一種具有自動旁路功能的單燈控制裝置的製作方法

2023-09-17 01:55:35 1

專利名稱：一種具有自動旁路功能的單燈控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於城市照明技術領域，尤其涉及一種用於路燈上面的具有自動旁路功能的單燈控制裝置。
背景技術：
目前城市照明控制方式主要有集中控制和單燈控制兩種，根據建設部、國家發展和改革委員會《關於加強城市照明管理促進節約用電工作意見》(建城[2004]204號)的要求，大城市亮燈率要達到97%，中小城市亮燈率要達到95%。城市景觀照明要講究亮度與色彩的科學配置，集中控制方式不能準確判斷亮燈率，不能準確定位有故障的路燈，不能隨意控制單盞路燈的開關等，顯然不能很好的滿足國家發展和改革委員會的要求。現有的單燈控制器主要由控制模塊、電源模塊、通信模塊、開關量輸入輸出電路、 模擬量採集電路組成。如圖1所示，現有的單燈控制器中，被控燈具D—般接在繼電器的常開觸點B上，只有單燈控制器正常工作時，由IO控制輸出使得繼電器線圈A帶電，常開觸點 B閉合，被控燈具才能開啟；當單燈控制器本身故障時，或繼電器的線圈A故障，將導致被控燈具D —直處於開路狀態，無法打開。由於現有單燈使用數量很大，並且單燈基本都由電源、CPU、通信部分以及輸入輸出等部分組成，如電源、繼電器部件損毀時有發生，就會造成開不了燈，這就直接影響到了城市的亮燈率。另外，由於單燈控制設備的損壞照成燈不亮，給用戶帶來了維修工作量的同時，也會使用戶對產品的信任度降低。
發明內容發明目的本實用新型的目的是提供一種基於最新的WSN技術的具有自動旁路功能的單燈控制裝置，無需布線，安裝方便，能夠很好的解決現有單燈控制裝置的上述缺點。為了解決上述技術問題，本實用新型採用了如下的技術方案—種具有自動旁路功能的單燈控制裝置，包括電源模塊，所述電源模塊分別連接通訊控制模塊、時鐘模塊、開關量入輸出模塊和模擬量採集模塊，所述通訊控制模塊分別連接時鐘模塊、開關量輸入輸出模塊和模擬量採集模塊；所述的開關量輸入輸出模塊包括放大電路和繼電器，所述放大電路分別連接通訊控制模塊和繼電器，所述繼電器的常閉觸點連接照明路燈。其中，所述電源模塊包括模塊電源，模塊電源通過二極體與停電供電電路相連；所述穩壓器分別連接模塊電源和停電供電電路；所述的停電供電電路為超級電容充放電電路。其中，所述通訊控制模塊包括處理器、通訊模塊、復位電路、編程電路和狀態指示電路；所述的處理器分別與通訊模塊、復位電路、編程電路和狀態指示電路相連，所述通訊模塊連接遠程控制設備；所述的時鐘模塊、開關量輸入輸出模塊和模擬量採集模塊均與處理器連接。[0010]與現有單燈控制器相比，本實用新型具有以下優點1)在原有單燈控制器的基礎上實現了單燈控制器損壞自動旁路功能，這種功能用起來極為方便，也不影響原來的功能，減少了由於設備本身的原因造成有燈不能亮的情況， 社會效益顯著。2)單燈控制裝置融合無線WSN(Wireless Sensor Network 無線傳感網)技術，實現了單燈控制裝置與遠程監控設備之間的自主組網，通信質量可靠，主動上報故障，無需人工巡檢，降低維護成本，同時，基於WSN技術模塊化硬體設計，成本低，體積小，安裝和維護都很方便。3)電源電路採用超級電容，可放電10萬次，供單燈控制裝置供電，掉電後主動上報停電故障，比普通的電池使用時間更持久，減少用戶維護或更換電池的工作。4)時鐘電路可保證單燈控制裝置在通信失敗的情況下，根據內存中的時間曲線進行正常的開關燈。5)通訊控制模塊中編程電路的設計，使得用戶可以通過手持設備，對單燈控制裝置進行編程或節點編號，方便快捷。單燈控制裝置可以根據實際需要來控制繼電器的輸出，可設置兩路繼電器輸出， 分別控制路燈的主燈和輔燈(或與路燈降功率整流器配接)，當上半夜可使繼電器兩路都有輸出，下半夜時關閉一路輸出(上半夜全功率運行，下半夜降功率運行)，從而起到節電功能。

