專利名稱：多路輸入輸出智能單燈控制器及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種多路輸入輸出智能單燈控制器，尤其適用于城市路燈控制，對路燈進行開關燈、檢測以及調光，僅需一路提供輸入，單燈控制器能正常工作。
背景技術：
國家確定了“ i^ 一五”時期單位國內生產總值能源消耗降低20%的目標，主要污染物排放總量減少10%，強調要落實節約資源和保護環境的要求，建設低投入、高產出、低能耗、少排放、能循環、可持續的國民經濟體系和資源節約型、環境友好型社會。城市公共照明用電在我國照明耗電中占30%的比例，占全國大約有19%的電能是用于照明。這部分的電能消耗比例相當可觀。傳統的城市燈光采用的是人工管理模式，開關燈控制一般采用電子定時器來實現。其缺點是燈光系統分布廣，管理困難；運行狀況難掌握，維護困難；不能靈活開關燈，變更困難。隨著計算機技術以及通信技術的發展，路燈遠程智能監控系統應廣泛使用。其優點是集中控制，工作高效，便于管理；遠程監測，實時掌握系統的運行狀態；縮短和減少開燈時間，節約能源。

發明內容
本發明的目的在于提供一種多路輸入輸出智能單燈控制器及其應用，適用于對路燈進行開關、檢測以及降功率調光，成本低、體積小、方便安裝與維護。多路輸入輸出智能單燈控制器，適用于對路燈進行開關燈控制，檢測電壓、電流以及功率因數以實現降功率調光，包括主控芯片、采集路燈工作狀態信息的信號采集模塊，為所述單燈控制器提供電能的電源模塊，無線模塊及對路燈實現開關燈控制、定時控制以及回路控制的控制模塊；
所述信號采集模塊的信號輸入端與路燈的信號輸出端連接，所述信號采集模塊的信號輸出端與所述無線模塊的輸入端連接；所述無線模塊的輸出端與控制模塊的信號輸入端連接，所述控制模塊的信號輸出端與路燈的控制端連接。優選地，所述電源模塊內包括有電源輸入接ロ，電源整合系統及傳統電源模塊，所述電源整合系統用以將多路交流輸入整合為一路直流供電，只需其中一路供電，則多路輸入輸出智能單燈控制器能夠正常工作。優選地，所述多路輸入輸出智能單燈控制器的主控芯片為ZigBee無線傳感網絡微控制器。優選地，所述無線模塊通過射頻信號將路燈工作狀態信息自組網絡并互相通信， 無線模塊采用ZigBee實現自組網絡。優選地，所述的多路輸入輸出智能單燈控制器還具有地理信息定點系統和地理信息防盜報警功能模塊，所述地理信息定點系統為每ー個路燈定義唯一的地理信息并對應到監控中心的路燈序號。
優選地，所述多路輸入輸出智能單燈控制器可應用于路燈遠程智能監控系統，所述智能監控系統包括多路輸入輸出智能單燈控制器，通信裝置及監控中心，所述單燈控制器的控制模塊輸入端與路燈連接，所述單燈控制器的無線模塊輸出端與通信裝置的無線通信模塊輸入端無線通信，所述通信裝置的無線通信模塊輸出端與監控中心的監控模塊輸入端無線通信。優選地，所述監控系統還包括一用于接收路燈的工作狀態，并且對路燈發送控制命令的手持式路燈檢測儀，所述手持式路燈檢測儀的信號控制端與多路輸入輸出智能單燈控制器無線通信，多路輸入輸出智能單燈控制器控制路燈。優選地，所述通信裝置的無線通信模為3G/2. 5G無線通信模塊，所述3G/2. 5G無線通信模塊為GPRS無線通信模塊、或CDMA無線通信模塊、或WCDMA無線通信模塊。優選地，所述手持路燈檢測儀包括主控芯片，還包括顯示路燈序號、故障名稱和操作提示的液晶顯示系統，打開關閉路燈維修門按鍵系統，提示路燈故障的蜂鳴器提示模塊的至少其中之一。優選地，所述監控系統還包括一與監控中心的打印端ロ通過數據線連接的打印機，一與監控中心通過無線模塊連接的PDA，及一用于路燈維護的路燈維護車。本發明達到的有益效果是，多路輸入輸出智能單燈控制器可根據需要控制單燈進行降功率調光，從而起到節電功能，另外，多路輸入輸出的單燈控制器還融合3G/2. 5G與 “物聯網”技術，路燈故障自動檢測，生成維修エ単，無需人工巡檢，降低維護成本。同吋，基干“物聯網”技術模塊化硬件設計，成本低、體積小、方便安裝與維護。


