CN212660357U - 一种路灯自动采集及远程控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路灯自动采集及远程控制装置，该装置包括控制模块和分别与控制模块相连接的采集模块、NB‑IoT物联网通信模块以及AC/DC电源模块，NB‑IoT物联网通信模块还与NB‑IoT天线相连接。采用该装置可采集电压、电流、功率、功率因数、频率、电能等多个电参量，监测交流设备的电流和电量消耗情况电参数；且通过NB‑IoT无线技术与基站通信，实现远程控制。

Description

一种路灯自动采集及远程控制装置

技术领域

本发明涉及自动采集及远程控制领域，具体是一种路灯自动采集及远程控制装置。

背景技术

随着物联网技术的发展和智能化应用的开展，开始对传统路灯进行智能化改造，以解决能源浪费、管理手段单一的缺陷。然而，目前的路灯控制装置存在无法采集路灯电参量、不能对照明设备状态实时监测以及故障定位、不能进行能耗分析、远程通信方式落后、部署困难的问题，无法从根本上解决市政路灯精细化管理的问题。

为此，中国专利CN108401342A公开了一种智能路灯控制系统，该系统包括电源模块、控制器、红外检测模块、光照强度检测模块和路灯工作状态监测模块，光照强度检测模块用于采集当前光照强度信息，并将该信息传送给控制器，红外检测模块用于检测深夜人员或车辆经过信息并将该经过信息传送给控制器，路灯工作状态监测模块用于监测路灯工作状态信号并将该信号传送给控制器，控制器一方面通过控制驱动对路灯亮度调节或路灯开关控制，另一方面将路灯工作状态信号通过ZigBee传送给远程控制中心，电源模块为控制器供电。这种结构的控制系统只能起到减少电能消耗的效果，但仍存在不能实时采集路灯电参量的问题，从而无法达到精细化管理控制的目标。

中国专利CN109519772A公开了一种基于物联网的路灯监控系统，该系统包括路灯终端、现场监控主机、无线通信模块和监控中心，路灯终端设置于监控区域内，现场监控主机安装于路灯终端的电控箱内，用于采集各个路灯终端的自身基本信息和周围环境信息，并把所采集的信息通过无线通信模块传输到监控中心实时监控；监控中心设置于远程控制中心，用于接收通过无线通信模块传输来的各个现场监控主机采集到的路灯终端的信息，当检测到路灯终端的信息有超过设定阈值或者有指定信息送达时，进行实时自动控制路灯的开闭。这种结构的路灯监控系统仅能解决根据路灯的基本电源电压信息和周围声音信息、人像信息、明暗信息等进行实时自动控制路灯的开闭，提高偏僻少行人地区的安全性，同时不浪费电能的问题，但系统采用的LoRa无线通信方式存在需要架设无线基站，可用带宽小，自组网通信稳定与安全问题，比NB_IOT通信方式应用范围小。

中国专利CN202587496U公开了一种物联网远程控制城市照明系统，该系统包括多个照明控制节点，与所述的多个照明控制节点相连接的多个路灯集中控制器，与所述的多个路灯集中控制器通过无线相连的监控中心，与所述的监控中心相连的多个的控制终端，所述照明控制节点包括：数据采集单元，用于采集路灯的多个参数，所述的参数包括电流量、电压量、耗电量和开关状态；模数转换单元，与所述的数据采集单元相连，用于将所述的参数从模拟量转化成数字量；数模转换单元，与所述的多个路灯集中控制器及路灯相连，用于将监控中心传来的数字量转化为模拟量。实施物联网远程控制城市照明系统，自动监控路灯的照明参数，实现路灯管理的智能化。该系统所采用的远程通信方式为GPRS/3G，存在能耗高、覆盖范围小，单扇区接入节点数量少等问题，且网络承载能力日趋减弱，在物联网应用中，将逐步被NB-IoT取代。

中国专利CN206294406U公开了一种路灯远程控制装置，该装置包括路灯检测单元及远程控制单元，所述路灯检测单元包括光敏采集单元及导线固定装置，所述远程控制单元包括中央处理单元模块、电源模块、继电器控制模块、通信模块、显示模块、时钟模块、采集模块和报警模块，所述中央处理单元模块用于处理电流、电压及光敏信号，将信号处理反馈至路灯或者报警模块，同时通过继电器控制模块用于控制路灯开闭，通过报警模块进行异常报警。这种结构的路灯远程控制装置可以通过路灯检测单元检测路灯，出现异常时利用继电器自动关闭路灯，避免发生危险。该装置仍存在不能实时采集路灯电参量的问题，无法对照明设备的状态进行实时监测，通过预设参数超限报警，进行先期故障预判以及及时发现故障。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种路灯自动采集及远程控制装置，采用该装置可采集电压、电流、功率、功率因数、频率、电能等多个电参量，监测交流设备的电流和电量消耗情况电参数；且通过NB-IoT无线技术与基站通信，实现远程控制。

