CN201294658Y - 无线遥控节能照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无线遥控节能照明系统，包括前端分控单元和远端主控单元，前端分控单元由分控台、高杆照明设备分组控制部分和采样器组成，分控台输出分别与高杆照明设备分组控制部分中的多个分组交流接触器相连接，交流接触器分别连接分组内的节点灯，分组内的节点灯分别连接采样器输入，采样器输出连接分控台输入；远端主控单元由主控台和上位机组成，主控台接收上位机发来的串行数据，经控制电路处理后，通过主控台中的车载电台发出DTMF信号或FSK信号；当主控台接收到信号后，向上位机回传照明灯的状态信息，通过上位机实现对前端高杆照明设备的远程控制及状态查询。本实用新型用于公共广场，道路交通，车站码头等夜间照明系统上。

Description

无线遥控节能照明系统

技术领域

本实用新型属于照明设备领域，特别涉及一种无线遥控节能照明系统。本系统可广泛应用在公共广场，道路交通，车站码头等的夜间照明系统控制上，起到节能的目的，并且提高工矿企业的工作效率。

背景技术

在许多大型工矿企业的场地照明及公共照明场合，对照明设备的开、关主要采用以下几种方式：

1.较前期的高杆照明设备的开关一般设在每支灯杆附近，开、关灯操作需要全人工操作，每次开、关灯都要亲自到达每支高杆照明设备处进行操作。

2.目前主流的高杆照明设备多采用各种电子开关，集中控制各灯杆的开、关。比较有效的降低了人工反复开、关灯的状态。

3.一些智能化的控制电路，安装在每支高杆照明设备附近，根据设置定时的开、关灯，一般情况下不再需要人工操作。

以上2，3的控制方式只是简单地将人们从原始现场操作中不同程度的解放出来，但从现实意义上讲，仍存在以下几点较明显的不足之处：

I以上各种控制方式均是全开全关，能源浪费较大。在传统的场地照明应用中，不管是对区域内的全部照明设备或单一照明设备内的各节点照明灯进行开、关操作，均是一开全开，一关全关的控制方式。在全球化能源危机的大背景下，特别是在我国经济快速发展的现状下，能源需求的严重紧缺，这种能源浪费是不可取的。

II信息反馈机制不够，无法了解现场照明设备实际运行情况。由于照明设备实际运行情况与设备完备性直接影响到工业生产或社会安全，操作后，工作人员需要了解现场照明设备的实际运行状况，不仅仅是单纯的开、关而矣。

III控制单元设在前端单一照明设备，不利于维护及系统扩展。将控制单元设在前端高杆照明设备上的方式，一旦增加一个功能，每个照明设备均需要进行改动，另外也不便于日常的维护和管理，另外，由于各高杆照明设备各为主体，因各体差异，场地内的全部高杆照明设备不能很好的统一工作。

发明内容

本实用新型所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种无线遥控节能照明系统，是由若干前端分控单元(每支高杆照明设备设一分控单元)及远端主控单元两部分组成，前端分控单元控制开、关灯操作和灯运行状态的采集；远端主控单元基于微机操作平台，通过上位机软件可以对前方照明设备灵活地进行各种操作、记录操作信息、显示前端照明设备运行状态、故障统计、定时开/关灯设置、动态分组，同时具有网络受权管理功能，使用方便，操作简单，是一种功能强大和安全可靠的智能化灯控系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

依据本实用新型提供的一种无线遥控节能照明系统，包括前端分控单元和远端主控单元，所述的前端分控单元由分控台、高杆照明设备分组控制部分和采样器组成，分控台输出分别与高杆照明设备分组控制部分中的多个分组交流接触器相连接，交流接触器分别连接分组内的节点灯，分组内的节点灯分别连接采样器输入，采样器输出连接分控台输入；远端主控单元由主控台和上位机组成，主控台接收上位机发来的串行数据，经控制电路处理后，通过主控台中的车载电台发出DTMF信号或FSK信号；当主控台接收到信号后，向上位机回传照明灯的状态信息，通过上位机实现对前端高杆照明设备的远程控制及状态查询。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现：

