光敏控制終端的製作方法
2023-05-21 13:21:21
專利名稱：：光敏控制終端的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及光控
技術領域：
，尤其涉及一種光敏控制終端。
背景技術：
：現有光控開關的原理是首先將光敏二極體或光敏電阻檢測的信號由整流放大電路放大，然後採用濾波算法判斷是否屬於自然光變化規律，然後控制繼電器的動作來改變燈的開關狀態；同時，各控制器通過算法自動識別各自監控的燈的工作狀態是否正常，並通過控制器的無線傳輸功能將燈的狀況反饋到管理中心，管理中心也可將相應指令傳送到指定位置的燈，進行相關控制，實現管理中心遠程實時監測燈的開關。這種方法對於單燈控制是不錯的，但是如果用在城市路燈管理中，由於測量和控制的環境不同，很容易造成誤動作，不利於集中控制，且成本很高。現有集中控制的一種方法是將光敏探測器安裝在集控中心，採集的照度數據通過RS485連接傳送到中心伺服器。但是，對於較大城市，由於各個分區的照度相差很大，所以這種集中控制的方法將產生很大的誤差。
實用新型內容本實用新型提供一種光敏控制終端，能夠提供實時準確的遠程光敏集中控制。—種光敏控制終端，包括光電轉換單元，用於實時採集環境照度，將光信號轉換為模擬電信號，並將所述模擬電信號發送給數據處理單元；數據處理單元，用於將來自所述光電轉換單元的模擬電信號轉換為數位訊號，對所述數位訊號進行非線性校正，將校正後的數位訊號通過通信網絡發送給集控中心伺服器；電源單元，用於向所述光電轉換單元和所述數據處理單元供電。採用所述的光敏控制終端，由於光電轉換單元能夠實時採集環境照度，數據處理單元能夠將來自光電轉換單元的模擬電信號轉換為數位訊號，並經過非線性校正處理後，通過通信網絡發送給集控中心伺服器。因此，本實用新型光敏控制終端不受距離和地形位置的影響，只要存在網絡覆蓋，就能夠實時的將環境照度信息發送給集控中心伺服器，從而實現集控中心伺服器對燈實時準確的遠程控制。圖1為本實用新型光敏控制終端的結構圖；圖2為本實用新型光敏控制終端中光電轉換單元的結構圖；圖3為本實用新型光敏控制終端中數據處理單元的結構圖；圖4為本實用新型光敏控制終端中數據處理模塊的結構圖；圖5為本實用新型光敏控制終端中數據處理單元中數據傳輸模塊的結構圖；[0015]圖6為本實用新型光敏控制終端中電源單元的結構圖；圖7為本實用新型光敏控制終端的另一結構圖；圖8為本實用新型光敏控制終端的工作流程圖。具體實施方式本實用新型提供一種光敏控制終端，能夠提供實時準確的遠程光敏集中控制。以下結合附圖對本實用新型進行詳細描述。如圖1所示，本實用新型光敏控制終端100，包括光電轉換單元101、數據處理單元102和電源單元103。其中光電轉換單元101，用於實時採集環境照度，將光信號轉換為模擬電信號，並將所述模擬電信號發送給數據處理單元102。其中，光電轉換單元101可以為光敏變送器等。數據處理單元102，用於將來自光電轉換單元101的模擬電信號轉換為數位訊號，對所述數位訊號進行非線性校正，將校正後的數位訊號通過通信網絡發送給集控中心伺服器；電源單元103，用於向光電轉換單元101和數據處理單元102供電。採用所述的光敏控制終端100，由於光電轉換單元101能夠實時採集環境照度，數據處理單元102能夠將來自光電轉換單元101的模擬電信號轉換為數位訊號，並經過非線性校正處理後通過網絡發送給集控中心伺服器。因此，本實用新型光敏控制終端100不受距離和地形位置的影響，只要存在網絡覆蓋，就能夠實時的將環境照度信息發送給集控中心伺服器，從而實現集控中心伺服器對燈實時準確的控制。進一步地，如圖2所示，光電轉換單元101包括採集與轉換模塊201和放大模塊202。