圖1為本發明的優選實施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器的硬件部分示意圖。圖2為本發明的優選實施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器實現一路供電的電源模塊設計圖。圖3為本發明的優選實施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器工作狀態的構架圖。
具體實施例方式下面參照附圖以示例的方式對本方案的實施方式進行說明。本發明的優選實施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器主要包括主控芯片及最小系統11，信號采集模塊12，電源模塊13，無線模塊14和控制模塊15。輔助的，還可以包括監控中心3，手持路燈檢測器4，路燈維護車31，打印機32，PDA33等。實施者可以根據自身的情況和需求，靈活的選用以達到最好的效果。作為實現單燈控制的多路輸入輸出智能單燈控制器的基礎元件，多路輸入輸出智能單燈控制器1連接路燈，監測路燈工作狀態信息，包括路燈的電流、功率因數、電壓、是否故障等信息，并通過射頻方式，將這些信息傳遞到通信裝置2。同吋，多路輸入輸出智能單燈控制器1還具有控制模塊15，可以控制路燈的工作
4方式，如節能模式、設定時間開關燈、人工/智能控制模式選擇等。控制模塊15使多路輸入輸出智能單燈控制器1的多路輸入中只需有一路輸入，多路輸入輸出智能單燈控制器1正常工作，能夠監測路燈的工作狀態，并對路燈進行控制并檢測。多路輸入輸出智能單燈控制器1還采用了物聯網技木，以實現路燈的唯一信息識別和記錄，即可以記錄路燈的詳細地理位置信息、工作情況、維修情況、防盜報警等。通信裝置2則通過2. 5G/3G無線通信網絡與因特網連接，再經因特網將單燈信息傳遞給監控中心 3。圖1為此專利的優選實施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器1的結構圖，多路輸入輸出智能單燈控制器1采用高可靠的Freescale公司的ZigBee無線傳感網絡微控制器MCU作為核心控制單元，實現了路燈故障檢測和無線傳感網絡通訊功能。如前所述的，多路輸入輸出智能單燈控制器1具有地理信息定點系統，可以為每 ー個路燈定義唯一的地理信息并對應到監控中心3的路燈序號。結合地理信息定點系統， 本優選實施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器1可以實現路燈的地理信息定點故障上傳報告，即除了報告故障的路燈的序號，還可以直觀的報告故障路燈的地理位置。多路輸入輸出智能單燈控制器1還具有地理信息防盜報警功能，當檢測到侵入信息吋，多路輸入輸出智能單燈控制器1將遭到盜竊的路燈的地理位置發送給通信裝置2，通信裝置2將信息傳遞給監控中心3。監控中心3可以立即自動將盜竊信息發送給最近的工作站、工作人員或路燈維護車31，并在監控中心3直接報警。這樣，極大的増加了路燈防盜的及時性、準確性，大大降低盜竊率。圖2為多路輸入輸出智能單燈控制器電源模塊設計圖，將多路輸入整合為一路對多路輸入輸出智能單燈控制器1供電。