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基于單燈的都會途徑綠色照理智能管控體系設想切磋

宣布時候:2018/8/7 11:49:02    來歷:安徽省照明學會    檢查次數:77

基于單燈的都會途徑綠色照明

智能管控體系設想切磋

蕪湖市路燈辦理所 許金生

弁言

“綠色照明”觀點源于20世紀90年月的美國,厥后傳布到天下很多國度,它是指以進步照明效力、節儉電力、掩護情況為首要目標照明設想與節制體例。此中智能化節制體系和公道的照明管控計劃是完成“綠色照明”的須要手腕。

今朝國際停止智能照明節制體系研發、出產、奉行任務的廠商有不少,且根基上都是把都會路燈照明單燈智能節制體系的奉行任務作為重點。比方姑蘇華工科技無窮公司、南京博洛克,上海50所,杭州瑞琪、丹東三安、山東泰華等,都推出了本身的成套處置計劃和產物,各有好壞。由于全數行業今朝還處于理念奉行和嘗試階段,也不組成同一的手藝標準和行業標準,各家的產物彼此之間根基不兼容。對都會路燈照明辦理單元來講,奉行路燈單燈智能節制體系,現場裝置、調試,出格是革新名目難度很大,且單燈產物的不變性和靠得住性有待改良,保護本錢高。本文從綠色照理智能管控體系的角度,研討設想出公道的體系架構,并以基于Zigbee通信的單燈體系為例,對體系各組成局部的參考設想和應完成功效停止切磋。

一、單燈智能管控體系簡述

單燈智能管控體系的布局組成從功效上可分為三層:單燈節制層,線路主控層和監控辦理層。圖1給出了一種基于Zigbee通信的單燈智能管控體系布局表示圖。

單燈節制層的首要部件為智能單燈節制器,多個單燈節制器與主控層的網關主節制器組成Zigbee收集。

線路主控層首要部件是智能網關主節制器,在通信上,網關主節制器是Zigbee收集的網關,同時也是GPRS收集的終端節點。

監控辦理層是由單燈智能管控軟件平臺和配套硬件舉措措施組成的人機交互情況。

全數體系應具有以下根基請求:

1.完成單燈與主控箱歧路的開/關節制,及狀況檢測;可以或許或許或許肆意調劑、組合亮燈體例;

2.可以或許或許或許根據地區所處經緯度,和當天現實照度情況主動肯定亮燈時候;

3.對供電歧路及單燈電參數的丈量,監測非常;

4.非常可以或許或許或許及時精確上報,且可以或許或許或許停止非常記實查問;非常消弭后,可以或許或許或許及時確認上報;

5.供給調光旌旗燈號輸出,與調光燈具連系可完成路燈按時段調光;

6.連系路燈保護辦理行業的須要,體系軟件應為組件式布局,可以或許或許自界說出產辦理流程,辦理統計報表;可以或許或許停止運轉保護記實,毛病記實查問;全進程維涵養護辦理等;

7.軟硬件接口標準同一、標準,數據格局同一、標準;差別產物間交換、替換性強,便于體系拓展和保護。

8.單燈節制器運轉不變,靠得住性高,改換保護簡潔。

二、智能單燈節制器

智能單燈節制器參考設想如圖2所示,首要分為電源辦理模塊,電參數檢測模塊,節制和通信辦理模塊3個功效模塊。

電源辦理模塊接納模塊化開關電源組件,將AC 220V電源轉換成DC10V和DC3.3V兩路輸出,別離作為丈量節制電路和PWM調光輸出旌旗燈號電源。FU1為燈具供電回路熔管,防止主供電回路不被過電流破壞;經由過程SSR固態繼電器開/關燈具供電回路。3.3V輸出,可以或許或許斟酌操縱電池存儲電能,保障內部斷電時,可以或許或許或許通信。

選用高精度,小體積的單相多功效計量IC來完成電參數的檢測,單相多功效計量IC可以或許或許選用AD公司的ADI7753等。丈量用電壓互感器,電流互感器全數選用合適PCB板的微型互感器,一次變更,削減丈量關頭。

節制和通信辦理模塊因此TI公司的CC2530為焦點,CC2530是合用與2.4GHz無線通信的片上處置計劃,內置8051內核,在本操縱中,完整可以或許或許充實操縱該資本,不須要別的合用節制器,便可完成ZigBee組網通信,電參數采樣監測等功效。

智能單燈節制器初度操縱時,會主動算出10次電參數有效采樣值的均值存入Flash,作為監測參考值。經由過程對采樣值與參考值的比擬,鑒定非常狀況。非常狀況包含:

l  進線斷電

l  主熔管熔斷(進線有電,電壓為零)

l  燈具破壞(進線有電,電流、功率因數或功率非常)

