CN222531866U - 一种多功能智慧照明监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多功能智慧照明监测系统，控制终端根据安装其位置的经度、纬度及当期日期，自动计算每天的日出日落时间，然后结合远程主站监控平台下发的控制参数，通过控制交流接触器吸合及给单灯控制器下发调光指令，对每个第一、第二电流支路独立执行不同的控制策略以便对相应灯具进行开关和/或调光处理，实现按需亮灯配光，包括全夜灯、半夜灯、时段灯、亮化灯具等多种用光模式，根据每个电流支路不同的应用场景选择适合的控制策略，实现照明场景末端的精准控制。同时增加对用电设备的用电支持。并根据电流互感器检测的各电流支路的电流大小，确定各电流支路异常情况，同时将异常告警信息反馈给远程主站监控平台，及时做出相应处理策略。

Description

一种多功能智慧照明监测系统

技术领域

本实用新型涉及智能终端设备技术领域，尤其涉及一种多功能智慧照明监测系统。

背景技术

路灯照明系统是每个城市都不可或缺的重要基础设施，大规模的城市建设带来了巨大的亮化照明需求，快速发展的电子信息和物联网技术为智慧城市的建设提供了便利的条件。

但是，传统的城市亮化及路灯控制设备技术水平参差不齐，大多数还采用定时器的方式来控制，定时器控制需要人工巡检且定期校准开关灯时间，工作量大，浪费人力、物力、财力。并且，故障预警缺乏主动性和及时性，设备运行可靠性差，不能实时、准确、全面地盘点监控全城的路灯运行情况。设施不具备主动告警和保护功能，如白天异常亮灯，晚上异常灭灯，停电，缺相，欠压，线缆接地漏电、偷电，过载等情况不能及时告警；存在漏电、过载时不能主动及时切断主电源。无法实现对全夜灯、半夜灯、时段灯、清洁场所灯等不同场景下多种用光模式的精准开关控制。无法做到按需亮灯配光，如十字路口、机动车道、人行道、重点单位(学习、医院、广场等)不同地段，对光照亮度要求完全不同，导致该亮地方不够亮，能暗的地方又很亮。

为此，本申请提供一种智能照明控制装置解决上述问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种多功能智慧照明监测系统，以解决目前无法实现对市政功能照明灯具、亮化氛围灯具、隧道灯、交通红绿灯等不同场景下多种控制模式的精准开关控制，导致相关单位运维成本较高，并且用户体验较差的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种多功能智慧照明监测系统，包括：

控制终端，远程主站监控平台以及单灯控制器，所述控制终端连接有三相电流主路、多个第一电流支路和多个第二电流支路；

各所述第一电流支路和所述第二电流支路上均安装有断路器、交流接触器和电流互感器，所述第一电流支路上安装有多个灯具，所述第二电流支路上安装有多个用电设备；

所述控制终端包括处理器，与所述处理器通信连接的4G/5G通信模块、LoRa通信模块、控制模块、光感模块、路由模块、系统时钟、计量模块、时钟电池、USB接口、RS-485模块、开关按钮、开关电源，所述控制终端通过所述4G/5G通信模块与所述远程主站监控平台通信连接，所述控制终端通过所述LoRa通信模块与所述单灯控制器通信连接，所述控制终端通过所述RS-485模块外接有温度传感器和灭火器，所述控制模块与所述交流接触器通信连接；

所述单灯控制器与各所述第一电流支路和各所述第二电流支路通信连接。

在上述实施例的基础上，作为一种优选地实施方式，所述控制终端还包括与所述处理器通信连接的存储模块。

在上述实施例的基础上，作为一种优选地实施方式，所述控制终端还包括与所述处理器通信连接的LCD显示模块和操作键盘。

在上述实施例的基础上，作为一种优选地实施方式，所述控制终端外还设置有塑料外壳，所述LCD显示模块和操作键盘设置于所述塑料外壳上。

在上述实施例的基础上，作为一种优选地实施方式，所述控制终端还包括与所述处理器通信连接的开关量监测模块。

进一步需要说明的是，所述控制终端还包括安装于所述塑料外壳(7)上且与所述处理器通信连接的光信号指示灯、运行指示灯、报警指示灯、LoRa指示灯和RS-485指示灯。