前述的分控台，其前面板上留有连接吸盘天线的天线接口1，前面板上还装有电源指示灯2、接收指示灯3、发射指示灯4。

前述的分控台，其后面板上留有电源输入插孔5，连接控制线、控制灯开关的控制输出插孔6及连接采样器的采样输入插孔7，后面板上还装有保险器8。

前述的分控台，其控制电路由电源电路、无线通讯电路、CPU控制电路、驱动电路、状态检测电路和通讯状态指示电路组成，CPU控制电路的输出分别连接驱动电路、通讯状态指示电路的输入；状态检测电路的输出连接CPU控制电路的输入；采样器连接状态检测电路的输入；无线通讯电路双向连接CPU控制电路，由电源电路为各部分电路提供工作电压。

前述的采样器，其采样器电路由电流采样电路、电压转换电路、部分负载工作指示电路、满负载工作指示电路和回传电路组成，电流采样电路连接电压转换电路，电压转换电路输出分别连接部分负载工作指示电路、满负载工作指示电路和回传电路，回传电路输出连接分控台。

前述的主控台，其前面板上装有电源开关9、音量旋钮10、应急按钮11、节点指示灯12、灯杆号显示数码管13、发射指示灯14、接收指示灯15、电源指示灯16。

前述的主控台，其后面板上留有天线接口17、电源输入接口18和RS232串行数据接口19，用DB9串口连接线将本串行数据接口和上位机的串行接口连接，后面板上还装有保险器20。

前述的主控台，其控制电路由电源电路、上位机通讯电路、CPU控制电路、无线通讯电路、数码显示电路和声音指示电路组成，上位机通讯电路、无线通讯电路分别双向连接CPU控制电路，CPU控制电路输出分别连接数码显示电路、声音指示电路，无线通讯电路双向连接车载电台，由电源电路为各部分电路提供工作电压。

前述的上位机为带RS232接口的微型计算机。

本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果：

1.本实用新型由于对前端高杆照明设备上的节点照明灯进行分组，分控台可以按分组情况，以组为单位，对每个分组进行独立控制。操作不影响其他分组的节点照明灯。改变了过去单一高杆照明设备一开全开一关全关的控制方式，这样工作人员就可以根据实际工作的需要，灵活的开启部分或全部节点照明灯，可以有效的达到节能的目的。

2.本实用新型当主控单元发出灯控命令后，经过无线传输设备送至分控单元，分控单元解析并执行命令后，采集灯的状态信息，再经过无线传输设备将状态信息送至主控单元，主控单元将状态信息解析后，以图形形式显示在上位机显示窗口上，使操作人员坐在操作室内就可以清楚的了解前端照明设备的运行状况。在节点照明灯损坏率到达故障点时，系统还会发出报警声，提示工作人员，便于出现故障后，及时地采取措施，从而实现了照明灯状态的实时显示。

3.本实用新型还采用了主控单元统一控制的方式，分控单元只需按命令执行即可。这一控制架构，大大提高了系统的扩展性，当有新功能时，只需在主控单元的软、硬件做相应的功能扩展即可，改变了传统的在前端高杆照明设备进行控制的模式，使系统工作也保持了良好的一致性。实现了远端集中控制方式，前端只是执行单元。

4.本实用新型还进行了动态重组，可以按照场地照明设备的分布情况，结合作业区域的划分，将全部照明设备合理地划分为多个分组，为其命名，将这一区域作为一个统一体进行操作，便于日常的工作。而且分组功能可以根据实际情况进行重新划分，这一功能有效地解决了场地内高杆照明设备一开全开，一关全关的能源浪费现状。

