一种新型基于物联网技术的太阳能路灯测控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新型基于物联网技术的太阳能路灯测控系统，包括终端节点设备、网关以及智能太阳能路灯监控中心；所述终端节点设备上设置有供电电路、传感器模块、数据处理器模块以及无线收发模块四大模块；所述供电电路主要为终端节点设备提供的标准工作电压；所述传感器模块采用电压与电流传感器；处理器模块的主要功能是接收并处理采集到的数据信息；无线收发模块传递数据信息；网关部分，包括信号收发模块、存储模块、数据处理模块、电源模块和接口模块，主要功能是实现ZigBee网络到WiFi网络的转换。本发明专利技术不仅拥有着能源与政策优势，性能稳定、技术成熟等优势，而且监控的智能路灯，安装便捷，降低安装、维护成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测控系统领域，具体是一种新型基于物联网技术的太阳能路灯测控系统。
技术介绍
煤炭、石油等不可再生资源的迅速消耗，环境污染日益加重，面对能源储备的日益匮乏、电力供应的持续紧张，努力寻求新的可再生能源迫在眉睫，太阳能作为一种大自然赐予的取之不尽、用之不竭的绿色、安全新能源倍受各个国家的青睐。近年来，我国改革开放的进一步全面推进，太阳能路灯成为路灯研究领域的新兴产业，被大量的应用到日常道路的照明中。过去普通路灯的安装施工麻烦，需要时间长，不仅增加了施工成本，设施设备的维护成本也大幅提升。太阳能路灯，无需大量铺设电缆，节约人力物力，并且不受应用场合的限制。同时，智能路灯的大规模应用，致使路灯的耗电量越来越大，设备损耗也越来越严重，系统线路稳定度差，又极易造成电池板与蓄电池的损坏，故障点搜寻复杂。智能路灯蓄电池与电池板不断地充放电，使得路灯使用时间变得有限。在实际应用中，由于天气、气候、光照等的影响，蓄电池与电池板的寿命期限更加短暂，一旦发生故障较难判断具体节点，给照明系统的后期的控制管理服务带来了一定的困难。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种不仅拥有着能源与政策优势，性能稳定、技术成熟等优势为一体的一种新型基于物联网技术的太阳能路灯测控系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种新型基于物联网技术的太阳能路灯测控系统，包括终端节点设备、网关以及智能太阳能路灯监控中心。所述终端节点设备上设置有供电电路、传感器模块、数据处理器模块以及无线收发模块四大模块；所述供电电路主要为终端节点设备提供的标准工作电压；所述传感器模块采用电压与电流传感器，采集电池板的电压与电流数据参数信息；处理器模块的主要功能是接收并处理采集到的数据信息；无线收发模块传递数据信息。网关部分，包括信号收发模块、存储模块、数据处理模块、电源模块和接口模块，主要功能是实现ZigBee网络到WiFi网络的转换。进一步的，所述数据处理模块采用嵌入式应用处理器OMAP3730，接收信息并进行校验处理；所述信号收发模块，接收终端节点发送来的参数信息。本专利技术的有益效果是：本专利技术不仅拥有着能源与政策优势，性能稳定、技术成熟等优势，而且监控的智能路灯，一旦发生故障立即维修，方便生活，安装便捷，降低安装、维护成本。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本实用一种新型基于物联网技术的太阳能路灯测控系统框图。图2为本专利技术Mesh网的网络拓扑结构图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1和图2所示，本专利技术公开一种新型基于物联网技术的太阳能路灯测控系统，包括终端节点设备、网关以及智能太阳能路灯监控中心。智能太阳能路灯系统的光伏发电系统，在白天，路灯顶端黑色的电池板吸收光能产生电能，底端的蓄电池储存电量；到了夜间，通过路灯控制器释放电量，给路灯供电。基于物联网技术的智能太阳能路灯系统主要由终端节点设备、网关以及智能太阳能路灯监控中心组成。智能太阳能路灯系统的数据采集模块位于终端节点设备，每盏路灯设置一个终端节点，电压与电流传感器实时采集太阳能电池板的电压与电流。终端节点、路由器与网关通过ZigBee网络自行组建成Mesh型网络拓扑结构，太阳能电池板经控制器与终端节点相连，终端节点中的传感器采集的数据，经ZigBee网络传递到网关，网关接收数据并通过WiFi网络传递给路由器，路由器将数据发送到智能路灯监控中心。主机监控中心存储、显示数据，用户可以实时监控智能路灯的运行状况，及时发现故障路灯，为相关部门提供故障信息。智能路灯的终端节点，包括供电电路、传感器模块、数据处理器模块以及无线收发模块四大模块。