进一步需要说明的是，所述第一电流支路为20条，所述第二电流支路为4条。

在上述实施例的基础上，作为一种优选地实施方式，所述控制终端通过所述RS-485模块还与所述柜门开关连接，所述控制终端位于柜门内，所述柜门开关安装于所述柜门上。

在上述实施例的基础上，作为一种优选地实施方式，所述用电设备包括红路灯、摄像头。

在上述实施例的基础上，作为一种优选地实施方式，所述处理器为嵌入式STM32F系列微处理器。

与现有技术相比，本实用新型所提供的一种多功能智慧照明监测系统，包括控制终端，远程主站监控平台及单灯控制器，控制终端连接有三相电流主路、多个第一电流支路和多个第二电流支路；各第一电流支路和第二电流支路上均安装有断路器、交流接触器和电流互感器，第一电流支路上安装有多个灯具，第二电流支路上安装有多个用电设备；控制终端通过4G/5G通信模块与远程主站监控平台通信连接，控制终端通过LoRa通信模块与单灯控制器通信连接，控制终端通过RS-485模块外接有温度传感器和灭火器，控制模块与交流接触器通信连接；单灯控制器与各第一电流支路和各第二电流支路通信连接。

控制终端根据安装其位置的经度、纬度及当期日期，自动计算每天的日出日落时间，然后结合远程主站监控平台下发的控制参数，通过控制交流接触器的开断，以及根据控制参数给单灯控制器下发调节指令，对每个第一、第二电流支路独立执行不同的控制策略，以便对相应灯具进行开关和/或调光处理，实现按需亮灯配光，包括全夜灯、半夜灯、时段灯、清洁灯、特种灯等多种用光模式，根据每个电流支路不同的应用场景选择适合的控制策略，实现照明场景末端的精准控制。同时增加对用电设备的用电支持。并根据电流互感器检测的各电流支路中的电流大小，判断各电流支路是否存在异常情况，同时将异常告警信息反馈给远程主站监控平台，及时作出相应的处理策略。

附图说明

为了更清楚的说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种多功能智慧照明监测系统图；

图2为本申请实施例所提供的一种控制终端内部结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种塑料外壳外部结构示意图；

图中：1、远程主站监控平台；2、控制终端；3、单灯控制器；4、三相电流主路；5、电流互感器；6、交流接触器；7、塑料外壳；8、断路器；9、灯具；10、用电设备；22、4G/5G通信模块；23、LoRa通信模块；24、控制模块；25、RS-485模块；26、开关按钮；27、存储模块；31、开关量监测模块；32、运行指示灯；33、报警指示灯；34、LoRa指示灯；35、RS-485指示灯；36、光信号指示灯；40、光感模块；41、开关电源；42、路由模块；43、系统时钟；51、LCD显示模块；52、操作键盘；53、时钟电池；54、USB接口；55、计量模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。

本申请的核心是提供一种多功能智慧照明监测系统，解决了目前无法实现对市政功能照明灯具、亮化氛围灯具、隧道灯、交通红绿灯等不同场景下多种控制模式的精准开关控制，导致相关单位运维成本较高，并且用户体验较差的问题。

图1为本申请实施例所提供的一种多功能智慧照明监测系统图，图2为本申请实施例所提供的一种控制终端内部结构示意图，图3为本申请实施例所提供的一种塑料外壳外部结构示意图，参见图1至图3所示。

实施例1

一种多功能智慧照明监测系统，包括控制终端2，远程主站监控平台1以及单灯控制器3；各第一电流支路和第二电流支路上均安装有断路器8、交流接触器6和电流互感器5，第一电流支路上安装有多个灯具9，第二电流支路上安装有多个用电设备10；断路器8相当于一个手动开关，便于在检修的时候手动关断相应的电流电路，电流互感器5是检测各电流支路中的电流大小以便于在电流异常时反馈给控制终端2，及时通过控制模块24控制交流接触器6断开。

控制终端2包括处理器，与处理器通信连接的4G/5G通信模块22、LoRa通信模块23、控制模块24、光感模块40、路由模块42、系统时钟43、计量模块55、时钟电池53、USB接口54、RS-485模块25、开关按钮26、开关电源41，控制终端2通过4G/5G通信模块22与远程主站监控平台1通信连接；通过光感模块40控制灯具9的光线强弱；通过系统时钟43给处理器反馈时间；通过开关电源41为处理器供电，时钟电池53是在外界电源断开后，继续为处理器供电。

