采用天文算法的多功能路灯控制装置制造方法及图纸

一种采用天文算法的多功能路灯控制装置，由智能模块、输入接口、功能扩展接口、编程接口、时钟电路、通讯接口模块、输出模块、指示模块组成，能够按照天文算法计算天亮天黑的时间控制路灯的开和关，在天文算法中考虑了地轴进动、太阳视半径、大气折光作用、晨昏蒙影等因素，因而计算的精度较高，并且具有光控、手机短消息控制、通过有线网络、ＧＰＲＳ或ＣＤＭＡ网络远程控制路灯开关的功能，具有多个独立控制的回路，每个回路可以组合成整夜灯控制、半夜灯控制、每天两次独立的开关灯控制，能够通过计算机方便地查看或更改相关的参数，能够发送并收集与之相连接的智能设备的信息，能够通过通讯接口实现远程控制或集中监控。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及路灯的控制，特别一种采用天文算法的多功能路灯控制置，属于电子控制

技术介绍
目前使用较多的路灯控制技术仍然是人工根据天亮天黑的情况进行控制，天黑时将路灯控制柜的开关合上，天亮时将路灯控制柜的开关断开，这种人工操作有时会导致路灯的开关不及时，并且不能实现远程控制或集中监控。目前也有一些自动开关灯的技术方案，例如，CN87211553利用一块单片机芯片和一块用于存贮根据自然天文时计算出的每天开关灯时刻表，通过程序控制每天的开关灯时间；CN96117835.3和CN00210624.8利用BP机控制路灯的开或关。综述以上方案，存在以下不足一是通过存贮根据自然天文时计算出的每天开关灯时刻表的办法局限性非常大，存储器中只能存贮单一地点的开关灯时刻表，不能适应不同地点(经纬度不同)的开关灯实际需要，不同的地点必须写入不同的时刻表，给产品生产带来不便；二是功能比较单一，不能对多种情况进行综合考虑。目前也有单独使用光控开灯的，但容易受干扰而误动作。目前也有根据经纬度来确定开关灯时间的，但使用的是简单的近似计算，误差比较大，有时误差相差达十分钟以上。因为真太阳日的长短是随季节而变化的，其变化主要受到两个因素的影响一是由于黄赤交角(23°26′)的存在，即黄道面对于赤道面的倾斜，太阳在周年运动的同时，相对于天赤道往返运动，造成真太阳日长度的周年变化；二是由于地球的运行轨道为椭圆，日地距离的变化，地球公转的速度不等，造成太阳每日黄经差本身的周年变化。这两个因素同时作用并相互干扰，造成了真太阳日长短的变化。地球的运行轨道遵循开普勒的行星运动三定律，因此日出日落时间及天亮天黑时间是有规律的。行星运动第一定律(轨道定律)表明所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳位于行星轨道椭圆的二个焦点之一。行星运动第二定律(面积定律)表明在同样的时间内，行星向径在其轨道平面上扫过的面积相等。行星运动第三定律(周期定律)表明任何两个行星绕太阳公转的周期平方之比，等于它们与太阳的距离的立方之比。设T1和T2分别表示两行星的公转周期，a1和a2分别表示它们与太阳的平均距离(即各自轨道的半轴长)，那么便有T12T22=a13a23.]]>
技术实现思路
本技术的目的是提供一种采用天文算法的多功能路灯控制置，它直接根据天文算法计算天亮天黑时间。其多功能性表现在，除根据天亮天黑的时间控制开关路灯外，还具有光控、手机短消息控制、通过有线网络、GPRS或CDMA网络远程控制路灯开关的功能；能够实现多个回路的独立控制；能够通过计算机方便地查看或更改相关的参数；能够通过网络实现远程控制或集中监控。本技术的目的是这样实现的一种采用天文算法的多功能路灯控制装置，采用天文算法计算天亮天黑时间，通过输出模块控制天黑时接通路灯的电源，天亮时断开路灯的电源，通过通讯接口模块实现远程控制或集中监控，其特征是包括以下硬件电路电源为装置提供直流工作电源；智能模块内含程序存储器及控制程序；输入接口数字量或模拟量的输入通道，与智能模块相连；时钟电路提供实时时钟，与智能模块相连；通讯接口模块用于与外部通讯，与智能模块相连；输出模块用于输出开关灯信号、节能信号等，与智能模块相连；输入接口包含有光控信号输入接口。本技术的工作原理本技术是按照上述构思使用上述主要部件组合而成的多功能路灯控制装置。