本實(shí)用新型涉及一種智能路燈，屬于智能路燈領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展越來(lái)越受到能源的制約,同時(shí)也是國(guó)家經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展和社會(huì)安定和諧的根本因素。當(dāng)前,能源面臨著世界性的危機(jī),中國(guó)的能源形勢(shì)尤為嚴(yán)峻,實(shí)現(xiàn)國(guó)家層面上的節(jié)能目標(biāo),需要實(shí)施一系列的舉措。照明節(jié)能是最行之有效的途徑之一。

我國(guó)大力倡導(dǎo)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì),加大節(jié)能環(huán)保力度和合理研究開(kāi)發(fā)新能源并重，保障化會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)健康發(fā)展。曾在2004年,國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與發(fā)展和改革委員會(huì)就聯(lián)合頒布了《關(guān)于加強(qiáng)城市照明管理,促進(jìn)節(jié)約用電工作的意見(jiàn)》的文件。文件的形式規(guī)定"在城市道路照明系統(tǒng)中,要實(shí)現(xiàn)道路100％安裝路燈,大型城市至少要達(dá)到97％的亮燈率,中小型城市也要滿足最低95％的亮燈率；要不斷改善和提富能源的使用效率,大力倡導(dǎo)節(jié)能減排理念,推廣優(yōu)質(zhì)先進(jìn)技術(shù)；引領(lǐng)城市照明系統(tǒng)朝著“節(jié)能、環(huán)保、高效、健康”的方向發(fā)展。隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),道路照明建設(shè)在城市化建設(shè)中占據(jù)著不容小覷的地位。

城市智能照明系統(tǒng)隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展在不斷的完善，為了保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)和化會(huì)健康發(fā)展,國(guó)家大力推廣新能源技術(shù),倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保理念,太陽(yáng)能LED路燈應(yīng)運(yùn)而生。然而,傳統(tǒng)的城市照明系統(tǒng)無(wú)法適應(yīng)對(duì)太陽(yáng)能LED路燈的管理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種智能路燈，能實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈全方面的監(jiān)控管理,提高城市照明的管理水平,減少能源浪費(fèi)，節(jié)能環(huán)保同時(shí)節(jié)約了人力維修成本，實(shí)現(xiàn)了路燈的智能化。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問(wèn)題：

本實(shí)用新型的一種智能路燈，其包括信息管理中心、通信模塊和LED智能路燈，所述通信模塊上設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，所述信息管理中心和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器之間通過(guò)GPRS通信，所述LED智能路燈上設(shè)置有路燈終端控制器，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與路燈終端控制器組成Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò),Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由控制節(jié)點(diǎn)和路燈終端控制節(jié)點(diǎn)三種節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)作為核心節(jié)點(diǎn),路由控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的尋址和路由轉(zhuǎn)發(fā)，路燈終端控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)路燈進(jìn)行控制和狀態(tài)數(shù)據(jù)收集，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器上設(shè)置有ZigBee協(xié)調(diào)器和GPRS數(shù)傳終端，路燈終端控制器包括ZigBee路燈控制器和ZigBee路燈路由器，所述ZigBee路燈控制器包括處理器模塊、電壓電流測(cè)量模塊、路燈功率調(diào)節(jié)模塊和掉電檢測(cè)模塊所，述處理器模塊內(nèi)設(shè)置有JN5139無(wú)線射頻單控制芯片，所述信息管理中心由信息管理平臺(tái)和GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊構(gòu)成。

所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器內(nèi)設(shè)置有MC35I模塊，該模塊可以在900MHz和1800MHz兩個(gè)頻段正常工作,所需電壓為3.3-5.5V，功耗是1W-2W，其包括天線連接器、SRAM閃存、GSM射頻模塊、GSM基帶模塊、電源模塊以及引腳40的ZIF連接器。

