)、GSM網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)，以及光纜傳輸。
[0027]結(jié)合圖1，闡述本發(fā)明的工作原理:產(chǎn)品依據(jù)人體工程學(xué)中的視覺理論，采用現(xiàn)代控制的最優(yōu)控制方法，實(shí)現(xiàn)對路燈照度的動態(tài)智能化管理。基本思路如下:在道路交通繁忙的時(shí)候或特殊的地點(diǎn)、場合、道路照明的要求標(biāo)準(zhǔn)較高，控制路燈保持較強(qiáng)的照度；而接近午夜時(shí)分，在車稀人少或不需要高標(biāo)準(zhǔn)照明的地點(diǎn)、場合，控制路燈降功率進(jìn)行，在保證道路交通安全要求的前提下，降低道路照明的照度。
[0028]監(jiān)控中心的監(jiān)控終端主機(jī)連接打印機(jī)、投影儀、GSM通訊模塊、通訊服務(wù)器及其他通訊設(shè)備，該監(jiān)控終端主機(jī)和通訊服務(wù)器由UPS電源供電。監(jiān)控終端主機(jī)配有專用系統(tǒng)軟件，采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并安裝有城市路燈測控自動化軟件系統(tǒng)，動態(tài)數(shù)據(jù)模擬顯示，根據(jù)路燈站點(diǎn)分布在城市行政地圖上的位置及其傳送回的數(shù)據(jù)，模擬顯示各站點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理，對路燈前端節(jié)能單元實(shí)行各種控制和接受遠(yuǎn)程訪問，并有良好的人機(jī)交互界面。
[0029]在每個(gè)路燈桿內(nèi)，設(shè)置路燈前端單燈節(jié)能單元，檢測每盞燈的亮燈情況，并響應(yīng)單燈監(jiān)測終端的命令，通過路燈前端單燈節(jié)能單元還可以適時(shí)進(jìn)行降電流等節(jié)能操作，將信息反饋給單片機(jī)；路燈開關(guān)箱內(nèi)同時(shí)設(shè)置單燈檢測終端，及時(shí)采集環(huán)境光線檢測電路、電壓檢測電路、電流檢測電路的數(shù)據(jù)信息，通過信號調(diào)理電路發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換電路，之后發(fā)送給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理后，由IXD顯示器進(jìn)行就地顯示，同時(shí)可以通過通訊串口模塊將數(shù)據(jù)上傳與監(jiān)控終端主機(jī)，從而準(zhǔn)確地反映亮燈情況。
[0030]路燈前端節(jié)能單元具有鍵盤、顯示器和通訊接口，能進(jìn)行就地顯示，同時(shí)可以就地進(jìn)行路燈前端節(jié)能單元與監(jiān)控中心各模塊的交互與設(shè)置；同時(shí)還能夠配合“城市路燈監(jiān)控系統(tǒng)”使用，連接到開關(guān)控制箱中的單片機(jī)，并通過其把檢測結(jié)果發(fā)送到監(jiān)控中心。最終操作員只要在路燈的監(jiān)控中心就可以看到每個(gè)路燈的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并維修有故障的燈，及時(shí)調(diào)節(jié)各條路各盞燈的狀態(tài)。
[0031]需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，包括路燈前端節(jié)能單元、通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心，其特征在于:所述路燈前端節(jié)能單元包括單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、環(huán)境光線檢測電路、GPS定位模塊和通訊串口模塊，所述監(jiān)控中心包括監(jiān)控終端主機(jī)、通訊服務(wù)器、GSM通訊模塊和通訊串口模塊，所述監(jiān)控終端主機(jī)包括電子地圖；其中，所述環(huán)境光線檢測電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、GPS定位模塊和通訊串口模塊均與單片機(jī)相連，所述路燈前端節(jié)能單元和監(jiān)控中心通過通訊網(wǎng)絡(luò)連接，所述通訊服務(wù)器和GSM通訊模塊均與監(jiān)控終端主機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，其特征在于:所述的路燈前端節(jié)能單元還包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路、電壓檢測電路、電流檢測電路、防盜檢測電路、抗雷擊保護(hù)電路、顯示器和鍵盤，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路連接單片機(jī)，所述電壓檢測電路和電流檢測電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述防盜檢測電路和抗雷擊保護(hù)電路連接單片機(jī)，所述顯示器連接鍵盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，其特征在于:所述的顯不器米用IXD顯不器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，其特征在于:所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括A/D轉(zhuǎn)換電路和信號調(diào)理電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，其特征在于:所述的A/D轉(zhuǎn)換電路采用TLC2543轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，其特征在于:所述的單片機(jī)采用P89C51RD2單片機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，其特征在于:所述的監(jiān)控中心還包括報(bào)警終端、UPS電源、投影機(jī)和屏幕，其中，所述報(bào)警終端連接監(jiān)控終端主機(jī)，所述UPS電源連接監(jiān)控終端主機(jī)和通訊服務(wù)器，所述投影儀和屏幕相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，其特征在于:所述的GSM通訊模塊連接手機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能化城市路燈全自動節(jié)能裝置，其特征在于:所述的通訊網(wǎng)絡(luò)包括無線通訊網(wǎng)GPRS網(wǎng)絡(luò)、GSM網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)，以及光纜傳輸。
【文檔編號】H05B37/03GK103813575SQ201210458457
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月15日
【發(fā)明者】毛振剛, 毛媛媛, 毛芳芳 申請人:天津豪君科技有限公司