一种高压发光二极管智能路灯系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高压发光二极管智能路灯系统，包括若干路灯、路灯控制柜、以及监控中心，其中所述路灯包括能够调光的高压发光二极管灯具、终端控制模块以及室外环境感知器，其中，所述终端控制模块设置在路灯的底座上，用于对高压发光二极管灯具进行开关、调光及故障诊断；室外环境感知器，选择性地设置在路灯的支架上，与所述终端控制模块通信连接，用于感知包含室外自然光照度等室外环境信息；所述路灯控制柜用于控制若干路灯的市电供电线路的接通或断开，并且作为监控中心与所述若干路灯的通信中继器；所述监控中心用于对灯具进行远程开关、调光及故障诊断，并且获取路灯实时的工作状态信息及路灯周围的室外环境信息。

A high voltage LED intelligent street lamp system

The invention discloses a high-voltage light-emitting diode intelligent street lamp system, which comprises a number of street lamps, a street lamp control cabinet and a monitoring center, wherein the street lamp comprises a high-voltage light-emitting diode lamp capable of dimming, a terminal control module and an outdoor environment sensor, wherein the terminal control module is arranged at the bottom of the street lamp. On the seat, it is used for switching, dimming and fault diagnosis of high-voltage light-emitting diode lamps; an outdoor environment sensor is selectively arranged on the bracket of a street lamp and communicates with the terminal control module for sensing outdoor environment information including outdoor natural light intensity; and the street lamp control cabinet is used for controlling a number of roads. The city power supply line of the lamp is connected or disconnected, and serves as a communication relay between the monitoring center and the street lamps; the monitoring center is used for remote switching, dimming and fault diagnosis of the lamps, and for obtaining the real-time working state information of the street lamps and the outdoor environment information around the street lamps.

【技术实现步骤摘要】
一种高压发光二极管智能路灯系统
本专利技术涉及一种高压发光二极管智能路灯系统。
技术介绍
