專利名稱：一種照明器故障監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測裝置，具體地講是一種照明器故障監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
近些年來，隨著經(jīng)濟的增長，我國城市照明技術(shù)與規(guī)模得到了快速的發(fā)展，但是照明器故障監(jiān)測方面一直還是沿用以下兩種傳統(tǒng)方法，1、組織專門人員沿線路進行定期人工巡檢，人工確定故障點；2、根據(jù)當(dāng)前用電量(正常工作狀態(tài)的照明器用電量之和)與總用電量(照明器總用電量之和)之比推測故障點的數(shù)量，但是不能確定故障點。以上的照明器故障監(jiān)測方法的缺點是:耗電量高、工作效率低、維護成本高，維護人員很難在第一時間發(fā)現(xiàn)照明器故障；即使發(fā)現(xiàn)了故障，也不能快速判定故障的類型(如照明器故障、照明控制器故障或供電線路故障等)，常常因維護不及時而常常影響人們的夜間出行安全，更不能實現(xiàn)控制中心對照明器“點對點”的直接監(jiān)控。眾所周知，照明器是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，使用時間長，照明器一旦出現(xiàn)故障，就需要管理部門能夠及時發(fā)現(xiàn)并快速維修，所以增加照明器故障的監(jiān)測手段，提高照明器監(jiān)測的智能化程度就顯得十分重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種適用于城市路燈、景觀燈和住宅小區(qū)等的照明器故障監(jiān)測裝置，具有節(jié)省電能、故障點報警及時、工作效率高、維護成本低的特點，能夠在線監(jiān)測照明器故障并具有遠程報警功能的照明器故障監(jiān)測裝置。該照明器故障監(jiān)測裝置安裝在照明器所處位置，能夠遠程接收監(jiān)控中心控制命令，在線監(jiān)測照明器故障，并向監(jiān)控中心發(fā)送故障報警信息。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種照明器故障監(jiān)測裝置，包括微處理器、通信電路、電源、控制模塊和信號采集模塊、照明器、監(jiān)控中心、供電線路，其特征在于，上述控制模塊由控制電路和與其相連接的繼電器構(gòu)成，上述信號采集模塊由限流電阻、光電耦合器、二極管、電流互感器構(gòu)成，上述電源、通信電路、控制模塊以及信號采集模塊分別與微處理器相連接，上述光電耦合器包括光敏三極管和發(fā)光二極管，上述輸入端發(fā)光二極管與二極管反向并聯(lián)相接，上述二極管與電流互感器相連接，上述照明器安裝于穿過電流互感器的供電線路，上述限流電阻為上拉電阻的電路形式時，限流電阻一端連接電源，另一端與光電耦合器光敏三極管的集電極、微處理器的監(jiān)測引腳相連，上述光電耦合器光敏三極管的發(fā)射極連接電源地；上述限流電阻為下拉電阻的電路形式時，限流電阻一端連接電源地，另一端與微處理器的監(jiān)測引腳、光電耦合器光敏三極管的發(fā)射極連接，上述通信電路與監(jiān)控中心連接。一種照明器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，上述微處理器通過通信電路與監(jiān)控中心連接，通過目前比較成熟的通信手段與監(jiān)控中心實現(xiàn)信息交流，通信手段包括有線方式和無線方式，在此不再贅述?！N照明器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，上述電源為照明器故障監(jiān)測裝置的各個部分提供直流電源，電源直接取之供電線路。一種照明器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，上述微處理器可以通過控制電路控制繼電器的開合，實現(xiàn)對照明器工作狀態(tài)的控制。本發(fā)明所述照明器故障監(jiān)測裝置工作的前提條件是繼電器處于閉合狀態(tài)。本發(fā)明中，內(nèi)裝有指令的微處理器是照明器故障監(jiān)測裝置的核心，負責(zé)整個照明器故障監(jiān)測裝置的運行。