5.本实用新型具有多时段，多组合的定时开、关功能，以周为单位，设置一周内每日开关灯的计划，每日又可以分成多个时段。这样，实际中，系统就会按计划表自动的发出灯控命令，控制前端照明设备。

6.本实用新型还具有电子地图功能，通过上位机控制软件，客户可以通过控制方式控制前端照明设备：a.菜单方式 b.控制面板方式 c.电子地图方式。这里只简单阐述一下视觉直观性、操作灵活的电子地图控制方式。用户可以将照明设备分布的平面图以bmp形式载入软件，在电子地图上可以为每个灯杆命名或编号，如果需要对某号高杆照明设备进行操作，只需在地图上单击灯杆图示，然后单击要控制的节点号，在弹出的操作命令确认信息窗口，单击确认后，即可完成操作，当主控单元收到回传的状态信息后，相应节点照明灯也会显示不同颜色，代表照明灯的状态。

7.本实用新型基于微机操作平台，在此基础上，系统增加了网络功能，网络内必须将一台计算机作为控制主机，网络内安装了受权客户端软件的其他微机根据权限级别只可以进行相关授权的操作。这样便于不同控制科室在必要时方便、快捷地了解前端设备的实际情况。

本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是本实用新型的系统组成示意图；

图2是本实用新型的分控单元组成示意图；

图3是本实用新型的分控台前面板结构示意图；

图4是本实用新型的分控台后面板结构示意图；

图5是本实用新型的分控台电路原理框图；

图6是本实用新型的分控台电路原理图；

图7是本实用新型的高杆照明设备的节点灯分组控制电路原理图；

图8是本实用新型的采样器电路原理框图；

图9是本实用新型的采样器电路原理图；

图10是本实用新型的主控单元组成示意图；

图11是本实用新型的主控台前面板结构示意图；

图12是本实用新型的主控台后面板结构示意图；

图13是本实用新型的主控台电路原理框图；

图14是本实用新型的主控台电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参见图1～14，一种无线遥控节能照明系统，包括前端分控单元和远端主控单元(见图1)，所述的前端分控单元由分控台、高杆照明设备分组控制部分和采样器组成，分控台输出分别与高杆照明设备分组控制部分中的多个分组交流接触器相连接，交流接触器分别连接分组内的节点灯，分组内的节点灯分别连接采样器输入，采样器输出连接分控台输入(见图2)。采样器通过电流互感器采样灯杆照明灯工作时的电流信号来分析确定节点照明灯的工作状态，并将状态信号传给分控台；分控台中的收发信机收到主控台发来的DTMF信号后，由分控台将之转换为数字信号，分析命令后，驱动开关控制模块执行开、关灯操作，检测采样器回传的状态信号，并将状态信号回传给主控单元中的主控台。远端主控单元由主控台和上位机组成(见图10)，主控台接收上位机发来的串行数据，经控制电路处理后，通过主控台中的车载电台发出DTMF信号或FSK信号；当主控台接收到DTMF信号或FSK信号后，向上位机回传照明灯的状态信息，通过上位机实现对前端高杆照明设备的远程控制及状态查询。

