一種基於無線傳感器網絡的應急照明電路及其供電方法與流程
2023-05-18 16:12:21 2
本發明涉及應急照明燈領域，尤其是一種基於無線傳感器網絡的應急照明電路及其供電方法。
背景技術：
應急照明燈通常在緊急情況時才會使用，而在緊急情況下，原本的電源母線很可能因為損壞等原因無法為應急燈供電。另外，各照明支路也可能由於長期不用出現元器件或者線路損壞的問題，導致在緊急情況發生時無法正常工作。
技術實現要素：
發明目的：為解決上述技術問題，本發明提供一種基於無線傳感器網絡的應急照明電路及其供電方法，可在電源母線無法正常供電的情況下保證照明支路正常工作。同時可獲取各負載支路的故障情況，便於日常維護。
技術方案：本發明提供的技術方案為：
一種基於無線傳感器網絡的應急照明電路,包括電源母線、照明供電母線、地線、儲能單元、接觸器I、接觸器II、電壓傳感器和比較器；電源母線通過接觸器II與照明供電母線相連；儲能單元與接觸器I串聯在電源母線和照明供電母線之間；電壓傳感器採集儲能單元兩端電壓並將電壓數據輸入至比較器的第一輸入端；比較器的第二輸入端接參考電壓，輸出端與分別與接觸器I和接觸器II的使能端相連；接觸器I的使能端接收到正脈衝時吸合，接收到負脈衝時關斷；接觸器II的使能端接收到負脈衝時吸合，接收到正脈衝時關斷；電壓傳感器和比較器的電源端與電源母線相連；
照明供電母線上接有若干並聯的負載支路，每個負載支路上均接有檢測單元；檢測單元包括傳感器模塊、蓄電池和ZigBee模塊，蓄電池為傳感器模塊和ZigBee模塊供電。
進一步的，所述負載支路包括若干並聯的LED管。
進一步的，所述照明供電母線上接有靜止無功發生器SVG，靜止無功發生器SVG為照明供電母線提供無功電壓支撐。
本發明還提出一種基於無線傳感器網絡的應急照明電路的供電方法，包括步驟：
(1)構建上述的基於無線傳感器網絡的應急照明電路；
(2)電源母線上電後，首先閉合接觸器I，通過電源母線為儲能單元充電；電壓傳感 器獲取儲能單元的端電壓U並發送給比較器的第一輸入端，比較器的第二輸入端設置為儲能單元的標稱電壓Ub；比較器對兩個輸入電壓值進行比較，若U≥Ub，則輸出一個負脈衝，使接觸器II閉合、接觸器I關斷；
(3)通過檢測單元中的ZigBee模塊構建ZigBee無線網：選取一個ZigBee模塊作為中心節點，除中心節點以外的ZigBee模塊同時作為終端節點和路由節點；每個ZigBee模塊中保存有預先設置的地址數據，所述地址數據表示該節點所在負載支路的位置；
(4)檢測單元中的傳感器模塊採集相應負載支路的電流、電壓和負載溫度數據，並將採集到的數據發送給相應的ZigBee模塊，該ZigBee模塊與中心節點交互，通過中心節點將數據上傳至遠程控制中心。
有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下優勢：
本發明為負載支路提供兩路電源線，電源線之間通過比較器的輸出脈衝切換，避免兩路電源線同時工作；當電源母線無法正常供電時，可通過儲能單元為負載支路供電；
本發明具有負載支路故障檢測及故障位置上報功能，便於日常檢修。
附圖說明
圖1為本發明實施例的電路結構圖；
圖2為實施例中的檢測單元電路結構圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
如圖1所示為本發明實施例的電路結構圖，包括電源母線L、照明供電母線N、地線GND、儲能單元、接觸器I、接觸器II、電壓傳感器、比較器、變壓器和斷路器I；斷路器I作為電路總斷路器，為電源母線L和照明供電母線N之間的器件提供過載和短路保護；斷路器I的輸入端與電源母線L相連，輸出端通過儲能單元和接觸器II構成的串聯支路與照明供電母線N相連；電壓傳感器採集儲能單元兩端電壓並將電壓數據輸入至比較器的第一輸入端；比較器的第二輸入端接參考電壓，此處的參考電壓為儲能單元的標稱電壓；比較器的輸出端分別與接觸器I和接觸器II的使能端相連；接觸器I的使能端接收到正脈衝時吸合，使所在支路導通，接收到負脈衝時關斷，使所在支路斷開；接觸器II的使能端接收到負脈
照明供電母線N上接有若干並聯的負載支路，每個負載支路上均接有檢測單元；檢測單 元的結構圖如圖2所示，包括傳感器模塊、蓄電池和ZigBee模塊，蓄電池為傳感器模塊和ZigBee模塊供電。負載支路的電路結構包括串聯的變壓器、LED單元和斷路器，負載支路中的斷路器為該負載支路提供過載、短路保護。
進一步的，LED單元包括若干並聯的LED管。
進一步的，所述照明供電母線N上接有靜止無功發生器SVG，靜止無功發生器SVG為照明供電母線N提供無功電壓支撐。
上述電路的供電方法如下：
(1)電源母線上電後，首先閉合接觸器I，通過電源母線為儲能單元充電；電壓傳感器獲取儲能單元的端電壓U並發送給比較器的第一輸入端，比較器的第二輸入端設置為儲能單元的標稱電壓Ub；比較器對兩個輸入電壓值進行比較，若U≥Ub，則輸出一個負脈衝，使接觸器II閉合、接觸器I關斷；
(2)通過檢測單元中的ZigBee模塊構建ZigBee無線網，ZigBee無線網的網絡拓撲為：選取一個ZigBee模塊作為中心節點，除中心節點以外的ZigBee模塊同時作為終端節點和路由節點；每個ZigBee模塊中保存有預先設置的地址數據，所述地址數據表示該節點所在負載支路的位置；
(3)檢測單元中的傳感器模塊採集相應負載支路的電流、電壓和負載溫度數據，並將採集到的數據發送給相應的ZigBee模塊，該ZigBee模塊與中心節點交互，通過中心節點將數據上傳至遠程控制中心。
該方法在電源母線上電後首先為儲能單元充電，儲能單元充滿後切換接觸器I和接觸器II，使電源母線直接為照明供電母線N供電，使負載支路正常工作；當電源母線發生故障，不能正常供電時，通過閉合接觸器I即可使儲能單元為照明供電母線N，保證負載支路正常工作。
負載支路上所接的檢測單元用於檢測各負載支路的故障信息，並通過ZigBee無線網將故障信息傳遞給遠程控制中心，工作人員可在遠程控制中心獲取各負載支路的電流、電壓、負載溫度和負載支路所在位置數據，根據數據判斷是否有負載支路發生故障，並及時維護。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。