本發(fā)明中限流電阻的作用是保護光電耦合器中的光敏三極管，使其工作電流在允許的范圍內(nèi)；同時限流電阻還可以在光敏三極管處于截止?fàn)顟B(tài)時，保證微處理器監(jiān)測引腳處于一個穩(wěn)定的電平狀態(tài)。本發(fā)明中二極管的作用是保護光電耦合器中的光敏二極管，交流電流的流向與光電耦合器中發(fā)光二極管導(dǎo)通方向不一致時，二極管為交流電流提供反向通道，避免光電耦合器中發(fā)光二極管被反向擊穿。本發(fā)明在使用過程中，為每個照明器安裝一個照明器故障監(jiān)測裝置，其中信號采集模塊可以在事先寫入執(zhí)行程序的微處理器的控制下實現(xiàn)對照明器工作狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集。信號采集過程中，控制電路控制繼電器閉合，照明器處于工作狀態(tài)時，連接照明器并穿過電流互感器的供電線路將會有電流流過，電流互感器就會受到感應(yīng)并輸出交流電流，交流電流的流向與光電耦合器中的發(fā)光二極管導(dǎo)通方向一致時，交流電流會驅(qū)動光電耦合器中的發(fā)光二級管發(fā)光并照射到光電耦合器中光敏三極管的基極，光敏三極管的基極受到光照后使光敏三極管導(dǎo)通，使得微處理器監(jiān)測引腳的電平發(fā)生翻轉(zhuǎn)；交流電流的流向與光電耦合器中的發(fā)光二極管導(dǎo)通方向不一致時，交流電流會驅(qū)動與光電耦合器中的發(fā)光二級管反向并聯(lián)的二極管導(dǎo)通，此時光電耦合器中的發(fā)光二級管不發(fā)光，光敏三極管的基極沒有受到光照處于截止?fàn)顟B(tài)，使得監(jiān)測引腳電平再次翻轉(zhuǎn)。周而復(fù)始，交流電流會驅(qū)動光電耦合器的發(fā)光二級管與二極管處于交替導(dǎo)通的狀態(tài)，就會在微處理器監(jiān)測引腳產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號。故微處理器監(jiān)測引腳只要在規(guī)定時間內(nèi)監(jiān)測到有脈沖信號產(chǎn)生，就說明照明器工作狀態(tài)正常，反之則說明照明器出現(xiàn)了故障。照明器出現(xiàn)故障后，穿過電流互感器并連接照明器的供電線路將不會有電流流過，電流互感器就不會受到感應(yīng)并輸出交流電流，微處理器監(jiān)測引腳也不會產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號，這時微處理器將故障報警信息通過通信電路發(fā)送給監(jiān)測中心，實現(xiàn)遠程報警。本發(fā)明解決了長期以來困擾人們的照明器故障監(jiān)測問題，以遠程、實時的智能化監(jiān)測方法代替了傳統(tǒng)的人工巡查式監(jiān)測手段，實現(xiàn)這一發(fā)明僅需要在照明器所在位置增加一個成本低、體積小的照明器故障監(jiān)測裝置就可以，能夠節(jié)省大量的人力、物力成本，本發(fā)明具有工作效率高、成本低、故障點報警及時的特點，該裝置所具有的數(shù)據(jù)通信功能可實現(xiàn)照明器故障在線監(jiān)測、遠程實時報警，提高了照明器故障監(jiān)測的智能化程度，管理部門能夠及時定位并快速維修照明器的故障。使用本發(fā)明后，輔以一定的管理手段，可以實現(xiàn)“管理節(jié)能”的理念，城市照明管理系統(tǒng)就真正成為了城市物聯(lián)網(wǎng)的一部分。


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圖1是本發(fā)明中限流電阻為上拉電阻時的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明中限流電阻為下拉電阻時的結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明無線通信方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明有線通信方式的結(jié)構(gòu)示意 圖5是本發(fā)明實施例1交流電流與監(jiān)測引腳電平關(guān)系的示意 圖6是本發(fā)明實施例2交流電流與監(jiān)測引腳電平關(guān)系的示意圖。圖中的標(biāo)號:1.微處理器，2.通信電路，3.電源，4.控制電路，5.繼電器，6.限流電阻，7.光電耦合器，8.二極管，9.電流互感器，10.