其中:採集與轉換模塊201，用於實時採集環境照度，將光信號轉換為模擬電信號。例如，採集與轉換模塊201採用光電二極體將外界環境的光能轉換為微弱的模擬電流信號。放大模塊202，用於將採集與轉換模塊201得到的模擬電信號進行濾波(例如，採用紫外線、紅外線濾波鏡片等進行濾波)、放大，並通過可調電位器來控制放大的精度，將放大的模擬電信號發送給數據處理單元102。例如，放大模塊202將採集與轉換模塊201得到的微弱的模擬電流信號放大到4-20mA標準模擬電流信號。此外，目前常用光敏變送器的照度量程為0-20000LUX，那麼，即使它的精度在±1%，量程誤差值也在200LUX，而實際應用中路燈開關燈的量程誤差應該在100LUX以下。由於現有技術的量程誤差值比較大，所以很容易造成誤報警或誤動作。根據實際的工程積累可知在晴天，在日落前半小時內環境光照從100LUX迅速降至2LUX。而《城市道路照明設計標準》(CJJ45-2006)的照明控制條款6.2.3規定道路照明開燈時的天然光照度水平宜為151x;關燈時的天然光照度水平，對於快速路和主幹路而言宜為301x，對於次幹路和支路而言宜為201x。強制條款7.1.2規定即使是主幹道交匯處，照明開燈時的天然光照度水平也不超過501ux。綜合上述實際工程經驗以及行業標準規定，本實用新型的光電轉換單元101的量程範圍設計為0-100LUX，以便提高測量準確性，降低誤差。通過分別調節放大模塊202中的兩個可調電位器，能夠實現對光電轉換單元101的調零與中位調節，進而實現提高精度的目的。例如，在環境照度為OLUX左右時，調節調零可調電位器將放大模塊202的輸出電流調節到20mA左右；在環境照度在50LUX左右時，調節中位調節可調電位器，將放大模塊202的輸出電流調節到12mA左右。通過中位點的偏差修正，能有效的降低系統的線性誤差，提高輸出精度。另外，由於實際應用中，本實用新型光敏控制終端IOO大部分時間工作在超量程狀態，即照度值大於IOOLUX，所以將所述光電轉換單元101的輸入與輸出設計為反比例關係，即在超量程狀態下，光電轉換單元101的輸出電流值為低電流，這樣就充分保護了電路的正常工作，延長了電路的使用壽命。進一步地，如圖3所示，數據處理單元102包括數據轉換模塊301、數據處理模塊302和數據傳輸模塊303。其中，數據轉換模塊301，用於將來自光電轉換單元101的模擬電信號進行濾波(採用平滑移動平均濾波法)、非線性校正後，轉換為數位訊號，並將所述數位訊號發送給數據處理模塊302。例如，數據轉換模塊301可以採用64路、12位A/D轉換器，該64路模數轉換器可以支持同時採集並處理164路採集信號，即本實用新型光敏控制終端100也可以採用多個光電轉換單元101(例如，1至64個)。本實用新型光敏控制終端100的量程主要由光電轉換單元101的特性決定，而所述數位訊號只是對前端光電轉換單元IOI的輸出電流進行模數轉換得到的，所以即使前端光電轉換單元IOI的量程變化，但是只要其輸出電流不改變，就不會對數據處理單元102造成影B向。故前端光電轉換單元101可以根據使用環境不同而選用不同的量程，從而拓寬了本實用新型光敏控制終端100的使用範圍。數據處理單元102還包括數據處理模塊302，用於對來自數據轉換模塊301的數位訊號進行非線性校正，並發送給數據傳輸模塊303。眾所周知，光敏元件具有較大的非線性，對於本實用新型採用的IOOLUX量程而言，非線性更明顯。為了克服非線性造成的誤差，數據處理模塊302可以在獲得量程中任意多點實際值與標準值之後，自動進行非線性校正。如圖4所示，數據處理模塊302包括校正子模塊401和控制子模塊402;其中，校正子模塊401，用於對來自數據轉換模塊301的數位訊號進行非線性校正，並發送給數據傳輸模塊303;控制子模塊402，用於控制數據傳輸模塊303的操作。