如出現故障掉電，只需其中一路供電，則多路輸入輸出智能單燈控制器1仍然能正常工作。所述電源模塊13內包括有電源輸入接ロ 21，電源整合系統及傳統電源模塊23，工作吋，電源模塊13采用并聯的構件將多路交流輸入經整合電路23后成為一路直流供電。多路輸入實現ー個或的關系，只要其中一路能夠對電路供電， 則多路輸入輸出單燈控制器1能夠正常工作。首先，使用多路輸入輸出智能單燈控制器1中基于ZigBee技術的無線傳感控制器模塊，即射頻模塊，將路燈網絡的數據信息傳輸到通信裝置5的3G/2. 5G數據收發處理模塊。其次，3G/2. 5G數據收發處理模塊主要用Freescale公司32位CodeFire系列MCU作為控制單元，通過3G/2. 5G通訊模塊與遠程監控中心3的服務器進行通信。手持式路燈檢測儀4主要具有液晶顯示系統、按鍵系統、蜂鳴器提示模塊、主控芯片和無線模塊組成。硬件設計采用基于硬件構件的嵌入式低層硬件的設計方法，強調復用性。手持式路燈檢測儀4的無線模塊包括兩個部分，首先其具有射頻模塊，可以通過射頻方式和50m范圍內的多路輸入輸出智能單燈控制器1通信，還具有3G/2. 5G無線通信模塊，用于和監控中心3通信。當接收到路燈故障信息吋，手持式路燈檢測儀4的蜂鳴器提示模塊發出蜂鳴聲， 提示維修人員該路燈故障，并在液晶顯示系統上顯示路燈序號、故障名稱和操作提示。并且，可通過按鈕系統選擇打開關閉路燈維修門進行維修。本優選實施方式的多路輸入輸出智能單燈控制器1與監控中心通信，監控中心3安裝有城市照明控制軟件系統。軟件系統基于Windows 2003平臺，以大型商用數據庫SQL Server2005為基礎，采用C/S模式，通信模塊使用多線程的異步Socket機制實現通信的高穩定性。管理模塊具有豐富友好的圖形用戶界面，實時的路燈控制、狀態顯示、故障報警、數據統計，報表生成等功能，實現路燈管理自動化。通過多路輸入輸出智能單燈控制器1，監控中心3可以全方位的實時監測每ー個路燈或者回路的狀況，對其電壓，電流，功率因數，防盜機構進行監控。結合城市路燈地理信息及實地控制按鈕，生成詳細的數據統計表，地理定位，路燈序號故障提示，統計路燈亮燈率，維護系數達標率。且還能夠實時將每個線路斷線、遇盜、撞擊、燈桿傾斜等意外故障定位報警，將信號傳遞到監控中心3和就地發出聲光報警，有效的阻止各類盜竊路燈線路，器材的犯罪行為，減少公共財產的損失。本優選實施方式的通信裝置2具有可選的3G/2. 5G的無線通信模塊。這樣，可以根據城市的不同，選擇合適的通信方式，如CDMA，GPRS，WCDMA等。這極大的増加了多路輸入輸出智能單燈控制器1的使用范圍。比如，ー些小城市尚無3G網絡覆蓋，則可以采用GPRS 通信方式。本優選實施方式的輔助的還可以包括打印機32、PDA33、路燈維護車31等，它們都是作為連接監控中心3的外部設備而存在，其可以接收監控中心3的信息和指令，打印報告，顯示路燈狀態，進行路燈維護等。配套的手持路燈檢測儀4可以作為輔助工具對路燈進行測控。盡管為示例目的，已經公開了本發明的優選實施方式，但是本領域的普通技術人員將意識到，在不脫離由所附的權利要求書公開的本發明的范圍和精神的情況下，各種改迸、增加以及取代是可能的。
權利要求
1.多路輸入輸出智能單燈控制器，適用于對路燈進行開關燈控制，檢測電壓、電流以及功率因數以實現降功率調光，其特征在于包括主控芯片、采集路燈工作狀態信息的信號采集模塊，為所述單燈控制器提供電能的電源模塊，無線模塊及對路燈實現開關燈控制、定時控制以及回路控制的控制模塊；所述信號采集模塊的信號輸入端與路燈的信號輸出端連接，所述信號采集模塊的信號輸出端與所述無線模塊的輸入端連接；所述無線模塊的輸出端與控制模塊的信號輸入端連接，所述控制模塊的信號輸出端與路燈的控制端連接。