照明器，11.監(jiān)控中心，12.供電線路。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖1和實施例對本發(fā)明進一步說明。一種照明器故障監(jiān)測裝置，包括微處理器1、通信電路2、電源3、控制模塊和信號采集模塊、照明器10、監(jiān)控中心11，其特征在于，上述控制模塊由控制電路4和與其連接的繼電器5構(gòu)成，上述信號采集模塊由限流電阻6、光電耦合器7、二極管8和電流互感器9構(gòu)成，上述微處理器I與通信電路2、電源3、控制模塊、信號采集模塊相連接，上述光電耦合器7的發(fā)光二極管與二極管8反向并聯(lián)，上述二極管8與電流互感器9并聯(lián)，上述照明器10安裝于穿過電流互感器9的供電線路12上，圖1中，上述限流電阻6為上拉電阻的電路形式，限流電阻6 —端連接電源3，另一端與光電耦合器7光敏三極管的集電極、微處理器I的監(jiān)測引腳相連，上述光電耦合器7輸出端光敏三極管的發(fā)射極連接電源地，上述通信電路2與監(jiān)控中心11實施通信；圖2中，上述限流電阻6為下拉電阻的電路形式，限流電阻6 —端連接電源地，另一端與微處理器I的監(jiān)測引腳、光電耦合器7的輸出端光敏三極管的發(fā)射極連接。本發(fā)明在實施過程中，每個照明器10安裝有一個照明器故障監(jiān)測裝置，其微處理器I內(nèi)載有事先寫入的執(zhí)行程序，信號采集模塊在微處理器I的控制下實現(xiàn)對照明器工作狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集。信號采集過程中，控制電路4控制繼電器5閉合，使照明器10處于正常工作狀態(tài)時，穿過電流互感器9并連接照明器10的供電線路12將會有電流通過，電流互感器9就會感應(yīng)并輸出交流電流，交流電流的流向與光電耦合器7中的發(fā)光二極管導(dǎo)通方向一致時，會驅(qū)動光電耦合器7中發(fā)光二級管發(fā)光并照射到光電耦合器7中光敏三極管的基極，光電耦合器7中光敏三極管的基極受到光照后處于導(dǎo)通狀態(tài)，使得微處理器I監(jiān)測引腳的電平發(fā)生翻轉(zhuǎn)；交流電流的流向與光電耦合器7中發(fā)光二極管導(dǎo)通方向不一致時，會驅(qū)動與光電耦合器7中發(fā)光二級管并聯(lián)的二極管8導(dǎo)通，此時驅(qū)動光電耦合器7中發(fā)光二級管不發(fā)光，光電耦合器7中光敏三極管的基極沒有受到光照而處于截止?fàn)顟B(tài)，使得微處理器I監(jiān)測引腳的電平再次翻轉(zhuǎn)。周而復(fù)始，交流電流會驅(qū)動光電耦合器7中發(fā)光二級管和與之并聯(lián)連接的二極管8處于交替導(dǎo)通的狀態(tài)，這種交替導(dǎo)通的狀態(tài)就會在微處理器I的監(jiān)測引腳產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號。故微處理器I只要在規(guī)定時間內(nèi)監(jiān)測到有頻率信號產(chǎn)生，就說明照明器10工作狀態(tài)正常。反之則說明照明器10出現(xiàn)了故障。照明器10出現(xiàn)故障后，連接照明器10并穿過電流互感器9的供電線路12將不會有電流流過，電流互感器9就不會受到感應(yīng)并輸出交流電流，微處理器I監(jiān)測引腳在規(guī)定時間內(nèi)監(jiān)測不到有一定頻率的脈沖信號產(chǎn)生，這時微處理器I將故障報警信息通過通信電路發(fā)送給監(jiān)測中心，實現(xiàn)遠程報警。本發(fā)明中限流電阻6的作用是保護光電耦合器7中的光敏三極管，使其工作電流在允許的范圍內(nèi)，同時限流電阻6還可以在光電耦合器7中光敏三極管處于截止?fàn)顟B(tài)時，保證微處理器I監(jiān)測引腳處于一個穩(wěn)定的高電平狀態(tài)。本發(fā)明中二極管8的作用是保護光電耦合器7中的光敏二極管，交流電流的流向與光電耦合器7中發(fā)光二極管導(dǎo)通方向不一致時，二極管為交流電流提供反向通道，避免光電稱合器7中發(fā)光二極管被反向擊穿。如圖1所示，限流電阻6為上拉電阻的電路形式，限流電阻6的一端接電源3，其作用是當(dāng)沒有監(jiān)測到脈沖信號時，監(jiān)測引腳保持為高電平；如圖2所示，限流電阻6為下拉電阻的電路形式，限流電阻6的一端接電源地，其作用是當(dāng)沒有監(jiān)測到脈沖信號時，監(jiān)測引腳保持為低電平。