本发明专利技术公开了一种目标跟踪分段供电路灯的数据采集与控制系统，包括与微处理器通过串口扩展模块连接的LCD液晶显示接口和串行打印机接口、键盘接口、微处理器、外部存储模块、内部存储模块、时钟同步模块、GPRS模块、无线射频通信模块或电力载波通信模块；无线射频通信模块或电力载波通信模块与目标跟踪分段供电路灯系统相连接；GPRS模块与远程路灯管理中心相连接；系统采用实时状态管理数据结构和轮询算法进行状态轮询。该系统可以自动采集路灯系统实时数据，自动统计分析、高速率大容量存储和进行路灯控制，及时掌握实时工作状态，发现运行故障。本发明专利技术对路灯分区段组织管理，适应交通管理和节能环保的双重要求，提高照明系统管理效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种照明数据采集与控制系统，具体是一种目标跟踪分段供电路灯的数据采集与控制系统。
技术介绍
城市公共照明是城市设计中必不可少的一个环节，对促进城市经济和社会发展，提高市民的日常生活质量起着日益重要的作用，城市照明用电在整个照明用电中所占的比例也日益趋高，在大力提倡低碳环保的今天，城市公共照明的管理面临着较大挑战。已于2012年I月4日公开的CN102307417A的中国专利技术专利申请《目标跟踪分段供电路灯系统》能够保证行人车辆行驶时照明的亮度，又能在后半夜车稀人少时实现对路灯的实时控制，具有明显的节能效果，但仍然不具备远程集中监控和管理功能。目标跟踪分段供电路灯系统的运行会产生大量实时数据，从中可以计算、分析出如用电量、用电方式、故障报警等有用信息。但大量实时数据如全部直接发送到远程路灯管理中心，既延迟了处理时间又耗费网络流量，既不经济也不实用，这种管理控制方式效率低下，显然不符合节能环保理念。公开号为201601867U，公开日为2010年10月6日的中国技术专利《基于物联网的路灯节能与管理系统》公开了设置有无线传感器网络且可进行远程控制的基于物联网的路灯节能与管理系统，包括设置于路灯上的路灯监控终端、RTU远程终端单元和实现无线通信的移动通信基站；公开号为101494940，公开日为2009年7月29日的中国专利技术专利《一种路灯管理控制装置》公开了对单个路灯实现节能调节、状态监测、日常业务管理和线缆防盗报警的管控系统组成模块及功能；公开号为101583219，公开日为2009年11月18日的中国专利技术专利《LED路灯控制器》涉及一种对LED路灯通过ZigBee和GPRS对路灯实现远程实时检测和控制的控制器，公开了硬件模块的结构实现。而本专利技术针对光伏一体、目标跟踪分段供电路灯进行监控管理，通过无线射频或电力载波通信对邻近多区段路灯进行实时数据采集、存储、初步分析统计，对基础数据自动统计分析、高速率大容量存储和进行路灯控制，通过GPRS与远程路灯管理中心进行少量必要数据通信。本专利技术不但公开了具体的电路元器件实现方案，还公开了系统具体功能模块和工作流程、监控的具体内容和详细参数指标，公开了包括通信地址、通信指令编码在内的具体通信协议，公开了实时管理的数据结构及轮询方法。前述已公开的专利均不具备或没有公开这些内容，也不具备本专利技术所具有的明显效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够同时对邻近多个区段的光伏一体、目标跟踪分段供电路灯系统进行数据自动实时采集、处理和控制的便携式系统。本专利技术是通过如下的技术方案来实现:目标跟踪分段供电路灯的数据采集与控制系统，包括微处理器、与微处理器通过串口扩展模块连接的LCD液晶显示接口和串行打印机接口、串行键盘接口、外部存储模块、内部存储模块、时钟同步模块、GPRS模块、无线射频通信模块或电力载波通信模块；所述无线射频通信模块或电力载波通信模块与目标跟踪分段供电路灯系统相连接，根据所控制的路灯系统具体情况选择两种方式中的一种，进行通信；所述GPRS模块与远程路灯管理中心相连接；前述IXD液晶显示接口，串行打印机接口和键盘接口，用以实现和用户之间的人机交互； 前述内部存储模块分别采用串行SRAM芯片X24C45和Flash芯片AT25FS040与微处理器连接，为系统提供静态内存和程序代码； 前述外部存储模块采用串行SD卡与微处理器连接，用于存储采集的实时数据和统计分析的数据结果； 前述时钟同步模块采用时钟日历芯片DS12C887，用于对路灯提供时间基准，进行时钟同步管理；前述GPRS模块通过公网提供的GPRS网络服务与远程路灯管理中心进行通信，并采用MC35i芯片与微处理器的串口 UARTO连接，完成微处理器与远程路灯管理中心之间的通信；前述无线射频通信模块或电力载波通信模块负责数据采集与控制系统和目标跟踪分段供电路灯系统之间通信协议的定义和维护，通信端口管理、通信数据的接收解码与发送编码； 前述外部存储模块、内部存储模块、无线射频通信模块或电力载波通信模块均通过SPI总线方式与微处理器之间传送指令和数据； 前述微处理器采用ATMegal28单片机，其内部软件功能模块包括: 实时信息采集模块:采集用电方式及耗电量、故障报警数据，建立实时状态管理数据结构，采用轮询算法实时轮询； 基础数据统计分析模块:路灯状态统计，用电方式统计和故障分析； 数据查询模块:实时数据查询和历史状态查询； 数据输出模块:以数据记录形式显示数据及统计结果，以文件形式导出或打印指定数据及统计结果； 路灯控制模块:工作模式控制，用电方式控制和目标跟踪与分段供电参数调整； 前述数据采集与控制系统所采集的数据及控制信息存储在外部存储模块的存储介质中，并通过GPRS模块向远程路灯管理中心发送数据。