監測到非常產生,存儲非常關頭字,并主動報警,經由過程ZigBee收集上傳至智能網關節制器。非常消弭后,上報非常消弭動靜。

智能單燈節制器可經由過程ZigBee收集

l  讀取及時電參數、狀況參數,和設定(參考)值

l  設置地點,地點應設置與現實的路燈桿號對應

l  及時、精確主動上報非常動靜

l  接管履行開、關燈號令,及調光號令

智能單燈節制器PCB應作防水處置,輸出、輸出用端子毗連。

對多路輸出的須要,可CC2530內置的8051核節制4選1開關CD4052順次切換停止各路電參數采樣,如圖3所示。此時,智能單燈節制器不可以或許或許或許完成電量計量。

智能單燈節制器應可設定運轉形式,存儲履行中午燈時候,自立運轉。

三、智能網關主控器

智能網關節制器布局如圖4所示,首要分為電源辦理模塊,微處置器節制模塊,通信模塊,歧路開/關履行模塊,開關量監測模塊,歧路電參數監測模塊,和總回路電參數監測(計量)模塊,人機界面和歧路斷線報警模塊。

電源辦理模塊供給體系各模塊任務電源,且有備用可充電電池,確保體系內部電源斷電后可延續任務。

微處置器節制模塊是體系的焦點,擔任調劑批示全數體系的運轉。

通信模塊分兩局部,一是對下的ZigBee組網節制(調和器)功效,一是對上的GPRS通信。

歧路開/關履行模塊作為履行器件,擔任對歧路打仗器停止操縱。

開關量監測模塊監測開關量輸出,比方歧路打仗器狀況,門限開關報警等。

總回路電參數監測(計量)模塊,內置GCT207A-5A/25mA電流互感器,共同外接開合式電流互感器(KHCT951L-400A/5A)操縱,對總回路電參數停止監測和計量。

歧路電參數監測模塊操縱散布式設想,可多個級聯,經由過程RS485總線停止數據交互。歧路電參數監測模塊全數接納型號為GCT210BF-50A/20mA的微型電流互感器,PCB板設想,替換原本的電流互感器,裝置、革新簡潔,抗攪擾性強。

各歧路斷線報警模塊可與歧路電參數監測模塊做在一路,組合操縱。

人機界面包含顯現界面和設置按鈕,可查問及時數據設置參數。

智能網關節制器可完成的首要功效:

l  領受中間平臺下發的開關燈時候列表和運轉參數,在通信毛病時,可按前一天的設置裝備擺設,自立運轉;

l  按時巡測各單燈狀況及異變情況,記實且及時轉發;

l  按時巡測各歧路運轉情況。及時精確上報非常,成立非常列表;

l  自檢形式,按歧路順次送電,主動檢測各歧路所領路燈盞數,地點編號,成立歧路列表并保管;

l  存儲各歧路電參數參考值,下發到電參量監測模塊;

l  天天開燈后20分鐘,及熄燈前20分鐘,各收羅一次全數(歧路,單燈)電參數,上傳到中間存儲。

l  泛泛(打仗器吸合且歧路有電流)任務狀況,每30分鐘巡檢一次,無非常狀況,不存儲數據。對已上報非常不再上報,當非常消弭,在非常列表中確認非常消弭,且打時候標簽。

四、智能軟件平臺

監控中間軟件平臺是全數體系與人之間的交互情況,終究完成都會途徑照明體系的運轉辦理和都會照明體系辦理單元的營業辦理兩個操縱。全數軟件平臺的組成因此數據庫體系為中間,和時監控模塊作為靜態隨機信息的供給者和號令宣布者,以電子輿圖模塊為信息展現的載體。

監控中間軟件平臺接納模塊化設想, 接納“C/S+B/S”相連系的架構形式。軟件平臺布局表示圖如圖5所示。

監控中間的智能軟件平臺首要分為數據庫辦理模塊,通信模塊,及時監控模塊,非常處置模塊,出產辦理模塊,電子輿圖模塊,和信息查問/統計闡發模塊,體系辦理模塊和WEB宣布模塊等。

1.  數據庫辦理模塊首要是將體系有效的靜態、靜態數據根據必然的數據格局存儲到數據庫中,以便利體系操縱;

2.  通信模塊擔任軟件平臺同外界的通信,包含與智能網關節制器的雙向通信;

3.  及時監控模塊擔任按時巡檢路燈主控箱和路燈的狀況;

4.  非常處置模塊擔任對體系非常狀況停止闡發處置,定制派工單,非常消弭確認等。

5.  出產辦理模塊首要是完成路燈辦理單元泛泛出產辦理電子化,包含出產材料辦理,流程辦理,手藝材料辦理,出產報表天生,舉措措施檔案辦理等;

6.  信息查問/統計闡發模塊首要是對體系收羅的電參數,舉措措施保護維修量停止統計闡發,供給幫助決議計劃撐持;

