一种节能智能路灯控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种路灯节能智能控制系统，由安装远程监控程序的上位机和下位机组成；上位机包括PC机和无线模块I组成,无线模块I通过PC机串口RXD、TXD、VCC和GND与PC机相连；下位机包括电网信号采集模块、AD信号转换模块、系统供电模块、单片机、无线模块II、执行电路。其中执行电路包括PWM斩波电路和低压直通电路。AD信号转换模块、执行电路与单片机的I/O口相连，电网信号采集模块与AD信号转换模块相连,无线模块II通过PC机串口RXD、TXD、VCC和GND与PC机相连。本实用新型专利技术通过对电网电压、电流的监控，能够实现对路灯的节能，延长路灯的使用寿命，实现远程自动监控，节约人力、物力，提高管理水平。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是ー种节能智能路灯控制系统，适用于居住小区、エ厂和校园等场合，属于控制自动化

技术介绍
目前，路灯供电线路设计时，为了降低送电过程中的线路损耗，以及避免出现用电高峰时因末端供电电压过低而造成路灯不能点亮等情况，路灯变压器确定输出电压一般高于额定值的5%以上。随着电网电压的波动，电网电压会更高，路灯变压器输出电压会超出正常电压的15%以上，高达245V。城市路灯下半夜电压普遍超过230V，这样将增加高达22%的耗电量。电网电压升高，必然导致路灯的光通量増大，路面照度明显升高，这不仅浪费电能，也是对路灯建设资金投入的浪费。现在，如果要检查是否有路灯损坏，必须把所有的路灯都打开，那么在白天维修路灯的时候，把所有路灯都打开必然造成了许多浪费。我国现在也有自动控制的路灯，但是大多数是利用GPRS或者英特网等方式控制的，这必然会在管理中又额外增加了管理费用。
技术实现思路
针对以上问题，本技术提供一种节能智能路灯控制系统，从硬件和软件两方面来实现系统的控制，可以使路灯工作于预先设定好的节电运行模式，也可以通过无线通信来控制，实现远程控制。本技术采用的技术方案系统由安装远程监控程序的上位机和下位机组成；上位机由PC机10和无线模块19组成；无线模块19通过PC机10串ロ RXD、TXD、VCC和GND与PC机I相连；下位机包括电网信号采集模块1、AD信号转换模块2、系统供电模块3、单片机4、无线模块118、执行电路5 ;电网信号采集模块I与AD信号转换模块2的输入端相连，AD信号转换模块2的输出端与单片机4的I/O ロ相连，系统供电模块3分别与AD信号转换模块2、单片机4相连，执行电路5与单片机4的I/O ロ相连，无线模块118通过单片机4串ロ RXD、TXD、VCC和GND与单片机4相连。上位机中的无线模块19网络布线采用MODBUS协议通信与PC机10相连，执行电路5包括PWM斩波电路6和低压直通电路7 ;下位机安装在路灯的灯罩内，与路灯11并联，无线模块118安装在灯罩外部；上位机中的无线模块19分布在可以和路灯11的无线模块118通信的范围内。所述的电网信号采集模块I、AD信号转换模块2、系统供电模块3、单片机4、无线模块118、PWM斩波电路6和低压直通电路7、无线模块19、PC机10均为普通元件。本技术的有益效果基于PWM斩波电路和无线模块的路灯节能系统安全可靠，极大地提高了路灯监控自动化水平，減少了管理人员劳动強度，节省人力，延长了路灯使用寿命，減少了电能消耗，提高路灯管理水平，产生较大的经济效益和社会效益。附图说明图I为本技术的结构示示意图。图中1_电网信号采集模块、2-AD信号转换模块、3-系统供电模块、4-单片机、5-执行电路、6-PWM斩波电路、7-低压直通电路、8- 无线模块II、9-无线模块IUO-PC机。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进ー步说明，以方便技术人员理解。如图I所示系统由安装远程监控程序的上位机和下位机组成；上位机由PC机10和无线模块19组成；无线模块19通过PC机10串ロ RXD、TXD、VCC和GND与PC机I相连；下位机包括电网信号采集模块I、AD信号转换模块2、系统供电模块3、单片机4、无线模块118、执行电路5 ;电网信号采集模块I与AD信号转换模块2的输入端相连，AD信号转换模块2的输出端与单片机4的I/O ロ相连，系统供电模块3分别与AD信号转换模块2、单片机4相连，执行电路5与单片机4的I/O ロ相连，无线模块118通过单片机4串ロ RXD、TXD、VCC和GND与单片机4相连。