专利名称：一种远程照明控制系统及远程照明监控终端装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及远程照明控制系统，以及用于该系统的远程照明监控终端装置。
背景技术：
目前，城市照明设备主要采用人工、时控、光控等方式进行控制，都存在不能远程控制、不能反馈状态信息、不能集成其他系统等缺陷。而管理部门则需要延用传统的人工巡检来被动管理数量多且分布广的照明设备，浪费大量的人力和物力。专利号为CN96117835.3的中国专利一种利用公众传呼网控制路灯的方法和一种数字式城市路灯控制系统，其工作方式为通过指挥机关，防空部门，路灯管理部门、自动控制系统发送数字脉冲信号给电信局总机，接通传呼台，将信号发射出去作用于传呼台控制范围内。装于路灯控制箱的BP机接收到被传呼的信号，将识别后的信号放大，通过开关电路控制路灯的开或关。这样的通讯方式较单一，而且无法与后台主站实现双向联系，无法对出现的各种故障进行报警。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种远程照明控制系统及装置，集遥测、遥控和遥信功能于一体，能提供最佳的远程控制方式和负荷调度策略，提供检修的有效数据并且方便于日常运行管理。
该远程照明监控采用多种通讯方式，实现对于多种通讯方式灵活硬件配置，集遥测、遥控和遥信等功能于一体，并可方便地扩展“遥调”功能，为城市照明管理部门提供最佳的远程控制方式和负荷调度策略，提供了检修的有效数据和日常运行管理，是管理部门对照明控制的最佳解决方法。监控终端可广泛应用于城市路灯照明控制、城市景观灯光照明控制、桥梁照明控制、智能小区照明控制、楼宇控制等。
远程照明监控终端装置的工作原理是通过一个监控终端分别向后台主站和照明系统输出控制信号和采集反馈数据；监控终端内部设有执行级别不同的若干个时间表，在某一时刻比较所有的时间表，调用执行级别最高的一套时间表来控制外部的照明系统，照明系统按照所接收到的控制信息运行；同时，照明系统的反馈信息通过监控终端进行采集，并发送至后台主站，监控后台主站的人员可以根据监控终端上传的数据和实际情况下传控制命令给监控终端。
监控终端的通信方式与后台主站实现信号的发射和接收是采用GPRS无线通讯方式、CDMA无线通讯方式、诺特网无线通讯方式或无线数传电台通讯方式。
本实用新型的目的效果是通过下列方案实现的一种远程照明控制系统，包括照明系统、控制装置及后台主站，其特点是控制装置是远程照明监控终端装置，内设主板，主板分为主处理部分和子处理部分，主处理部分负责接收后台主站的控制信号并把从子处理部分接收到的照明系统信息反馈给后台主站；子处理部分负责把从主处理部分接收到的控制信号发送给照明系统，以及把照明系统信息发送给主处理部分。监控终端在通电运行时不断测量其控制的照明系统的数据，如电压、电流、遥信等。
远程照明监控终端装置，是由4块电路板组成电源板，提供了整台监控终端的电源和电压测量信号；主板，完成装置的信号处理功能；通信板，完成通信信号的调制解调功能；控制板，完成对外部控制电路的控制输出。监控终端主板主模块根据测量的数据与预先设定的值进行比较，若超出正常范围则产生报警信息并通过通信板发送给后台。报警信息如下异常亮灯报警、异常灭灯报警、模拟量越上/下限报警、开关量变位报警、时钟报警、失压报警、门警报警等。在后台进行监控的人员根据报警信息对该前端监控终端进行及时的处理。
所述电源板包括3个电压互感器，用于把380V的三相电源转换为3个小于2.5V的电压信号；滤波器，用于把A相电源进行滤波处理；隔离变压器，用于把所得的A相电源变为两路信号，一路是装置电源部分，另一路是失压电源部分；开关电源A，产生的直流电源对主板的主处理部分和通信板进行供电；开关电源B，其产生的直流电源对主板的子处理部分和控制板进行供电；电池组，用于在失压的状态下对装置主板的主处理部分和通信板进行供电。
