雙通信鏈路單燈監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種雙通信鏈路單燈監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的城市照明監(jiān)控系統(tǒng)采用了三層架構(gòu)，控制中心、支路控制器(BranchNode)、單燈控制器(LeafNode)，控制中心與支路控制器采用目前成熟的GPRS/CDMA/3G/通信方式，支路控制器和單燈控制器采用無線或有線方式進(jìn)行信息交互。具體信息參見圖1，圖1是現(xiàn)有的城市照明監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0003]控制中心是照明管理人員對路燈和夜景燈運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和管理的辦公區(qū)域，管理人員通過中心軟件實現(xiàn)對全市照明變壓器/配電柜以及路燈燈具的訪問和控制；支路控制器(BranchNode)與照明變壓器/配電柜安裝在一起，實現(xiàn)對變壓器/配電柜交流接觸器控制，采集線路的各種狀態(tài)信息；單燈控制器(LeafNode)，安裝在燈桿處，檢測每個光源的信息，并實現(xiàn)光源的開關(guān)控制。
[0004]總體而言，當(dāng)前照明監(jiān)控系統(tǒng)可分為如下兩類:
[0005]第一類:通過有線通信實現(xiàn)單燈監(jiān)控，如電力線載波；
[0006]第二類:通過無線通信實現(xiàn)單燈監(jiān)控，如Zigbee ；
[0007]現(xiàn)有技術(shù)的缺點:
[0008]1、適應(yīng)性不足。有線通信和無線通信在一般場景下均能進(jìn)行單燈系統(tǒng)監(jiān)控，但各有相應(yīng)優(yōu)點和不足，特別是對環(huán)境的適應(yīng)能力；有線系統(tǒng)不受障礙物影響，但傳輸線負(fù)載狀況對電力線載波信號傳輸有影響，進(jìn)而影響通信成功率；無線通信不受限于電力傳輸線負(fù)載，但實際空間環(huán)境中障礙物等會對無線組網(wǎng)造成影響。
[0009]2、單通信鏈路存在可靠性瓶頸。在實際環(huán)境中，由于各種地形地勢情況，單一通信方式系統(tǒng)中，即便是正常情況下可以通信，但一旦遇到現(xiàn)場故障導(dǎo)致通信鏈路故障，BranchNode與LeadNode之間便全然無法聯(lián)系，導(dǎo)致與LeafNode徹底失去聯(lián)系。
[0010]因此，需要一種新的單燈監(jiān)控系統(tǒng)以解決上述問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]實用新型目的:本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)有技術(shù)中單燈監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題，提供一種雙通信鏈路單燈監(jiān)控系統(tǒng)。
[0012]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的雙通信鏈路單燈監(jiān)控系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案:
[0013]一種雙通信鏈路單燈監(jiān)控系統(tǒng)，包括控制中心、支路控制器和單燈控制器，所述支路控制器包括互聯(lián)網(wǎng)通信模塊、第一 WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊和第一載波通信模塊，所述單燈控制器包括第二 WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊和第二載波通信模塊，所述第一 WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊和第二WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接，所述第一載波通信模塊和第二載波通信模塊連接，所述互聯(lián)網(wǎng)通信模塊連接所述控制中心。
[0014]更進(jìn)一步的，所述支路控制器還包括JN5148無線微控制器，所述第一 WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊為ZIGBEE模塊，所述第一載波通信模塊為PLM0DEM模塊，所述JN5148無線微控制器包括D1017接口、D1018接口、D1019接口和D1020接口，所述ZIGBEE模塊包括RX端、TX端和GND端，所述PLM0DEM模塊包括第二 RX端、第二 TX端和第二 GND端，所述D1017接口和D1018接口分別連接RX端和TX端，所述D1019接口和D1020接口分別連接第二 RX端和第二 TX端。其中，ZIGBEE模塊用于支路控制器管理WSN網(wǎng)絡(luò)，PLM0DEM模塊用于支路控制器管理電力線載波網(wǎng)絡(luò)，并分別通過不同端口與他們通信。
[0015]更進(jìn)一步的，所述單燈控制器包括時鐘單元，所述時鐘單元包括時鐘芯片(U2)和超級電容(Sll )，所述時鐘芯片(U2)包括VCC2端、Xl端、X2端、GND端、RST端、I/O端、SCLK端和VCCl端，所述VCC2端連接+3.3V電壓端并通過電容C13接地，所述Xl端和X2端通過晶振連接，所述GND端接地，所述RST端、I/O端和SCLK端分別通過電阻R16、電阻R15和電阻R14連接+3.3V電壓端，所述VCCl端連接所述超級電容(Sll )，所述VCCl端依次通過并聯(lián)連接的電阻R35和電阻R34、二極管D6和二極管D7連接+4.7V電壓端。實用新型原理:單燈控制器上電時對超級電容充電，達(dá)到時鐘芯片的工作電壓2V只需2秒。停電后，時鐘芯片由超級電容供電，單獨供電時間可持續(xù)數(shù)日。
[0016]本實用新型的單燈控制器將超級電容作為單燈控制器上時鐘電路部分的備份電源，代替紐扣電池，將備份電池變?yōu)榭沙潆婋娫?，延長備份電源的壽命?？梢源蟠鬁p少更換電池的工作量，減少廢舊電池對環(huán)境造成的不良影響。