所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器包括主控制器模塊、射頻通信模塊、GPRS模塊、電源模塊、電參數(shù)測(cè)量模塊、報(bào)警處理模塊，主控制器模塊型號(hào)為L(zhǎng)PC2138,該處理器是基于ARM7架構(gòu)的,內(nèi)含32位的ARM7TDMI-S內(nèi)核，該處理器具有32KB的RAM、128KB的FLASH、2個(gè)16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、2個(gè)高速I2C接口、9個(gè)邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷引腳、2個(gè)32位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和看口狗。

所述JN5139無(wú)線射頻單控制芯片使用電壓為3.3V，通過(guò)電源模塊進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。

所述電壓電流測(cè)量模塊內(nèi)設(shè)置有微型電壓互感器和微型電流互感器,微型電壓互感器變比為1:1，微型電流互感器變比為1000:1。

所述掉電檢測(cè)模塊連接在JN5139無(wú)線射頻單控制芯片的外部中斷端口上,掉電后掉電檢測(cè)模塊將信號(hào)發(fā)送給JN5139無(wú)線射頻單控制芯片上，JN5139無(wú)線射頻單控制芯片進(jìn)入報(bào)警程序，向信息管理中心發(fā)送警報(bào)信息。

所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器使用ATT7022A作為電參數(shù)測(cè)量芯片。

所述LED智能路燈內(nèi)設(shè)置有LED燈，LED燈采用恒流驅(qū)動(dòng)。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1.本實(shí)用新型利用GPRS遠(yuǎn)程通信、ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、LED節(jié)能燈技術(shù)優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)了一個(gè)基于無(wú)線通信的智能路燈控制系統(tǒng)，其中ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)采集環(huán)境數(shù)據(jù),并向區(qū)域控制節(jié)點(diǎn)上傳這些數(shù)據(jù),信息管理中心和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器之間通過(guò)GPRS通信,提交數(shù)據(jù)并接受控制命令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈全方面的監(jiān)控管理,提高城市照明的管理水平,減少能源浪費(fèi)。

2、ZigBee路燈控制器包括處理器模塊、電壓電流測(cè)量模塊、路燈功率調(diào)節(jié)模塊和掉電檢測(cè)模塊，掉電檢測(cè)模塊可對(duì)路燈進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的故障檢測(cè)并自動(dòng)報(bào)修,信息管理中心可很便捷的對(duì)維修人員進(jìn)行調(diào)度,最大可能的減少路燈的損壞時(shí)間,將不良影響降到最低；通過(guò)智能化的控制路燈，較少能耗，節(jié)能環(huán)保，信息管理中心也可以對(duì)整個(gè)區(qū)域的路燈進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，避免人工巡視的麻煩，節(jié)約了大量的人力成本，提高了管理的科學(xué)性和便捷性。

3、兩層網(wǎng)絡(luò)，第一層是基于GPRS通訊技術(shù)的星型網(wǎng)絡(luò),將遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和信息管理中心連接起來(lái),建立通信,信息管理中心與多個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器建立GPRS的連接,從而獲得網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)和發(fā)送指令給這些網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,信息管理中心做為核心，第二層網(wǎng)絡(luò)是單個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和多個(gè)路燈終端控制器共同組建的Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),所述信息管理中心和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器之間通過(guò)GPRS通信，所述LED智能路燈上設(shè)置有路燈終端控制器，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與路燈終端控制器組成Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò),Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由控制節(jié)點(diǎn)和路燈終端控制節(jié)點(diǎn)三種節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)作為核心節(jié)點(diǎn),路由控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的尋址和路由轉(zhuǎn)發(fā)，路燈終端控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)路燈進(jìn)行控制和狀態(tài)數(shù)據(jù)收集。通過(guò)分級(jí)管理，管理效率更加高效。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

圖1為本實(shí)用新型的框式圖。

圖2為本實(shí)用新型ZigBee路燈控制器結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實(shí)用新型路燈功率調(diào)節(jié)模塊電路圖。

