CN202374538U - 一种太阳能led路灯无线传感器网络监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置,属于太阳能LED路灯状态检测技术领域,包括监控中心、无线网络协调器、路由节点和若干太阳能LED路灯传感器节点,各太阳能LED路灯传感器节点的天线通过路由节点与无线网络协调器连接,无线网络协调器与监控中心信号连接。本实用新型大大降低了特殊环境特殊时间误开误关的几率,脱离了人工干预,避免其他信号的干扰,本实用新型具有精度高、抗干扰能力强、超低功耗、工作稳定、性价比高、适应各种风力发电机组的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能LED路灯状态检测技术领域,特别涉及太阳能LED路灯无线传感器网络监测技术领域。
背景技术
目前,我国大多数地区还在使用传统的路灯控制方式,包括人工控制方式、时控方式、电力载波控制、GSM短消息控制和CDPD蜂窝数字分组数据等几种。人工控制方式是根据开关时间表由值班人员手动进行开、关灯操作;时控方式以时间为唯一的开、关依据,不论在任何季节和气象条件下,均只能在规定的统一时刻开、关路灯,随季节变化,需要人工十预来调整开关时间;电力载波控制易受电力线强磁场十扰,通信环境恶劣,信号衰减强、时变性大等;GSM短消息控制必须通过手机***,费用太高,并且不能完全脱离人工十预;CDPD采用专用网无线MODEM,可能出现脱网问题。由此可见,传统的路灯照明控制方式的运行、操作结果不能集中监视、记录和统计,达不到量化管理的要求。
近两年来,Zigbee无线传感器网络技术发展迅速,结合各行业实际取得了许多成果。在太阳能LED路灯控制方面,利用无线传感器网络技术可以解决传统控制方法中存在的问题。
发明内容
本实用新型目的是提出一种精度高、抗干扰能力强、超低功耗、工作稳定的太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置。
本实用新型包括监控中心、无线网络协调器、路由节点和若干太阳能LED路灯传感器节点;各太阳能LED路灯传感器节点包括一只控制芯片,在所述控制芯片的输入端分别连接该太阳能LED路灯灯头的温度信号采样模块、环境的照度信号采样模块和与该太阳能LED路灯连接的光伏电池的电压采样模块、光伏电池的电流采样模块、蓄电池的电压采样模块、蓄电池的电流采样模块,在所述控制芯片的输入端还连接时钟芯片,所述控制芯片还连接天线;各太阳能LED路灯传感器节点的天线通过路由节点与无线网络协调器连接,无线网络协调器与监控中心信号连接。
本实用新型选用特殊的光敏传感器实时采集光亮强度,大大降低了特殊环境特殊时间误开误关的几率,脱离了人工干预;Zigbee技术采用直接序列扩频技术保证信号传输的可靠性,避免其他信号的干扰。其自动化程度高,运行可靠,高效节电,使用维护方便,具有精度高、抗干扰能力强、超低功耗、工作稳定、性价比高、适应各种风力发电机组的特点。
本实用新型工作原理:太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置是由数个太阳能LED路灯传感器节点采集光伏电池的电压、电流,蓄电池的电压、电流,LED灯头的温度,环境的照度等信号,经过调理电路处理后输入JN5139无线芯片的A/D转换接口,经过CPU处理后输出到天线。经由路由转发到网络协调器,网络协调器实现数据信息和internet的接口。天线接收各路由节点和太阳能LED路灯节点的数字信号,通过无线射频电路传输给微控制器,微控制器将该信号汇聚、并转换为可以Web数据发布的XML数据,再通过以太网控制器、以太网接口电路输出。
本实用新型采用了基于英国Jennic公司的高性能、低功耗无线SOC模块(JN5139)太阳能LED路灯传感器节点;同时开发了基于LPC2210微控制器的协调器节点,构成无线传感器网络装置。太阳能LED路灯传感器节点,通过获取光伏电池的电压、电流,蓄电池的电压、电流,LED灯头的温度,环境的照度等参数,为太阳能LED路灯的内部运行状态和故障诊断提供大量的内部信息,解决太阳能LED路灯的光伏电池性能衰减或损坏、蓄电池性能衰减、LED灯头温度过高、随着季节和气候变化自动开关等的问题,并能预测路灯的运行状态,实现路灯准确定位。协调器节点完成传感器节点的信息收集的节点的协调工作,实现internet的接口。通过对太阳能LED路灯运行特性的实时检测、历史存储、统计和推理,从而能够精确诊断和定位,防止故障的进一步扩大,提高太阳能LED路灯的可靠性和照明质量具有重要意义。
另,本实用新型的所述无线网络协调器包括以JN5139控制芯片为核心的无线射频芯片模块、LPC2210微控制模块、以太网控制模块和以太网接口模块,所述无线射频芯片模块通过LPC2210微控制模块与以太网控制模块连接,所述以太网控制模块与以太网接口模块连接。
所述各太阳能LED路灯传感器节点的控制芯片为JN5139无线控制芯片。
所述各太阳能LED路灯传感器节点的光伏电池的电压采样模块为分压电阻取样模块,所述各太阳能LED路灯传感器节点的光伏电池的电流采样模块为霍尔直流电流传感器TBC10SY。