限流電阻6選擇上拉電阻的電路形式或者下拉電阻的電路形式，工作效果是一樣的，但是工作過程中微處理器I引腳監(jiān)測到的電平邏輯相反，在此不再贅述。如圖1和圖2所示，在具體實施過程中，電源3為照明器故障監(jiān)測裝置的各個部分提供直流電源，電源3直接取之供電線路12，這樣做的好處是:只要供電線路12不發(fā)生故障，就能保證照明器故障監(jiān)測裝置處于可靠的工作狀態(tài)。如圖1與圖2所示，通信電路2與監(jiān)控中心11之間采用的通信方式可以是有線方式，也可以是無線方式，通信方式在圖1與圖2中通信方式用虛線表示。如圖3所示，通信電路2與監(jiān)控中心11之間采用無線通信方式，工作工過程是通信電路2將信號通過發(fā)送模塊發(fā)送出去，經(jīng)由無線信道傳輸給監(jiān)控中心11，監(jiān)控中心11的接收模塊接收相應(yīng)的信號；反之，監(jiān)控中心11將信號通過發(fā)送模塊發(fā)送出去，經(jīng)由無線信道傳輸給通信電路2，通信電路2的接收模塊接收相應(yīng)的信號。如圖4所示，通信電路2與監(jiān)控中心11之間采用有線通信方式，通信電路2將信號通過接口模塊發(fā)送出去，經(jīng)由有線信道傳輸給監(jiān)控中心11，監(jiān)控中心11的接口模塊接收相應(yīng)的信號；反之，監(jiān)控中心 11將信號通過接口模塊發(fā)送出去，經(jīng)由有線信道傳輸給通信電路2，通信電路2的接口模塊接收相應(yīng)的信號。實施例1
一種照明器故障監(jiān)測裝置，供電線路提供的是220V50HZ交流電。眾所周知，此時電流互感器9輸出的交流電流i的變化周期同樣也是50Hz，如圖5、圖6虛線所示，在此不再贅述。如圖1所示，限流電阻6為上拉電阻的電路形式，照明器10處于正常工作狀態(tài)時，供電線路12會有電流流過，電流互感器9就會感應(yīng)并輸交流電流，交流電流的流向與光電耦合器7中的發(fā)光二極管的導(dǎo)通方向一致時，會驅(qū)動光電耦合器7中的發(fā)光二級管發(fā)光并照射光電耦合器7的光敏三極管基極，基極受到光照后處于導(dǎo)通狀態(tài)，使得監(jiān)測引腳的電平為低電平，如圖5正半周期^實線所示；交流電流的流向與光電耦合器7中的二極管導(dǎo)通方向不一致時，會驅(qū)動與光電耦合器7中的發(fā)光二級管反向并聯(lián)的二極管8導(dǎo)通，此時光電耦合器7中的發(fā)光二級管不發(fā)光，光電耦合器7中的光敏三極管的基極沒有受到光照而處于截止?fàn)顟B(tài)，使得監(jiān)測引腳的電平為高電平，如圖5負半周期6實線所示。如此，周而復(fù)始，交流電流會驅(qū)動光電耦合器7中的發(fā)光二級管和與之反向并聯(lián)的二極管8處于交替導(dǎo)通的狀態(tài)，就會在微處理器I的監(jiān)測引腳產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號，對于50Hz的交流電而言，監(jiān)測引腳產(chǎn)生的頻率信號周期也是50Hz。因此，只要微處理器I在規(guī)定時間內(nèi)監(jiān)測到有頻率信號產(chǎn)生，就說明照明器10工作狀態(tài)正常，反之則說明照明器10出現(xiàn)了故障。照明器10出現(xiàn)故障后，連接照明器10并穿過電流互感器9的供電線路12將不會有電流流過，電流互感器9就不會受到感應(yīng)并輸出交流電流，微處理器I監(jiān)測引腳也不會產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號，這時微處理器I將故障報警信息通過通信電路2發(fā)送給監(jiān)測中心，實現(xiàn)遠程報警。實施例2
