智能照明系统集中控制器技术方案

本发明专利技术提供一种智能照明系统集中控制器，它包括主控芯片、射频模块、无线网络模块、电源管理模块、编码器；所述主控芯片通过接口芯片与所述无线网络模块相连，各个路灯节点上分别装配有节点控制器，所述主控芯片与各个节点控制器之间通过射频模块通信，所述主控芯片上连接有可以对路灯上节点控制器进行授时和定位的GPS模块；所述电源管理模块分别与所述GPS模块、射频模块、接口芯片、无线网络模块电路连接。该智能照明系统集中控制器使得人们通过联网计算机的远程数据监控中心可以对每盏路灯的工作状态进行配置，查询，实时给出路灯的工作状态，对有问题的路灯给出报警信息和定位。

【技术实现步骤摘要】
智能照明系统集中控制器所属
本专利技术属于城市智能照明系统
，尤其是涉及一种智能照明系统集中控制器。
技术介绍
随着我国城市化的快速推进，城市照明路灯数量巨大且快速增长，使城市照明管理难度也不断增加。市政工程在规划路灯照明系统时往往是根据最大需求对路灯的工作状态进行控制，现普遍采用人工巡线的管理方式，巡线的管理管理人员通过肉眼的查看来观测出路灯的使用状况。但是由于路灯数目众多且安装比较分散，这就给路灯的实时维护带来了很大的困难。现有技术方案存在着维护成本高、节能效率低的缺点，同时传统的路灯管理方式浪费人力，也不能及时发现故障灯带来的交通隐患。
技术实现思路
对于上述的问题，本专利技术的目的在于提供一种通过无线局域网、3G/4G网络和以太网组建物联网智能控制系统，通过控制中心对路灯的状态实时监控和故障检测的智能照明系统集中控制器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该智能照明系统集中控制器包括主控芯片、射频模块、无线网络模块、电源管理模块、编码器；所述主控芯片通过接口芯片与所述无线网络模块相连，所述无线网络模块采用3G或者4G网络借助运营商基站进行通讯，各个路灯节点上分别装配有节点控制器，所述主控芯片与各个节点控制器之间通过射频模块通信，所述无线网络模块上设计有SIM卡座，所述SIM卡座上插入有SIM卡，所述主控芯片上连接有可以对路灯上节点控制器进行授时和定位的GPS模块；所述电源管理模块分别与所述GPS模块、射频模块、接口芯片、无线网络模块电路连接。作为优选，所述GPS模块配备通信串口，与主控芯片串口0位直连通信；所述射频模块采用SPI通信协议，所述主控芯片采用软件模拟的方式与射频模块建立通信；所述控制器电源管理电路将输入电压划分为3.3V、4.2V、5.0V分别给模块和主控芯片供电；所述主控芯片初始化程序先读取芯片闪存中储存的IP地址信息，接着开始配置无线网络模块的工作参数，参数正确模块与主控芯片的数据中心建立SOCKET连接服务；启动GPS模块，每隔相同时间读取一次位置和时间信息；建立通信后进入主程序，主控芯片通过射频模块向节点控制器发送信息查询各个控制器的工作电压电流状态，并每隔相同时间向数据中心传送一次该组路灯数据；当集中控制器接收到数据中心的指令，停止查询，优先执行上面指令。作为优选，所述主控芯片采用MSP430F149，芯片XT2IN、XT2OUT引脚接8MHZ高速晶振，主控芯片的XTIN、XTOUT引脚接32.768KHZ时钟晶振，该主控芯片采用MAX706看门狗芯片作为辅助芯片；主控芯片P5.5引脚连接看门狗6脚喂狗。作为优选，所述电源管理模块采用的电源集成芯片为MP1584，经过降压的12V直流电压经过电容滤波载到电源集成芯片的引脚7，所述电源管理模块采用电阻分压电路从输入端分得一个高电平信号给电源集成芯片使能引脚2；电源集成芯片的引脚4为反馈引脚，电源集成芯片的引脚1连接一个肖特基二极管和电感；电源集成芯片的引脚8与引脚1之间加入有旁路电容；电源集成芯片的电压输出端连接有用来滤波的电容。作为优选，所述接口芯片采用电平转换芯片MAX232，所述MAX232电路中发送端和接收端分别连接有MAX232芯片。作为优选，所述电平转换芯片MAX232的四条线路分别连接有串联的LED、电阻；所述电平转换芯片MAX232的芯片1脚和4脚，4脚和5脚，2脚和16脚，6脚和15脚均加入有的电容。作为优选，所述电源管理模块上加入有一只三极管和一个MOS管组成的开关电路，所述主控芯片通过P2.4引脚驱动三极管导通所述电源管理模块供电。作为优选，所述射频模块接口的处理芯片是AX5043，芯片AX5043的1脚接地，2脚接电源，4脚接主控芯片中断引脚P1.7，5-8引脚连接主控芯片P2.3-P2.6，模块12脚13脚接天线底座，其余引脚悬空。作为优选，所述GPS模块采用封装好的模块。作为优选，该智能照明系统集中控制器上各元件采用电路板组装，所述电路板元器件为贴片式或者直插式，所述无线网络模块部分的电解电容采用钽电容，所述电路板元器件上使用的LED采用红色，所述电路板元器件上使得的电阻均采用5％精度，所述射频模块和GPS模块添加屏蔽罩。本专利技术的有益效果在于：该智能照明系统集中控制器采用低成本通信方案，借助运营商通信网络与上位机控制中心建立SOCKET连接，对路灯公共照明实行统一管理，达到照明远程监测、智能管控、节能降耗的效果。所述无线网络模块采用3G或者4G网络借助运营商基站进行通讯，这样可以实现超远距离通信，更加便于控制中心站点的设计，只要有手机网络覆盖的地方便可通过数据中心对路灯进行控制。该控制器各个模块之间的数据由主控芯片协调处理，当各模块收到数据时，通过中断引脚唤醒主控芯片，主控芯片读取数据并做相应判断。