所述主板分别由主处理部分和子处理部分组成，主处理部分完成数据采集、无线通信、232通信、485通信、失压信号处理、数据存储六种功能；子处理部分完成控制输出、装置时钟读写功能，两部分之间的通信采用双向光耦隔离。
所述主处理部分的数据采集功能由3个电压采集、18个电流采集、2个直流采集、24个遥信采集四种采集电路组成电压采集电路包括电感，用于对电压信号进行滤波；过压保护电路，由双向二极管和电阻组成；整形电路，由正负电源和二极管组成；射极跟随器，由运算放大器构成，用于对所得信号进行放大；AD芯片，用于把放大后的电压信号转化成数字信号然后送入主板的主MCU；电流采集电路包括电感，用于对电流信号进行滤波；过压保护电路，由双向二极管和电容组成的；整形电路，由负电源、二极管和电容组成；运算放大器，用于对所得信号进行信号放大；AD芯片，用于把放大后的电流信号转化成数字信号然后送入主板的主MCU；直流采集电路包括电感，用于对直流信号进行滤波；过压保护电路，由双向二极管、电容、功率电阻组成；整形电路，由正负电源、二极管和电容组成；运算放大器，用于对所得的信号进行信号放大；AD芯片，用于把放大后的直流信号转化成数字信号然后送入主板的主MCU；遥信采集电路包括电感，用于对变位信号进行滤波；过压保护电路，由双向二极管、电容、压敏电阻组成；光耦，用于对信号进行隔离；编码电路，用于把输入信号进行编码然后送入主板的主MCU。
所述主处理部分还包括无线通信电路包括信号转换芯片，用于对通信板和主板的主MCU之间的信号转换；232通信电路包括232电平转换芯片，用于对监控终端外部的调试主机和主板之间的信号转换；光耦，用于对232电平转换芯片和主板之间的信号隔离；信号转换芯片，用于对光耦和主板的主MCU之间的信号转换。
485通信电路包括485电平转换芯片，用于对监控终端外部的智能设备和主板之间的信号转换；光耦，用于对485电平转换芯片和主板之间的信号隔离；信号转换芯片，用于对光耦和主板的主MCU之间的信号转换；失压信号电路包括光耦，用于把电源板的失压电源部分提供的电压信号转换为直流电平送入主板的主MCU；电池供电切换电路，用于在失压的情况下切换为由电源板的电池对主板的主处理部分和通信板进行供电；数据存储电路包括存储芯片，用于存储监控终端日常产生的的数据。
所述主板的子处理部分由存储、时钟、控制输出三种电路组成存储电路包括存储芯片，用于存储监控终端内部的多套执行级别不同的时间表；时钟电路包括时钟芯片，用于提供监控终端的时钟信号；时钟后备电池，用于给时钟芯片提供不间断电源；控制输出电路包括解码芯片，用于把主板的子MCU控制信号进行解码；光耦，用于对解码芯片和控制信号放大电路之间的的信号隔离；控制信号放大电路，用于把主板的子MCU控制信号进行放大来推动控制板上面的电路；子处理部分只有两个功能。第一个是装置时钟读写，第二个是控制输出。
装置时钟读写功能的原理主处理部分收到后台或调试软件的读写时钟指令后会向子处理部分发出读写时钟指令。子处理部分收到读写时钟指令后对装置时钟进行读写操作。
控制输出功能的原理子处理部分总共存储了三套时间表。三套时间表中，最高执行级别是手动开关灯时间表，临时时间表的执行级别是中等，日常时间表的执行级别是最低级。主板子处理部分会自动执行优先级最高的时间表对监控终端外部的照明系统进行控制。若优先级较高的一套时间表是空的则自动执行优先级低一级的时间表。MCU根据装置时钟现行的时间比较该时点的三套时间表，比较完成后就执行执行级别最高的一套时间表并送出控制信号电平保持电路。控制信号经过电平保持电路后送到光耦进行输出隔离。控制信号经过光耦后送到控制层进行输出控制。日常时间表、临时时间表、立即开关灯时间表都可以通过串口在现场进行修改或者通过无线MODEM在后台进行远程设置。
所述控制板由状态显示、控制输出两种电路组成状态显示电路包括指示灯，用于显示控制输出电路的工作状态；限流电路，用于限制流过指示灯的电流；控制输出电路包括继电器，用于控制监控终端外部的照明系统；继电器保护电路，用于保护继电器的线圈部分。