分控台，其前面板上留有连接吸盘天线的天线接口1，前面板上还装有电源指示灯2、接收指示灯3、发射指示灯4(见图3)。其中：

1.天线接口，连接吸盘天线。

2.电源指示灯，当电源接通后红色电源指示灯点亮。

3.接收指示灯，当分控台内的收发信机接收信号时，接收的蓝色指示灯点亮。

4.发射指示灯，当分控台内的收发信机发射信号时，发射的红色指示灯点亮。

分控台，其后面板上留有电源输入插孔5，连接控制线、控制灯开关的控制输出插孔6及连接采样器的采样输入插孔7，后面板上还装有保险器8(见图4)。其中：

1.电源输入220V 50Hz交流电。

2.保险器，用Φ6×20 1A的保险管，

3.采样输入，接采样器，一是供采样器+12V电源，二是输入采样模拟信号。

4.控制输出，接控制线、控制灯的开关。

分控台，其控制电路由电源电路、无线通讯电路、CPU控制电路、驱动电路、状态检测电路和通讯状态指示电路组成，CPU控制电路的输出分别连接驱动电路、通讯状态指示电路的输入；状态检测电路的输出连接CPU控制电路的输入；采样器连接状态检测电路的输入；无线通讯电路双向连接CPU控制电路。当分控台上电启动后，电源电路为其他各部分电路提供工作电压，当收到信号后，通讯电路进行信号处理，将处理后的信号传送给CPU分析解码，同时CPU驱动通讯状态指示电路显示当前处于信号接收状态，然后发出相应的驱动信号，并读取状态检测电路的状态信号，将状态信息传送给通讯电路，同时驱动通讯状态指示电路显示当前处于信号回传发送状态，通讯电路将信号进行处理后以无线形式发送出去。分控台可实现无线接收和无线发送两种功能。(见图5、6)其中：

1.电源电路(区域I)：实现AC220V-AC13V-DC12V-DC5V的电压转换，为整个电路供电。

2.无线通讯电路(区域II)：当分控台接收到主控台传来的DTMF信号时，通过MT8880芯片将接收到的DTMF信号转换为TTL电平信号，传送给CPU控制电路的微处理器；当CPU向主控台回传信号时，MT8880芯片将CPU发出的TTL电平信号转换为DTMF信号发送到主控台。

3.CPU控制电路(区域III)：CPU接收到信号后，对信号进行分析解码，获取信号所携带的指令信息并执行相应动作。

4.驱动电路(区域IV)：当CPU接收到开、关灯指令后，发出驱动信号，通过驱动电路控制开关灯操作。

5.状态检测电路(区域V)：当分控台发出开、关灯指令后，通过状态检测电路检测当前灯的状态是否正常。

本实用新型首先要根据现场高杆照明设备动力线分配的实际情况，将高杆照明设备的节点灯分为多个组，以便根据日常需要灵活地进行开、关操作，以达到节能的目的。高杆照明设备的节点灯分组控制电路原理图见图7。

采样器电路由电流采样电路、电压转换电路、部分负载工作指示电路、满负载工作指示电路、回传电路组成，电流采样电路连接电压转换电路，电压转换电路输出分别连接部分负载工作指示电路、满负载工作指示电路和回传电路，回传电路输出连接分控台。当电流采样电路采样灯杆设备的工作电流后，通过电压转换电路转换成电压信号，部分负载工作指示电路、满负载工作指示电路根据电压值显示灯杆设备的当前工作状态，同时将状态信号通过回传电路传送给分控台(见图8、9)。其中：

1.采样电路(区域I)：利用电流互感器采样当前灯杆的工作电流。通过改变电流互感器的指标可适用于各种功率的灯杆。

2.电压转换电路(区域II)：将采样的交流电流信号在固定负载上转换成交流电压信号，经整流滤波后成为直流电压信号。

3.部分负载工作指示电路(区域III)：为了防止由于部分灯发生故障而影响现场工作，根据现场的实际情况，确定能满足现场需要照度的最小灯的盏数，正常工作的灯的盏数大于最小盏数时系统将不报错。通过改变电路中电阻的分压比便可任意调整所能允许的灯的故障率。当故障率没有超过所能允许的灯的故障率时，红色发光二极管熄灭，蓝色发光二极管点亮，回传状态按正常处理；当故障率超过所能允许的灯的故障率时，红色发光二极管、蓝色发光二极管均熄灭，上位机处报错。

4.满负载工作指示电路(区域IV)：红色发光二极管、蓝色发光二极管均点亮时，没有发生故障的灯，系统处于满负载工作状态。

5.回传电路(区域VI)：将采样的电流信号经过的电路处理后转换为灯杆工作的状态信号，传给分控台。

主控台，其前面板上装有电源开关9、音量旋钮10、应急按钮11、节点指示灯12、灯杆号显示数码管13、发射指示灯14、接收指示灯15、电源指示灯16(见图11)。其中：

