一种直接利用电力线传输信号的路灯调光系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直接利用电力线传输信号的路灯调光系统，包括串接在电力线中的路灯集中控制器以及并接在该电力线上的多个路灯，所述路灯集中控制器直接通过电力线向所述路灯发送调光控制信号；其中，所述路灯集中控制器包括第一电源模块、电力线信号发送模块、主控模块、电表模块、按键模块、显示模块和远程数据通信模块。采用本发明专利技术的技术方案，通过一种简单的电路结构实现直接利用电力线传输路灯调光控制信号；同时，只需要一个周期的电力线交流信号便可以实现调光控制信号的传输，极大保证了电网稳定；进一步的，调光控制信号至少保留单个周期交流电信号中完整的半波作为能量供应，即便导通角非常小时，调光过程也不会出现闪烁现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于路灯控制领域，尤其涉及一种直接利用电力线传输信号的路灯调光系统。
技术介绍
随着LED技术的飞速发展，智能调光得到普遍应用，尤其在路灯照明领域，路灯调光控制能够合理分配道路照明，节约能源。现有技术路灯调光系统通常仅仅通过电力线为路灯提供供电能量，而无法直接通过电力线传输控制信号。当然现有技术的路灯系统也采用电力线载波的方式能够通过电力线同时实现数据和能量的传输，但电力线载波方式是通过在电力线上耦合带有信息的高频载波信号，每个路灯端通过载波模块高频检波提取发送的信息从而实现调光控制；因此，需要在路灯控制端以及每个路灯中设置电力线载波电路，成本非常昂贵，同时在电网上加载高频载波会对电网造成污染，使电网不稳定，造成信号传输不稳定。除此之外的其他路灯调光系统，比如，采用无线方式传输调光信号，虽然无需另外布置线路，但需要在每个路灯上安装无线收发器，并采用复杂的算法实现路灯控制，在实际应用中，无线Zigbee协议在路灯控制上得到一定应用。另外，传统交流调光通常采用调节调光相位角来控制LED灯亮度，也即调光一个周期内交流电的导通角(导通时间)，这种调光方式实质是以降低LED灯工作功率实现交流调光，由于导通角输出的功率同时也作为LED灯的工作电压，当导通角非常小时，其输出功率不足以维持LED灯正常工作时，LED灯会出现闪烁现象，因此，这种调光方式不适合小功率时的调光。故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种直接利用电力线传输信号的路灯调光系统，能够直接利用电力线实现路灯调光，无需增加控制线路或者在电力线中加载高频载波，从而更好地满足实际路灯控制应用场合的需求。为了克服现有技术存在的缺陷，本专利技术提供以下技术方案：一种直接利用电力线传输信号的路灯调光系统，包括串接在电力线中的路灯集中控制器以及并接在该电力线上的多个路灯，所述路灯集中控制器直接通过电力线向所述路灯发送调光控制信号；其中，所述路灯集中控制器包括第一电源模块、电力线信号发送模块、主控模块、电表模块、按键模块、显示模块和远程数据通信模块；所述第一电源模块与电力线相连接，用于为所述路灯集中控制器提供供电；所述远程数据通信模块用于远程监控中心进行数据通信；所述电力线信号发送模块包括第一过零检测模块、发射控制模块和切波模块，所述第一过零检测模块用于检测交流电信号的零点并在检测到该零点时产生第一零点触发信号；所述切波模块串接在电力线中，用于切削电力线中的交流电信号；所述发射控制模块接收所述第一零点触发信号并根据预先设定的编码规则控制所述切波模块对电力线中的交流电信号进行切削；所述电力线信号发送模块接收所述主控模块发送的调光信息，并将所述调光信息加载在电力线一个周期的交流电信号中形成调光控制信号；所述调光信息包括亮度比例值，所述电力线信号发送模块通过控制所述切波模块使单个周期的交流电信号保留完整的正半波或负半波并