[0017]更進(jìn)一步的，所述單燈控制器還包括控制單元，包括繼電器Kl和三極管Q1，所述繼電器Kl的電磁鐵包括第一端和第二端，所述第一端通過電阻Rl連接+5V電壓端并通過電容Cl接地，所述第一端和第二端通過二極管Dl、電阻R2和電容C2連接，其中，電阻R2和電容C2串聯(lián)連接，二極管Dl與所述電阻R2和電容C2并聯(lián)，所述三極管Ql的集電極連接所述第二端，所述三極管的基極通過電阻R4連接所述三極管的發(fā)射極，所述三極管的基極通過串聯(lián)連接的電阻R3和電容C3接地，所述三極管的發(fā)射極接地。
[0018]有益效果:本實用新型的雙通信鏈路單燈監(jiān)控系統(tǒng)同時支持兩種鏈路，通過WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊和載波通信模塊提高了系統(tǒng)通信的可靠性。
【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有的城市照明監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0020]圖2為支路控制器的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖3為單燈控制器的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4為ZIGBEE模塊和PLM0DEM模塊與JN5148無線微控制器的連接圖；
[0023]圖5為單燈控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為單燈控制器的時鐘單元的電路圖；
[0025]圖7為單燈控制器的控制單元電路圖；
[0026]圖8為支路控制器和單燈控制器的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本實用新型，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0028]請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，本實用新型的雙通信鏈路單燈監(jiān)控系統(tǒng)，包括控制中心、支路控制器和單燈控制器，支路控制器包括互聯(lián)網(wǎng)通信模塊、第一 WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊和第一載波通信模塊，單燈控制器包括第二 WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊和第二載波通信模塊，第一 WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊和第二 WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接，第一載波通信模塊和第二載波通信模塊連接，互聯(lián)網(wǎng)通信模塊連接控制中心。
[0029]請參閱圖4所示，支路控制器還包括JN5148無線微控制器，第一 WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊為ZIGBEE模塊，第一載波通信模塊為PLM0DEM模塊，JN5148無線微控制器包括D1017接口、D皿8接口、D皿9接口和D1020接口，ZIGBEE模塊包括RX端、TX端和GND端，PLM0DEM模塊包括第二 RX端、第二 TX端和第二 GND端，D1017接口和D1018接口分別連接RX端和TX端，D1019接口和D1020接口分別連接第二 RX端和第二 TX端。其中，ZIGBEE模塊用于支路控制器管理WSN網(wǎng)絡(luò)，PLM0DEM模塊用于支路控制器管理電力線載波網(wǎng)絡(luò)，并分別通過不同端口與他們通信。
[0030]本實用新型的雙通信鏈路單燈監(jiān)控系統(tǒng)同時支持兩種鏈路，通過WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊和載波通信模塊提高了系統(tǒng)通信的可靠性。
[0031]具體的，本實用新型的支路控制器主要包括幾大部分，結(jié)構(gòu)說明:
[0032]I)中心處理模塊:該模塊為支路控制器核心，負(fù)責(zé)支路控制器模塊數(shù)據(jù)采集、處理、通信等，即上述GPRS/CDMS等方式；
[0033]2)互聯(lián)網(wǎng)通信模塊:該模塊用于接入Internet，并與監(jiān)控中心通信，實現(xiàn)監(jiān)控中心與支路控制器遠(yuǎn)程通信；
[0034]3)鍵盤、顯示模塊:相應(yīng)模塊為支路控制器主要提供人機操作接口 ；
[0035]4) WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊:該模塊用于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通信接入，提供WSN網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)；
[0036]5)載波通信模塊:該模塊用于支路控制器通過載波方式與單燈控制器通信。
[0037]支路控制器與單燈控制器通信接口電路
[0038]其中ZIGBEE模塊用于支路控制器管理WSN網(wǎng)絡(luò)，PLM0DEM模塊用于支路控制器管理電力線載波網(wǎng)絡(luò)，并分別通過不同UART 口與他們通信。
[0039]本實用新型的單燈控制器模塊結(jié)構(gòu)圖
[0040]單燈控制器主要包括如下幾部分，相關(guān)說明如下:
[0041]I)中心處理模塊:該模塊為單燈控制器核心，負(fù)責(zé)單燈控制器模塊數(shù)據(jù)采集、處理、通信等；
[0042]2)輸出控制模塊:該模塊為單燈控制器輸出控制執(zhí)行部分；
[0043]3)WSN網(wǎng)絡(luò)通信模塊:該模塊用于單燈控制器接入WSN網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)單燈控制器與支路控制器之間無線通信；
[0044]4)載波通信模塊:該模塊用于單燈控制器通過載波方式與支路控制器通信。