TWI796687B

TWI796687B - 智慧路燈

Info

Publication number: TWI796687B
Application number: TW110116550A
Authority: TW
Inventors: 吳維庭; 潘照天
Original assignee: 光林智能科技股份有限公司
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2023-03-21
Also published as: TW202245548A

Abstract

一種智慧路燈被提出。智慧路燈包括開關箱裝置以及燈具裝置。開關箱裝置用以提供一次側電壓以及二次側電壓。燈具裝置耦接至開關箱裝置。燈具裝置包括控制器電路以及燈板主體。控制器電路接收一次側電壓，燈板主體接收二次側電壓。控制器電路根據一次側電壓控制燈板主體的操作。

Description

智慧路燈

本發明是有關於一種智慧路燈，且特別是有關於一種可以根據開關箱裝置的一次側電壓來操作的燈具裝置。

目前路燈裝置的運作方式是在外部供電迴路與路燈之間放入一個漏電保護斷路器（Earth Leakage Circuit Breaker，ELCB），作為漏電或短路時的保護裝置。其中，ELCB與供電迴路的接合處稱為一次側電路，ELCB與路燈的接合處稱為二次側電路，並用以輸出二次側電壓來驅動路燈發光。在維持運作上，可以監控二次側的電壓或電流值，並透過各式網路將路燈裝置的監控數據回傳給管理平台，以判斷路燈的異常狀態。然而，一旦發生漏電或短路的情況時，ELCB會跳脫開關來保護電路，此時一次側電路仍然會維持原來的電壓，但二次側電路的電壓值與電流值皆會歸零，使路燈裝置無法正常工作而無回傳資料。在此情況下，管理平台只能判斷路燈裝置無回傳資料，而無法判別異常狀態的發生原因，例如是供電迴路異常、ELCB跳脫、網路不穩、還是燈具本身發生異常，必須額外增派人力人工確認異常狀態的發生原因，十分不便且造成額外的負擔，更延宕了路燈裝置的修復時程。

本發明提供一種智慧路燈，可以準確判斷智慧路燈的狀態。

本發明的智慧路燈包括開關箱裝置以及燈具裝置。開關箱裝置用以提供一次側電壓以及二次側電壓。燈具裝置耦接至開關箱裝置。燈具裝置包括控制器電路以及燈板主體。其中控制器電路接收一次側電壓，燈板主體接收二次側電壓，且控制器電路根據一次側電壓控制燈板主體的操作。

在本發明的一實施例中，開關箱裝置包括突波保護器以及斷路器。突波保護器接收供電迴路的電源電壓，用以濾除電源電壓的突波並輸出一次側電壓。斷路器耦接至突波保護器，用以接收一次側電壓並輸出二次側電壓。

在本發明的一實施例中，控制器電路耦接至突波保護器，以根據突波保護器輸出的一次側電壓來驅動。

在本發明的一實施例中，控制器電路包括變壓器以及處理器。變壓器耦接至開關箱裝置，根據一次側電壓產生第一電力資訊。處理器耦接至變壓器與燈板主體，根據第一電力資訊及/或燈板主體的第二電力資訊產生控制信號，控制信號用以指示智慧路燈的異常狀態。

在本發明的一實施例中，燈板主體根據二次側電壓產生第二電力資訊。

在本發明的一實施例中，第一電力資訊及/或第二電力資訊包括電壓資訊與電流資訊。

在本發明的一實施例中，控制器電路更包括天線以及通信電路。通信電路耦接至處理器與天線，用以將控制信號透過天線傳送至管理平台。

在本發明的一實施例中，燈板主體包括電源供應器以及發光裝置。電源供應器耦接至開關箱電路與控制器電路。發光裝置耦接至電源供應器，根據二次側電壓與控制器電路的操作來發光。

在本發明的一實施例中，智慧路燈在正常狀態下，一次側電壓與二次側電壓具有相同電壓值。

基於上述，在本發明的實施例，控制器電路可根據一次側電壓來控制燈板主體的操作，因此，可以準確判斷智慧路燈的狀態。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下提出多個實施例來說明本發明，然而本發明不僅限於所例示的多個實施例。又實施例之間也允許有適當的結合。在本案說明書全文（包括申請專利範圍）中所使用的「耦接（或連接）」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接（或連接）於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。本案說明書全文（包括申請專利範圍）中提及的「第一」、「第二」等用語是用以命名元件（element）的名稱，或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量的上限或下限，亦非用來限制元件的次序。此外，「訊號」一詞可指至少一電流、電壓、電荷、溫度、資料、電磁波或任何其他一或多個訊號。

