專利名稱：一種路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種采用了電力載波技術(shù)的智能化路燈節(jié)能控 制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源問題越來越受到國(guó)家的重視，"創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)" 正在各行業(yè)中得到貫徹落實(shí)。目前各大城巿的交通路燈的能源利用率不髙，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(zhǎng)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(fèi)大量的電能，也不利于我國(guó)節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)。
交通道路上的路燈沒有必要時(shí)時(shí)全部打開，可以在適當(dāng)時(shí)間段關(guān)閉部分路燈，如隔一 個(gè)開一個(gè)，或隔兩個(gè)開一個(gè)，對(duì)于車輛與行人特別稀少的交通道路則可以關(guān)閉更多的路燈。 長(zhǎng)時(shí)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(dòng)控制、定時(shí)控制、光照控制或以上幾種控制的組合等方式，但這些技術(shù)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(huì)耗費(fèi)大量 的人力物力。現(xiàn)有技術(shù)不能滿足日新月異的城市建設(shè)需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，旨在提供一種設(shè)計(jì)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(luò)，采用電力載波技術(shù)，即通過電力 線來傳輸控制信號(hào)，從而達(dá)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(jī)控制、聲控、以及自動(dòng)定時(shí)點(diǎn)亮、關(guān)閉部分路燈以及實(shí)時(shí)監(jiān)控等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng) 控制路燈的工作狀態(tài)，節(jié)約了能源。本發(fā)明采用電力載波技術(shù)即采用電力線作為傳輸總線， 在總線上連接各遠(yuǎn)端指令接收器即從控制終端(即路燈節(jié)點(diǎn))，控制各路燈的工作狀態(tài)， 大大減少了因鋪設(shè)電纜所消耗的經(jīng)費(fèi)。
具體來說，本發(fā)明的技術(shù)方案是通過下列途徑來實(shí)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(yīng)，并向外發(fā)送路燈 控制指令；以及
_中繼器，用于再生與放大控制信息及路燈狀態(tài)信息；以及
一從控制終端，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(jī)控制或主控制終端直接控制。控
制中心由由單片機(jī)構(gòu)成的主控制終端或微機(jī)連接部分通過單片機(jī)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(hào)調(diào)制解調(diào)器相聯(lián)構(gòu)成。控制中心的信號(hào)調(diào)制解調(diào)器優(yōu)選為
KQ-300,微機(jī)連接部分還包括232芯片(MAX232AEJE)。
前述中繼器包括單片機(jī)、放大電路、耦合電路、濾波電路和調(diào)制解調(diào)器，單片機(jī)的外 圍有存儲(chǔ)器，單片機(jī)和調(diào)制解調(diào)器相連，調(diào)制解調(diào)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(jī)、放大電路、耦合電路、濾波電路和調(diào)制解 調(diào)器，所述單片機(jī)與聲光傳感器和調(diào)制解調(diào)器相連接，調(diào)制解調(diào)器通過放大電路、耦合電 路和濾波電路與電力網(wǎng)相連接。
本發(fā)明解決了以下技術(shù)難題
1、采用了電力載波技術(shù)，可利用現(xiàn)有電力網(wǎng)絡(luò)，無需再布線，大大減少了應(yīng)用成本； 2、將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到路燈節(jié)能控制領(lǐng)域，使路燈控制更加方便簡(jiǎn)單；3、使用了單片機(jī) 技術(shù)，使路燈節(jié)能控制器更加智能化，同時(shí)使控制設(shè)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(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖來對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述
--、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(gòu)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(yīng)的反應(yīng)。該部分主要解決了微機(jī)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(hào)及從電力網(wǎng)接收路燈狀態(tài)信號(hào)的問題。控制中心可
以有兩種控制方式微機(jī)通過單片機(jī)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(hào)及路燈狀態(tài)信號(hào)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(hào)發(fā)送給控制中心，根據(jù)天氣的實(shí)際明暗狀況將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制信 號(hào)以控制路燈的亮與滅。