控制终端2主要监测和计量三相电流主路4的电压、电流及其用电量；实时监测和控制多个第一电流支路和第二电流支路的输出电流。控制终端2连接有三相电流主路4、多个第一电流支路和多个第二电流支路。控制终端2采用三相四线220V交流电压供电，并对电压进行采样，三相电流主路4上其实也接入有主路电流互感器，将大电流(0～200A)变换为小电流(0～6A)，然后接入控制终端2的电流采样回路，控制终端2内部采用专用的计量模块55，将接入的电压、电流采样信号进行处理和变换，最终形成电压、电流、功率、功率因数、电能等数据，控制终端2中的处理器再对这些数据进行进一步的分析、计算、存储、传输。同时，控制终端2根据安装其位置的经度、纬度及当期日期，自动计算每天的日出日落时间，然后结合远程主站监控平台1下发的控制参数(例如，在什么时间段控制哪个电流支路的灯具9开关以及光照强度等)，对每个第一电流支路独立执行不同的控制策略，包括全夜灯、半夜灯、时段灯、清洁灯、特种灯等多种用光模式，根据每个第一电流支路不同的应用场景选择适合的控制策略，实现了照明场景末端的精准控制。

控制模块24与交流接触器6通信连接；控制模块24可以输出无源常开触点，用来控制第一电流支路和多个第二电流支路的交流接触器6，在每个电流支路上分别安装一只穿心式三相的电流互感器5，电流互感器5二次侧接入终端支路电流采样端子，计量模块55对电流信号进行采样及处理，形成每个支路的电流数据，控制终端2根据每个电流支路实时的电流数据来判断对应电流支路、对应相(A、B、C三相)的实际工作情况，发现异常即刻执行对应的控制策略并上报远程主站监控平台1，真正做到了闭环控制。

控制终端2通过RS-485模块25外接有温度传感器和灭火器，温度传感器缠绕在第一电流支路和第二电流支路的输出电线上，实现双重对第一电流支路和第二电流支路线路的温度监测，当控制终端2监测到线路温度达到170℃后，确定为异常温度，控制终端2中的控制模块24首先会在第一时间切断相应电流支路的交流接触器6，切断电流输出，并且会通过RS-485模块25给灭火器给一个启动信号，实现气溶胶发生剂和冷却剂共同参与灭火。并且立即将该事件上报至远程主站监控平台1。

控制终端2通过LoRa通信模块23与单灯控制器3通信连接，单灯控制器3与各第一电流支路和各第二电流支路通信连接。控制终端2与单灯控制器3使用LoRa网络方式通讯，频谱为465MHz—475MHz。控制终端2根据时间段给单灯控制器3下发相应的调光指令，单灯控制器3控制相应的灯具9进行调光。根据LoRa网络应用分大网和小网。大网虽然网络覆盖面积广、通讯距离更长，但是需要运营商建设基础性的网络，网络建设的成本偏高。因此本实施例中使用的是LoRa小网的通讯方式，即由灯具9集中控制LoRa通信模块23担任网关的角色，单灯控制器3组成网络节点，但是这种模式通讯距离较短，一般在500米左右。然而普通的灯具9柜门支路半径都在800-1000米，这就导致部分距离较远的灯具9不在集中器的LoRa网络覆盖范围之内，因此，需要在控制终端中设置路由模块42组成路由功能。根据道路路灯分布特性，一般路灯控制器组成的无线网络呈线性分布。设计综合考虑了GPSR路由算法和MERR路由算法，在实现单灯线性网络无线路由方案中，提出一种间隔一个或者多个相邻灯具节点的路由算法，既避免了相邻灯具节点单跳通讯的延时问题，又最大限度的提高了这种线性通讯网络的健壮性和可靠性。

实施例2

在实施例1的基础上，一种功能智慧照明监测系统，控制终端2还包括与处理器通信连接的存储模块27。通过存储模块27对监测信息，告警信息，灯具9的通断等信息进行存储。

本实施例中，一种功能智慧照明监测系统，控制终端2还包括与处理器通信连接的LCD显示模块51和操作键盘52。通过LCD显示模块51对监测信息，告警信息，灯具9的通断等信息进行显示，便于观察，通过操作键盘52实现信息的输出，与LCD显示模块51配合使用。

本实施例中，一种功能智慧照明监测系统，为了提高控制终端2的使用寿命，优选地，在控制终端2外还设置有塑料外壳7，LCD显示模块51和操作键盘52设置于塑料外壳7上。