将所述亮度比例值转化为该周期内另外半周信号的导通角形成所述调光控制信号；所述路灯包括第二电源模块、电力线信号接收模块、单灯控制器、驱动模块和灯源，其中，所述第二电源模块与电力线相连接，用于为所述电力线信号接收模块和单灯控制器提供供电；所述电力线信号接收模块用于接收电力线上调光控制信号并根据预先设定的编码规则解调所述调光控制信号获取调光信息，其进一步包括第二过零检测模块、接收控制模块和检波模块，所述第二过零检测模块用于检测交流电信号的零点并在检测到该零点时产生第二零点触发信号；所述检波模块用于检测电力线中交流电信号的切削部分；所述接收控制模块根据所述第二过零检测模块和检波模块获取电力线中交流电信号的导通角并转换为调光信息并发送给所述单灯控制器；所述单灯控制器根据该调光信息控制所述驱动模块的输出从而实现所述灯源的亮度控制。优选地，所述调光控制信号包括第一调光信号和第二调光信号，所述第一调光信号保留单个周期的交流电信号的正半波并使其负半波加载导通角；所述第二调光信号保留单个周期的交流电信号的负半波并使其正半波加载导通角。优选地，所述调光控制信号还包括帧头信号和结束信号，所述帧头信号设置在所述调光控制信号的头部，用于标识所述调光控制信号的发送开始；所述结束信号设置在所述调光控制信号的尾部，用于标识所述调光控制信号的发送结束；所述帧头信号和结束信号为由数字信号‘1’和‘0’形成数字编码信号，所述数字信号‘1’和‘0’通过控制所述切波模块对单个周期的交流电信号的正半波或负半波进行完整切削而形成。优选地，所述数字信号‘1’为保留单个周期的交流电信号的正半波并完整切削负半波而形成，所述数字信号‘0’为保留单个周期的交流电信号的负半波并完整切削正半波而形成。优选地，所述数字信号‘0’为保留单个周期的交流电信号的正半波并完整切削负半波而形成，所述数字信号‘1’为保留单个周期的交流电信号的负半波并完整切削正半波而形成。优选地，所述帧头信号和结束信号中，所述数字信号‘1’和数字信号‘0’的个数平衡。优选地，所述切波模块为MOS管或者可控硅。优选地，所述检波模块由比较器实现。优选地，所述第一过零检测模块和所述第二过零检测模块由光电耦合器实现。优选地，所述发射控制模块和所述接收控制模块为单片机。与现有技术相比较，本专利技术的技术方案，采用简单的电路结构实现直接利用电力线传输路灯调光控制信号，大大降低了路灯调光系统的成本；同时，最少只需要一个周期的电力线交流信号便可以实现调光控制信号的传输，几乎不会对电网产生任何干扰，极大保证了电网稳定；进一步的，调光控制信号只采用单个周期交流电信号中的半波来调制导通角，至少保留单个周期交流电信号中完整的半波作为能量供应，因此，即便导通角非常小时，路灯调光过程也不会出现闪烁现象。附图说明图1为本专利技术一种直接利用电力线传输信号的路灯调光系统的架构图。图2为本专利技术一种直接利用电力线传输信号的路灯调光系统中路灯集中控制器的原理框图。图3为本专利技术一种直接利用电力线传输信号的路灯调光系统中电力线信号发送模块的原理框图。图4为单个周期调光控制信号的波形图。图5为本专利技术一种直接利用电力线传输信号的路灯调光系统中路灯的原理框图。图6为本专利技术一种直接利用电力线传输信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接利用电力线传输信号的路灯调光系统，其特征在于，包括串接在电力线中的路灯集中控制器以及并接在该电力线上的多个路灯，所述路灯集中控制器直接通过电力线向所述路灯发送调光控制信号；其中，所述路灯集中控制器包括第一电源模块、电力线信号发送模块、主控模块、电表模块、按键模块、显示模块和远程数据通信模块；所述第一电源模块与电力线相连接，用于为所述路灯集中控制器提供供电；所述远程数据通信模块用于远程监控中心进行数据通信；所述电力线信号发送模块包括第一过零检测模块、发射控制