控制板收到来自主板的子处理部分控制信号后，控制板上的输出继电器马上吸合。输出继电器吸合后，控制装置外部照明电路的交流接触器也吸合。装置的外部照明电路点亮。
所述通信板安装有调制解调器，用于调制、解调监控终端装置与后台主站之间的信号。通信板可以根据线路板上安装的MODEM类型灵活配置，即不同的通信方式，如CDMA、GPRS、诺特网、无线数传电台，选择不同的MODEM然后根据不同的MODEM选择不同的通信层线路板。
通信板完成的功能是把主板送来的信号用MODEM进行调制并通过天线发射。把从天线接收到的信号进行解调并送给主板层的主MCU。
与现有技术相比，本实用新型的优点是1、通过监控终端输出控制信号，能够很方便地对照明系统实现遥信、遥测、遥控、遥调等功能；2、通过监控终端采集反馈数据，在后台主站能够实时对终端装置及其控制的照明系统进行监控；3、避免了人工控制的巨大工作量，时控的开关灯时间单一、光控的干扰大等问题。
图1为本实用新型的电路连接图；图2为主MCU的电路原理图；图3为子MCU的电路原理图；图4为电压、电流、直流采集电路的电路原理图；图5为遥信采集电路的电路原理图；图6为电源的电路原理图；
图7为232、485转换电路的电路原理图；图8为本实用新型的监控终端装置的结构示意图；图9为监控终端装置的电源板的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型是远程照明的控制方法，通过一个监控终端输出控制信号和采集反馈数据；监控终端内部设有执行级别不同的若干个时间表，在某一时刻比较所有的时间表，调用执行级别最高的一套时间表来控制外部的照明系统，照明系统按照所接收到的控制信息运行；同时，照明系统的反馈信息通过监控终端进行采集，并发送至后台主站，监控后台主站的人员可以根据监控终端上传的数据和实际情况下传控制命令给监控终端。
监控终端的通信方式与后台主站实现信号的发射和接收是采用GPRS无线通讯方式、CDMA无线通讯方式、诺特网无线通讯方式或无线数传电台通讯方式。
图8所示为实现上述远程照明的控制方法的监控终端装置，是由4块电路板组成电源板7，提供了整台监控终端的电源和电压测量信号；主板8，完成装置的信号处理功能；通信板9，完成通信信号的调制解调功能；控制板10，完成对外部控制电路的控制输出，上述电路板的连接方式如图1所示。
电源板如图9所示，包括3个电压互感器PT1，用于把380V的三相电源转换为3个小于2.5V的电压信号；滤波器2，用于把A相电源进行滤波处理；隔离变压器6，用于把所得的A相电源变为两路信号，一路是装置电源部分，另一路是失压电源部分；开关电源A3，产生的直流电源对主板的主处理部分和通信板进行供电；开关电源B4，其产生的直流电源对主板的子处理部分和控制板进行供电；电池组5，用于在失压的状态下对装置主板的主处理部分和通信板进行供电。
主板分别由主处理部分和子处理部分组成，如图2、3所示，主处理部分完成数据采集、无线通信、232通信、485通信、失压信号处理、数据存储六种功能；子处理部分完成控制输出、装置时钟读写功能，两部分之间的通信采用双向光耦隔离。
主处理部分的数据采集功能由3个电压采集、18个电流采集、2个直流采集、24个遥信采集四种采集电路组成，如图4所示电压采集电路包括电感，用于对电压信号进行滤波；过压保护电路，由双向二极管和电阻组成；整形电路，由正负电源和二极管组成；射极跟随器，由运算放大器构成，用于对所得信号进行放大；AD芯片，用于把放大后的电压信号转化成数字信号然后送入主板的主MCU；电流采集电路包括电感，用于对电流信号进行滤波；过压保护电路，由双向二极管和电容组成的；整形电路，由负电源、二极管和电容组成；运算放大器，用于对所得信号进行信号放大；AD芯片，用于把放大后的电流信号转化成数字信号然后送入主板的主MCU；直流采集电路包括电感，用于对直流信号进行滤波；过压保护电路，由双向二极管、电容、功率电阻组成；整形电路，由正负电源、二极管和电容组成；运算放大器，用于对所得的信号进行信号放大；AD芯片，用于把放大后的直流信号转化成数字信号然后送入主板的主MCU；遥信采集电路，如图5所示，包括电感，用于对变位信号进行滤波；过压保护电路，由双向二极管、电容、压敏电阻组成；光耦，用于对信号进行隔离；编码电路，用于把输入信号进行编码然后送入主板的主MCU。