本实施例中，一种功能智慧照明监测系统，控制终端2还包括与处理器通信连接的开关量监测模块31。能够通过开关量监测模块31监测第一电流支路和第二电流支路中的三相灯具9和用电设备10的线路通断信息，并将该线路通断信息经处理器处理后反馈给远程主站监控平台1。

本实施例中，一种功能智慧照明监测系统，控制终端2还包括安装于塑料外壳7上且与处理器通信连接的光信号指示灯36、运行指示灯32、报警指示灯33、LoRa指示灯34和RS-485指示灯35。通过各指示灯实现对实现信息的报警提示。

在实施例1的基础上，一种功能智慧照明监测系统，第一电流支路为20条，第二电流支路为4条。其中20条第一电流支路用于市政照明控制，受经纬度、光感、定时等多种方式组合控制开关；后4条第二电流支路用于其他用电设备10用电，处于常闭合状态，也就是用电设备10是处于常开状态的。优选地，用电设备10包括红路灯、摄像头等。

在实施例1的基础上，一种功能智慧照明监测系统，控制终端2通过RS-485模块25还与柜门开关连接，控制终端2位于柜门内，柜门开关安装于柜门上。可以柜门的实时状态，每开关一次，控制终端2都会记录并且将开关柜门的事件上报至远程主站监控平台1。

在上述任一实施例的基础上，一种功能智慧照明监测系统，处理器可以选用嵌入式STM32F系列微处理器。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包含本申请公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为实例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种多功能智慧照明监测系统，其特征在于，包括：

控制终端(2)，远程主站监控平台(1)以及单灯控制器(3)，所述控制终端(2)连接有三相电流主路(4)、多个第一电流支路和多个第二电流支路；

各所述第一电流支路和所述第二电流支路上均安装有断路器(8)、交流接触器(6)和电流互感器(5)，所述第一电流支路上安装有多个灯具(9)，所述第二电流支路上安装有多个用电设备(10)；

所述控制终端(2)包括处理器，与所述处理器通信连接的4G/5G通信模块(22)、LoRa通信模块(23)、控制模块(24)、光感模块(40)、路由模块(42)、系统时钟(43)、计量模块(55)、时钟电池(53)、USB接口(54)、RS-485模块(25)、开关按钮(26)、开关电源(41)，所述控制终端(2)通过所述4G/5G通信模块(22)与所述远程主站监控平台(1)通信连接，所述控制终端(2)通过所述LoRa通信模块(23)与所述单灯控制器(3)通信连接，所述控制终端(2)通过所述RS-485模块(25)外接有温度传感器和灭火器，所述控制模块(24)与所述交流接触器(6)通信连接；

所述单灯控制器(3)与各所述第一电流支路和各所述第二电流支路通信连接。

2.根据权利要求1所述功能智慧照明监测系统，其特征在于，所述控制终端(2)还包括与所述处理器通信连接的存储模块(27)。

3.根据权利要求2所述的功能智慧照明监测系统，其特征在于，所述控制终端(2)还包括与所述处理器通信连接的LCD显示模块(51)和操作键盘(52)。

4.根据权利要求3所述的功能智慧照明监测系统，其特征在于，所述控制终端(2)外还设置有塑料外壳(7)，所述LCD显示模块(51)和操作键盘(52)设置于所述塑料外壳(7)上。

5.根据权利要求4所述的功能智慧照明监测系统，其特征在于，所述控制终端(2)还包括与所述处理器通信连接的开关量监测模块(31)。

6.根据权利要求5所述的功能智慧照明监测系统，其特征在于，所述控制终端(2)还包括安装于所述塑料外壳(7)上且与所述处理器通信连接的光信号指示灯(36)、运行指示灯(32)、报警指示灯(33)、LoRa指示灯(34)和RS-485指示灯(35)。

7.根据权利要求1所述的功能智慧照明监测系统，其特征在于，所述第一电流支路为20条，所述第二电流支路为4条。

8.根据权利要求1所述的功能智慧照明监测系统，其特征在于，所述控制终端(2)通过所述RS-485模块(25)还与柜门开关连接，所述控制终端(2)位于柜门内，所述柜门开关安装于所述柜门上。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的功能智慧照明监测系统，其特征在于，所述用电设备(10)包括红路灯、摄像头。

10.根据权利要求1至8任意一项所述的功能智慧照明监测系统，其特征在于，所述处理器为嵌入式STM32F系列微处理器。