圖4為本實(shí)用新型路燈功率調(diào)節(jié)模塊繼電器開(kāi)關(guān)電路圖。

圖5為本實(shí)用新型MC35I模塊結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本實(shí)用新型網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，如圖1、2所示：本實(shí)施例的一種智能路燈，其包括信息管理中心1、通信模塊2和LED智能路燈3，所述通信模塊2上設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器4，所述信息管理中心1和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器4之間通過(guò)GPRS通信，所述LED智能路燈3上設(shè)置有路燈終端控制器5，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器4與路燈終端控制器5組成Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò),Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由控制節(jié)點(diǎn)和路燈終端控制節(jié)點(diǎn)三種節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)作為核心節(jié)點(diǎn),路由控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的尋址和路由轉(zhuǎn)發(fā)，路燈終端控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)路燈進(jìn)行控制和狀態(tài)數(shù)據(jù)收集，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器4上設(shè)置有ZigBee協(xié)調(diào)器6和GPRS數(shù)傳終端7，路燈終端控制器5包括ZigBee路燈控制器8和ZigBee路燈路由器9，所述ZigBee路燈控制器8包括處理器模塊10、電壓電流測(cè)量模塊11、路燈功率調(diào)節(jié)模塊12和掉電檢測(cè)模塊13所述處理器模塊10內(nèi)設(shè)置有JN5139無(wú)線射頻單控制芯片14，所述信息管理中心1由信息管理平臺(tái)15和GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊16構(gòu)成。

所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器4內(nèi)設(shè)置有MC35I模塊，該模塊可以在900MHz和1800MHz兩個(gè)頻段正常工作,所需電壓為3.3-5.5V，功耗是1W-2W，其包括天線連接器、SRAM閃存、GSM射頻模塊、GSM基帶模塊、電源模塊以及引腳40的ZIF連接器。

所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器4包括主控制器模塊、射頻通信模塊、GPRS模塊、電源模塊、電參數(shù)測(cè)量模塊、報(bào)警處理模塊，主控制器模塊型號(hào)為L(zhǎng)PC2138,該處理器是基于ARM7架構(gòu)的,內(nèi)含32位的ARM7TDMI-S內(nèi)核，該處理器具有32KB的RAM、128KB的FLASH、2個(gè)16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、2個(gè)高速I2C接口、9個(gè)邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷引腳、2個(gè)32位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和看口狗。

所述JN5139無(wú)線射頻單控制芯片14使用電壓為3.3V，通過(guò)電源模塊進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。

所述電壓電流測(cè)量模塊11內(nèi)設(shè)置有微型電壓互感器和微型電流互感器,微型電壓互感器變比為1:1，微型電流互感器變比為1000:1。

所述掉電檢測(cè)模塊13連接在JN5139無(wú)線射頻單控制芯片14的外部中斷端口上,掉電后掉電檢測(cè)模塊13將信號(hào)發(fā)送給JN5139無(wú)線射頻單控制芯片14上，JN5139無(wú)線射頻單控制芯片14進(jìn)入報(bào)警程序，向信息管理中心1發(fā)送警報(bào)信息。

所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器4使用ATT7022A作為電參數(shù)測(cè)量芯片。

所述LED智能路燈3內(nèi)設(shè)置有LED燈，LED燈采用恒流驅(qū)動(dòng)。

ZigBee是目前智能物聯(lián)網(wǎng)中使用比較多的一項(xiàng)技術(shù),該技術(shù)采用的IEEE802.15.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,可實(shí)現(xiàn)近距離的范圍內(nèi)較低的功耗進(jìn)行低速的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù),且具有延時(shí)短,安全性高,可擴(kuò)展性好的特點(diǎn)。為路燈控制系統(tǒng)中的路燈節(jié)點(diǎn)間的通信提供了一種可靠的解決方案。