所述主处理部分还包括
无线通信电路包括信号转换芯片，用于对通信板和主板的主MCU之间的信号转换；232通信电路包括232电平转换芯片，用于对监控终端外部的调试主机和主板之间的信号转换；光耦，用于对232电平转换芯片和主板之间的信号隔离；信号转换芯片，用于对光耦和主板的主MCU之间的信号转换。485通信电路包括485电平转换芯片，用于对监控终端外部的智能设备(如调压器)和主板之间的信号转换；光耦，用于对485电平转换芯片和主板之间的信号隔离；信号转换芯片，用于对光耦和主板的主MCU之间的信号转换，如图7所示。
失压信号电路，见图6右上角方框内电路，包括光耦，用于把电源板的失压电源部分提供的电压信号转换为直流电平送入主板的主MCU；电池供电切换电路，用于在失压的情况下切换为由电源板的电池对主板的主处理部分和通信板进行供电；数据存储电路包括存储芯片，用于存储监控终端日常产生的的数据。
所述主板的子处理部分由存储、时钟、控制输出三种电路组成存储电路包括存储芯片，用于存储监控终端内部的多套执行级别不同的时间表；时钟电路包括时钟芯片，用于提供监控终端的时钟信号；时钟后备电池，用于给时钟芯片提供不间断电源；控制输出电路包括解码芯片，用于把主板的子MCU控制信号进行解码；光耦，用于对解码芯片和控制信号放大电路之间的的信号隔离；控制信号放大电路，用于把主板的子MCU控制信号进行放大来推动控制板上面的电路；所述控制板由状态显示、控制输出两种电路组成
状态显示电路包括指示灯，用于显示控制输出电路的工作状态；限流电路，用于限制流过指示灯的电流；控制输出电路包括继电器，用于控制监控终端外部的照明系统；继电器保护电路，见图6的左下角方框内电路，用于保护继电器的线圈部分。
所述通信板安装有调制解调器，用于调制、解调监控终端装置与后台主站之间的信号。
权利要求1.一种远程照明控制系统，包括照明系统、控制装置及后台主站，其特征在于所述控制装置是远程照明监控终端装置，内设主板，主板分为主处理部分和子处理部分，主处理部分负责接收后台主站的控制信号并把从子处理部分接收到的照明系统信息反馈给后台主站；子处理部分负责把从主处理部分接收到的控制信号发送给照明系统，以及把照明系统信息发送给主处理部分。
2.一种用于远程照明控制系统的远程照明监控终端装置，其特征在于所述由4块电路板组成电源板，提供了整台监控终端的电源和电压测量信号；主板，完成装置的信号处理、发送及接收功能；通信板，完成通信信号的调制解调功能；控制板，完成对外部控制电路的控制输出。
3.根据权利要求2所述的远程照明监控终端装置，其特征在于所述电源板包括3个电压互感器，用于把380V的三相电源转换为3个小于2.5V的电压信号；滤波器，用于把A相电源进行滤波处理；隔离变压器，用于把所得的A相电源变为两路信号，一路是装置电源部分，另一路是失压电源部分；开关电源A，产生的直流电源对主板的主处理部分和通信板进行供电；开关电源B，其产生的直流电源对主板的子处理部分和控制板进行供电；电池组，用于在失压的状态下对装置主板的主处理部分和通信板进行供电。
4.根据权利要求2所述的远程照明监控终端装置，其特征在于所述主板分别由主处理部分和子处理部分组成，主处理部分完成数据采集、无线通信、232通信、485通信、失压信号处理、数据存储六种功能；子处理部分完成控制输出、装置时钟读写功能，两部分之间的通信采用双向光耦隔离。
