本發(fā)明涉及路燈控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

路燈是城鎮(zhèn)基礎(chǔ)性設(shè)施，在城鎮(zhèn)道路照明中起到了不可替代的作用。目前普遍采用的路燈控制方法有人工干預(yù)、時(shí)鐘控制和DDS獨(dú)立控制技術(shù)，這些控制方法均不能實(shí)現(xiàn)單燈控制、故障診斷和故障定位，難以及時(shí)、準(zhǔn)確掌握路燈的工作狀態(tài)，在維護(hù)和管理上浪費(fèi)大量人力物力，且不論時(shí)節(jié)和路況，均“全夜燈恒照度”，浪費(fèi)大量電能，同時(shí)現(xiàn)在的路燈都在較高電壓下工作，且受到電壓、頻率的影響，電壓、電流不可調(diào)節(jié)，不能根據(jù)實(shí)際需要來調(diào)節(jié)路燈電壓、電流。

物聯(lián)網(wǎng)是指通過傳感器、射頻識別(RFID)、全球定位系統(tǒng)、二碼等信息感知設(shè)備，按約定的協(xié)議連接起來，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、數(shù)據(jù)采集、智能控制、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，如今傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳輸、全球定位等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明提出的一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)和動(dòng)態(tài)節(jié)能控制器，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包括上位機(jī)和GPRS無線通訊單元A，所述監(jiān)控網(wǎng)關(guān)包括GPRS無線通訊單元B、數(shù)椐處理單元和ZigBee通訊模塊，所述動(dòng)態(tài)節(jié)能控制器包括數(shù)字式智能主控MCU、H橋驅(qū)動(dòng)電路和節(jié)能路燈電路，所述節(jié)能路燈電路依次包括交流電源輸入端、防雷擊電路、EMI濾波器、輸入電壓/電流/功率/功率因數(shù)采集器、AC/DC轉(zhuǎn)換電路、APFC電路、H橋、輸出LC濾波器、輸出電壓/電流采集器和電壓/頻率可變交流電源輸出端，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)控網(wǎng)關(guān)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)與動(dòng)態(tài)節(jié)能控制器均采用無線連接，所述智能主控MCU通過SVPWM驅(qū)動(dòng)信號控制H橋驅(qū)動(dòng)電路，所述H橋驅(qū)動(dòng)電路與H橋電連接，所述輸入電壓/電流/功率/功率因數(shù)采集器輸出端與ZigBee通訊模塊無線連接，所述輸出電壓/電流采集器的輸出端與數(shù)字式智能主控MCU電連接，所述ZigBee通訊模塊與數(shù)字式智能主控MCU無線連接。

優(yōu)選地，所述數(shù)字式智能主控MCU包括環(huán)境檢測單元、時(shí)鐘儲存單元、控制脈寬調(diào)制單元和定位單元。

優(yōu)選地，所述環(huán)境檢測單元包括光強(qiáng)檢測模塊、紅外檢測模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和信號放大電路，所述時(shí)鐘儲存單元包括時(shí)鐘芯片和晶振電路，所述控制脈寬調(diào)制單元包括PWM控制器和穩(wěn)壓電路，所述定位單元包括GPS定位系統(tǒng)和穩(wěn)壓電路。

一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈的控制方法，具體控制方法如下：

系統(tǒng)分正常工作模式和智能工作模式兩種；

正常工作模式是設(shè)定好每天路燈亮的時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間；

智能工作模式，當(dāng)進(jìn)入黑夜或因天氣因素導(dǎo)致陰暗時(shí)，路燈系統(tǒng)進(jìn)入智能工作模式，當(dāng)紅外檢測模塊檢測到有人或車通過時(shí)，控制中心立即控制脈寬調(diào)制單元產(chǎn)生波形控制繼電器點(diǎn)亮路燈，當(dāng)人或車遠(yuǎn)離路燈時(shí)，時(shí)鐘儲存單元開始記錄人或車離開路燈時(shí)間，當(dāng)達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)，路燈關(guān)閉，當(dāng)?shù)竭_(dá)日出時(shí)，光強(qiáng)檢測模塊檢測到光強(qiáng)，這時(shí)系統(tǒng)就會關(guān)閉所有路燈，智能工作模式就會進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

在正常工作模式和智能工作模式下，若路燈亮滅異常，定位單元開始工作，并將定位到的故障路燈所在地的坐標(biāo)通過數(shù)字式智能主控MCU傳達(dá)給監(jiān)控網(wǎng)關(guān)，監(jiān)控網(wǎng)關(guān)把信息傳達(dá)給遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，最終遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)會收到該信息并加以顯示和提醒；

可以根據(jù)需求，在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)上設(shè)置指令切換工作模式以及路燈工作狀態(tài)。

本發(fā)明中，1、對輸入交流電源電壓要求低，可以在125V以上的低壓工作，同時(shí)確保在路燈照明線路末端正常工作，使用后可提升高壓鈉燈亮燈率；2、輸出電壓、頻率不受輸入交流電電壓、頻率影響，可根據(jù)驅(qū)動(dòng)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)；3、驅(qū)動(dòng)、控制、檢測功能都由32位高速單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)，調(diào)控實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化；4、在配合原有電感鎮(zhèn)流器使用時(shí)，不需要更改原有線路，只有串聯(lián)到輸入即可，且原電感鎮(zhèn)流器補(bǔ)償電容損壞時(shí)工作不受影響；5、產(chǎn)品功率因數(shù)高度達(dá)97％以上，效率大于94％，安裝使用對電源網(wǎng)絡(luò)幾乎沒有干擾，線路損耗得到有效的降低；6、輸出電壓、電流可控制，也可定時(shí)調(diào)節(jié)，可以根據(jù)具體需求設(shè)定實(shí)現(xiàn)按需照明，合理降低路燈功耗，節(jié)省用電費(fèi)用可達(dá)35％以上；7、產(chǎn)品基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，使用后可遠(yuǎn)程監(jiān)控?zé)艟吖ぷ鳡顟B(tài)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)燈具異常，并節(jié)省夜晚巡線人力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明動(dòng)態(tài)節(jié)能控制器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中:1-遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、11-上位機(jī)、12-GPRS無線通訊單元A、2-監(jiān)控網(wǎng)關(guān)、21-GPRS無線通訊單元B、22-數(shù)椐處理單元、23-ZigBee通訊模塊、3-動(dòng)態(tài)節(jié)能控制器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步解說。