請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的智慧路燈的概要示意圖。於圖1所示實施例中，智慧路燈100包括開關箱裝置110以及燈具裝置120。燈具裝置120包括控制器電路130以及燈板主體140。在本實施例中，開關箱裝置110用以提供一次側電壓V1以及二次側電壓V2。依照設計需求，開關箱裝置110例如可以包括變壓器、濾波器、斷路器或其他電源控制元件，其實施方式可以由所屬技術領域具通常知識者使用熟知的任意開關箱裝置來建構，本實施例並不設限。燈具裝置120耦接至開關箱裝置110，其中控制器電路130接收一次側電壓V1，燈板主體140接收二次側電壓V2。控制器電路130可以根據一次側電壓V1控制燈板主體140的操作。

依照設計需求，控制器電路130的相關功能可以被實現於一個或多個控制器、微控制器、微處理器、特殊應用積體電路（Application-specific integrated circuit，ASIC）、數位訊號處理器（digital signal processor，DSP）、現場可程式邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）、複雜可程式邏輯裝置（Complex Programmable Logic Device, CPLD）及/或其他處理單元中的各種邏輯區塊、模組和電路。燈板主體140例如可以包括電源供應器與發光裝置，發光裝置例如可以包括一個或多個發光元件（如LED），以對路面提供照明。燈板主體140的操作例如可以包括開關或調整發光裝置的發光亮度、色溫、頻率等，本實施例並不設限。

依據設計需求，控制器電路130可以根據一次側電壓V1產生第一電力資訊。在一些實施例中，燈板主體140可以根據二次側電壓V2產生第二電力資訊，並傳送給控制器電路130。其中第一電力資訊及/或第二電力資訊可以包括一個或多個電壓、電流、功率或其他電力相關的資訊或其組合。在一些實施例中，控制器電路130可以根據第一電力資訊及/或第二電力資訊來產生控制訊號，以指示智慧路燈100的異常狀態。在一些實施例中，控制器電路130可以透過外接或內建的顯示設備、通信設備、警示設備或其他設備，將控制訊號提供給使用者或管理平台，以進一步判斷智慧路燈100的異常狀態。

例如，請參照下表1，表1示例智慧路燈100的異常狀態及其判斷方式。於表1所示實施例中，控制器電路130可以根據第一電力資訊與第二電力資訊產生控制訊號，並透過通信設備傳送至管理平台。其中第一電力資訊包括電壓資訊，第二電力資訊包括電壓資訊與電流資訊。則例如當管理平台持續一段時間未收到控制訊號時，可能是一次側的供電發生異常，導致控制器電路130失去電力供應而無法正常運作。又例如當管理平台接收到的控制訊號表示一次側電壓V1正常但二次側電壓V2的電壓值為0伏特（volt）時，可能是開關箱裝置110發生異常（例如斷電器跳脫或其他內部元件發生異常）。再例如當管理平台判斷出控制訊號是斷續收到而非正常情況時，可能是控制器電路130與管理平台之間的通訊發生異常。再者，當管理平台接收到的控制訊號表示二次側電壓V2正常但二次側的電流值卻為異常數值時，可能是燈板主體140發生異常（例如電源供應器或其他內部元件發生異常）。此外，表1中的智慧路燈100的異常狀態與其判斷方式只是一種示範例，不用以限制本發明的實施範疇。

智慧路燈的異常狀態	判斷方式
一次側供電異常	未收到控制訊號
開關箱裝置異常（例如斷電器跳脫）	一次側電壓正常，二次側無電壓
控制器電路通訊異常	斷續收到控制訊號
燈板主體異常（例如電源供應器異常）	二次側電壓正常，電流異常

表1

值得一提的是，本發明將智慧路燈100的燈具裝置120中的控制器電路130與燈板主體140分別設置為接收開關箱裝置110所提供的一次側電壓V1與二次側電壓V2，且控制器電路130可以根據一次側電壓V1來控制燈板主體140的操作。如此一來，當二次側電壓V2發生異常時，控制器電路130仍然可以根據一次側電壓V1與燈板主體140的訊號來判斷智慧路燈100的異常狀態，並可以進一步推知異常狀態的原因，進而提升智慧路燈的妥善率。