1.电源开关：按下本按钮，打开主控台。

2.音量旋钮：主控台中的收发信机在接收或发射无线信号时会发出嘟嘟哒哒的声音，顺时针旋转本按钮音量增大，逆时针旋转本按钮音量减小。

3.应急按钮：当上位机有故障时，可在面板上直接开灯和关灯。绿色按钮-开灯按钮；红色按钮-关灯按钮；黄色按钮-确认按钮。

具体操作如下：

按住确认按钮后，打开主控台电源，这时主控台内的收发信机处于发射状态，发射指示灯点亮，同时有约5秒的DTMF声音。当DTMF声音结束，即发射指示灯不再闪烁后才可以松开确认按钮。

开灯操作：同时按下开灯和确认按钮。

关灯操作：，同时按下关灯和确认按钮。

4.节点指示灯：ABCD四个红色发光管，显示正在操作高杆照明设备的节点分组号。

5.灯杆号显示数码管：二位数码管，显示主控台正在遥控的灯杆序号。

6.发射指示灯：主控台内的收发信机发射信号时，红色发射指示灯点亮。

7.接收指示灯：主控台内的收发信机接收信号时，蓝色接收指示灯点亮。

8.电源指示灯：主控台电源开关闭合后，红色电源指示灯点亮。

主控台，其后面板上留有天线接口17、电源输入接口18和RS232串行数据接口19，后面板上还装有保险器20(见图12)。其中：

1.天线接口连接全向天线。

2.电源输入接口接入220V交流电，

3.保险丝为5A保险丝。

4.RS232串行数据接口用DB9串口连接线将本串行数据接口和上位机的串行接口连接。

主控台，其控制电路由电源电路、上位机通讯电路、CPU控制电路、无线通讯电路、数码显示电路和声音指示电路组成，上位机通讯电路、无线通讯电路分别双向连接CPU控制电路，CPU控制电路输出分别连接数码显示电路、声音指示电路，无线通讯电路双向连接车载电台。当主控台上电启动后，电源电路为其他各部分电路提供工作电压，当收到上位机的指令后，上位机通讯电路进行信号转换，传送给CPU控制电路分析解码，然后将相应信号传给无线通讯电路，信号处理后以无限形式发射出去，同时驱动数码显示电路和声音指示电路，以数码显示和声音两种形式表现当前主控电路执行的动作。当无线通讯电路接收到分控台传来的信息后，进行信号处理然后传给CPU控制电路分析解码，CPU将解码后的信号传给上位机通讯电路进行信号转换，然后传给上位机。主控台可实现无线接收和无线发送两种功能(见图13、14)。其中：

1.电源电路(区域I)：实现AC220V-AC13V-DC12V-DC5V的电压转换，为整个电路供电。

2.上位机通讯电路(区域II)：当主控台接收到上位机传来的RS232信号时，通过TC232芯片将接收到的RS232信号转换为TTL电平信号，传送给控制电路CPU。当CPU向上位机回传信号时，TC232芯片将CPU发出的TTL电平信号转换为RS232信号发送到上位机。

3.CPU控制电路(区域III)：CPU接收到信号后，对信号进行分析解码，获取信号所携带的指令信息并执行相应动作，同时进行信令传送、控制数码显示等。

4.无线通讯电路一(区域IV)：应用在传输的信号为DTMF信号的系统中。利用MT8880芯片将CPU传送来的TTL电平信号转换为DTMF信号，传送给收发信机发送出去；或将接收到的DTMF信号转换为TTL电平信号传送给CPU。

5.无线通讯电路二(区域V)：应用在传输的信号为FSK信号的系统中。利用MSM7512B芯片将CPU传送来的TTL电平信号转换为FSK信号，传送给收发信机以无线形式发送出去；也可以将接收到的FSK信号转换为TTL电平信号传送给CPU。

