CN203206520U - 基于北斗精确定位与授时的智能型城市道路照明控制装置 - Google Patents

基于北斗精确定位与授时的智能型城市道路照明控制装置 Download PDF

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张标标
王辉
钱小鸿
吴俊宏
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Abstract

一种基于北斗精确定位与授时的智能型城市道路照明控制装置，包括节点控制器、集中控制器和监控中心，一个节点控制器安装在一个路灯上，节点控制器包括第一载波通信模块、检测电路和受控操作开关，受控操作开关与路灯的电源开关联动，集中控制器包括第二载波通信模块、电源板、ARM板和第一GPRS模块，第一载波通信模块与第二载波通信模块连接，监控中心包括第二GPRS模块、路灯状态检测模块、路灯控制模块和用以接收北斗卫星信号的北斗接收模块；路灯控制模块包括用以根据北斗时间和经纬度地理位置信息计算日出日落时间来控制路灯开启或关断时间的北斗授时控制单元。本实用新型有效实现统一管理、亮灯及时性良好、节能性较好。

Description

基于北斗精确定位与授时的智能型城市道路照明控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种城市道路照明控制装置。
背景技术
节能减排作为智慧城市建设的具体要求以及城市可持续发展的必由之路，已经被各级政府高度重视。国家“十一五规划”和“十二五规划”中均对绿色照明提出了具体要求，并加大力度扶持物联网技术在照明行业的具体应用。智能路灯监控***是一款针对市政路灯照明监控的装置，市政路灯是城市居民日常生活中不可缺少的公共设施，是城市形象和综合实力的具体表现。随着城市面积的不断拓展，城市亮化标准不断提升，城市居民夜生活不断丰富，城市路灯管理却严重滞后。主要表现在以下几个方面：以前城市路灯由于每条线路相对独立，不能有效进行统一管理，统一开关灯。路灯灯头经常损坏，主要靠管理人员夜巡或市民通报才能发现，不能及时维修更换，特别是小街小巷，亮灯率不高，影响市民夜晚出行。现有的路灯控制方式，不能满足特殊气候（如阴天、风尘暴）或群众性重大节日需要，且不必要的亮灯造成能源浪费。
近年来，随着科技的不断进步和发展，智能控制元件的类型越来越多，成本越来越低，于是智能化的照明控制***开始进入人们的视线。智能照明控制***自从20世纪90年代进入中国市场以来，主要应用于智能化家居照明控制，使用于高端的住宅里面，但由于受到当时市场的消费意识、市场环境、产品价格、推广力度等方面的影响，一直没有太大的动作和起色。
发明内容
为了克服已有路灯照明控制装置的不能有效统一管理、亮灯及时性较差、节能性较差的不足，本实用新型提供一种有效实现统一管理、亮灯及时性良好、节能性较好的基于北斗精确定位与授时的智能型城市道路照明控制装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于北斗精确定位与授时的智能型城市道路照明控制装置，包括节点控制器、集中控制器和监控中心，一个节点控制器安装在一个路灯上，所述节点控制器包括第一载波通信模块、检测电路和受控操作开关，所述受控操作开关与路灯的电源开关联动，所述集中控制器包括第二载波通信模块、电源板、ARM板和第一GPRS模块，所述第一载波通信模块与所述第二载波通信模块连接，所述监控中心包括第二GPRS模块、路灯状态检测模块、路灯控制模块和用以接收北斗卫星信号的北斗接收模块；所述第一GPRS模块与所述第二GPRS模块连接，所述北斗接收模块与所述路灯控制模块连接，所述路灯控制模块包括用以根据北斗时间和经纬度地理位置信息计算日出日落时间来控制路灯开启或关断时间的北斗授时控制单元。
本实用新型的技术构思为：随着经济的进一步发展，生活水平的提高，北斗导航技术、通讯、网络技术，传媒业的飞速发展和高度结合，数字化家居得到进一步的快速提升，技术也进一步的成熟，各类通讯标准和市场也得到进一步的规范，智能照明控制***开始慢慢的飞入寻常百姓家。
目前，电路***内部各送端，受端的分布广泛而分散，智能化控制装置内部带有实时时钟，其固有误差难以避免，随着运行时间的增加积累误差会越来越大，会失去正确的时间计量作用，北斗授时机的高精度就能保证各地时间信号与UTC的相对误差都不超过20-100ns,这种卫星覆盖范围内的高精度时间同步在电力***检测和测量中具有极高的利用价值。同时给路灯***精确授时，能够实时地给出不同时间段的路灯亮度。
本实用新型的有益效果主要表现在：有效实现统一管理、亮灯及时性良好、节能性较好。
附图说明