實(shí)施例

本發(fā)明提出的一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)1、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)2和動(dòng)態(tài)節(jié)能控制器3，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)1包括上位機(jī)11和GPRS無線通訊單元A12，監(jiān)控網(wǎng)關(guān)2包括GPRS無線通訊單元B21、數(shù)椐處理單元22和ZigBee通訊模塊23，動(dòng)態(tài)節(jié)能控制器3包括數(shù)字式智能主控MCU、H橋驅(qū)動(dòng)電路和節(jié)能路燈電路，節(jié)能路燈電路依次包括交流電源輸入端、防雷擊電路、EMI濾波器、輸入電壓/電流/功率/功率因數(shù)采集器、AC/DC轉(zhuǎn)換電路、APFC電路、H橋、輸出LC濾波器、輸出電壓/電流采集器和電壓/頻率可變交流電源輸出端，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)1與監(jiān)控網(wǎng)關(guān)2、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)2與動(dòng)態(tài)節(jié)能控制器3均采用無線連接，智能主控MCU通過SVPWM驅(qū)動(dòng)信號控制H橋驅(qū)動(dòng)電路，H橋驅(qū)動(dòng)電路與H橋電連接，輸入電壓/電流/功率/功率因數(shù)采集器輸出端與ZigBee通訊模塊無線連接，輸出電壓/電流采集器的輸出端與數(shù)字式智能主控MCU電連接，ZigBee通訊模塊23與數(shù)字式智能主控MCU無線連接，數(shù)字式智能主控MCU包括環(huán)境檢測單元、時(shí)鐘儲存單元、控制脈寬調(diào)制單元和定位單元，環(huán)境檢測單元包括光強(qiáng)檢測模塊、紅外檢測模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和信號放大電路，時(shí)鐘儲存單元包括時(shí)鐘芯片和晶振電路，控制脈寬調(diào)制單元包括PWM控制器和穩(wěn)壓電路，定位單元包括GPS定位系統(tǒng)和穩(wěn)壓電路。

一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈的控制方法，具體控制方法如下：

系統(tǒng)分正常工作模式和智能工作模式兩種；

正常工作模式是設(shè)定好每天路燈亮的時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間；

智能工作模式，當(dāng)進(jìn)入黑夜或因天氣因素導(dǎo)致陰暗時(shí)，路燈系統(tǒng)進(jìn)入智能工作模式，當(dāng)紅外檢測模塊檢測到有人或車通過時(shí)，控制中心立即控制脈寬調(diào)制單元產(chǎn)生波形控制繼電器點(diǎn)亮路燈，當(dāng)人或車遠(yuǎn)離路燈時(shí)，時(shí)鐘儲存單元開始記錄人或車離開路燈時(shí)間，當(dāng)達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)，路燈關(guān)閉，當(dāng)?shù)竭_(dá)日出時(shí)，光強(qiáng)檢測模塊檢測到光強(qiáng)，這時(shí)系統(tǒng)就會關(guān)閉所有路燈，智能工作模式就會進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

在正常工作模式和智能工作模式下，若路燈亮滅異常，定位單元開始工作，并將定位到的故障路燈所在地的坐標(biāo)通過數(shù)字式智能主控MCU傳達(dá)給監(jiān)控網(wǎng)關(guān)2，監(jiān)控網(wǎng)關(guān)2把信息傳達(dá)給遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)1，最終遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)1會收到該信息并加以顯示和提醒；

可以根據(jù)需求，在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)1的上位機(jī)11上設(shè)置指令切換工作模式以及路燈工作狀態(tài)。

本發(fā)明中，1、對輸入交流電源電壓要求低，可以在125V以上的低壓工作，同時(shí)確保在路燈照明線路末端正常工作，使用后可提升高壓鈉燈亮燈率；2、輸出電壓、頻率不受輸入交流電電壓、頻率影響，可根據(jù)驅(qū)動(dòng)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)；3、驅(qū)動(dòng)、控制、檢測功能都由32位高速單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)，調(diào)控實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化；4、在配合原有電感鎮(zhèn)流器使用時(shí)，不需要更改原有線路，只有串聯(lián)到輸入即可，且原電感鎮(zhèn)流器補(bǔ)償電容損壞時(shí)工作不受影響；5、產(chǎn)品功率因數(shù)高度達(dá)97％以上，效率大于94％，安裝使用對電源網(wǎng)絡(luò)幾乎沒有干擾，線路損耗得到有效的降低；6、輸出電壓、電流可控制，也可定時(shí)調(diào)節(jié)，可以根據(jù)具體需求設(shè)定實(shí)現(xiàn)按需照明，合理降低路燈功耗，節(jié)省用電費(fèi)用可達(dá)35％以上；7、產(chǎn)品基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，使用后可遠(yuǎn)程監(jiān)控?zé)艟吖ぷ鳡顟B(tài)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)燈具異常，并節(jié)省夜晚巡線人力。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。