采用上述結(jié)構(gòu)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(shí)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(jī)通過單片機(jī)控制方式。采用主控制終端直接控制方式時(shí)，控制中心只有一個(gè)主
控制終端即可完成對(duì)路燈的控制，控制信號(hào)由單片機(jī)發(fā)出，經(jīng)KQ-300進(jìn)行FSK調(diào)制，然 后信號(hào)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(hào)由電力網(wǎng)經(jīng)耦合電路、濾 波電路傳至KQ-300， KQ-300對(duì)信號(hào)解調(diào)后送至單片機(jī)。采用微機(jī)控制方式時(shí)，控制信號(hào) 由微機(jī)發(fā)出，經(jīng)串口傳至主控單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)信號(hào)加工處理之后傳送至KQ-300， KQ-300 對(duì)信號(hào)進(jìn)行FSK調(diào)制，然后信號(hào)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(hào) 的傳輸與單片機(jī)控制方式基本相同，只是信號(hào)最后經(jīng)串口傳送至微機(jī)。
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(duì)信號(hào)的再生和放大。電力網(wǎng)上衰 減后的信號(hào)經(jīng)耦合電路、濾波電路及KQ-300解調(diào)后傳至單片機(jī)，單片機(jī)完成對(duì)信號(hào)的存 儲(chǔ)，完成信號(hào)的接收功能；接收信號(hào)經(jīng)單片機(jī)控制延時(shí)后送至KQ-300進(jìn)行調(diào)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(hào)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(hào)經(jīng)耦合電路、濾波電路及KQ~300解調(diào) 后傳至單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別后發(fā)出相應(yīng)的指令完成對(duì)路燈的控制，聲、光傳 感器傳來的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)處理后產(chǎn)生相應(yīng)的指令完成對(duì)路燈的控制。傳感器、路燈等的工 作狀態(tài)信號(hào)經(jīng)單片機(jī)傳至KQ-300, KQ-300對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后，信號(hào)經(jīng)放大電路、耦合電 路耦合至電力網(wǎng)。
三、 從圖5-il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，本電路由單片機(jī)AT89S52等器件構(gòu)成的主控部分、 KQ-300等器件構(gòu)成的信號(hào)調(diào)制解調(diào)部分、三極管Q1、 Q2等器件構(gòu)成的放大電路部分、耦 合變壓器KQ5、 KQ1等器件構(gòu)成的耦合電路部分及由MAX232AEJE芯片等器件和串口組成的
微機(jī)連接部分組成。發(fā)送信號(hào)時(shí)，控制信號(hào)由單片機(jī)的4腳(P1.3腳)模擬單片機(jī)串口發(fā) 出，發(fā)送到KQ-300的4腳(TX調(diào)制數(shù)據(jù)輸入腳)，此時(shí)，KQ-300的5腳(R/T收發(fā)狀態(tài)控 制腳)，在單片機(jī)的控制下處于低電平，KQ-300處于調(diào)制發(fā)送狀態(tài)，KQ-300接收到控制信 號(hào)后，便將控制信號(hào)調(diào)制到125 131KHZ的頻率，調(diào)制信號(hào)由1腳(0TX1載波信號(hào)輸出腳)、 2腳(0TX2載波信號(hào)輸出腳)輸出載波信號(hào)。載波信號(hào)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(diào)電感KQ4、電容CDY耦合到電力線上。
接收信號(hào)時(shí)，由從控制終端發(fā)出的信號(hào)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(hào)發(fā)送到KQ-300輸入端il腳(IRX載波信號(hào)輸入腳)，此時(shí)， KQ"300的5腳(R/T收發(fā)狀態(tài)控制腳)，在單片機(jī)的控制下處于高電平，KQ-300處于解調(diào) 接收狀態(tài)，KQ-300接收到耦合信號(hào)后，將耦合信號(hào)解調(diào)出來，解調(diào)信號(hào)由8腳(RX解調(diào) 后的數(shù)據(jù)輸出腳)送至單片機(jī)5腳(P1.5腳)模擬單片機(jī)串口接收，而后由單片機(jī)對(duì)從控 制終端的狀態(tài)進(jìn)行判斷。
如果使用微機(jī)作為控制中心，則主控單片機(jī)需通過串行口和232電路與計(jì)算機(jī)通信， 形成PC機(jī)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 終端查詢子程序組成。
