[發明專利]基于無線物聯網技術的鐵路隧道照明燈具分布式控制方法

有效

• 申請號: 201911392711.7
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111194115B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 余翔;王顥;李道德;劉貽軍;孟金林;賈志博;王帥;牛明哲;劉廣軍;李延亮;鄭鈞曦;王冠雄;史海旗;牛金平;趙樂
• 申請（專利權）人: 陜西興安潤通電氣化有限公司
• 主分類號: H05B45/325
• 分類號: H05B45/325;H05B45/345
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.基于無線物聯網技術的鐵路隧道照明燈具分布式控制方法，其特征在于：

所述方法通過以下步驟實現：

步驟一：在鐵路隧道內布設燈具，組成網狀拓撲無線通信網絡；獲取單相交流220V電源，經燈具故障監測隔離模塊隔離后，依次通過電磁濾波整流電路、PFC電路、切換電路、隔離變壓器和整流濾波電路調整為電壓30V至50V可調的直流恒流源，向燈具供電；

步驟二：控制電路實時收集電路數據與參考值進行比較，將指令傳輸至PWM調制電路，PWM調制電路根據指令值控制切換電路輸出，構成閉環反饋實時調節回路；

步驟三：燈具故障監測隔離模塊、PFC電路、控制電路和PWM調制電路均接入物聯網模塊并通信，物聯網模塊將收集的電路數據通過無線和有線的通訊方式，上傳給本地和遠程的用戶控制終端，并根據用戶操作指令，控制燈具的狀態；燈具故障監測隔離模塊輸入端接入隧道照明干線，當發生短路、過載時斷開回路，同時將故障信息通過物聯網模塊上傳至遠程監控中心；

物聯網模塊選用芯片Psoc，具有六個管腳：5號管腳VCC接口與外部直流電源的正極相連，為物聯網模塊提供電源；6號管腳GL接口與燈具故障監測隔離模塊相連，監控燈具故障并進行隔離和保護；4號管腳AVDD接口與控制電路相連，實時接收控制電路采集到的各項電路數據，為后續數據實時上傳給本地和遠程的用戶控制終端做準備；3號管腳CX接口與PWM調制電路相連，輸出開關燈命令；控制命令的來源包括：本地和遠程用戶控制終端的指令、物聯網模塊將采集的電路數據與參考閾值比較后的直接控制；2號管腳P0接口與PWM調制電路相連，給PWM調制電路提供參考波形，即提供一個指定的三角載波，與調制電路輸出的調制波進行比較；1號管腳GND接口與接地線相連，使物聯網模塊形成一個閉合的回路，保障電氣通路，同時將沖擊電流導入大地，起到保護和工作接地的功能。

2.根據權利要求1所述的基于無線物聯網技術的鐵路隧道照明燈具分布式控制方法，其特征在于：步驟一具體為：獲取單相交流220V電源，經燈具故障監測隔離模塊隔離后，經過電磁濾波整流電路變為220V半波波形，通過PFC電路進行功率因數校正后輸出穩定的380V直流，在PWM信號的控制下輸出380V方波交流，經過隔離變壓器降壓至50V方波交流，整流濾波電路調整為電壓30V至50V可調的直流恒流源，向燈具供電。

3.根據權利要求2所述的基于無線物聯網技術的鐵路隧道照明燈具分布式控制方法，其特征在于：本地和遠程的用戶控制終端給物聯網模塊發出開關燈指令，物聯網模塊收到命令后，通過PWM調制電路和切換電路控制燈具開、關。

4.根據權利要求3所述的基于無線物聯網技術的鐵路隧道照明燈具分布式控制方法，其特征在于：步驟二中的電路數據通過電流、電壓和溫度檢測元件采集；電流檢測元件串聯在燈體的直流電源電路中；電壓檢測元件并聯在燈體的直流電源電路中；溫度檢測元件所在的電阻回路則安裝在燈體附近；電流、電壓和溫度檢測元件均通過有線數據傳輸到控制電路。

5.根據權利要求4所述的基于無線物聯網技術的鐵路隧道照明燈具分布式控制方法，其特征在于：PWM調制電路經光電耦合隔離模塊將控制電路傳輸來的調制波，與物聯網模塊提供的三角載波進行調制，輸出高低平脈沖給切換電路，控制其開通和關斷時間即占空比。

6.根據權利要求5所述的基于無線物聯網技術的鐵路隧道照明燈具分布式控制方法，其特征在于：切換電路根據PWM調制電路的控制指令，通過控制周期開關時間，得到調控后規律的單相380V交流方波電流。

7.根據權利要求6所述的基于無線物聯網技術的鐵路隧道照明燈具分布式控制方法，其特征在于：PFC電路通過降壓電路接入物聯網模塊，降低直流電壓，為物聯網模塊提供可靠電源。

8.根據權利要求7所述的基于無線物聯網技術的鐵路隧道照明燈具分布式控制方法，其特征在于：物聯網模塊設置有天線，通過無線射頻信號與自組網內其它的物聯網模塊建立通信連接，完成數據和指令的中介和傳輸。