圖1為現有技術中的輸入輸出模塊中的繼電器的連接示意圖。圖2為本實用新型的輸入輸出模塊中的繼電器的連接示意圖。圖3為本實用新型的模塊連接示意圖。圖4為電源模塊的結構示意圖。圖5為通訊控制模塊的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做更進一步的解釋。如圖2和3所示，本實用新型的一種具有自動旁路功能的單燈控制裝置包括電源模塊1、通訊控制模塊2、時鐘模塊3、開關量輸入輸出模塊4和模擬量採集模塊5。電源模塊 1分別連接通訊控制模塊2、時鐘模塊3、開關量輸入輸出模塊4和模擬量採集模塊5，用於提供各個單元模塊所需的工作電壓，並保證停電或電纜被盜時單燈控制裝置的正常工作。 通訊控制模塊2分別連接時鐘模塊3、開關量輸入輸出模塊4和模擬量採集模塊5，其可對照明路燈進行定時開關、並與遠程監控設備之間進行無線通訊。本實用新型的單燈控制裝置主要是安裝在路燈的燈杆上。通過通訊控制模塊2， 單燈控制裝置接受遠程監控設備的指令，再由通訊控制模塊2控制開關量輸入輸出模塊4， 實現對路燈的開、關。模擬量採集模塊5將檢測的模擬量信息傳輸給通訊控制模塊2，通訊控制模塊2將測得的路燈模擬量信息轉化為數位訊號，通過無線通訊網絡上傳遠程監控設備。[0025]為了確保當單燈控制器本身故障時，路燈依然能夠正常打開，本實用新型特設計了自動旁路功能，對開關量輸入輸出模塊4進行了優化。開關量輸入輸出模塊4的一端與通訊控制模塊2相連，另一端與照明路燈相連，開關量輸入輸出模塊4主要由三極體放大電路和繼電器構成。所述三極體放大電路分別連接無線通訊控制電路2和繼電器，所述繼電器分別連接電源電路1和照明路燈，三極體放大電路接受通訊控制電路的信號輸出，用以控制繼電器的開合，從而實現照明路燈的開關。現有繼電器都有常開和常閉兩個觸點，繼電器由線圈和常開常閉觸點組成，默認情況下線圈不帶電，則常開觸點打開，常閉觸點閉合；當線圈接收到控制信號帶電，則常開觸點閉合，常閉觸點打開。本實用新型將被控燈具D接在繼電器的常閉觸點C上，單燈控制器通過IO輸出控制繼電器線圈A帶電，常閉觸點C打開，來關閉被控燈具D。即只要單燈控制器正常，可以用過IO輸出來自由控制被控燈具D開閉，當單燈控制器故障，單燈控制器的IO 口沒有輸出， 繼電器線圈A不帶電，則接在繼電器常閉觸點C上的被控燈具D自動打開，從而實現了對單燈控制器的自動旁路功能。如圖4所示，電源模塊1包括模塊電源11、二極體12、穩壓器13和停電供電電路 14。模塊電源11通過二極體12連接停電供電電路14的輸入端；所述模塊電源11的輸出端和停電供電電路14的輸出端均連接穩壓器13的輸入端。模塊電源11將220V交流電轉化為開關量輸入輸出模塊4和模擬量採集電路5所需的5V直流電源，並通過二極體12給停電供電電路14充電。穩壓器13採用ASMl 117穩壓器，將模塊電源11輸出的5V電壓轉換成3. 3V電壓， 為通訊控制模塊2和時鐘模塊3供電。為防止停電後，停電供電電路14對單燈控制裝置供電時，電流回流給模塊電源11，在模塊電源11與停電供電電路14之間串聯二極體12，利用二極體12的單向導電性，防止電流回流。為確保線路停電後，即市電無輸出(例如電纜被盜，白天、晚間停電等情況)，通過停電供電電路14提供單燈控制裝置所需的電壓，保證單燈控制裝置能夠正常工作。停電供電電路14為超級電容充放電電路，採用超級電容充放電方式，超級電容可充放電10萬次以上。當線路有電時對超級電容充電；沒電時，超級電容器通過繼電器的線圈放電供單燈控制
裝置工作。如圖5所示，通訊控制模塊2主要實現單燈控制裝置之間的無線自組網和處理相關信息，根據上級設備的指示控制單燈控制裝置的運作，根據檢測的模擬量信息上報相應的信息給給上級設備。通訊控制模塊2包括處理器21、通訊模塊22、復位電路23、編程電路 24和狀態指示電路25。處理器21分別連接通訊22、復位電路23、編程電路M和狀態指示電路25 ；同時處理器21還與時鐘模塊3、開關量輸入輸出模塊4和模擬量採集模塊5相連； 通訊模塊22通過無線網絡連接遠程控制設備。狀態指示電路25用以指示電路的工作狀況、無線組網情況、開關量輸入輸出模塊 4的輸出情況。復位電路23用以實現無線通訊模塊的復位功能。編程電路M可通過編程接口對無線通訊模塊燒錄程序，用戶使用時，可以通過手持式設備對單燈控制裝置進行程序燒錄和單燈控制裝置的編號，方便快捷。處理器21和通訊模塊22採用英國Jermic公司出品的軍品級JN5139集成晶片，它內含CPU、RAM、R0M、EEPR0M、A/D和D/A轉換電路，支持ZigBee協議棧，集成度更高，可靠