高压发光二极管(High-voltageLED，HV-LED)是一种将多个LED芯片串/并联、集成、封装为一体，或在材料层面实现多个LEDPN结连接的发光二极管，包括高压直流发光二极管和高压交流发光二极管两种类型。目前，高压发光二极管的驱动方式有分段线性恒流等类型。与传统的直流发光二极管灯具相比较，高压发光二极管灯具可以减少30％～50％电源损耗，减少30％～40％制造成本，电源驱动相对简单，能够更加有效地传输和利用电能，抗电子干扰能力更强。分段线性恒流驱动模式中的高压发光二极管灯具功率因素可以达到0.97以上，电流总谐波失真可以小于25％。目前，在高压发光二极管路灯应用领域，集中管理功能较为单一，不具备：远程开关、远程调光、故障自诊断及环境感知等功能。因而，本专利技术目标提出一种高压发光二极管智能路灯系统的平台方案，包括若干高压发光二极管路灯、路灯控制柜、以及监控中心，能够实现对灯具进行远程开关、调光及故障诊断等功能，有效提升灯具的信息化管理水平。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高压发光二极管智能路灯系统，用于对路灯进行远程开关、调光和故障诊断。为此，本专利技术提供了一种高压发光二极管智能路灯系统，其特征在于，包括若干路灯、路灯控制柜、以及与所述路灯控制柜通信连接的监控中心，其中，所述路灯包括能够调光的高压发光二极管灯具、终端控制模块以及室外环境感知器，其中，所述终端控制模块设置在路灯的底座上、用于对高压发光二极管灯具进行开关、调光及故障诊断，室外环境感知器，选择性地设置在路灯的支架上，与所述终端控制模块通信连接，用于感知包含室外自然光照度的室外环境信息，所述路灯控制柜用于控制若干路灯的市电供电线路的接通或断开，并且作为监控中心与所述若干路灯的通信中继器，所述监控中心用于对灯具进行远程开关、调光及故障诊断，并且获取路灯实时的工作状态信息及路灯周围的室外环境信息。进一步地，上述终端控制模块包括第一光照度传感器、电流传感器、第一微处理器、以及灯具开关继电器，其中，所述灯具开关继电器用于接通或断开各路灯的电源，所述第一微处理器具有与所述高压发光二极管灯具电连接的灯具调光控制接口，所述第一光照度传感器用于检测路灯照射的路面区域的光照度值，所述电流传感器用于对高压发光二极管灯具的工作电流进行采样。进一步地，上述高压发光二极管灯具包括整流电路、分段线性恒流驱动芯片、以及若干灯串，其中，所述分段线性恒流驱动芯片具有调光模块，所述调光模块与所述第一微处理器的灯具调光控制接口信号连接。进一步地，上述路灯控制柜包括控制器模块、开关模块、电力载波通讯模块、以及Internet通讯模块，其中，所述开关模块用于整体接通/断开若干路灯的市电电源，所述电力载波通讯模块用于与若干路灯进行通讯。进一步地，上述室外环境感知器包括用于室外环境信息的多种传感器、A/D转换芯片、第二微处理器、4G通讯接口、电力载波通讯接口、以及电源模块，其中，所述多种传感器包括温度传感器、湿度传感器、PM2.5和/或PM10传感器、风速传感器以及第二光照度传感器。进一步地，上述监控中心包括监控电脑、应用服务器、数据服务器及监控大屏，其中，应用服务器远程连接各个灯具的终端控制模块，用于对灯具的远程开关、调光及故障诊断，并可以获取路灯实时的工作状态信息及路灯周围的室外环境信息。进一步地，上述路灯还包括电源模块、蓄电池和太阳能光伏板，用于向所述室外环境感知器供电。进一步地，上述终端控制模块对灯具的故障诊断包括以下步骤：初始化步骤：将高压发光二极管灯具的故障类型进行分类，然后存储高压发光二极管路灯在一个工作周期内在正常状态和所有类型故障的各故障类型下所对应的工作电流的数据样本，即故障数据样本；采样步骤：按照设定策略利用终端控制模块采集高压发光二极管灯具的工作电流在一个完整工作周期的测试数据样本；滤波步骤：将采集的测试数据样本的数据进行滤波处理；比较步骤：计算滤波后的测试数据样本与已存储的各故障数据样本之间的相似度；以及诊断步骤：将相似度大于设定值的故障数据样本对应的故障类型作为灯具的故障。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：1)本专利技术在高压发光二极管路灯中设计终端控制模块，能够获取路灯实时的工作状态信息及路灯周围的室外环境信息，可在监控中心实现对灯具的远程开关、调光及故障诊断功能。2)本专利技术在高压发光二极管路灯上安装有室外环境感知器，可以采集路灯周围的室外环境信息，包括室外温度、湿度、光照度、风速、PM10及PM2.5信息，并可以通过通讯网络将室外环境信息传输至监控中心存储、分析并显示。3)基于分段线性恒流驱动的高压发光二极管灯具的工作电流具有一定的特征，工作电流随时间呈现周期性的、规则的变化规律。在高压发光二极管路灯中设计故障诊断功能，可以通过检测灯具的电流特征诊断灯具的故障，发送至监控中心进行故障报警，同时快速的通知维修人员赶至现场进行维修，提高灯具的维护效率。