例如，控制子模塊402可以對數據傳輸模塊303的AT指令、WINSOCK構建、PPP連接、FTP文件傳輸等功能進行控制，這樣本實用新型光敏控制終端100就能夠改變不同的FTP伺服器用戶名、IP位址、密碼，改變光敏控制終端100的終端站號，改變同步時間等，實現本實用新型光敏控制終端100的靈活配置。數據處理單元102還包括數據傳輸模塊303，用於將經過數據處理模塊302校正後的數位訊號通過通信網絡發送給集控中心伺服器。由於通信網絡不易受距離或地形位置的影響，只要有正常的手機信號，就能可靠通信，所以本實用新型光敏控制終端100能夠源源不斷地將照度值傳輸給集控中心伺服器，為集控中心伺服器全面統籌控制各路段、地區的路燈，提供決策依據。進一步地，如圖5所示，數據傳輸模塊303包括通信子模塊501，用於通過通信網絡(例如GPRS、LTE網絡等)，向所述集控中心伺服器發送所述非線性校正後的數位訊號。此外，數據傳輸模塊303還可以包括RS232通信子模塊502，用於通過RS232接口與顯示設備連接。數據傳輸模塊303還可以包括RS485通信子模塊503，用於通過RS485接口與所述顯示設備連接。應當理解的是，實際上，在給定的實施例中，圖5所示部件中的RS232通信子模塊502和/或RS485通信子模塊503可以不使用。例如，在一些實施例中，數據傳輸模塊303可以不包括RS232通信子模塊502。進一步地，如圖6所示，電源單元103包括開關電源模塊601和電源處理模塊602。其中，開關電源模塊601，用於將交流電轉換為直流電，並將所述直流電提供給電源處理模塊602和光電轉換單元101。例如，開關電源模塊601將220V50Hz交流電轉為24V1A的穩壓穩流直流電，並提供給電源處理模塊602和光電轉換單元101。電源單元103還包括電源處理模塊602，用於將來自開關電源模塊601的直流電轉換為數據處理單元102工作所需要的電源，並提供給數據處理單元102。例如，若數據處理單元102工作需要的電源為5V，那麼電源處理模塊602將開關電源模塊601所提供的24V直流電轉為5V直流電，並提供給數據處理單元102。進一步地，如圖7所示，光敏控制終端100還包括顯示單元701，用於顯示數據處理單元102最終得到的數據，便於後續的調試和維修。例如，顯示單元701將數據處理單元102處理後的照度值用4位數碼管實時顯示出來，方便了調試和維修。本實用新型光敏控制終端100的基本工作流程如圖8所示，包括S801、實時採集環境照度，並將光信號轉換為模擬電信號；S802、將所述模擬電信號進行濾波與放大，並轉換為數位訊號；S803、將所述數位訊號進行非線性校正處理，然後通過通信網絡發送給集控中心伺服器。表1和表2分別是對本實用新型光敏控制終端100的抽查測試結果；表3是對一段時間內本實用新型光敏控制終端IOO低照度報警的統計。可以看出，在l個月的運行時段內，本實用新型光敏控制終端IOO運行狀況良好、誤差較低，其特點如下(1)測量準確度高0-100LUX量程，誤差僅在±2%;(2)數據傳輸準確及時採用可靠的GPRS通訊模式，數據發送頻率lmin;(3)投資小、使用壽命長只需要在典型區域安裝2-3臺，便可以控制上百平方公裡範圍內的路燈；使用普通220V市電供電，平均無故障運行時間(MTBF)大於10000小時；(4)安裝簡單方便可以採用掛式安裝在路燈、杆塔，或採用立式安裝在平臺等；(5)適應環境強、性能穩定可在-201:+701:環境下正常工作，不受灰塵雨雪等不良環境影響，有抗非自然光源幹擾功能；(6)抗幹擾功能可有效防止夜間車燈、閃電等亮度突變引起的誤報警。