[發明專利]一種基于微功率無線通信網絡技術的單燈照明智能調光系統

在審

• 申請號: 201410715371.8
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104394633A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 劉巡宇;植耀漢
• 申請（專利權）人: 廣西金源信息產業股份有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于照明智能控制技術領域，尤其涉及一種基于微功率無線通信網絡技術的單燈照明智能調光系統。

背景技術

道路照明是城市公共設施的重要組成部分，目前國內的道路照明系統大部分沒有采用網絡化監控管理，只能以區域為單位對照明設備進行簡單的開關燈控制，這樣的控制方法不能實時的獲得每盞路燈的狀況，也無法根據具體情況調整路燈亮度，不能有效的節省電能。

單燈節能監控系統，是指將節能、監控等智能控件安裝到路燈燈桿上，對燈桿上的燈進行開關、功率輸出（節能、電壓、電流）控制、電參數采集、功率因數調節等一系列精確操作，而不像現在的節能、監控系統那樣，集中控制整條支路的燈狀態，真正實現對每一盞燈進行遠程監控。對于這種方式的監控，其最基本的要求和實現可能，就是通信的可靠和低成本。目前，最有可能的通信方式就是“電力載波通信”，由于路燈照明大多數使用的是高壓鈉燈，且這些燈90％以上都使用電感鎮流器和電容器（調整功率因數），一整條路燈支路的電抗值很低（可低至2歐姆），使得電力載波通信的距離和質量大打折扣，也使之不同于“電力抄表”系統那樣簡單，這也是導致單燈監控系統得不到大面積使用和推廣的重要原因。目前主要采用的電力載波通信方式相對GPRS等無線通信方式，其成本較低，因此國內大部分的單燈監控系統都是采用電力載波通信方式。采用無線通信方式，其傳輸速率高，傳輸距離遠，單成本相對較高；由于電纜傳輸受距離限制，采用電力載波的通信方式最遠可靠傳輸距離是200米以內，超過200米其傳輸信號會隨著傳輸距離的增加而逐漸衰減，如果要增長傳輸距離，則需加裝通信中繼器，采用接力的方式逐個傳輸，其缺點是傳輸速率會逐漸減小。因此，迫切需要一種新型的系統來解決單盞路燈的監控和節能問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于微功率無線通信網絡技術的單燈照明智能調光系統，從而解決背景技術中存在的問題。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種基于微功率無線通信網絡技術的單燈照明智能調光系統，包括路燈監控中心、單燈監控節能模塊、無線傳感器網絡系統；

所述路燈監控中心是整個區域路燈控制管理中心，對整個照明系統進行集中控制，包括監控中心軟件和無線通信模塊，監控中心軟件實現遠程監控、采集數據、建立數據庫、數據分析功能，通過無線通信模塊實時掃描各路燈電量數據和輸出狀態，將監控中心軟件發送的各種有效指令發送給現場控制器，遇到報警信息，通過GSM短信方式送至巡檢人員手機；

所述單燈監控節能模塊即每盞路燈都裝有監控節能模塊，所述單燈監控節能模塊包括ZigBee無線通信模塊、單片機模塊、控制模塊和監測模塊，ZigBee無線通信模塊具有網狀拓撲結構，ZigBee子網有內置冗余保證，如果網絡中有節點脫離網絡，無法工作，節點數據將自動路由到一個替換節點保證系統的可靠、穩定，單片機模塊完成電量采集和模塊遙信功能，控制模塊和監測模塊是路燈監控系統中控制功能的執行部分，控制路燈的狀態并監測路燈運行的電流、電壓、功率因素，將這些參數通過無線方式傳送到現場控制器，同時接收來自現場控制器的所有控制指令，從而實現遠程控制功能；

所述無線傳感器網絡系統由許多分布于某個地理區域的傳感器組成，通過一個無線電通信鏈路與大量無線傳感器進行通信，數據收集工作在無線傳感器節點完成，被壓縮后，直接傳輸給網關或者利用其他無線傳感器節點來將數據傳遞給網關。

每個無線傳感器都作為一個節點，擁有無線通信能力，同時還具有一定的信號處理能力與網絡數據的傳遞能力。根據應用的類型，每個節點都可以有一個指定的地址，它包括一個傳感裝置、一個數據處理微控制器，以及一個無線連接RF模塊，根據不同的網絡定義，RF模塊可以起到一個簡單發射器或者收發器(TX/RX)的作用。

高壓鈉燈具有很高的光效率，且具有工作壽命長，維護簡單等優點，在一定時間內我國道路照明的以高壓鈉燈為主要光源的局面不會改變。高壓鈉燈的缺點是其輸出功率極易受電壓波動影響，特別是后半夜由于線路電壓上升，會造成很大的能源浪費。本發明采用變頻可控功率輸出電子鎮流器來取代傳統的電感式鎮流器解決這個難題。

作為一種改進，本發明系統采用變頻可控功率輸出電子鎮流器實現節能，PFC電路將寬幅波動的供電電源經整流穩定在400V，并將功率因數校準到0.97以上，變頻功率控制電路則根據調度中心的指令來控制輸出功率，從亮燈時刻滿功率輸出，緩慢地調節至后半夜50%輸出，經實測節電率可以達到50%以上。

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