性更高。時鐘模塊3的一端與通訊控制模塊2相連，主要由晶體振蕩器、晶體控制晶片組成，提供單燈控制裝置精密時鐘，單燈控制裝置按內存中的時間曲線進行開關燈。模擬量採集模塊5的一端與開關量輸入輸出模塊4相連，另一端與通訊控制模塊2 相連，模擬量採集模塊5主要由電壓採集電路和電流採集電路組成。電壓採集電路採集開關量輸入輸出模塊4的電路的電壓，經通訊控制模塊2處理，用來判斷是否停電(即市電有無輸出)若停電，則電壓採集電路所得的電壓為0V，通訊控制模塊2可據此判斷電路處於停電狀態，並向上級設備發送停電報警信息。電流採集電路主要是採集開關量輸入輸出模塊4的電路中的電流，通過電流互感器和整流濾波電路得到所需的電流，經通訊控制模塊2 處理，用來判斷單燈控制裝置是否正常開關燈，即白天關燈，夜晚開燈若白天時，電流採集電路採集到電流，則說明白天異常開燈，通訊控制模塊2向上級設備發送異常開燈報警信息；若夜晚時，電流採集電路未採集到電流，則說明夜晚時異常關燈，通訊控制模塊2向上級設備發生異常關燈報警信息。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種具有自動旁路功能的單燈控制裝置，包括電源模塊(1)，所述電源模塊(1)分別連接通訊控制模塊O)、時鐘模塊(3)、開關量輸入輸出模塊(4)和模擬量採集模塊(5)，所述通訊控制模塊( 分別連接時鐘模塊(3)、開關量輸入輸出模塊(4)和模擬量採集模塊 (5)；其特徵在於所述的開關量輸入輸出模塊(4)包括放大電路和繼電器，所述放大電路分別連接通訊控制模塊⑵和繼電器，所述繼電器的常閉觸點連接照明路燈。
2.根據權利要求1所述的一種具有自動旁路功能的單燈控制裝置，特徵在於所述電源模塊⑴包括模塊電源(11)，模塊電源(11)通過二極體(12)與停電供電電路(14)相連；所述穩壓器(1 分別連接模塊電源(11)和停電供電電路(14)。
3.根據權利要求2所述的一種具有自動旁路功能的單燈控制裝置，特徵在於所述的停電供電電路(14)為超級電容充放電電路。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種具有自動旁路功能的單燈控制裝置，特徵在於 所述通訊控制模塊( 包括處理器(21)、通訊模塊(22)、復位電路(23)、編程電路04)和狀態指示電路0 ；所述的處理器分別與通訊模塊(22)、復位電路(23)、編程電路 (24)和狀態指示電路0 相連，所述通訊模塊0 連接遠程控制設備；所述的時鐘模塊 (3)、開關量輸入輸出模塊(4)和模擬量採集模塊( 均與處理器連接。
專利摘要本實用新型公開了一種具有自動旁路功能的單燈控制裝置，包括電源模塊，所述電源模塊分別連接通訊控制模塊、時鐘模塊、開關量輸入輸出模塊和模擬量採集模塊，所述通訊控制模塊分別連接時鐘模塊、開關量輸入輸出模塊和模擬量採集模塊；所述的開關量輸入輸出模塊包括放大電路和繼電器，所述放大電路分別連接通訊控制模塊和繼電器，所述繼電器的常閉觸點連接照明路燈。在原有單燈控制器的基礎上實現了單燈控制器損壞自動旁路功能，這種功能用起來極為方便，也不影響原來的功能，減少了由於設備本身的原因造成有燈不能亮的情況，社會效益顯著。
文檔編號H05B37/02GK202310180SQ20112030649
公開日2012年7月4日 申請日期2011年8月22日 優先權日2011年8月22日
發明者餘兵, 李沛祥, 鄧士偉 申請人:南京博絡克信息技術服務有限公司