所述蓄电池的电压采样模块为分压电阻取样模块,所述蓄电池的电流采样模块为霍尔直流电流传感器TBC10SY。
太阳能LED路灯灯头的温度信号采样模块为集成SHT11芯片。
太阳能LED路灯的环境的照度信号采样模块为LX1970传感器。
附图说明
图1为本实用新型太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置数据流框图。
图2为本实用新型太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置网络协调器框图。
图3为本实用新型太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置太阳能LED路灯传感器节点框图。
具体实施方式
图1中,N个需要监测的太阳能LED路灯,每个路灯为分别设有一个太阳能LED路灯传感器节点a,N个路灯组成N个通讯节点,通过路由器b转发至无线网络协调器c,再将信号传送至监控中心d,归由监控中心d进行监控。每个通讯节点每隔一定时间就向监控中心d上传该节点a的状态信息,每个节点只有在进入发送工作时才打开通讯模块,平时都将发送模块关闭,不进行任何数据发送和接收,这样的通讯机制能够减少或杜绝通讯数据的碰撞问题。
如图2所示,各太阳能LED路灯传感器节点a包括一只JN5139无线控制芯片13,在控制芯片13的输入端分别连接该太阳能LED路灯灯头的温度信号采样模块10、环境的照度信号采样模块9和与该太阳能LED路灯连接的光伏电池的电压采样模块5、光伏电池的电流采样模块6、蓄电池的电压采样模块7、蓄电池的电流采样模块8,在控制芯片13的输入端还连接DS1302时钟芯片11,控制芯片13还连接天线12。以上各模块及JN5139无线控制芯片13分别有工作电源14支持。
其中,各光伏电池的电压采样模块5为分压电阻取样模块;各光伏电池的电流采样模块6为霍尔直流电流传感器TBC10SY;蓄电池的电压采样模块7为分压电阻取样模块;蓄电池的电流采样模块8为霍尔直流电流传感器TBC10SY;灯头的温度信号采样模块10为集成SHT11芯片;环境的照度信号采样模块9为LX1970传感器。
如图2所示,无线网络协调器c包括以JN5139控制芯片为核心的无线射频芯片模块1、LPC2210微控制模块2、RTL8019AS以太网控制模块3和RJ45以太网接口模块4,无线射频芯片模块1通过LPC2210微控制模块2与以太网控制模块3连接,以太网控制模块3还与以太网接口模块4连接。
Claims (7)
1.一种太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置,其特征在于:包括监控中心、无线网络协调器、路由节点和若干太阳能LED路灯传感器节点;各太阳能LED路灯传感器节点包括一只控制芯片,在所述控制芯片的输入端分别连接该太阳能LED路灯灯头的温度信号采样模块、环境的照度信号采样模块和与该太阳能LED路灯连接的光伏电池的电压采样模块、光伏电池的电流采样模块、蓄电池的电压采样模块、蓄电池的电流采样模块,在所述控制芯片的输入端还连接时钟芯片,所述控制芯片还连接天线;各太阳能LED路灯传感器节点的天线通过路由节点与无线网络协调器连接,无线网络协调器与监控中心信号连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置,其特征在于所述无线网络协调器包括以JN5139控制芯片为核心的无线射频芯片模块、LPC2210微控制模块、以太网控制模块和以太网接口模块,所述无线射频芯片模块通过LPC2210微控制模块与以太网控制模块连接,所述以太网控制模块与以太网接口模块连接。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置,其特征在于所述各太阳能LED路灯传感器节点的控制芯片为JN5139无线控制芯片。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置,其特征在于所述各太阳能LED路灯传感器节点的光伏电池的电压采样模块为分压电阻取样模块,所述各太阳能LED路灯传感器节点的光伏电池的电流采样模块为霍尔直流电流传感器TBC10SY。
5.根据权利要求1或2所述的太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置,其特征在于所述蓄电池的电压采样模块为分压电阻取样模块,所述蓄电池的电流采样模块为霍尔直流电流传感器TBC10SY。
6.根据权利要求1或2所述的太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置,其特征在于所述太阳能LED路灯灯头的温度信号采样模块为集成SHT11芯片。
7.根据权利要求1或2所述的太阳能LED路灯无线传感器网络监测装置,其特征在于所述太阳能LED路灯的环境的照度信号采样模块为LX1970传感器。
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