由新型數字電流檢測傳感器構成的智能路燈檢測系統的製作方法
2023-06-12 12:27:01 3
專利名稱：由新型數字電流檢測傳感器構成的智能路燈檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子技術，特別涉及一種智能路燈檢測系統。
背景技術：
目前的路燈檢測是利用電流互感器進行路段電流檢測，雖然技術比較成熟，但智能化程度較差，不能及時精確地掌握路燈的運行狀況，另外，定位精度不夠高，只能檢測出某一路段的路燈有故障，而不能精確地判斷是哪一隻路燈出了故障，給維修工作帶來不便。使用數字式溫度傳感器可以構成定位精度較高的智能路燈檢測系統，但現有的數字式溫度傳感器是通過感知溫度變化，而不是直接檢測路燈線路的電流來判斷路燈狀況，溫度變化的多因素會導致判斷錯誤，因而，研製一種由新型數字式電流檢測傳感器構成的智能路燈檢測系統，是很有意義的。
發明內容
本發明提供一種由新型數字電流檢測傳感器構成的智能路燈檢測系統，該系統可以及時精確地掌握全部路燈的運行狀況，故障定位精度可達到單只路燈，而且不容易出現判斷錯誤。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種由新型數字電流檢測傳感器構成的智能路燈檢測系統，包括新型數字電流檢測傳感器、單總線、數據採集電路(下位機)、485總線、系統控制電路(上位機)和主控機，數字溫度傳感器串聯在路燈供電線路中，通過單總線和數據採集電路(下位機)相連接，數據採集電路(下位機)通過485總線和系統控制電路(上位機)相連接，系統控制電路(上位機)中安裝有可對整個系統進行控制的程序單元，並與主控機連接。
本方案的原理是利用新型數字電流檢測傳感器檢測路燈的供電電流變化，從而確定路燈的狀態(當路燈產生故障時，燈泡的供電電流將產生變化)，該傳感器輸出的的數位訊號通過單總線和485總線構成的混合總線進行近、中或遠距離傳輸，利用單總線技術和單片機技術，實現一根總線掛接多個數字溫度傳感器，並通過上位機中安裝的程序單元對系統進行控制，從而實現多街區路燈的集中智能化檢測。
上述技術方案中所說的新型數字電流檢測傳感器的結構中包括一個可串聯在路燈供電線路中的電阻和一個數字式溫度傳感器，兩者固定在一個晶片中。電流的變化引起電阻發熱量的變化，從而被數字式溫度傳感器所感知。
上述技術方案中所說的485總線之間可以設置通訊中繼器。中繼器的設置目的是擴大數據的傳輸距離。
上述技術方案中所說的上位機或下位機的電路包括單片機電路、電源電路、數據顯示電路以及埠擴展和總線驅動電路。
上述技術方案中所說的主控機可以是普通的PC機，上位機通過串口和主控機連接。由於上位機中安裝有可對整個系統進行控制的程序單元，用戶可以通過PC機很方便地完成路燈的智能化檢測和控制。
上述技術方案中所說的上位機與下位機之間的傳輸方式可以通過485總線，也可以通過GSM簡訊或internet網絡方式。多種傳輸方式可以實現無人值守的中、遠距離的路燈智能化管理。
這種新型智能路燈檢測系統可以實現以下功能(1)、定時地或實時地對全部路燈或局部路燈進行狀態巡檢檢測，讀取和顯示狀態數據；(2)、可實現路燈自動開關、定時開關以及斷電保護(需要在上位機和MAX485總線之間增加自動開關系統，該系統為現有成熟技術)；(3)、繪製路燈狀態隨時間變化的曲線；(4)、路燈故障報警；(5)、數據查詢。
本發明有如下優點一、有較高的智能化程度，可對路燈系統實現功能完善地智能化檢測和管理；二、通過檢測電流來判斷路燈狀態，準確可靠；三、可以無人值守，遠距離傳輸數據；四、檢測精度高，可以定位到單只路燈；五、系統結構簡單，便於維修和使用。
圖1是本發明的總體結構示意圖。
圖2是本發明中的下位機電子線路圖。
圖3是本發明中新型數字電流檢測傳感器的結構示意圖。
圖4是本發明中上位機安裝的程序單元流程圖。
具體實施例方式
下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明。
新型智能路燈檢測系統的一個實施例的總體結構如圖1所示，它包括新型數字電流檢測傳感器3、單總線4、數據採集電路(下位機)5、485總線6、通訊中繼器7、系統控制電路(上位機)8和主控機9。新型數字電流檢測傳感器3串聯在路燈燈泡2的供電線路1中。當燈泡2出現故障時，供電電流發生變化，傳感器3將電流變化轉變為溫度變化，並將溫度變化變為數位化的信息，溫度傳感器3通過單總線4和數據採集電路(下位機)5相連接，數據採集電路(下位機)5通過485總線6和系統控制電路(上位機)8相連接，系統控制電路(上位機)8中裝有程序單元並與主控機9相連接，從而實現信息的傳遞、匯集、分析和顯示。
