CN111867212A - 一种智慧路灯控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧路灯控制装置及控制方法。该控制装置包括电源模块和与电源模块第一电压输出端子连接的处理器，处理器连接有控制电路和通信模块，控制电路与电源模块的第二电压输出端子和直流路灯D1分别连接，控制电路与处理器之间连接有反馈电路，反馈电路与控制电路的连接点后侧与直流路灯D1之间设有电流采样元件，电流采样元件与处理器连接。本发明通过通信模块接收服务器发送的控制指令，处理器可根据控制指令控制控制电路工作，进而实现对路灯的控制，并通过反馈电路和电流采样元件采集路灯的工作电压和工作电流，从而实现对路灯的工作状态的监测，并可将路灯的工作状态发送至服务器，便于远程监测和及时检修。

Description

一种智慧路灯控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及智慧路灯控制技术领域，具体涉及一种智慧路灯控制装置及控制方法。

背景技术

路灯是常用的照明电器，随着科技的发展，智慧路灯代替传统的路灯是必然的趋势。智慧路灯的技术核心是控制装置的控制功能，控制装置是用于控制智慧路灯工作的装置，现有有的智慧路灯控制装置不便于便于集中控制和对智慧路灯进行远程监测管理，因此，有必要进行改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种智慧路灯控制装置及控制方法。

为实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种智慧路灯控制装置，包括电源模块和与电源模块第一电压输出端子连接的处理器，所述处理器连接有控制电路和通信模块，所述通信模块用以接收路灯控制指令，所述控制电路与电源模块的第二电压输出端子和直流路灯D1分别连接，所述处理器根据路灯控制指令驱动控制电路工作，以控制将直流路灯D1与电源模块连接或断开，所述控制电路与处理器之间连接有反馈电路，所述反馈电路用以将直流路灯D1的输入电压反馈至处理器，且其与控制电路的连接点后侧与直流路灯D1之间设有电流采样元件，所述电流采样元件与处理器连接，以将直流路灯D1的工作电流反馈至处理器，所述处理器根据直流路灯D1的输入电压和工作电流判断直流路灯D1的工作状态，并通过通信模块将工作状态发出。

进一步的，所述控制电路包括三极管Q1和MOS管Q2，所述三极管Q1的基极通过电阻R1与处理器连接，其发射极接地，所述三极管Q1的基极与发射极之间连接有电阻R2，其集电极与MOS管Q2的栅极之间连接有电阻R3，所述MOS管Q2的漏极与电源模块的第二电压输出端子的正极连接，其漏极与栅极之间连接有电阻R4，所述反馈电路和直流路灯D1的正极与MOS管Q2的源极连接。

进一步的，所述反馈电路包括连接在MOS管Q2的源极与地之间的反馈继电器K1，所述反馈继电器K1的常开触点的一端与电源模块的第一输出端子的正极连接，其常开触点的另一端处理器连接。

进一步的，所述反馈电路包括一端与MOS管Q2的源极连接的电阻R5，所述电阻R5的另一端与电阻R6和电阻R7的一端连接，所述电阻R6的另一端接地，所述电阻R7的另一端与处理器连接。

进一步的，所述反馈电路还包括反向并联在反馈继电器K1两端的续流二极管D2。

进一步的，所述电阻R1与处理器连接的一端与第之间连接有电容C1，所述电阻R7与处理器连接的一端与地之间连接有电容C2。

进一步的，所述电流采样元件包括霍尔电流传感器。

进一步的，所述处理器包括单片机。

进一步的，所述通信模块包括3G模块、4G模块、5G模块和LoRa模块中的一种或任意组合。

在第一方面，本发明提供了一种用于上述智慧路灯控制装置的控制方法，包括：

处理器通过通信模块接收路灯控制指令；

处理器根据路灯控制指令驱动控制电路工作，以控制将直流路灯D1与电源模块的第二电压输出端子连接或断开；

在控制将直流路灯D1与电源模块连接时，通过反馈电流和电流采样元件分别采集直流路灯D1的输入电压和工作电流；

处理器根据直流路灯D1的输入电压和工作电流判断直流路灯D1的工作状态；

通过通信模块将直流路灯D1的工作状态发出。

有益效果：本发明通过通信模块接收服务器发送的控制指令，处理器可根据控制指令控制控制电路工作，进而实现对路灯的控制，并通过反馈电路和电流采样元件采集路灯的工作电压和工作电流，从而实现对路灯的工作状态的监测，并可将路灯的工作状态发送至服务器，便于远程监测和及时检修。