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的高压发光二极管智能路灯的结构示意图；图2示出了根据本专利技术的高压发光二极管智能路灯的电路框图；图3示出了根据本专利技术的高压发光二极管智能路灯的灯具的电路框图；图4示出了根据本专利技术的高压发光二极管智能路灯系统的终端控制模块的电路框图；图5示出了根据本专利技术的高压发光二极管智能路灯系统的室外环境感知器的电路框图；图6示出了根据本专利技术的高压发光二极管智能路灯系统的路灯控制柜的电路框图；图7示出了根据本专利技术的高压发光二极管智能路灯系统的架构图；图8示出了根据本专利技术的高压发光二极管智能路灯系统的路灯控制柜与监控中心之间的通信流程图；以及图9示出了根据本专利技术的高压发光二极管智能路灯的故障诊断方法的流程图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1所示，高压发光二极管路灯包括灯具10、室外环境感知器20、太阳能光伏板30、支架40、灯杆50和底座60。如图2所示，路灯包括空气开关、防雷器、终端控制模块、高压发光二极管灯具、室外环境感知器、电源模块、蓄电池和太阳能光伏板。其中，终端控制模块与室外环境感知器信号连接。终端控制模块安装在路灯的底座内，用于对高压发光二极管灯具进行远程调光控制和故障诊断等。如图3所示，高压发光二极管灯具包括整流电路、分段线性恒流驱动芯片、第1个高压发光二极管灯串Str1至第N个高压发光二极管灯串Strn，该分段线性恒流驱动芯片包括低压差线性稳压器、采样电路、分段控制模块、调光模块、以及调光信号输入接口等模块。分段线性恒流驱动芯片内调光模块的作用是：根据终端控制模块输入的调光信号，向芯片内的分段控制模块输出各高压发光二极管灯串的分段控制逻辑信号。如图4所示，终端控制模块用于实现监控中心对灯具的远程开关、调光及故障诊断功能，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压发光二极管智能路灯系统，其特征在于，包括若干路灯、路灯控制柜、以及与所述路灯控制柜通信连接的监控中心，其中，所述路灯包括能够调光的高压发光二极管灯具、终端控制模块以及室外环境感知器，其中，所述终端控制模块设置在路灯的底座上、用于对高压发光二极管灯具进行开关、调光及故障诊断，所述室外环境感知器，选择性地设置在路灯的支架上，与所述终端控制模块通信连接，用于感知包含室外自然光照度的室外环境信息，所述路灯控制柜用于控制若干路灯的市电供电线路的接通或断开，并且作为监控中心与所述若干路灯的通信中继器，所述监控中心用于对灯具进行远程开关、调光及故障诊断，并且获取路灯实时的工作状态信息及路灯周围的室外环境信息。

【技术特征摘要】
1.一种高压发光二极管智能路灯系统，其特征在于，包括若干路灯、路灯控制柜、以及与所述路灯控制柜通信连接的监控中心，其中，所述路灯包括能够调光的高压发光二极管灯具、终端控制模块以及室外环境感知器，其中，所述终端控制模块设置在路灯的底座上、用于对高压发光二极管灯具进行开关、调光及故障诊断，所述室外环境感知器，选择性地设置在路灯的支架上，与所述终端控制模块通信连接，用于感知包含室外自然光照度的室外环境信息，所述路灯控制柜用于控制若干路灯的市电供电线路的接通或断开，并且作为监控中心与所述若干路灯的通信中继器，所述监控中心用于对灯具进行远程开关、调光及故障诊断，并且获取路灯实时的工作状态信息及路灯周围的室外环境信息。2.根据权利要求1所述的高压发光二极管智能路灯系统，其特征在于，所述终端控制模块包括第一光照度传感器、电流传感器、第一微处理器、以及灯具开关继电器，其中，所述灯具开关继电器用于接通或断开各路灯的电源，所述第一微处理器具有与所述高压发光二极管灯具电连接的灯具调光控制接口，所述第一光照度传感器用于检测路灯照射的路面区域的光照度值，所述电流传感器用于对高压发光二极管灯具的工作电流进行采样。3.根据权利要求2所述的高压发光二极管智能路灯系统，其特征在于，所述高压发光二极管灯具包括整流电路、分段线性恒流驱动芯片、以及若干高压发光二极管灯串，其中，所述分段线性恒流驱动芯片具有调光模块，所述调光模块与所述第一微处理器的灯具调光控制接口信号连接。4.根据权利要求1所述的高压发光二极管智能路灯系统，其特征在于，所述路灯控制柜包括控制模块、开关模块、电力载波通讯模块、以及Internet通讯模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙富康，方潜生，孟浩，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34