CN108055751A - 一种照明智能控制装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种照明智能控制装置及系统，涉及路灯控制装置技术领域，能够改善现有的路灯照明系统无法及时监控报警、定位故障、数据采集及回传的问题，实现智能数字化城市管理。本发明提供的照明智能控制装置，包括智能监控终端模块、三相电源、三相电压采集模块、三相电流采集模块、第一互感器、显示器和照明机构；智能监控终端模块与三相电源、三相电压采集模块、三相电流采集模块、显示器及照明机构分别连接，第一互感器与三相电流采集模块连接。

Description

一种照明智能控制装置及系统

技术领域

本发明涉及路灯控制装置技术领域，具体而言，涉及一种照明智能控制装置及系统。

背景技术

随着科技的发展和城市化进程的加快，城市夜间道路安全及管控成为城市管理的重要组成部分。东疆港保税区是天津市区域性自由贸易园区的主要组成部分，在天津城市发展中具有重要的地位和影响。

目前，东疆港区现有113条主要道路，电力照明路灯4017个，电力箱变51个。在电力公司人员编制有限的情况下，通常道路照明系统的箱变控制器、灯具及电缆等的设备的维护维修工作量很大。此外，路灯照明系统无法对每个路灯实现及时监控报警、定位故障、数据采集及回传等功能。

为了加强对城市区域的管理，在保证港区内车辆夜间行驶安全的前提下，亟需对该区域夜间路灯照明设备实现便捷化和智能控制，减少人力工作量和设备的运行维护成本，达到节能减排的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种照明智能控制装置及系统，以改善现有的路灯照明系统无法及时监控报警、定位故障、数据采集及回传的问题，实现智能数字化城市管理。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供一种照明智能控制装置，包括智能监控终端模块、三相电源、三相电压采集模块、三相电流采集模块、第一互感器、显示器和照明机构；所述智能监控终端模块与所述三相电源、所述三相电压采集模块、所述三相电流采集模块、所述显示器及所述照明机构分别连接，所述第一互感器与所述三相电流采集模块连接。

具体地，所述照明智能控制装置还包括支路电流采集模块及与所述支路电流采集模块连接的第二互感器；所述支路电流采集模块的一端与所述智能监控终端模块连接、另一端与所述照明机构连接。

进一步地，所述照明机构包括路灯、灯杆、路灯控制箱、路灯配电箱；所述路灯控制箱与所述智能监控终端模块信号连接；所述路灯配电箱与所述支路电流采集模块信号连接；所述灯杆上设置有电子标签，所述电子标签内存储有对应路灯的信息。

更进一步地，所述照明智能控制装置还包括功率采集模块，所述功率采集模块的输入端与所述路灯控制箱连接，所述功率采集模块输出端与所述智能监控终端模块连接。

更进一步地，所述照明智能控制装置还包括远程监控主机，所述远程监控主机配置有地理信息模块，所述地理信息模块与所述智能监控终端模块信号连接；所述远程监控主机能够用于显示故障回路、定位并分析故障及发布界面报警、语音报警或短信报警。

更进一步地，所述第一互感器为交流电流互感器；所述第一互感器包括输出比率200A/100mA互感器或300A/100mA互感器。

更进一步地，所述第二互感器为交流电流互感器；所述第二互感器包括输出比率100A/40mA互感器。

与现有技术相比，本发明提供的照明智能控制装置具有如下优势：

本发明提供一种照明智能控制装置，包括智能监控终端模块、三相电源、三相电压采集模块、三相电流采集模块、第一互感器、显示器和照明机构；智能监控终端模块与三相电源、三相电压采集模块、三相电流采集模块、显示器及照明机构分别连接，第一互感器与三相电流采集模块连接。由此分析可知，本发明提供的照明智能控制装置中，由于设置有智能监控终端模块和三相电压采集模块，因此能够实时测量A相、B相、C相的电压数据并返回智能监控终端模块，智能监控终端模块将采集的实际电压与电压阈值进行比对，若超过阈值，则照明智能控制装置会产生报警，据此判断路灯控制箱体内供电是否正常；由于设置有三相电流采集模块，第一互感器与三相电流采集模块连接，因此除了实时检测三相电压外，同时还能够实时测量A相、B相、C相的电流数据并返回智能监控终端模块，智能监控终端模块将采集的实际电流与电流阈值进行比对，若超过阈值，则照明智能控制装置会产生报警，据此判断路灯是否漏电或正常开关；由于智能监控终端模块还与显示器连接，因此显示器能够准确显示并定位故障，从而能够对城市道路的照明机构进行及时监控报警、定位故障、数据采集和回传，有利于实现智能数字化城市管理的有益效果。此外，本发明提供的智能控制装置通过智能监控终端模块还能够对照明机构运行的电流、电压等历史数据进行记录汇总形成表格，使管理人员能够对这些表格按时间进行查阅并打印，从而便于分析数据和对装置进行有效管理。