本實施例中，新型數字電流檢測傳感器是一個有5個管腳的整體晶片，其內部結構主要包括電阻R和數字溫度傳感器DS1820，如圖3所示。本實施例中的電阻R的阻值為7 15歐姆，5個管腳中，DQ為單總線接口，VCC為電源接口，GND為地線，IN和OUT為系統電源輸入和輸出端，可串聯在燈泡供電線路中，此傳感器有兩種供電方式1、將GND和VCC短接，由單片機的I/O通過DQ間接給DS1820供電；2、由5伏電源直接給VCC供電。
因為一根單總線可以連接10-20個數字溫度傳感器，所以使用一根單總線即可以檢測10-20個路燈的狀態，數據採集電路(下位機)5包括單片機電路、電源電路、數據顯示電路以及埠擴展和總線驅動電路，如圖2所示。本實施例中使用的單片機U0型號為AT89C52，數字溫度傳感器2通過單總線4、接口J2和單片機U0的管腳1相連接；電源電路採用通常的穩壓整流電路，其對外接口POWER與路燈的供電線路1相連接；使用74AC164移位寄存器和共陽七段管構成總體顯示電路；埠擴展和總線驅動電路可以使用標準通信轉換模塊RS232、RS485、RS422，也可以是與Modem、乙太網相匹配的轉換模塊，也可以通過GSM簡訊方式。根據傳輸距離的遠近，可以選擇不同的通信轉換模塊。
通訊中繼器7的電路為現有技術，可參看《電氣自動化雜誌》1999年第6期《半雙工RS485通訊中繼器的設計》一文。通常情況，每一個街區安裝一個通訊中繼器即可滿足需要。
系統控制電路(上位機)8的硬體結構和數據採集電路(下位機)基本相同，這裡不再敘述。系統控制電路(上位機)8中安裝有程序單元。該單元的流程圖如圖4所示。它至少包括以下步驟(1)、系統初始化；(2)、調用標準氣溫處理程序；(3)、存儲標準氣溫；(4)、各街區路燈溫度巡檢；
(5)、利用估計算法查詢是否有壞燈，如沒有，回到步驟(2)，如有，進入下一步驟；(6)、調用語音報警程序；(7)、等待維修，檢查維修成功否，如成功，回到步驟(2)，如不成功，則繼續等待。
上述步驟中所說的估計算法是將路燈實際電流和標準值進行比較，如差額大於某一值(該值由試驗確定)，則認為是壞燈。
權利要求
1.一種由新型數字電流檢測傳感器構成的智能路燈檢測系統，包括新型數字電流檢測傳感器、單總線、數據採集電路(下位機)、485總線、系統控制電路(上位機)和主控機，數字溫度傳感器串聯在路燈供電線路中，通過單總線和數據採集電路(下位機)相連接，數據採集電路(下位機)通過485總線和系統控制電路(上位機)相連接，系統控制電路(上位機)中安裝有可對整個系統進行控制的程序單元，並與主控機連接。
2.根據權利要求1所述的新型智能路燈檢測系統。其特徵是所說的新型數字電流檢測傳感器的結構中包括一個可串聯在路燈供電線路中的電阻和一個數字式溫度傳感器，兩者固定在一個晶片中。
3.根據權利要求1所述的新型智能路燈檢測系統，其特徵是所說的485總線之間可以設置通訊中繼器。
4.根據權利要求1所述的新型智能路燈檢測系統，其特徵是所說的上位機或下位機的電路包括單片機電路、電源電路、數據顯示電路以及埠擴展和總線驅動電路。
5.根據權利要求1所述的新型智能路燈檢測系統，其特徵是所說的上位機與下位機之間的傳輸方式可以通過485總線，也可以通過GSM簡訊或internet網絡方式。
全文摘要
本發明涉及一種由新型數字電流檢測傳感器構成的智能路燈檢測系統，包括數字溫度傳感器、單總線、數據採集電路(下位機)、485總線、系統控制電路(上位機)和主控機，新型數字電流檢測傳感器的結構包括一個電阻和一個數字式溫度傳感器，採集路燈供電電流變化數據，通過單總線、數據採集電路(下位機)、485總線和系統控制電路(上位機)相連接，上位機可通過其安裝的程序單元對多街區路燈進行智能化巡檢，定位精度可達到單只路燈，而且準確可靠。
文檔編號G01N27/00GK1764340SQ200410036118
公開日2006年4月26日 申請日期2004年10月20日 優先權日2004年10月20日
發明者孟慶春, 高雲, 殷波, 費雲瑞, 常寶華 申請人:中國海洋大學