附图说明

图1是本发明实施例的智慧路灯控制装置的原理框图示意图；

图2本发明实施例的智慧路灯控制装置的控制电路和反馈电路的电路图；

图3本发明另一实施例的智慧路灯控制装置的控制电路和反馈电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1至3所示，本发明实施例提供了一种智慧路灯控制装置，包括电源模块1和处理器2，其中，电源模块1具有第一电压输出端子和第二电压输出端子，具体来说，电源模块1包括开关电源和电源芯片，开关电源的输入端接AC220V市电，开关电源的输出端为第二电压输出端子，第二电压输出端子与电源芯片连接电源芯片的输入端连接，电源芯片的输出端子为第一电压输出端子，由于市场上的直流路灯有DC24V和DC12V等几种规格，因此，需要根据直流路灯D1型号规格来对开关电源和电源芯片进行选型，如直流路灯D1的额定工作电压为DC24V，那么开关电源的输出电压就要为DC24V输出，同样，电源芯片要采用DC24V转DC5V的电源芯片。处理器2与电源模块1的第一电压输出端子，电源模块1通过第一电压输出端子输出供处理器2使用的电源，电源模块1通过第二电压输出端子输出供直流路灯D1使用的电源。需要说明的是，本发明的附图示意了直流路灯为LED路灯，但不限于LED路灯。

处理器2连接有控制电路3和通信模块4，通信模块4用以接收路灯控制指令，路灯控制指令由服务器发出，控制电路3与电源模块1的第二电压输出端子和直流路灯D1分别连接，处理器2根据路灯控制指令驱动控制电路3工作，以控制将直流路灯D1与电源模块1连接或断开。具体来说，当服务器发出开启路灯指令，处理器2在接收到开启路灯指令后驱动控制电路3将直流路灯D1与电源模块1的第二电压输出端子接通，直流路灯D1获取到工作电源而亮起。当服务器发出关闭路灯指令，处理器2在接收到关闭路灯指令后驱动控制电路3将直流路灯D1与电源模块1的第二电压输出端子断开，进而直流路灯D1失电熄灭。控制电路3与处理器2之间连接有反馈电路5，反馈电路5用以将直流路灯D1的输入电压反馈至处理器2，反馈电路5与控制电路3的连接点后侧与直流路灯D1之间设有电流采样元件6，电流采样元件6与处理器2连接，以将直流路灯D1的工作电流反馈至处理器2，处理器2根据直流路灯D1的输入电压和工作电流判断直流路灯D1的工作状态，并通过通信模块4将工作状态发出。具体的，当处理器2在驱动控制电路3将直流路灯D1与电源模块1连接后，反馈电路5即可检测到一个电压值，如果电流采样元件6也能检测到直流路灯D1的电流值，就说明直流路灯D1工作是正常的，如果处理器2在驱动控制电路3将直流路灯D1与电源模块1连接后，如果反馈电路5采集到直流路灯D1电压正常，而电流采样元件6采集的电流值为0，则说明直流路灯D1或电流采样元件6可能出现异常，无论是直流路灯D1还是电流采样元件6出现异常，均判断直流路灯D1的工作状态为异常，在将异常的工作状态发送的服务器后，可供运维人员进行确认并安排维修。需要说明的是，也可根据需要将采集的直流路灯D1的输入电压和工作电流通过通信模块4上传服务器。为了防止本装置出现死机或其它故障时不能将工作状态发出，可设定处理器2以设定的间隔时间向服务器发送一次工作状态，如超过设定的时长未发送，即可判断出本装置出现故障，可及时安排检修。

本发明实施例的控制电路4包括三极管Q1和MOS管Q2，其中，三极管Q1的基极通过电阻R1与处理器2连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极与发射极之间连接有电阻R2，三极管Q1的集电极与MOS管Q2的栅极之间连接有电阻R3，MOS管Q2的漏极与电源模块1的第二电压输出端子的正极连接，MOS管Q2的漏极与栅极之间连接有电阻R4，反馈电路5和直流路灯D1的正极与MOS管Q2的源极连接。当处理器2接收到开启路灯指令时，输出高电平信号依次控制三极管Q1和MOS管Q2导通，进而将直流路灯D1与电源模块1接通，当处理器2接收到关闭路灯指令时，输出低电平信号控制三极管Q1和MOS管Q2关断，进而将直流路灯D1与电源模块1断开。

本发明实施例的反馈电路5有两种方式，一种方式是通过连接在MOS管Q2的源极与地之间的反馈继电器K1进行反馈，具体的，反馈继电器K1的常开触点的一端与电源模块1的第一输出端子的正极连接，反馈继电器K1的常开触点的另一端处理器2连接。在控制电路3正常接通时，反馈继电器K1得电，进而提供高电平信号至处理器2。反馈电路5还包括反向并联在反馈继电器K1两端的续流二极管D2。另一种方式是通过分压反馈，具体的，反馈电路5包括一端与MOS管Q2的源极连接的电阻R5，电阻R5的另一端与电阻R6和电阻R7的一端连接，电阻R6的另一端接地，电阻R7的另一端与处理器2连接。在在控制电路3正常接通时，电源模块1的第一输出端子输出的电压经电阻R5和电阻R6分压后提供至处理器2高电平信号，电阻R5和电阻R6的分压比可根据电源模块1的第一输出端子输出的电压值进行调整。还优选在电阻R1与处理器2连接的一端与第之间连接有电容C1，在电阻R7与处理器2连接的一端与地之间连接有电容C2。