如圖3所示路燈功率調(diào)節(jié)模塊12，當(dāng)開(kāi)關(guān)選擇不同的狀態(tài)時(shí),接入電路的電感不同,例如,若是開(kāi)關(guān)K2接LS時(shí),沒(méi)有檔桿接入,所以此時(shí)電路的功率是最大的,而當(dāng)關(guān)K2不接LS,開(kāi)關(guān)K3接LF,電感最大,此時(shí)路好的功率最低,也最節(jié)能。開(kāi)關(guān)的通斷必須通過(guò)控制器控制,所以選擇繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,電路設(shè)計(jì)如圖4所示，圖4中的K2_GP89_0N等均為CC2430,輸出信號(hào)經(jīng)達(dá)林頓陣列MC1413信號(hào)驅(qū)動(dòng)得到控制信號(hào)。在進(jìn)行功率切換時(shí)為了避免路燈斷電的情況發(fā)生,應(yīng)該先將路燈變換到最大功率的情況下,再把相應(yīng)的開(kāi)關(guān)合上,最后斷開(kāi)最大功率的那個(gè)開(kāi)關(guān)即可全程保持路燈不滅。

MC35i模塊的構(gòu)成如圖5所示,主要包括:天線連接器、SRAM閃存、GSM射頻模塊、GSM基帶模塊、電源模塊W及引腳40的ZIF連接器。其中GSM基帶處理器是MC35i模塊的關(guān)鍵組成,主要負(fù)責(zé)對(duì)接收的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理,而且還可向蜂窩射頻設(shè)備一樣支持模擬和數(shù)字的信號(hào),無(wú)須添加其他的設(shè)備電路就能夠進(jìn)行FR,HR和EFR語(yǔ)音信道編碼。而GSM射頻模塊主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào),對(duì)接收到的外部信號(hào)和基帶處理器的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。電源模塊為整個(gè)模塊的設(shè)備供電,內(nèi)部會(huì)使用線性電壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行穩(wěn)壓處理。天線模塊是提供了接口給用戶以便擴(kuò)展應(yīng)用。SRAM閃存的功能是保持用戶的電話本及一些設(shè)置信息。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器4上通信模塊主要有兩個(gè)部分,一是GPRS通信模塊,二是Zigbe通信模塊,Zigbee模塊和路燈控制器上使用的基本一致,不過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的Zigbee模塊是作為Zigbee網(wǎng)絡(luò)中的中心節(jié)點(diǎn),可和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的任何一個(gè)路燈控制器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交流,它主要作用是管理Zigbee網(wǎng)絡(luò)、獲取與其相連的各個(gè)路燈的狀態(tài)信息,并上傳主控器模塊,再由主控制器模塊通過(guò)GPRS傳輸給信息管理中心(1),同時(shí)還可接受主控制器模塊下發(fā)的控制指令然后再轉(zhuǎn)發(fā)給路燈終端控制器5，這里還是使用的JN5139無(wú)線射頻單控制芯片14的解決方案,通過(guò)串口UART與主控器模塊進(jìn)行通信。

如圖6所示，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器4包括主控制器模塊、射頻通信模塊、GPRS模塊、電源模塊、電參數(shù)測(cè)量模塊、報(bào)警處理模塊，主控制器模塊型號(hào)為L(zhǎng)PC2138,該處理器是基于ARM7架構(gòu)的,內(nèi)含32位的ARM7TDMI-S內(nèi)核，該處理器具有32KB的RAM、128KB的FLASH、2個(gè)16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、2個(gè)高速I2C接口、9個(gè)邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷引腳、2個(gè)32位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和看口狗。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器4使用ATT7022A作為電參數(shù)測(cè)量芯片。它是一個(gè)專用于電能監(jiān)測(cè)的芯片,具有精度高、功能全的特點(diǎn),尤其針對(duì)三相三線制或三相四制的電能線。它其中自帶有參考電壓電路、六路二階ADC、及針對(duì)各種電能參數(shù)的測(cè)量電路及針對(duì)這些參數(shù)的處理電路,這些參數(shù)包括能量、有效值、功率、功率因數(shù)及頻率等等。

ATT7022A通過(guò)SPI接口和微型主控制相互通信的。引腳V1P、V1N是用來(lái)測(cè)量電流的端口,V2P、V2N是用來(lái)測(cè)量電壓的端口。REFOUT是用于外部信號(hào)的直流偏置端口,是基準(zhǔn)電里輸出引腳。主控制器通過(guò)SN接曰就能夠接收到電能的各個(gè)參數(shù)值。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。