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(hào)由中繼器進(jìn)行恢復(fù)，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(jī)外圍有存儲(chǔ)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(duì)電力線上傳輸?shù)男盘?hào)接收、暫存、放大后耦 合至電力網(wǎng)，完成對(duì)信號(hào)的恢復(fù)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10所示，本電路由單片機(jī)AT89S52等器件構(gòu)成的主 控部分、KQ-300等信號(hào)構(gòu)成的信號(hào)調(diào)制解調(diào)部分、三極管Q1、 Q2等器件構(gòu)成的放大電路 部分、耦合變壓器KQ5、 KQ1等器件構(gòu)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(hào)的收發(fā)過程與主控制終端收發(fā)過程大致相同。接收時(shí)，爭(zhēng) 片機(jī)對(duì)接收到的控制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、識(shí)別和處理，而后，由P2 口發(fā)出控制信號(hào)來控制路 燈。聲光控電路發(fā)出的控制信號(hào)送至單片機(jī)的P0 口，經(jīng)單片機(jī)處理后送至P2 口，由P2 口發(fā)出控制信號(hào)來控制路燈。
從控制終端軟件流程圖如圖II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(yīng)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(hào)傳至控制中心。
該系統(tǒng)對(duì)路燈照明控制功能強(qiáng)，實(shí)用價(jià)值高，安裝使用方便，易于推廣和應(yīng)用，可實(shí)
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(jì)和
社會(huì)效益，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化甜景。
本智能化路燈節(jié)能控制系統(tǒng)能夠彌補(bǔ)當(dāng)前路燈控制器的不足。將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、單
片機(jī)技術(shù)及電力載波技術(shù)推廣應(yīng)用于路燈控制領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了路燈控制的智能化。生產(chǎn)這種
設(shè)備所需投資不會(huì)太高，工藝也不太復(fù)雜。由于采用了電力載波技術(shù)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(jiǎn)單。
本智能化路燈節(jié)能控制系統(tǒng)采用了電力載波技術(shù)，成本造價(jià)低，易于推廣應(yīng)用。概括 起來其具有下述主要特點(diǎn)
一是該系統(tǒng)的成本較低，實(shí)用價(jià)值高； 二是采用的技術(shù)先進(jìn)且成熟，從而系統(tǒng)的穩(wěn)定性較高；
三是該系統(tǒng)是一個(gè)基于電力網(wǎng)的通信網(wǎng)，覆蓋面廣，分布節(jié)點(diǎn)具有分散性，控制中心 對(duì)各節(jié)點(diǎn)具有定位功能。
該項(xiàng)目的開發(fā)應(yīng)用必將在能源節(jié)約和電力載波傳輸技術(shù)領(lǐng)域起到重要的作用，具有廣 闊的應(yīng)用市場(chǎng)，該技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用必將TO重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
前面的描述只是該發(fā)明的具體實(shí)施方式
，各種舉例說明不對(duì)發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限 制，所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對(duì)以前所述的具體實(shí)施方式
做 修改或變形，而不背離該發(fā)明的實(shí)質(zhì)和內(nèi)容。
權(quán)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(yīng)，并向外發(fā)送路燈控制指令；以及-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。
全文摘要
本發(fā)明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(gòu)成的?？刂浦行?，是由單片機(jī)構(gòu)成的主控制終端或微機(jī)連接部分通過單片機(jī)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(hào)調(diào)制解調(diào)器相聯(lián)構(gòu)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(hào)調(diào)制解調(diào)器與單片機(jī)相聯(lián)構(gòu)成，單片機(jī)的外圍有存儲(chǔ)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(hào)調(diào)制解調(diào)器與單片機(jī)、聲光傳感器相聯(lián)構(gòu)成。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了無需重新布線，大大減少應(yīng)用成本的效果，還將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到路燈節(jié)能控制領(lǐng)域，使路燈控制更加方便簡(jiǎn)單，本系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101188890SQ20071011482
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者于會(huì)山, 冀相奎, 商洪亮, 碩 李, 肖文昌, 路燦云 申請(qǐng)人:聊城大學(xué)