7.  體系辦理模塊首要功效是對全數監控體系停止辦理,包含日記辦理,電子輿圖編輯,路燈舉措措施錄入,任務流程定制,用戶辦理和腳色定制等;

8.  電子輿圖模塊是全數體系的展現接口,標記路燈舉措措施的地位,顯現路燈舉措措施及時狀況;

9.  WEB宣布模塊,供給體系WEB宣布功效,經由過程權限許可用戶長途閱讀體系監控畫面。

軟件平臺接納“C/S+B/S”相連系的架構形式,C/S架構局部偏重于底層數據收羅監控和各類辦理功效,B/S架構偏重于WEB閱讀,長途查問。

五、數據接口標準及數據格局標準的擬定

為保障全數體系的兼容性與擴大性,和交換性,應擬定公道的、絕對通用的數據接口標準和數據格局標準。

體系的兼容性和擴大性表現在:

l  體系組件的交換性強,體系組件模塊化設想,改換體系組件只要將新組件的地點變動與換下得老組件分歧,不做別的任何設置,便可規復體系功效;

l  數據接口標準同一、通明,便利與別的體系對接,乃至可與別的同范例體系共用一個軟件平臺;

l  體系終端現場裝置、調試簡潔,接線簡略,無窮削減施工調試難度,并且便于前期保護、辦理;

l  體系抗攪擾才能強,并且組件式設想,情況順應才能強;

l  操縱ZigBee手藝可自在組網的特色,公道擬定命據接口標準和數據格局,將來可把已裝置的單燈節制器和網關節制器ZigBee節點作為市政ZigBee收集的路由節點,節儉市政舉措措施信息化工程的通信本錢;

l  公道、通明的數據格局,可便利體系與別的市政信息化體系的數據交互和整合。

數據接口標準及數據格局標準的擬定是全數體系最焦點的關頭任務,干系到體系的操縱易用性、可保護性和拓展性,決議體系的可延續成長才能和性命力。行業主管部分應出臺相干標準與標準,同一各單燈體系制作廠商的數據接口和各層通信規約,這將有益于單燈智能體系的操縱奉行。

六、論斷與瞻望

途徑照明行業的單燈智能管控體系起步時候不長,今朝市道上的產物成熟度還不夠,要想天下性的大范圍奉行操縱,另有很長的路要走,須要更多的軟硬件研發、制作氣力投入與政策攙扶。

span>< ?  ????MsoNormal style='margin-left:45.0pt;text-align:left; text-indent:-21.0pt;line-height:140%;mso-list:l0 level1 lfo2'>l  泛泛(打仗器吸合且歧路有電流)任務狀況,每30分鐘巡檢一次,無非常狀況,不存儲數據。對已上報非常不再上報,當非常消弭,在非常列表中確認非常消弭,且打時候標簽。

一、智能軟件平臺

監控中間軟件平臺是全數體系與人之間的交互情況,終究完成都會途徑照明體系的運轉辦理和都會照明體系辦理單元的營業辦理兩個操縱。全數軟件平臺的組成因此數據庫體系為中間,和時監控模塊作為靜態隨機信息的供給者和號令宣布者,以電子輿圖模塊為信息展現的載體。

監控中間軟件平臺接納模塊化設想, 接納“C/S+B/S”相連系的架構形式。軟件平臺布局表示圖如圖5所示。

監控中間的智能軟件平臺首要分為數據庫辦理模塊,通信模塊,及時監控模塊,非常處置模塊,出產辦理模塊,電子輿圖模塊,和信息查問/統計闡發模塊,體系辦理模塊和WEB宣布模塊等。

1.  數據庫辦理模塊首要是將體系有效的靜態、靜態數據根據必然的數據格局存儲到數據庫中,以便利體系操縱;

2.  通信模塊擔任軟件平臺同外界的通信,包含與智能網關節制器的雙向通信;

3.  及時監控模塊擔任按時巡檢路燈主控箱和路燈的狀況;

4.  非常處置模塊擔任對體系非常狀況停止闡發處置,定制派工單,非常消弭確認等。

5.  出產辦理模塊首要是完成路燈辦理單元泛泛出產辦理電子化,包含出產材料辦理,流程辦理,手藝材料辦理,出產報表天生,舉措措施檔案辦理等;

6.  信息查問/統計闡發模塊首要是對體系收羅的電參數,舉措措施保護維修量停止統計闡發,供給幫助決議計劃撐持;

7.  體系辦理模塊首要功效是對全數監控體系停止辦理,包含日記辦理,電子輿圖編輯,路燈舉措措施錄入,任務流程定制,用戶辦理和腳色定制等;

8.  電子輿圖模塊是全數體系的展現接口,標記路燈舉措措施的地位,顯現路燈舉措措施及時狀況;

9.  WEB宣布模塊,供給體系WEB宣布功效,經由過程權限許可用戶長途閱讀體系監控畫面。

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