上位机中的无线模块19网络布线采用MODBUS协议通信与PC机10的串ロ相连，执行电路5包括PWM斩波电路6和低压直通电路7 ;下位机安装在路灯的灯罩内，与路灯11形成并联，无线模块118安装在灯罩外部；上位机中的无线模块19分布在可以和路灯11的无线模块118通信的范围内。系统供电模块3通过电网电压降压、滤波、稳压后给系统供电；执行电路5通过PWM斩波电路6对电压占空比调节，当输入电压低于设定的值时，系统将转入低压直通电路7 ；PWM斩波电路6通过IGBT来实现对电压的占空比调节；其中PWM斩波调压电路6的基本原理是电网电压通过整流滤波后通过经由PWM控制的IGBT，通过控制PWM的占空比来对电压实现调节；当电压低于设定值时，电网的电压输入转换到低压直通电路7。本技术的工作原理采用STC单片机4微控制器为核心，搭建硬件平台，设计PWM斩波调压电路6，并组建无线传输网络和设计远程监控服务软件，实现对路灯11电压的合理调节，从而实现利用无线传输技术来实现对系统的远距离监控，通过监控器，系统能自动监测到路灯出现故障、开关灯控制等事件，并通过无线通信模块及时将报警数据上传到监控中心，以供监控中心值班人员及时了解情况，做出处理；值班人员可以通过无线通信模块发送指令给路灯，控制路灯的工作状況。具体工作过程如下第一歩路灯电网在通电时，系统供电模块3开始给该系统供电；第二歩电网信号采集模块I通过采集电网电压、电流传输给AD信号转换模块2，AD信号转换模块3处理后再传输ー个信号给单片机4，经过单片机4分析处理后，发出ー个信号给执行电路5 ；第三步如果电网电压经过单片机4分析后高于设定值，那么电网通过PWM斩波电路6后给路灯11供电；如果电网电压经过单片机4分析后低于设定值，那么电网通过低压直通电路7后给路灯供电；第四步如果需要关闭路灯11，通过上位机给无线模块19传输ー个信号，无线模块19传输再把该信号传输给无线模块118，无线模块118接收到信号后，传输ー个信号给单片机4，经过单片机4分析后发送ー个信号给执行电路5，执行电路5做出相应的执行；第五歩如果电网信号采集模块I没有采集到电压或电流时，说明路灯11损坏，此时，单片机4发出ー个信号给无线模块118，无线模块118把改信号传输给上位机无线模块19，无线模块19把该信号传输给PC机10，PC机10上显示出损坏路灯的具体位置；第六步路灯电网在断电时，该系统停止工作。 本技术是通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本技术范围的情况下，还可以对技术进行各种变换及等同代替，因此，本技术不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本技术权利要求范围内的全部实施方案。权利要求1.一种节能智能路灯控制系统，其特征在于由安装远程监控程序的上位机和下位机组成；上位机由PC机和无线模块I组成，无线模块I通过PC机串口 RXD、TXD、VCC和GND与PC机相连；下位机由电网信号采集模块、AD信号转换模块、系统供电模块、单片机、无线模块II、执行电路组成；电网信号采集模块与AD信号转换模块的输入端相连，AD信号转换模块的输出端与单片机的I/O 口相连，系统供电模块分别与AD信号转换模块、单片机相连，执行电路与单片机的I/O 口相连，无线模块II通过单片机串口 RXD、TXD、VCC和GND与单片机相连。2.根据权利要求I的一种节能智能路灯控制系统，其特征在于上位机中的无线模块I网络布线采用MODBUS协议通信与PC机相连。3.根据权利要求I的一种节能智能路灯控制系统，其特征在于执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能智能路灯控制系统，其特征在于：由安装远程监控程序的上位机和下位机组成；上位机由PC机和无线模块I组成，无线模块I通过PC机串口RXD、TXD、VCC和GND与PC机相连；下位机由电网信号采集模块、AD信号转换模块、系统供电模块、单片机、无线模块II、执行电路组成；电网信号采集模块与AD信号转换模块的输入端相连，AD信号转换模块的输出端与单片机的I/O口相连，系统供电模块分别与AD信号转换模块、单片机相连，执行电路与单片机的I/O口相连，无线模块II通过单片机串口RXD、TXD、VCC和GND与单片机相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沐润志，李恒，赵磊，王妮娅，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：