装置内设置有实时时钟集成电路(RTC)，运行的日期及时间与当前实际的时间一致；利用高性能单片机作为控制器，从RTC中读出当前的日期，如果用户将装置配置为按天亮天黑时间自动调整的方式，则单片机根据当前的日期和当地的经度、纬度，利用天文算法计算出当前日期的天亮时间和天黑时间，并在天亮或天黑时间的基础上提前或推迟一个设定的时间，由此计算出当前日期的开灯或关灯时间，当前时间到达开灯时间后，发出时控开灯信号，到达关灯时间后，结束时控开灯信号；如果用户将装置配置为每天以固定时间开关灯的方式，则单片机根据当前时间、开灯时间、关灯时间确定时控开灯信号，当前时间到达开灯时间后，发出时控开灯信号，到达关灯时间后，结束时控开灯信号。此外，单片机根据采样的光控信号适时发出或结束光控开灯信号(光控开灯信号可确定在时控开灯时间的附近)，根据人工开关灯信号确定人工开灯信号，根据接收到的手机短消息指令确定短消息控制的开灯信号，根据有线网络、GPRS或CDMA网络远程控制的指令确定网络控制的开灯信号，这些开灯信号以或的关系确定最终的开灯信号，此信号通过驱动电路控制继电器或无触点开关接通或断开路灯的供电回路，从而完成路灯的多功能开关灯智能控制，当路灯开启后，如果需要临时关闭，可以在装置上通过开关或远程发送指令强制关闭开启的路灯。装置内部设置多个回路的开关灯控制，每个回路可设置两次开关灯时间，因此可以组合成整夜灯控制、半夜灯控制、每天两次独立控制的照明方案。每个回路的功能相同，因此可以控制多个回路的路灯。通过给单片机发送相应的指令，可以方便地读取装置内RTC的日期和时间，也可以方便地进行校调，也可以读取或更改其它的工作参数，也可以查看任何一天或连续若干天的开关灯时间。发送指令可以是近程，也可以是远程。通过外部提供的信号及ADC电路，可以测量一些电压、电流等工作参数，通过温度传感器，可以测量装置的工作温度。这些工作参数可以远程查看，也可以设定相关的保护参数，通过装置给出保护信号。本技术采用的天文算法基于开普勒的行星运动三定律和牛顿的万有引力定律，在计算日出日落时间及天亮天黑的时间时还考虑了地轴进动(地轴绕黄轴的圆锥形运动，圆锥半径为23°26′，进动速度为每年50.29″，周期为25800年)、太阳视半径(约为16′)、大气折光作用(在近地平时最为明显，其值约为34′)、晨昏蒙影等因素，因而计算的精度较高，据此计算的日出日落时间及天亮天黑时间与一些著名的万年历相比，误差最大为1分钟(实际上不同国家天文年历的计算结果也可相差一分钟)。本技术的优点及效果(1)采用了较高精度的天文算法，根据不同地点的经纬度及地球自转与公转的变化规律，自动精确计算当地的天亮天黑时间，自动修正每天的开灯与关灯时间，避免了靠人工修正和开关灯控制的麻烦。(2)可以节约大量的用于路灯的夜间巡检费用。(3)集成有光控开关灯、人工强制开灯、通过网络远程遥控开关灯等功能，可以使用一种功能或多种功能组合。(4)可以方便地进行远程控制、集中控制，可以远程查看或更改工作参数。(5)由于采用FLASH存储器保存数据，设定的工作参数在停电的情况下仍然不会丢失。(6)可以通过软件方便地校准时钟。(7)装置可以独立运行，也可以联网集中监控。(8)可以提供电压、电流及温度等保护信号。(9)可以与GSM/GPRS模块连接，通过手机短信或网络临时改变开关状态，可读取当前工作状态及工作参数(如电压、电流、工作温度、天亮时间、天黑时间、开灯时间、关灯时间等)。(10)各个回路的开关灯控制，可以通过软件方便地设定为整夜灯、半夜灯或其它形式的开关灯工作方式，也可以强制将任何一路或几路灯开启。(11)开关灯方式可以是按设定的每天固定时间开关灯，也可以是按当地的天亮天黑时间自动调整开关灯时间，完全适应智能化的需要。(12)可以设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用天文算法的多功能路灯控制装置，采用天文算法计算天亮天黑时间，通过输出模块控制天黑时接通路灯的电源，天亮时断开路灯的电源，通过通讯接口模块实现远程控制或集中监控，其特征是包括以下硬件电路：电源［１］：为装置提供直流工作电源；智能模块［２］：内含程序存储器及控制程序；输入接口［３］：数字量或模拟量的输入通道，与智能模块［２］相连；时钟电路［６］：提供实时时钟，与智能模块［２］相连；通讯接口模块［７］：用于与外部通讯，与智能模块［２］相连；输出模块［８］：用于输出开关灯信号、节能信号等，与智能模块［２］相连；。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：涂金龙，翁玉琴，
申请(专利权)人：翁玉琴，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]