6.数码显示电路(区域VI)：数码管显示当前控制的灯杆号，发光二极管指示当前控制的灯杆中的组数、信号的收、发状态。

7.声音指示电路(区域VII)：将收、发到的信号以声音的形式表现出来，通过声音判断当前的通讯状态是否正常。

上位机为带RS232接口的微型计算机。只需安装无线遥控照明系统控制软件即可控制前端照明设备。

Claims (9)

1、一种无线遥控节能照明系统，包括前端分控单元和远端主控单元，其特征在于：所述的前端分控单元由分控台、高杆照明设备分组控制部分和采样器组成，分控台输出分别与高杆照明设备分组控制部分中的多个分组交流接触器相连接，交流接触器分别连接分组内的节点灯，分组内的节点灯分别连接采样器输入，采样器输出连接分控台输入；远端主控单元由主控台和上位机组成，主控台接收上位机发来的串行数据，经控制电路处理后，通过主控台中的车载电台发出DTMF信号或FSK信号；当主控台接收到信号后，向上位机回传照明灯的状态信息，通过上位机实现对前端高杆照明设备的远程控制及状态查询。

2、根据权利要求1所述的无线遥控节能照明系统，其特征在于：所述的分控台，其前面板上留有连接吸盘天线的天线接口(1)，前面板上还装有电源指示灯(2)、接收指示灯(3)、发射指示灯(4)。

3、根据权利要求1所述的无线遥控节能照明系统，其特征在于：所述的分控台，其后面板上留有电源输入插孔(5)，连接控制线、控制灯开关的控制输出插孔(6)及连接采样器的采样输入插孔(7)，后面板上还装有保险器(8)。

4、根据权利要求1所述的无线遥控节能照明系统，其特征在于：所述的分控台，其控制电路由电源电路、无线通讯电路、CPU控制电路、驱动电路、状态检测电路和通讯状态指示电路组成，CPU控制电路的输出分别连接驱动电路、通讯状态指示电路的输入；状态检测电路的输出连接CPU控制电路的输入；采样器连接状态检测电路的输入；无线通讯电路双向连接CPU控制电路，由电源电路为各部分电路提供工作电压。

5、根据权利要求1所述的无线遥控节能照明系统，其特征在于：所述的采样器，其采样器电路由电流采样电路、电压转换电路、部分负载工作指示电路、满负载工作指示电路和回传电路组成，电流采样电路连接电压转换电路，电压转换电路输出分别连接部分负载工作指示电路、满负载工作指示电路和回传电路，回传电路输出连接分控台。

6、根据权利要求1所述的无线遥控节能照明系统，其特征在于：所述的主控台，其前面板上装有电源开关(9)、音量旋钮(10)、应急按钮(11)、节点指示灯(12)、灯杆号显示数码管(13)、发射指示灯(14)、接收指示灯(15)、电源指示灯(16)。

7、根据权利要求1所述的无线遥控节能照明系统，其特征在于：所述的主控台，其后面板上留有天线接口(17)、电源输入接口(18)和RS232串行数据接口(19)，用DB9串口连接线将本串行数据接口和上位机的串行接口连接，后面板上还装有保险器(20)。

8、根据权利要求1所述的无线遥控节能照明系统，其特征在于：所述的主控台，其控制电路由电源电路、上位机通讯电路、CPU控制电路、无线通讯电路、数码显示电路和声音指示电路组成，上位机通讯电路、无线通讯电路分别双向连接CPU控制电路，CPU控制电路输出分别连接数码显示电路、声音指示电路，无线通讯电路双向连接车载电台，由电源电路为各部分电路提供工作电压。

9、根据权利要求1所述的无线遥控节能照明系统，其特征在于：所述的上位机为带RS232接口的微型计算机。

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