一種照明器故障監(jiān)測裝置，供電線路提供的是220V50HZ交流電。眾所周知，此時電流互感器9輸出的交流電流i的變化周期同樣也是50Hz，如圖6虛線，在此不再贅述。如圖2所示，限流電阻6為下拉電阻的電路形式，照明器10處于正常工作狀態(tài)時，供電線路12會有電流流過，電流互感器9就會感應(yīng)并輸交流電流，交流電流的流向與光電耦合器7中的發(fā)光二極管的導(dǎo)通方向一致時，會驅(qū)動光電耦合器7中的發(fā)光二級管發(fā)光并照射光電耦合器7的光敏三極管基極，基極受到光照后處于導(dǎo)通狀態(tài)，使得監(jiān)測引腳的電平為高電平，如圖6正半周期c實線所表達；交流電流的流向與光電耦合器7中的二極管導(dǎo)通方向不一致時，會驅(qū)動與光電耦合器7中的發(fā)光二級管反向并聯(lián)的二極管8導(dǎo)通，此時光電耦合器7中的發(fā)光二級管不發(fā)光，光電耦合器7中的光敏三極管的基極沒有受到光照而處于截止?fàn)顟B(tài)，使得監(jiān)測引腳的電平為低電平，如圖6周期V實線所表達。如此，周而復(fù)始，交流電流會驅(qū)動光電耦合器7中的發(fā)光二級管和與之反向并聯(lián)的二極管8處于交替導(dǎo)通的狀態(tài)，就會在微處理器I的監(jiān)測引腳產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號，對于50Hz的交流電而言，監(jiān)測引腳產(chǎn)生的頻率信號周期也是50Hz。。因此，只要微處理器I在規(guī)定時間內(nèi)監(jiān)測到有頻率信號產(chǎn)生，就說明照明器10工作狀態(tài)正常，反之則說明照明器10出現(xiàn)了故障。照明器10出現(xiàn)故障后，連接照明器10并穿過電流互感器9的供電線路12將不會有電流流過，電流互感器9就不會受到感應(yīng)并輸出交流電流，微處理器I監(jiān)測引腳也不會產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號，這時微處理器I將故障報警信息通過通信電路2發(fā)送給監(jiān)測中心，實現(xiàn)遠程報警。
權(quán)利要求
1.一種照明器故障監(jiān)測裝置，包括微處理器、通信電路、電源、控制模塊和信號采集模塊、照明器，其特征在于，所述控制模塊由控制電路和與其相連的繼電器構(gòu)成，所述信號采集模塊由限流電阻、光電耦合器、二極管、電流互感器構(gòu)成，電源、控制模塊以及信號采集模塊分別與微處理器相連，所述光電耦合器包括光敏三極管和發(fā)光二極管，所述光電耦合器發(fā)光二極管與二極管反向并聯(lián)，所述二極管與電流互感器并聯(lián)，所述照明器與穿過電流互感器的供電線路相連，所述限流電阻為上拉電阻的電路形式時，限流電阻一端連接電源，另一端與光電稱合器光敏三極管的集電極、微處理器的監(jiān)測引腳相連，所述光電稱合器光敏三極管的發(fā)射極連接電源地，所述光電耦合器光敏三極管的集電極與微處理器的監(jiān)測引腳、限流電阻相連；所述限流電阻為下拉電阻的電路形式，限流電阻一端連接電源地，另一端與微處理器的監(jiān)測引腳、光電耦合器光敏三極管的發(fā)射極相連。
2.一種照明器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述通信電路與微處理器相連。
3.一種照明器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述微處理器通過控制電路控制繼電器開合，進而控制照明器的亮與滅。
4.一種照明器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述電源為照明器故障監(jiān)測裝置提供直流電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明器故障監(jiān)測裝置，包括微處理器、電源、控制模塊、信號采集模塊以及通信電路，控制模塊由控制電路和與其相連的繼電器構(gòu)成，信號采集模塊由限流電阻、光電耦合器、二極管、電流互感器構(gòu)成。其工作原理是當(dāng)照明器正常工作時，微處理器的監(jiān)測引腳會監(jiān)測到頻率信號，依此推斷照明器是否有故障。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，增加了照明器故障監(jiān)測功能和數(shù)據(jù)通信功能，實現(xiàn)了照明器故障的自動監(jiān)測和遠程報警，具有節(jié)能、故障報警及時、工作效率高和維護成本低的特點，提高了照明器監(jiān)測的智能化程度。
文檔編號H05B37/03GK103118472SQ20131004778
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者王翥, 佟曉筠, 佟少強 申請人:王翥