2.如權利要求1中所述的多路輸入輸出智能單燈控制器，其特征在干，所述電源模塊內包括有電源輸入接ロ，電源整合系統及傳統電源模塊，所述電源整合系統用以將多路交流輸入整合為一路直流供電，只需其中一路供電，則多路輸入輸出智能單燈控制器能夠正常工作。
3.如權利要求1中所述的多路輸入輸出智能單燈控制器，其特征在干，所述多路輸入輸出智能單燈控制器的主控芯片為ZigBee無線傳感網絡微控制器。
4.如權利要求3中所述的多路輸入輸出智能單燈控制器，其特征在干，所述無線模塊通過射頻信號將路燈工作狀態信息自組網絡并互相通信，無線模塊采用ZigBee實現自組網絡。
5.如權利要求4中所述的多路輸入輸出智能單燈控制器，其特征在干，所述的多路輸入輸出智能單燈控制器還具有地理信息定點系統和地理信息防盜報警功能模塊，所述地理信息定點系統為每ー個路燈定義唯一的地理信息并對應到監控中心的路燈序號。
6.如權利要求1-5所述的任意一種多路輸入輸出智能單燈控制器的應用，其特征在干所述多路輸入輸出智能單燈控制器可應用于路燈遠程智能監控系統，所述智能監控系統包括多路輸入輸出智能單燈控制器，通信裝置及監控中心，所述單燈控制器的控制模塊輸入端與路燈連接，所述單燈控制器的無線模塊輸出端與通信裝置的無線通信模塊輸入端無線通信，所述通信裝置的無線通信模塊輸出端與監控中心的監控模塊輸入端無線通信。
7.如權利要求6所述的多路輸入輸出智能單燈控制器的應用，其特征在于所述監控系統還包括一用于接收路燈的工作狀態，并且對路燈發送控制命令的手持式路燈檢測儀， 所述手持式路燈檢測儀的信號控制端與多路輸入輸出智能單燈控制器無線通信，多路輸入輸出智能單燈控制器控制路燈。
8.如權利要求7中所述的多路輸入輸出智能單燈控制器的應用，其特征在干，所述通信裝置的無線通信模為3G/2. 5G無線通信模塊，所述3G/2. 5G無線通信模塊為GPRS無線通信模塊、或CDMA無線通信模塊、或WCDMA無線通信模塊。
9.如權利要求8中所述的多路輸入輸出智能單燈控制器的應用，其特征在干，所述手持路燈檢測儀包括主控芯片，還包括顯示路燈序號、故障名稱和操作提示的液晶顯示系統， 打開關閉路燈維修門按鍵系統，提示路燈故障的蜂鳴器提示模塊的至少其中之一。
10.如權利要求9中所述的多路輸入輸出智能單燈控制器的應用，其特征在干，所述監控系統還包括一與監控中心的打印端ロ通過數據線連接的打印機，一與監控中心通過無線模塊連接的PDA，及一用于路燈維護的路燈維護車。
全文摘要
本發明涉及一種多路輸入輸出智能單燈控制器，包括主控芯片、采集路燈工作狀態信息的信號采集模塊，為單燈控制器提供電能的電源模塊，無線模塊及對路燈實現開關燈控制、定時控制以及回路控制的控制模塊；信號采集模塊的信號輸入端與路燈的信號輸出端連接，信號采集模塊的信號輸出端與無線模塊的輸入端連接；無線模塊的輸出端與控制模塊的信號輸入端連接，控制模塊的信號輸出端與路燈的控制端連接。多路輸入輸出智能單燈控制器可應用于路燈遠程智能監控系統，單燈控制器可根據需要控制單燈進行降功率調光，從而起到節電功能，融合3G/2.5G與物聯網技術，路燈故障自動檢測，生成維修工單，無需人工巡檢，降低維護成本。
文檔編號H04W84/18GK102595701SQ20121000420
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者葉倩 申請人:蘇州市華工照明科技有限公司