前述的串口扩展模块采用TL16C554芯片扩展出多个串口 ； 前述无线射频通信模块采用nRF24Zl芯片，包括无线射频发射模块和无线射频接收模块，采用2.4GHz微波ISM频段无线收发信号；所述电力载波通信模块内部包括电力载波发送与接收电路。前述的外部存储模块存储内容包括路灯地址信息，实时耗电量，耗电量统计，状态记录，报警记录。前述的无线射频通信模块或电力载波通信模块内部设定有记录移动目标经过两个路灯之间的时间计数器。前述的路灯控制模块中的工作模式控制包括常明模式和自动跟踪模式控制，用电方式控制包括光伏用电和市电用电控制，照明参数包括预点灯时间、延迟灭灯时间、前方点亮盏数、后方点亮盏数及预留参数。前述的基础数据统计分析模块的统计内容包括: 从实时点灯信息中计算用户指定的时间段内的点灯次数、点灯时间长度、点灯占比等统计信息； 对实时用电方式统计，分别统计光伏用电量和市电用电量，计算光伏用电和市电用电的比例； 对实时路灯状态数据进行分析，与参数指标对比，判断路灯工作状态是否异常，按期进行统计； 对实时故障报警数据进行分析，统计指定时间段内各目标跟踪分段供电路灯故障类型、次数。前述的数据采集与控制系统和目标跟踪分段供电路灯的通信协议包括通信地址、通信指令； 前述的通信地址为通信双方的地址编码，共12位二进制码，由区段地址和段内地址码组成，范围为0x00(T0xFFF ;包括OxFFF:十字路口路灯地址； OxExx:最高四位为1110开头的地址为预留地址，不分配给任何区段； OxEEE:辖区内所有区段的路灯广播地址； OxE+四位段号+0000:最高四位为1110开头、中间四位为区段地址、最后四位为零的地址为指定区段内的广播地址，称为局域广播地址； 0x000:数据采集与控制系统地址； 余下地址用于所辖区段内单盏路灯的地址； 前述的通信指令总长度为144位，其中前导码字段8位，源地址和目标地址字段各12位，指令类型字段8位，数据位长度字段8位，数据位及填充位字段共96位，校验码8位。前述的通信指令包括数据采集与控制系统对单个路灯发送指令和数据采集与控制系统对批量路灯发送指令。前述的实时信息采集模块建立实时状态管理数据结构，包括区段地址链表、段内地址链表及路灯实时状态表； 所述区段地址链表的每一个节点指向该区段段内地址链表的头节点； 所述段内地址链表的本文档来自技高网...
【技术保护点】
目标跟踪分段供电路灯的数据采集与控制系统，其特征在于：包括微处理器、与微处理器通过串口扩展模块连接的LCD液晶显示接口和串行打印机接口、串行键盘接口、外部存储模块、内部存储模块、时钟同步模块、GPRS模块、无线射频通信模块或电力载波通信模块；所述无线射频通信模块或电力载波通信模块与目标跟踪分段供电路灯系统相连接，根据所控制的路灯系统具体情况选择两种方式中的一种，进行通信；所述GPRS模块与远程路灯管理中心相连接；所述LCD液晶显示接口，串行打印机接口和键盘接口，用以实现和用户之间的人机交互；所述内部存储模块分别采用串行SRAM芯片X24C45和Flash芯片AT25FS040与微处理器连接，为系统提供静态内存和程序代码；所述外部存储模块采用串行SD卡与微处理器连接，用于存储采集的实时数据和统计分析的数据结果；所述时钟同步模块采用时钟日历芯片DS12C887，用于对路灯提供时间基准，进行时钟同步管理；所述GPRS模块通过公网提供的GPRS网络服务与远程路灯管理中心进行通信，并采用MC35i芯片与微处理器的串口UART0连接，完成微处理器与远程路灯管理中心之间的通信；?所述无线射频通信模块或电力载波通信模块负责数据采集与控制系统和目标跟踪分段供电路灯系统之间通信协议的定义和维护，通信端口管理、通信数据的接收解码与发送编码；?所述外部存储模块、内部存储模块、无线射频通信模块或电力载波通信模块均通过SPI总线方式与微处理器之间传送指令和数据；所述微处理器采用ATMega128单片机，其内部功能模块包括：实时信息采集模块：采集用电方式及耗电量、故障报警数据，建立实时状态管理数据结构，采用轮询算法实时轮询；基础数据统计分析模块：路灯状态统计，用电方式统计和故障分析；数据查询模块：实时数据查询和历史状态查询；数据输出模块：以数据记录形式显示数据及统计结果，以文件形式导出或打印指定数据及统计结果；?路灯控制模块：工作模式控制，用电方式控制和目标跟踪与分段供电参数调整；所述数据采集与控制系统所采集的数据及控制信息存储在外部存储模块的存储介质中，并通过GPRS模块向远程路灯管理中心发送数据。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周娟，张旭岑，王健，沈辉，曹勤洋，陈秉岩，朱昌平，汤一彬，单鸣雷，高远，周国华，张福章，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，常州市良久机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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