S表1抽查測試結果tableseeoriginaldocumentpage6tableseeoriginaldocumentpage7麥2抽查測試結果tableseeoriginaldocumentpage7表3低照度報警統計[0048]tableseeoriginaldocumentpage8以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應以權利要求所述的保護範圍為準。權利要求一種光敏控制終端，其特徵在於，包括光電轉換單元，用於實時採集環境照度，將光信號轉換為模擬電信號，並將所述模擬電信號發送給數據處理單元；數據處理單元，用於將來自所述光電轉換單元的模擬電信號轉換為數位訊號，對所述數位訊號進行非線性校正，將校正後的數位訊號通過通信網絡發送給集控中心伺服器；電源單元，用於向所述光電轉換單元和所述數據處理單元供電。2.根據權利要求1所述的光敏控制終端，其特徵在於，所述光電轉換單元包括採集與轉換模塊，用於實時採集環境照度，將所述光信號轉換為所述模擬電信號；放大模塊，用於將所述採集與轉換模塊得到的模擬電信號放大，並通過可調電位器控制放大的精度，將放大的模擬電信號發送給所述數據處理單元。3.根據權利要求1或2所述的光敏控制終端，其特徵在於，所述光電轉換單元的輸入與輸出成反比關係。4.根據權利要求1所述的光敏控制終端，其特徵在於，所述數據處理單元包括數據轉換模塊，用於將來自所述光電轉換單元的模擬電信號轉換為數位訊號，並將所述數位訊號發送給數據處理模塊；數據處理模塊，用於對來自所述數據轉換模塊的數位訊號進行非線性校正，並發送給數據傳輸模塊；數據傳輸模塊，用於將經過所述數據處理模塊非線性校正後的數位訊號通過通信網絡發送給集控中心伺服器。5.根據權利要求4所述的光敏控制終端，其特徵在於，所述數據轉換模塊包括至少一個模數轉換器。6.根據權利要求4所述的光敏控制終端，其特徵在於，所述數據處理模塊包括校正子模塊，用於對來自所述數據轉換模塊的數位訊號進行非線性校正，並發送給所述數據傳輸模塊；控制子模塊，用於控制所述數據傳輸模塊的操作。7.根據權利要求4或5或6所述的光敏控制終端，其特徵在於，所述數據傳輸模塊包括通信子模塊，用於通過通信網絡向所述集控中心伺服器發送所述非線性校正後的數位訊號。8.根據權利要求7所述的光敏控制終端，其特徵在於，所述數據傳輸模塊還包括RS232通信子模塊和/或RS485通信子模塊，所述RS232通信子模塊用於通過RS232接口與顯示設備連接，所述RS485通信子模塊用於通過RS485接口與所述顯示設備連接。9.根據權利要求1或2或4所述的光敏控制終端，其特徵在於，所述電源單元包括開關電源模塊，用於將交流電轉換為直流電，並將所述直流電提供給電源處理模塊和所述光電轉換單元；電源處理模塊，用於將來自所述開關電源模塊的直流電轉換為所述數據處理單元工作所需要的電源，並提供給所述數據處理單元。10.根據權利要求1所述的光敏控制終端，其特徵在於，所述光敏控制終端還包括顯示單元，用於顯示所述數據處理單元最終得到的數據。專利摘要本實用新型公開了一種光敏控制終端，能夠提供實時準確的遠程光敏集中控制。一種光敏控制終端，包括光電轉換單元，用於實時採集環境照度，將光信號轉換為模擬電信號，並將所述模擬電信號發送給數據處理單元；數據處理單元，用於將來自所述光電轉換單元的模擬電信號轉換為數位訊號，對所述數位訊號進行非線性校正，將校正後的數位訊號通過通信網絡發送給集控中心伺服器；電源單元，用於向所述光電轉換單元和所述數據處理單元供電。文檔編號H05B37/02GK201536445SQ200920246719公開日2010年7月28日申請日期2009年10月27日優先權日2009年10月27日發明者錢蘇晉申請人:北京恆泰實達科技發展有限公司