5.根据权利要求4所述的远程照明监控终端装置，其特征在于所述主处理部分的数据采集功能由3个电压采集、18个电流采集、2个直流采集、24个遥信采集四种采集电路组成电压采集电路包括电感，用于对电压信号进行滤波；过压保护电路，由双向二极管和电阻组成；整形电路，由正负电源和二极管组成；射极跟随器，由运算放大器构成，用于对所得信号进行放大；AD芯片，用于把放大后的电压信号转化成数字信号然后送入主板的主MCU；电流采集电路包括电感，用于对电流信号进行滤波；过压保护电路，由双向二极管和电容组成的；整形电路，由负电源、二极管和电容组成；运算放大器，用于对所得信号进行信号放大；AD芯片，用于把放大后的电流信号转化成数字信号然后送入主板的主MCU；直流采集电路包括电感，用于对直流信号进行滤波；过压保护电路，由双向二极管、电容、功率电阻组成；整形电路，由正负电源、二极管和电容组成；运算放大器，用于对所得的信号进行信号放大；AD芯片，用于把放大后的直流信号转化成数字信号然后送入主板的主MCU；遥信采集电路包括电感，用于对变位信号进行滤波；过压保护电路，由双向二极管、电容、压敏电阻组成；光耦，用于对信号进行隔离；编码电路，用于把输入信号进行编码然后送入主板的主MCU。
6.根据权利要求4所述的远程照明监控终端装置，其特征在于所述主处理部分还包括无线通信电路包括信号转换芯片，用于对通信板和主板的主MCU之间的信号转换；232通信电路包括232电平转换芯片，用于对监控终端外部的调试主机和主板之间的信号转换；光耦，用于对232电平转换芯片和主板之间的信号隔离；信号转换芯片，用于对光耦和主板的主MCU之间的信号转换。485通信电路包括485电平转换芯片，用于对监控终端外部的智能设备和主板之间的信号转换；光耦，用于对485电平转换芯片和主板之间的信号隔离；信号转换芯片，用于对光耦和主板的主MCU之间的信号转换；失压信号电路包括光耦，用于把电源板的失压电源部分提供的电压信号转换为直流电平送入主板的主MCU；电池供电切换电路，用于在失压的情况下切换为由电源板的电池对主板的主处理部分和通信板进行供电；数据存储电路包括存储芯片，用于存储监控终端日常产生的的数据。
7.根据权利要求4所述的远程照明监控终端装置，其特征在于所述主板的子处理部分由存储、时钟、控制输出三种电路组成存储电路包括存储芯片，用于存储监控终端内部的多套执行级别不同的时间表；时钟电路包括时钟芯片，用于提供监控终端的时钟信号；时钟后备电池，用于给时钟芯片提供不间断电源；控制输出电路包括解码芯片，用于把主板的子MCU控制信号进行解码；光耦，用于对解码芯片和控制信号放大电路之间的的信号隔离；控制信号放大电路，用于把主板的子MCU控制信号进行放大来推动控制板上面的电路；
8.根据权利要求2所述的远程照明监控终端装置，其特征在于所述控制板由状态显示、控制输出两种电路组成状态显示电路包括指示灯，用于显示控制输出电路的工作状态；限流电路，用于限制流过指示灯的电流；控制输出电路包括继电器，用于控制监控终端外部的照明系统；继电器保护电路，用于保护继电器的线圈部分。
9.根据权利要求2所述的远程照明监控终端装置，其特征在于所述通信板安装有调制解调器，用于调制、解调监控终端装置与后台主站之间的信号。
专利摘要本实用新型涉及远程照明控制系统，以及用于该系统的远程照明监控终端装置。一种远程照明控制系统，包括照明系统、控制装置及后台主站，其特点是控制装置是远程照明监控终端装置，内设主板，主板分为主处理部分和子处理部分，主处理部分负责接收后台主站的控制信号并把从子处理部分接收到的照明系统信息反馈给后台主站；子处理部分负责把从主处理部分接收到的控制信号发送给照明系统，以及把照明系统信息发送给主处理部分。监控终端在通电运行时不断测量其控制的照明系统的数据，如电压、电流、遥信等。集遥测、遥控和遥信功能于一体，能提供最佳的远程控制方式和负荷调度策略，提供检修的有效数据并且方便于日常运行管理。
文档编号G08C17/00GK2870371SQ200520063898
公开日2007年2月14日 申请日期2005年9月2日 优先权日2005年9月2日
发明者赖晓芳, 郭铁翔 申请人:广州科立通用电气公司