本发明实施例的电流采样元件6可以采用一个采样电阻，该采样电阻串联在直流路灯D1的前侧，更优选采用一个霍尔电流传感器，将与直流路灯D1连接的线路穿过霍尔电流传感器即可。本发明实施例的处理器2包括单片机，包括51单片机或STM32单片机等。通信模块4优选采用无线通信模块，可以采用3G模块、4G模块、5G模块和LoRa模块中的一种或任意组合，无需再另外布设通信线路。为了便于检修，还可以将处理器2连接一个定位模块7，定位模块7优选采用型号为SKG09D北斗定位模块。

基于以上实施例，本领域技术人员可以理解，本发明还提供了一种用于上述智慧路灯控制装置的控制方法，包括：

处理器2通过通信模块4接收路灯控制指令。路灯控制指令包括路灯开启指令和路灯关闭指令。

处理器2根据路灯控制指令驱动控制电路3工作，以控制将直流路灯D1与电源模块1的第二电压输出端子连接或断开；

在控制将直流路灯D1与电源模块1的第二电压输出端子连接时，通过反馈电流和电流采样元件分别采集直流路灯D1的输入电压和工作电流。

处理器2根据直流路灯D1的输入电压和工作电流判断直流路灯D1的工作状态。

通过通信模块4将直流路灯D1的工作状态发出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智慧路灯控制装置，其特征在于，包括电源模块和与电源模块第一电压输出端子连接的处理器，所述处理器连接有控制电路和通信模块，所述通信模块用以接收路灯控制指令，所述控制电路与电源模块的第二电压输出端子和直流路灯D1分别连接，所述处理器根据路灯控制指令驱动控制电路工作，以控制将直流路灯D1与电源模块连接或断开，所述控制电路与处理器之间连接有反馈电路，所述反馈电路用以将直流路灯D1的输入电压反馈至处理器，且其与控制电路的连接点后侧与直流路灯D1之间设有电流采样元件，所述电流采样元件与处理器连接，以将直流路灯D1的工作电流反馈至处理器，所述处理器根据直流路灯D1的输入电压和工作电流判断直流路灯D1的工作状态，并通过通信模块将工作状态发出。

2.根据权利要求1所述的智慧路灯控制装置，其特征在于，所述控制电路包括三极管Q1和MOS管Q2，所述三极管Q1的基极通过电阻R1与处理器连接，其发射极接地，所述三极管Q1的基极与发射极之间连接有电阻R2，其集电极与MOS管Q2的栅极之间连接有电阻R3，所述MOS管Q2的漏极与电源模块的第二电压输出端子的正极连接，其漏极与栅极之间连接有电阻R4，所述反馈电路和直流路灯D1的正极与MOS管Q2的源极连接。

3.根据权利要求2所述的智慧路灯控制装置，其特征在于，所述反馈电路包括连接在MOS管Q2的源极与地之间的反馈继电器K1，所述反馈继电器K1的常开触点的一端与电源模块的第一输出端子的正极连接，其常开触点的另一端处理器连接。

4.根据权利要求2所述的智慧路灯控制装置，其特征在于，所述反馈电路包括一端与MOS管Q2的源极连接的电阻R5，所述电阻R5的另一端与电阻R6和电阻R7的一端连接，所述电阻R6的另一端接地，所述电阻R7的另一端与处理器连接。

5.根据权利要求3所述的智慧路灯控制装置，其特征在于，所述反馈电路还包括反向并联在反馈继电器K1两端的续流二极管D2。

6.根据权利要求4所述的智慧路灯控制装置，其特征在于，所述电阻R1与处理器连接的一端与第之间连接有电容C1，所述电阻R7与处理器连接的一端与地之间连接有电容C2。

7.根据权利要求1所述的智慧路灯控制装置，其特征在于，所述电流采样元件包括霍尔电流传感器。

8.根据权利要求1所述的智慧路灯控制装置，其特征在于，所述处理器包括单片机。

9.根据权利要求1所述的智慧路灯控制装置，其特征在于，所述通信模块包括3G模块、4G模块、5G模块和LoRa模块中的一种或任意组合。

10.一种用于权利要求1所述智慧路灯控制装置的控制方法，其特征在于，包括：

处理器通过通信模块接收路灯控制指令；

处理器根据路灯控制指令驱动控制电路工作，以控制将直流路灯D1与电源模块的第二电压输出端子连接或断开；

在控制将直流路灯D1与电源模块连接时，通过反馈电流和电流采样元件分别采集直流路灯D1的输入电压和工作电流；

处理器根据直流路灯D1的输入电压和工作电流判断直流路灯D1的工作状态；

通过通信模块将直流路灯D1的工作状态发出。

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