实现本发明目的的技术方案是：

一种路灯自动采集及远程控制装置，包括控制模块和分别与控制模块相连接的采集模块、NB-IoT物联网通信模块以及AC/DC电源模块，NB-IoT物联网通信模块还与NB-IoT天线相连接，其中：

采集模块，用于采集路灯负载的电参数数据及电能数据，并将其传送至控制模块；

控制模块通过NB-IoT物联网通信模块、NB-IoT天线与远程控制中心无线连接，通过NB-IoT物联网通信模块向远程控制中心传送电参数数据和/或电能数据，并接收远程控制中心的控制指令，根据控制指令发出开关信号，通过输出信号和反馈信号控制交流接触器，对整条线路的路灯或负载进行开关控制；

NB-IoT物联网通信模块将采集的数据通过NB-IoT天线以无线传输方式传送至监控中心，同时提供远程控制的双向通信功能；

AC/DC电源模块接入交流电，分别给采集模块、控制模块、NB-IoT物联网通信模块提供12V直流电源。

所述控制模块采用高性能32位微处理器，并设有6路状态反馈接口，实现定时控制，回路远程控制，电采集，防盗报警，本地操作控制，并通过NB-IoT物联网通信模块实时与远程控制中心通信，实时检测每路回路的工作状态，当继电器输出与反馈信号不一致时，上报报警信息。

所述控制模块还设有直流12V辅助电源，用于辅助传感器的供电。

所述控制模块还设有通信接口，可接入传感器采集信息。

所述采集模块采用专用测量芯片，由1-6路计量模块组成，1-6路计量模块分别与1-6路电流互感器连接，分别测量6路负载的电压、电流、功率、功率因数、频率、电能等多个电参量的6路交流电参数。

所述采集模块可做为2路3相负载模块使用，其外部设有6路电压计量接口、6路外接电流传感器接口和一个通讯接口，用于监测交流设备的电流和电量消耗情况。

所述采集模块还可通过外部计量仪表与控制模块连接，将计量数据提供至控制模块。

所述NB-IoT物联网通信模块内置NB-IoT专用SIM卡芯片，通过NB-IoT天线与云平台连接，实现控制模块与远程控制中心的数据交互。

所述AC/DC电源模块还设有对外辅助接口，为外接传感器供电。

本发明的有益效果在于：

1.具备自动采集功能，能够自动采集电压、电流、功率、功率因数、频率、电能等多个电参量，实时监测交流设备的电流和电量消耗情况；

2.可实现集中控制，能够测量、监测、控制6路交流负载，每路负载可接入20-30盏150-200W路灯；

3.远程通信，内置NB-IoT物联网通信模块，可通过WEB/手机APP/小程序远程控制，可实现远程/本地手动单路开关/全开全关功能。

附图说明

图1为本发明实施例路灯自动采集及远程控制装置的功能模块图；

图2为本发明实施例采集模块的接口连接示意图；

图3为本发明实施例控制模块的接口连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。

实施例：

根据图1所示，自动采集的路灯远程控制装置，主要包括采集模块1、控制模块2、NB-IoT通信模块3和AC/DC电源模块5。采集模块1采集路灯负载的电参数数据及电能数据并将其传送至控制模块2，控制模块2通过NB-IoT通信模块3及NB-IoT天线4向远程控制中心主动上传电参数数据和/或电能数据，并接收来自远程控制中心的控制指令，根据控制指令发出开关信号；控制模块2通过输出信号和反馈信号来控制交流接触器6，从而对整条线路的路灯或者负载进行开关控制。NB-IoT通信模块3将采集的数据通过NB-IoT天线4无线方式传送至主站或者云平台，同时提供远程控制的双向通信功能。AC/DC电源模块5接入交流电，为装置提供12V直流电源，给采集模块1、控制模块2、NB-IoT通信模块3供电，同时对外提供辅助接口，为外接传感器供电。

采集模块采用专用测量芯片，由1-6路计量模块（可灵活接入1-6路电流互感器）组成，最多可采集6路交流电参数，包括电压、电流、功率、功率因数、频率、电能等多个电参量；可做成二个三相模块使用，外部可提供6路电压计量接口、6路外接电流传感器接口，一个RS-485通讯接口（MODBUS-RTU 规约），该模块用于监测交流设备的电流和电量消耗情况。如图2所示，通过102、103、104、105、106、107分别可测量6路输入电压，通过108、109、110、111、112、113外接电流互感器116分别测量6路负载的电流参数，电压和电流以及电能等参量均通过采集器内置采集电路114、115进行采集；采集器还可以通过RS-485通讯接口101外接电能表来获取线路的电参数。RS485通讯接口101，一条总线上可以同时连接多达255 个网络仪表，每个网络仪表均可设定其通讯地址。块工作电源由AC/DC电源模块提供。