本发明还提供一种照明智能控制系统，包括如上所述的照明智能控制装置，还包括与所述照明智能控制装置信号连接的控制中心监控平台。

本发明所述的照明智能控制系统相对于现有技术与所述照明智能控制装置所述的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的照明智能控制装置的局部简易结构示意图。

图标：001-智能监控终端模块；002-第一互感器；003-显示器；004-第二互感器；005-断路器；006-转换开关；007-输出空开；008-接线排；009-零线排；010-接地排；011-保险丝；012-接触器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是信号连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的照明智能控制装置的局部简易结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供一种照明智能控制装置，包括智能监控终端模块001、三相电源、三相电压采集模块、三相电流采集模块、第一互感器002、显示器003和照明机构；智能监控终端模块001与三相电源、三相电压采集模块、三相电流采集模块、显示器003及照明机构分别连接，第一互感器002与三相电流采集模块连接。

与现有技术相比，本发明实施例提供的照明智能控制装置具有如下优势：

本发明实施例提供一种照明智能控制装置，如图1所示，包括智能监控终端模块001、三相电源、三相电压采集模块、三相电流采集模块、第一互感器002、显示器003和照明机构；智能监控终端模块001与三相电源、三相电压采集模块、三相电流采集模块、显示器003及照明机构分别连接，第一互感器002与三相电流采集模块连接。由此分析可知，本发明实施例提供的照明智能控制装置中，由于设置有智能监控终端模块001和三相电压采集模块，因此能够实时测量A相、B相、C相的电压数据并返回智能监控终端模块001，智能监控终端模块001将采集的实际电压与电压阈值进行比对，若超过阈值，则照明智能控制装置会产生报警，据此判断路灯控制箱体内供电是否正常；由于设置有三相电流采集模块，第一互感器002与三相电流采集模块连接，因此除了实时检测三相电压外，同时还能够实时测量A相、B相、C相的电流数据并返回智能监控终端模块001，智能监控终端模块001将采集的实际电流与电流阈值进行比对，若超过阈值，则照明智能控制装置会产生报警，据此判断路灯是否漏电或正常开关；由于智能监控终端模块001还与显示器003连接，因此显示器003能够准确显示并定位故障，从而能够对城市道路的照明机构进行及时监控报警、定位故障、数据采集和回传，有利于实现智能数字化城市管理的有益效果。此外，本发明实施例提供的智能控制装置通过智能监控终端模块001还能够对照明机构运行的电流、电压等历史数据进行记录汇总形成表格，使管理人员能够对这些表格按时间进行查阅并打印，从而便于分析数据和对装置进行有效管理。

可选地，本发明实施例提供的照明智能控制装置中包括基于多处理器控制的多智能体结构的嵌入式硬件电路板，主控采用采用32位ARM高性能CPU，处理器时钟高达72MHz，并且片内含有高达512KB的片内Flash和58KB的片内SRAM存储器，具有强大的通信接口和增强型外设，充分保障所需要的运算、通信处理等能力，实现了多个控制目标的解耦和模块化，充分利用多个微处理器的并行计算能力和实时操作的多任务处理能力，提供了高效的运算、实时的采集、控制功能，并且可以优化功耗。

本发明实施例提供的照明智能控制装置具有稳定可靠的电源系统即三相电源，三相电源采用固态电容具有硬件高温长期的稳定性，同时由于采用了效率更高的电源电路，能够节能降耗。

具体地，为了对更多的照明机构实现电流采集与监控效果，本发明实施例提供的照明智能控制装置中，还包括支路电流采集模块及与支路电流采集模块连接的第二互感器004；支路电流采集模块的一端与智能监控终端模块001连接、另一端与照明机构连接。由于照明智能控制装置中设置有支路电流采集模块和第二互感器004，支路电流采集模块的一端与智能监控终端模块001连接、另一端与照明机构连接，因此支路电流采集模块能够对每个支路进行实时监控和电压电流数据采集，从而对每个照明机构的故障情况进行细化判断，极大地提高故障报警的准确率。