請參照圖2。圖2繪示本發明另一實施例的智慧路燈的概要示意圖。於圖2所示實施例中，智慧路燈200包括開關箱裝置210與燈具裝置220。燈具裝置220包括控制器電路230與燈板主體240。在本實施例中，智慧路燈200可以透過開關箱裝置210耦接至供電迴路250。控制器電路230可以耦接至開關箱裝置210。燈板主體240可以耦接至開關箱裝置210與控制器電路230。在一些實施例中，控制器電路230可以透過有線或無線的方式連接至管理平台260，以指示智慧路燈200的異常狀態。

在本實施例中，開關箱裝置210包括突波保護器（Surge Protection Device，SPD）211與斷路器（Breaker）212。突波保護器211可以耦接至外部供電迴路250以接收電源電壓VDD，並用以濾除電源電壓VDD的突波後輸出一次側電壓V1，以保護後續連接的電路或裝置不會受到可能產生的突波的電力衝擊而損壞。斷路器212可以耦接至突波保護器211，並用以接收一次側電壓V1後輸出二次側電壓V2。其中，斷路器212例如可以是ELCB，當有漏電流或短路的異常狀態發生時，可以自動跳脫內部開關使迴路中斷。在本實施例中，當斷路器212發生開關跳脫時，斷路器212的一次側電壓V1與其電流值皆會維持不變，而二次側電壓V2與其電流值皆會歸零。在一些實施例中，當智慧路燈200在正常狀態（未發生異常狀態）時，一次側電壓V1與二次側電壓V2具有相同的電壓值。

在本實施例中，控制器電路230可以耦接至突波保護器211，以根據突波保護器211輸出的一次側電壓V1來驅動。在本實施例中，控制器電路230包括變壓器231、處理器232、通信電路233以及天線234。變壓器231可以耦接至突波保護器211以接收一次側電壓V1，並用以對一次側電壓V1進行電壓轉換。其中，變壓器231例如可以包括交流轉直流變壓器（AC-to-DC converter）或直流轉直流轉換器（DC-to-DC converter），以將一次側電壓V1轉換為驅動控制器電路230所需的電壓形式。

在本實施例中，處理器232可以耦接至變壓器231與燈板主體240，以根據一次側電壓V1控制燈板主體240的操作。其中，變壓器231可以根據一次側電壓V1產生第一電力資訊PI1，燈板主體240可以根據二次側電壓V2產生第二電力資訊PI2。則處理器232可以根據第一電力資訊PI1及/或第二電力資訊PI2來產生指示智慧路燈200的異常狀態的控制信號CS。

在本實施例中，通信電路233可以耦接至處理器232與天線234，用以透過天線234將控制信號CS傳送至管理平台260，以供管理平台260進行智慧路燈200的異常狀態的判讀與後續處理。其中，通信電路233例如可以是無線通信模組、有線通信模組或其組合。無線通信模組可以例如是藍牙（blue-tooth）模組、低耗電藍牙（BLE）模組、無線保真（Wi-Fi）模組、全球移動通信系統（global system for mobile communication，GSM）模組、分碼多工存取（code division multiple access，CDMA）模組、寬頻分碼多工存取（wideband CDMA，WCDMA）模組、CDMA-2000模組、分時多工存取（time division multiple access，TDMA）模組、全球微波互通（worldwide interoperability for microwave access，WiMAX）模組、長期演進（long term evolution，LTE）模組、無線區域網路（wireless local area network，WLAN）模組、超寬頻（ultra wideband，UWB)模組或前述模組的組合，本實施例並不設限。有線通信模組例如是區域網路（LAN）介面模組，本實施例並不設限。

在本實施例中，燈板主體240包括電源供應器241與發光裝置242。電源供應器241可以耦接至開關箱電路210與發光裝置242，並用以對二次側電壓V2進行電壓轉換，以轉換為驅動發光裝置242所需的電壓形式。在一些實施例中，電源供應器241還可以耦接至控制器電路230中的處理器232，處理器232可以發送調光指令LC至電源供應器241，電源供應器241可以根據調光指令LC來轉換二次側電壓V2，使發光裝置242可以根據二次側電壓V2以及處理器232的調光指令LC來發光。在一些實施例中，電源供應器241可以根據調光指令LC產生調光資訊LI，並回傳至處理器232。在一些實施例中，處理器232可以將調光資訊LI同步傳送至管理平台260，以供管理平台260確認燈板主體240的發光狀態。