控制模块采用高性能32位微处理器，主要功能是定时控制，回路远程控制，电采集，防盗报警，本地操作控制，并通过NB-IoT通信模块实时与云平台通信。如图2所示，控制模块200提供6路回路输出207、208、209、210、211、212，每一路输出回路连接交流接触器215的A1线圈；提供6路状态反馈接口201、202、203、204、205、206，可以实时检测回路的工作状态,当继电器输出和反馈信号不一致时,上报报警信息。通过对回路工作状态的检测判断是否有故障并上传报警信息。控制模块还提供直流12V辅助电源213，用于辅助传感器供电，如温湿度传感器等；控制模块提供Modbus RS485通信接口214，可接入传感器采集信息。

NB-IoT通信模块3内安装NB-IoT专用SIM卡芯片，通过NB-IoT天线4与附近的移动基站连接，进而连接到远程控制中心，从而实现控制模块与远程控制中心的数据交互。

通过采用上述路灯自动采集及远程控制装置之后：

该装置安装与路灯控制箱内，无需外接电能表，无需外接通信线及控制线，可实现一定范围内路灯的集中控制。该装置能够测量、监测、控制6路交流负载，每路可接入20-30盏150-200w路灯，最高可接入180盏路灯。

若出现路灯运行状态异常或发生故障、路灯负载的电参数数据超过预设的报警阈值灯情况，控制模块2经由NB-IoT通讯模块3向远程控制中心发送报警信号。方便进行先期故障预判以及及时发现故障。

可以实现对路灯负载的实时监控，并进行超限报警，故障记录并上传。远程控制中心可以实时掌控各个路灯的运行状态，并能够进行能耗分析，达到精细化用电的目的。

Claims (9)

1.一种路灯自动采集及远程控制装置，其特征是：包括控制模块和分别与控制模块相连接的采集模块、NB-IoT物联网通信模块以及AC/DC电源模块，NB-IoT物联网通信模块还与NB-IoT天线相连接，其中：

采集模块，用于采集路灯负载的电参数数据及电能数据，并将其传送至控制模块；

控制模块通过NB-IoT物联网通信模块、NB-IoT天线与远程控制中心无线连接，通过NB-IoT物联网通信模块向远程控制中心传送电参数数据和/或电能数据，并接收远程控制中心的控制指令，根据控制指令发出开关信号，通过输出信号和反馈信号控制交流接触器，对整条线路的路灯或负载进行开关控制；

NB-IoT物联网通信模块将采集的数据通过NB-IoT天线以无线传输方式传送至监控中心，同时提供远程控制的双向通信功能；

AC/DC电源模块接入交流电，分别给采集模块、控制模块、NB-IoT物联网通信模块提供12V直流电源。

2.根据权利要求1所述的路灯自动采集及远程控制装置，其特征是：所述控制模块采用高性能32位微处理器，并设有6路状态反馈接口，实现定时控制，回路远程控制，电采集，防盗报警，本地操作控制，并通过NB-IoT物联网通信模块实时与远程控制中心通信，实时检测每路回路的工作状态，当继电器输出与反馈信号不一致时，上报报警信息。

3.根据权利要求1所述的路灯自动采集及远程控制装置，其特征是：所述控制模块还设有直流12V辅助电源，用于辅助传感器的供电。

4.根据权利要求1所述的路灯自动采集及远程控制装置，其特征是：所述控制模块还设有通信接口，可接入传感器采集信息。

5.根据权利要求1所述的路灯自动采集及远程控制装置，其特征是：所述采集模块采用专用测量芯片，由1-6路计量模块组成，1-6路计量模块分别与1-6路电流互感器连接，分别测量6路负载的电压、电流、功率、功率因数、频率、电能多个电参量的6路交流电参数。

6.根据权利要求1所述的路灯自动采集及远程控制装置，其特征是：所述采集模块可做为2路3相负载模块使用，其外部设有6路电压计量接口、6路外接电流传感器接口和一个通讯接口，用于监测交流设备的电流和电量消耗情况。

7.根据权利要求1所述的路灯自动采集及远程控制装置，其特征是：所述采集模块还可通过外部计量仪表与控制模块连接，将计量数据提供至控制模块。

8.根据权利要求1所述的路灯自动采集及远程控制装置，其特征是：所述NB-IoT物联网通信模块内置NB-IoT专用SIM卡芯片，通过NB-IoT天线与云平台连接，实现控制模块与远程控制中心的数据交互。

9.根据权利要求1所述的路灯自动采集及远程控制装置，其特征是：所述AC/DC电源模块还设有对外辅助接口，为外接传感器供电。

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