供电系统主要为终端节点设备提供+3.3V的标准工作电压，选择7号碱性干电池作为电源；采用电压与电流传感器，采集电池板的电压与电流数据参数信息；处理器模块的主要功能是接收并处理采集到的数据信息；无线收发模块基于CC2530芯片而设计。采集到的参数信息发送到数据处理部分后，经过AD/DC变换，将0-26V的模拟电压信号与0-6A的模拟电流信号转换成适合在无线信道中传输的数字信号，经功率放大电路放大信号,等待发送；无线收发模块采用基于C8051微控制器内核的CC2530无线片上系统(SOC)，对数据进行融合、处理、发送，借助ZigBee通信网络将数据发送到网络转换设备—网关。网关部分，包括信号收发模块、存储模块、数据处理模块、电源模块和接口模块，主要功能是实现ZigBee网络到WiFi网络的转换。信号收发模块，能够接收终端节点发送来的参数信息；数据处理模块，采用嵌入式应用处理器OMAP3730，接收信息并进行校验处理，将信息呈现在网关LCD显示屏上；Wi-fi无线收发模块，通过WiFi无线通信网络，向上位机发送处理好的信息；网关连接到220V交流电源，经过电压转换器，转换到工作所需电压。路由器通过WiFi网络接收网关传来的数据信息，并将数据传递到电脑主机，路由器与主机之间，通过有线和无线两种方式连接。电脑监控中心，包含服务器和监控平台两部分，服务器能够下发监控平台发出的命令，并且能够解析网关发来的数据信息，显示在监控平台上。监控平台使用Niagara软件设计人机监控界面监控电池板的压流信号。Niagara软件界面友好，通过界面能够清楚的观察到太阳能电池板的电压与电流大小。本专利技术采用了ZigBee技术，ZigBee无线通信网络可容纳一个到65535个节点，每个节点可与ZigBee网络覆盖范围之内的其它节点通信，网关类似于一个TD-SCDMA无线网络的基站，网关与节点间之点的通信距离可以是75米，也可以延伸到上百米，本系统的ZigBee模块通信距离为1000米。无线网络是一个非稳定系统，容易受外界因素相互影响，天气、电源都会干扰节点信号发送距离。节点电源一般采用简捷的电池供电，电量有限，不可能频繁更换电池，实际生活中，节点组建的无线网络生存时间达数年，尽可能节约电量是必须遵循的原则，因此，部署的无线网络需简捷、节电。路灯的大规模存在，能够实现多数据的远距离传输，以便实现对路灯的远端监控。基于此，本专利技术采用了Mesh网方式。Mesh网节点之间采用点对点连接，其连接方式最复杂，覆盖范围较大。网络中的所有节点均具有路由功能，为节点之间的通信提供了更多的路径选择方案，每个节点有两条及其以上的路径连接到目的节点。网络中每个节点可与其通信距离之内的相邻节点直接通信；也可进行间接通信，通过中间路由节点转发，实现数据远距离传输，经多条通信线路传递到远处的节点。Mesh网共有三种通信设备：协调器节点、路由节点以及终端节点。为所有节点排列一个序号，将序号作为节点地址，网关节点具有协调器的功能，看做增强型节点。网关与路由节点看做FFD设备，终端节点可以是FFD设备也可以是RFD设备。路由节点完成数据的转发，以网关为中心，它可以以广播方式给所有节点传递信号，也可单独给一个设备传递信息。本专利技术的创新点为：1.软件方面，采用最新的Niagara软件监控平台，借助集成模块创建站点、建立报警点、设置动画界面，设计出清晰、直观的监控界面，远程监控电池板的电压与电流，一旦发生故障，立刻发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型基于物联网技术的太阳能路灯测控系统，其特征在于，包括终端节点设备、网关以及智能太阳能路灯监控中心。所述终端节点设备上设置有供电电路、传感器模块、数据处理器模块以及无线收发模块四大模块；所述供电电路主要为终端节点设备提供的标准工作电压；所述传感器模块采用电压与电流传感器，采集电池板的电压与电流数据参数信息；处理器模块的主要功能是接收并处理采集到的数据信息；无线收发模块传递数据信息。网关部分，包括信号收发模块、存储模块、数据处理模块、电源模块和接口模块，主要功能是实现ZigBee网络到WiFi网络的转换。

【技术特征摘要】
1.一种新型基于物联网技术的太阳能路灯测控系统，其特征在于，包括终端节点设备、网关以及智能太阳能路灯监控中心。所述终端节点设备上设置有供电电路、传感器模块、数据处理器模块以及无线收发模块四大模块；所述供电电路主要为终端节点设备提供的标准工作电压；所述传感器模块采用电压与电流传感器，采集电池板的电压与电流数据参数信息；处理器模块的主要功能是接收并处理采集到的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：严合国，严正，
申请(专利权)人：桐城市闲产网络服务有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34