通过联网计算机的远程数据监控中心对每盏路灯的工作状态进行配置，查询，实时给出路灯的工作状态，对有问题的路灯给出报警信息和定位。附图说明图1是智能照明系统集中控制器内部结构框图。图2是主控芯片最小系统原理图。图3是电源管理模块的电路原理图。图4是采用电平转换芯片MAX232作为接口芯片的电路原理图。图5是无线网络模块通讯电路原理图。图6是射频模块接口原理图。图7是GPS模块接线图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：如图中实施例1中所示，本智能照明系统集中控制器包括主控芯片、射频模块、无线网络模块、电源管理模块、编码器；所述主控芯片通过接口芯片与所述无线网络模块相连，所述无线网络模块采用3G或者4G网络借助运营商基站进行通讯，各个路灯节点上分别装配有节点控制器，所述主控芯片与各个节点控制器之间通过射频模块通信，所述无线网络模块上设计有SIM卡座，所述SIM卡座上插入有SIM卡，所述主控芯片上连接有可以对路灯上节点控制器进行授时和定位的GPS模块；所述电源管理模块分别与所述GPS模块、射频模块、接口芯片、无线网络模块电路连接。该智能照明系统集中控制器采用低成本通信方案，借助运营商通信网络与上位机控制中心建立SOCKET连接，对路灯公共照明实行统一管理，达到照明远程监测、智能管控、节能降耗的效果。所述无线网络模块采用3G或者4G网络借助运营商基站进行通讯，这样可以实现超远距离通信，更加便于控制中心站点的设计，只要有手机网络覆盖的地方便可通过数据中心对路灯进行控制。在具体设计时，该集中控制器与路灯节点控制器之间采用射频通信原理，根据自主研发的通信协议组网，一个集中控制器可管理100只路灯。该控制器各个模块之间的数据由主控芯片协调处理，当各模块收到数据时，通过中断引脚唤醒主控芯片，主控芯片读取数据并做相应判断。通过联网计算机的远程数据监控中心对每盏路灯的工作状态进行配置、查询，实时给出路灯的工作状态，对有问题的路灯给出报警信息和定位。在对复杂的路灯系统进行检测时，可以设立专门的数据中心，在数据中心力安装多台该智能照明系统集中控制器，一个数据中心可以实现上万只路灯的监控管理。在具体设计时，所述GPS模块配备通信串口，与主控芯片串口0位直连通信；所述射频模块采用SPI通信协议，所述主控芯片采用软件模拟的方式与射频模块建立通信；所述控制器电源管理电路将输入电压划分为3.3V、4.2V、5.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能照明系统集中控制器，它包括主控芯片、射频模块、无线网络模块、电源管理模块、编码器；其特征在于：所述主控芯片通过接口芯片与所述无线网络模块相连，所述无线网络模块采用3G或者4G网络借助运营商基站进行通讯，各个路灯节点上分别装配有节点控制器，所述主控芯片与各个节点控制器之间通过射频模块通信，所述无线网络模块上设计有SIM卡座，所述SIM卡座上插入有SIM卡，所述主控芯片上连接有可以对路灯上节点控制器进行授时和定位的GPS模块；所述电源管理模块分别与所述GPS模块、射频模块、接口芯片、无线网络模块电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能照明系统集中控制器，它包括主控芯片、射频模块、无线网络模块、电源管理模块、编码器；其特征在于：所述主控芯片通过接口芯片与所述无线网络模块相连，所述无线网络模块采用3G或者4G网络借助运营商基站进行通讯，各个路灯节点上分别装配有节点控制器，所述主控芯片与各个节点控制器之间通过射频模块通信，所述无线网络模块上设计有SIM卡座，所述SIM卡座上插入有SIM卡，所述主控芯片上连接有可以对路灯上节点控制器进行授时和定位的GPS模块；所述电源管理模块分别与所述GPS模块、射频模块、接口芯片、无线网络模块电路连接。2.根据权利要求1所述的智能照明系统集中控制器，其特征在于：所述GPS模块配备通信串口，与主控芯片串口0位直连通信；所述射频模块采用SPI通信协议，所述主控芯片采用软件模拟的方式与射频模块建立通信；所述控制器电源管理电路将输入电压划分为3.3V、4.2V、5.0V分别给模块和主控芯片供电；所述主控芯片初始化程序先读取芯片闪存中储存的IP地址信息，接着开始配置无线网络模块的工作参数，参数正确模块与主控芯片的数据中心建立SOCKET连接服务；启动GPS模块，每隔相同时间读取一次位置和时间信息；建立通信后进入主程序，主控芯片通过射频模块向节点控制器发送信息查询各个控制器的工作电压电流状态，并每隔相同时间向数据中心传送一次该组路灯数据；当集中控制器接收到数据中心的指令，停止查询，优先执行上面指令。3.根据权利要求1所述的智能照明系统集中控制器，其特征在于：所述主控芯片采用MSP430F149，芯片XT2IN、XT2OUT引脚接8MHZ高速晶振，主控芯片的XTIN、XTOUT引脚接32.768KHZ时钟晶振，该主控芯片采用MAX706看门狗芯片作为辅助芯片；主控芯片P5.5引脚连接看门狗6脚喂狗。4.根据权利要求1所述的智能照明系统集中控制器，其特征在于：所述电源管理模...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文飞，滕敏亮，滕军，吴根会，林芳芳，
申请(专利权)人：滕军，
类型：发明
国别省市：浙江,33