图1是智能型城市道路照明控制装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1，一种基于北斗精确定位与授时的智能型城市道路照明控制装置，包括节点控制器、集中控制器和监控中心，一个节点控制器安装在一个路灯上，所述节点控制器包括第一载波通信模块、检测电路和受控操作开关，所述受控操作开关与路灯的电源开关联动，所述集中控制器包括第二载波通信模块、电源板、ARM板和第一GPRS模块，所述第一载波通信模块与所述第二载波通信模块连接，所述监控中心包括第二GPRS模块、路灯状态检测模块、路灯控制模块和用以接收北斗卫星信号的北斗接收模块；所述第一GPRS模块与所述第二GPRS模块连接，所述北斗接收模块与所述路灯控制模块连接，所述路灯控制模块包括用以根据北斗时间和经纬度地理位置信息计算日出日落时间来控制路灯开启或关断时间的北斗授时控制单元。
如图1所示，一种智能型城市道路照明控制装置，包括：集中控制器、节点控制器、监控中心；集中控制器：主要由载波通信模块、电源板、ARM板、GPRS模块四部分组成。主要负责通讯网络的架构与调整。一方面收集网络节点（节点控制器）等反馈信息以及传达控制命令；一方面与监控中心通信，接收命令以及反馈相关信息数据。节点控制器：主要由以下单元组成：载波通信模块、相关检测测量电路、操作开关和电源部分。每一个路灯的节点控制器具有控制节点和路由节点双重属性。既协助通信网络的构架，也与集中控制器保持互通，完成命令及反馈信息。监控中心：由上位机监控软件组成。一方面监视和管理集中器反馈上来的信息，如路灯状态（亮度、电压、电流、功率和功率因数）；一方面向集中器发出控制命令，完成开关和调节路灯的亮度，实现时序调度事件、报警应答等操作。
该路灯的节点控制器采用微处理器ARM7TDMI，其芯片为LPC2106。
城市道路照明智能控制网络由监控中心通过GPRS通讯，与城市内远程各照明主控控制器组成，并连接至城市内部的电力线路，通过在载波电力通信实现对灯具的远程控制和查询。该载波电力通信具有允许在简单的单一电力线路上进行多点、双向通信。
使用时，该智能型城市照明控制装置中的路灯主控器既是接收路灯节点控制器通过电力载波传输过来的信号，又能通过内置GPRS网络与远程控制终端实现通信。城市路灯智能照明控制网络，单个装置中央控制器内集成GPRS通信接口，主从通信协议的从机，1台或者多台从机与1台用作主机的工控机组成路灯智能照明控制网络。除了***启动时，通信总是由主机发起如果没有主机的请求，从机不会向总线发出数据；从机之间没有通信。
该智能型城市道路照明控制装置的工作方式分为两种：
（1）现场操作人员采用遥控器或者手持PDA直接手动控制，现场人员进入遥控器与中央监控制的遥控距离范围内，通过遥控器与路灯主控制器自动配对，该遥控器由无线射频通讯模块、遥控距离范围内，现场人员采用遥控器的按键，当主控制器经过接收器接收到有效的射频遥控信号时，通过主控制器的主控器MCU，使控制继电器可控硅元件工作，控制该区域照明灯具的每一个灯具主回路通断。
（2）自动控制，运用太阳与地球的运行规律以及地球经纬度与日出日落的关系，并根据一年四季变化规律与经纬度算法计算日出日落时间，来自动控制路灯开关灯。在中央监控***内设定该区域随时间的亮度要求值，由现场光测传感器测量该区域的亮度实际值，二者在远程中央控制***进行比较，通过比较的结果来进行区域照明灯具的自动控制。所述现场场测光是选用可靠的测光传感器把现场的光通量转换为电信号，通过信号处理回路转换为主控器MCU的输入，在主控器MCU内进行计算和比较，作为智能城市道路照明控制装置进行自动控制的依据。通过运行在工控机的程序，能够实现灯具的远程控制与状态查询，报告有故障的灯具回路，提示工作人员进行检修与更换，记录各组灯具的运行时间，提示工作人员即将到灯具寿命时间的灯具个数，便于工作人员提前进行备品备件准备。

Claims (1)

1.一种基于北斗精确定位与授时的智能型城市道路照明控制装置，其特征在于：所述控制装置包括节点控制器、集中控制器和监控中心，一个节点控制器安装在一个路灯上，所述节点控制器包括第一载波通信模块、检测电路和受控操作开关，所述受控操作开关与路灯的电源开关联动，所述集中控制器包括第二载波通信模块、电源板、ARM板和第一GPRS模块，所述第一载波通信模块与所述第二载波通信模块连接，所述监控中心包括第二GPRS模块、路灯状态检测模块、路灯控制模块和用以接收北斗卫星信号的北斗接收模块；所述第一GPRS模块与所述第二GPRS模块连接，所述北斗接收模块与所述路灯控制模块连接，所述路灯控制模块包括用以根据北斗时间和经纬度地理位置信息计算日出日落时间来控制路灯开启或关断时间的北斗授时控制单元。
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