模块和切波模块，所述第一过零检测模块用于检测交流电信号的零点并在检测到该零点时产生第一零点触发信号；所述切波模块串接在电力线中，用于切削电力线中的交流电信号；所述发射控制模块接收所述第一零点触发信号并根据预先设定的编码规则控制所述切波模块对电力线中的交流电信号进行切削；所述电力线信号发送模块接收所述主控模块发送的调光信息，并将所述调光信息加载在电力线一个周期的交流电信号中形成调光控制信号；所述调光信息包括亮度比例值，所述电力线信号发送模块通过控制所述切波模块使单个周期的交流电信号保留完整的正半波或负半波并将所述亮度比例值转化为该周期内另外半周信号的导通角形成所述调光控制信号；所述路灯包括第二电源模块、电力线信号接收模块、单灯控制器、驱动模块和灯源，其中，所述第二电源模块与电力线相连接，用于为所述电力线信号接收模块和单灯控制器提供供电；所述电力线信号接收模块用于接收电力线上调光控制信号并根据预先设定的编码规则解调所述调光控制信号获取调光信息，其进一步包括第二过零检测模块、接收控制模块和检波模块，所述第二过零检测模块用于检测交流电信号的零点并在检测到该零点时产生第二零点触发信号；所述检波模块用于检测电力线中交流电信号的切削部分；所述接收控制模块根据所述第二过零检测模块和检波模块获取电力线中交流电信号的导通角并转换为调光信息并发送给所述单灯控制器；所述单灯控制器根据该调光信息控制所述驱动模块的输出从而实现所述灯源的亮度控制。...

【技术特征摘要】
1.一种直接利用电力线传输信号的路灯调光系统，其特征在于，包括串接
在电力线中的路灯集中控制器以及并接在该电力线上的多个路灯，所述路灯集
中控制器直接通过电力线向所述路灯发送调光控制信号；其中，所述路灯集中
控制器包括第一电源模块、电力线信号发送模块、主控模块、电表模块、按键
模块、显示模块和远程数据通信模块；
所述第一电源模块与电力线相连接，用于为所述路灯集中控制器提供供电；
所述远程数据通信模块用于远程监控中心进行数据通信；
所述电力线信号发送模块包括第一过零检测模块、发射控制模块和切波模
块，所述第一过零检测模块用于检测交流电信号的零点并在检测到该零点时产
生第一零点触发信号；
所述切波模块串接在电力线中，用于切削电力线中的交流电信号；
所述发射控制模块接收所述第一零点触发信号并根据预先设定的编码规则
控制所述切波模块对电力线中的交流电信号进行切削；
所述电力线信号发送模块接收所述主控模块发送的调光信息，并将所述调
光信息加载在电力线一个周期的交流电信号中形成调光控制信号；所述调光信
息包括亮度比例值，所述电力线信号发送模块通过控制所述切波模块使单个周
期的交流电信号保留完整的正半波或负半波并将所述亮度比例值转化为该周期
内另外半周信号的导通角形成所述调光控制信号；
所述路灯包括第二电源模块、电力线信号接收模块、单灯控制器、驱动模
块和灯源，其中，所述第二电源模块与电力线相连接，用于为所述电力线信号
接收模块和单灯控制器提供供电；
所述电力线信号接收模块用于接收电力线上调光控制信号并根据预先设定
的编码规则解调所述调光控制信号获取调光信息，其进一步包括第二过零检测

\t模块、接收控制模块和检波模块，所述第二过零检测模块用于检测交流电信号
的零点并在检测到该零点时产生第二零点触发信号；
所述检波模块用于检测电力线中交流电信号的切削部分；
所述接收控制模块根据所述第二过零检测模块和检波模块获取电力线中交
流电信号的导通角并转换为调光信息并发送给所述单灯控制器；
所述单灯控制器根据该调光信息控制所述驱动模块的输出从而实现所述灯
源的亮度控制。
2.根据权利要求1所述的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔佳冬，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33