因此，在本實施例中，可以透過控制器電路230同時監控開關箱裝置210中的斷路器212的一次側電壓V1以及二次側電壓V2的電力供應情況，來判斷智慧路燈200的狀態，並可以透過無線通信模組233與天線234，將控制信號CS傳送至管理平台260。此外，將控制器電路230的驅動來源由二次側電壓V2改為一次側電壓V1，可以避免當斷路器212發生跳脫時，會導致因為二次側電壓V2歸零而使控制器電路230無法正常運行的情況。如此一來，管理平台260不僅可以穩定監控智慧路燈200的狀態，還可以準確判斷智慧路燈200在發生異常狀態時的發生原因，進而縮短路燈返修的時程。

綜上所述，本發明的智慧路燈可以透過開關箱裝置提供一次側電壓與二次側電壓，並配置控制器電路與燈板主體分別接收一次側電壓與二次側電壓，且控制器電路可以根據一次側電壓來控制燈板主體的操作。如此一來，當二次側電壓發生異常時，控制器電路仍然可以根據一次側電壓及/或燈板主體的訊號來準確判斷智慧路燈的異常狀態並推知異常狀態的發生原因，進而提升智慧路燈的妥善率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、200:智慧路燈 110、210:開關箱裝置 120、220:燈具裝置 130、230:控制器電路 140、240:燈板主體 211:突波保護器 212:斷路器 231:變壓器 232:處理器 233:通信電路 234:天線 241:電源供應器 242:發光裝置 250:供電迴路 260:管理平台 CS:控制信號 LC:調光指令 LI:調光資訊 PI1、PI2:電力資訊 V1:一次側電壓 V2:二次側電壓 VDD:電源電壓

圖1繪示本發明一實施例的智慧電燈的概要示意圖。圖2繪示本發明另一實施例的智慧路燈的概要示意圖。

100:智慧路燈

110:開關箱裝置

120:燈具裝置

130:控制器電路

140:燈板主體

V1:一次側電壓

V2:二次側電壓

Claims

一種智慧路燈，包括：一開關箱裝置，用以提供一一次側電壓以及一二次側電壓；以及一燈具裝置，耦接至該開關箱裝置，且該燈具裝置包括一控制器電路以及一燈板主體，其中該控制器電路接收該一次側電壓，該燈板主體接收該二次側電壓，且該控制器電路根據該一次側電壓控制該燈板主體的操作，其中該開關箱裝置包括：一突波保護器，接收一供電迴路的一電源電壓，用以濾除該電源電壓的突波並輸出該一次側電壓；以及一斷路器，耦接至該突波保護器，用以接收該一次側電壓並輸出該二次側電壓，其中所述斷路器為一漏電保護斷路器，其中該控制器電路包括：一變壓器，耦接至該開關箱裝置，根據該一次側電壓產生一第一電力資訊；以及一處理器，耦接至該變壓器與該燈板主體，根據該第一電力資訊及/或該燈板主體的一第二電力資訊產生一控制信號，該控制信號用以指示該智慧路燈的一異常狀態。
如請求項1所述的智慧路燈，其中該控制器電路耦接至該突波保護器，以根據該突波保護器輸出的該一次側電壓來驅動。
如請求項1所述的智慧路燈，其中該燈板主體根據該二次側電壓產生該第二電力資訊。
如請求項1所述的智慧路燈，其中該第一電力資訊及/或該第二電力資訊包括一電壓資訊與一電流資訊。
如請求項1所述的智慧路燈，其中該控制器電路更包括：一天線；以及一通信電路，耦接至該處理器與該天線，用以將該控制信號透過該天線傳送至一管理平台。
如請求項1所述的智慧路燈，其中該燈板主體包括：一電源供應器，耦接至該開關箱電路與該控制器電路；以及一發光裝置，耦接至該電源供應器，根據該二次側電壓與該控制器電路的該操作來發光。
如請求項1所述的智慧路燈，其中該智慧路燈在一正常狀態下，該一次側電壓與該二次側電壓具有相同電壓值。