可选地，照明智能控制装置中第二互感器004可以配合支路电流采集模块对多(例如1-24支)支路电流进行采集数据。

可选地，如图1所示，照明智能控制装置中还包括断路器005、转换开关006、输出空开007、接线排008、零线排009、接地排010、保险丝011等。

进一步地，为了能够监测供电质量，提高故障报警的准确率，同时便于维修人员准确掌握相应照明机构的信息，本发明实施例提供的照明智能控制装置中，照明机构包括路灯、灯杆、路灯控制箱、路灯配电箱；路灯控制箱与智能监控终端模块001信号连接；路灯配电箱与支路电流采集模块信号连接；灯杆上设置有电子标签，电子标签内存储有对应路灯的信息。由于路灯控制箱与智能监控终端模块001信号连接，因此能够通过智能监控终端模块001实时监控路灯控制箱，及时得到供电质量信息；由于路灯配电箱与支路电流采集模块信号连接，因此能够实现对路灯配电箱每个支路出线的电流进行检测，并能对每个支路异常情况进行报警，从而加大地提高故障报警的准确率；由于在每个路灯的灯杆上贴有电子标签，电子标签内存有对应路灯的基本信息，例如路灯的建设时间、生产厂家、路灯主要配件信息、路灯照度和路灯的其他信息等，管理人员通过设备阅读电子标签后，能够快速获取电子标签内的信息，从而方便管理人员或维修人员准确掌握该路灯的相关信息。例如路灯运维人员可以在巡检车辆上安装电子标签阅读器，通过照度管理软件能够在车辆运行过程中记录路灯的编号和相应的照度信息，节省了人工和时间成本，极大地提高了工作效率。

可选地，照明智能控制装置中还可以包括电子标签阅读器，电子标签阅读器能够快速读取电子标签所包含的信息，从而便于维修人员快速准确的掌握路灯的相关信息，有效提高工作效率。

进一步地，为了能够实时获得电能使用情况，以便于管理人员或维修人员及时定位并解决故障，照明智能控制装置中还包括功率采集模块，功率采集模块的输入端与路灯控制箱连接，功率采集模块输出端与智能监控终端模块001连接。由于功率采集模块的输入端与路灯控制箱连接，功率采集模块输出端与智能监控终端模块001连接，因此功率采集模块能够采集路灯控制箱的功率因数，并传输到智能监控终端模块001，从而得到线路的供电质量情况，同时还能够采集路灯控制箱A相、B相、C相的有功功率和无功功率，例如当有功功率占比过低(即无功功率占比过大)时，会导致线损增加、容量下降及设备使用率下降，从而导致电能浪费加大的情况，通过采集功率信息能够便于管理人员或维修人员及时定位并解决故障，从而及时对效率低的控制点进行灯具或线缆等情况的维修或改造。

更进一步地，为了实现对路灯实时远程控制的目的，该照明智能控制装置还包括远程监控主机，远程监控主机配置有地理信息模块，地理信息模块与智能监控终端模块001信号连接；远程监控主机能够用于显示故障回路、定位并分析故障及发布界面报警、语音报警或短信报警。由于远程监控主机配置有地理信息模块，地理信息模块与智能监控终端模块001信号连接，地理信息模块能够对整个区域内路灯及箱变的分布情况进行地图展示，因此能够对每个控制点现场(路灯)的GPRS信号值进行采集并且显示在远程监控主机上，从而能够判断该控制点设备上线的稳定性，若GPRS信号值过低容易导致设备上线不稳定，管理人员可以根据这种情况提前请移动公司对该情况进行改善；使用时，在区域地理图的基础上，能够充分发挥GIS优势，综合展示路灯设施的总体布局，路灯分布的演进、以及通过图文互查，掌握每盏路灯的基础台账、维修记录等详细信息，充分实现从总体到局部的管控，对每个部件的管理均可落到实处；由于远程监控主机还能够归属箱变、快速定位故障并报警，并进行统计分析，从而为管理人员提供辅助决策。进行统计分析时，可以按道路统计路灯故障情况，分析故障发生的原因；或能够按故障类型分析，找出容易出现故障的配件和型号；或统计不同型号或品牌的路灯维修运维的费用，分析相关品牌型号的优劣。进行辅助决策时，可以根据统计分析的结果和积累的相关数据，为后期区域照明设施的建设提供选型和采购依据，也可以在不影响照度的前提下，优化路灯亮灯模式，降低路灯照明产生的费用，从而为节能减排做贡献。

此处需要补充说明的是，远程监控主机具有如下较高的防护等级：(1)具有防浪涌(防雷)能力，能够承受5KV以上电压，且该能力在差模5KV的试验电压下设备没有功能或性能暂时降低或丧失；(2)具有抗静电干扰能力，能够承受空气放电正负15KV，接触放电正负8KV，且在15KV或8KV的试验状态下设备没有功能或性能暂时降低或丧失；(3)具有抗电快速脉冲群干扰能力，能够承受正负4KV以上快速脉冲群干扰。

可选地，照明智能控制装置还包括接触器012，接触器012的线圈端接零线和照明智能控制装置的控制线，常开点接Tcom与反馈输入状态。

更进一步地，为了检测三相电压及采集电流数据，该照明智能控制装置中，第一互感器002为交流电流互感器；第一互感器002包括输出比率200A/100mA互感器或300A/100mA互感器。第一互感器002用于检测三相电压的状态。在第一互感器002的底部有两根线，一根为进线另一根为出线，分别接到对应的三相电流采集模块的采集端子中。

更进一步地，为了实现支路电流采集数据的目的，该照明智能控制装置中第二互感器004为交流电流互感器；第二互感器004包括输出比率100A/40mA互感器。第二互感器004能够配合支路电路采集。

此处需要补充说明的是，考虑工厂批量生产的工艺特点和生产测试的方便性，本发明实施例提供的照明智能控制装置的各部件上预留了必要的测试接口，简化测试过程，缩短测试难度和时间，最终会大大提高产品生产线的产能和良率，满足交货期需要。

本发明还提供一种照明智能控制系统，该系统包括上述照明智能控制装置，还包括与照明智能控制装置信号连接的控制中心监控平台。控制中心监控平台能够按列表或地图的方式显示所有区域或选定部分位置路灯的运行数据，数据包括电流、电压、有功功率和功率因子等，控制中心监控平台的运行状态包括区域路灯正常运行，路灯故障是否超出允许范围以及无电等状态的识别和显示。

与现有技术相比，本发明实施例提供的照明智能控制系统不仅能够有效监控并采集电压、电流、功率因数、有功功率、GPRS信号等数据，能够精确监控到支路开关控制路段的路灯，当出现电流超出允许范围值的异常状况时，可靶向检查所属变电箱运行状况和该支路开关控制路段的灯具完好状态，此外，如果变电箱出现故障报警，还可分析该箱变管辖区域的相应路灯运行状态；同时，还能够以不同的方式显示故障回路，对不同的异常状况进行报警等级的设定，并能够在地图上快速定位故障，便于维修人员快速找到故障发生的位置，减少故障影响的时间。

实际应用时，上述照明智能控制装置和照明智能控制系统还能与东疆港管理部门建设的“数字化城市管理系统”进行对接，将“数字化城市管理系统”需要灯控系统的输入数据接入到照明智能控制系统中，使港区管理人员能够直接通过数字化城市管理系统平台对照明智能控制系统需要监管和了解的数据、照明设施运行现状、电力人员巡视工作内容等进行查看，达到对东疆港区照明服务设施进行科学管控的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种照明智能控制装置，其特征在于，包括智能监控终端模块、三相电源、三相电压采集模块、三相电流采集模块、第一互感器、显示器和照明机构；

所述智能监控终端模块与所述三相电源、所述三相电压采集模块、所述三相电流采集模块、所述显示器及所述照明机构分别连接，所述第一互感器与所述三相电流采集模块连接。

2.根据权利要求1所述的照明智能控制装置，其特征在于，还包括支路电流采集模块及与所述支路电流采集模块连接的第二互感器；

所述支路电流采集模块的一端与所述智能监控终端模块连接、另一端与所述照明机构连接。

3.根据权利要求2所述的照明智能控制装置，其特征在于，所述照明机构包括路灯、灯杆、路灯控制箱、路灯配电箱；

所述路灯控制箱与所述智能监控终端模块信号连接；

所述路灯配电箱与所述支路电流采集模块信号连接；

所述灯杆上设置有电子标签，所述电子标签内存储有对应路灯的信息。

4.根据权利要求3所述的照明智能控制装置，其特征在于，还包括功率采集模块，所述功率采集模块的输入端与所述路灯控制箱连接，所述功率采集模块输出端与所述智能监控终端模块连接。

5.根据权利要求1所述的照明智能控制装置，其特征在于，还包括远程监控主机，所述远程监控主机配置有地理信息模块，所述地理信息模块与所述智能监控终端模块信号连接；

所述远程监控主机能够用于显示故障回路、定位并分析故障及发布界面报警、语音报警或短信报警。

6.根据权利要求1或5所述的照明智能控制装置，其特征在于，所述第一互感器为交流电流互感器；

所述第一互感器包括输出比率200A/100mA互感器或300A/100mA互感器。

7.根据权利要求2所述的照明智能控制装置，其特征在于，所述第二互感器为交流电流互感器；

所述第二互感器包括输出比率100A/40mA互感器。

8.一种照明智能控制系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的照明智能控制装置，还包括与所述照明智能控制装置信号连接的控制中心监控平台。