基于物联网的路灯防窃电系统的制作方法

本发明涉及路灯控制系统技术领域，具体是一种基于物联网的路灯防窃电系统。

背景技术：

城市路灯照明系统是市政建设重点工程之一，然而日益庞大的路灯照明系统，在带给城市绚烂夜景和现代化气质的同时，也给路灯系统的管理和维护带来了巨大的工作量，需要花费大量的人力、物力和财力用于维持路灯系统的日常运行、能源消耗、灯具和线缆的维护，对路灯系统的照明效果、控制模式及运行维护模式提出了更高的要求。目前大部分路灯线路控制采用的传统的时控开关的模式，当路灯开关时间更改时需要现场设置，同时还有花费大量的人力、物力去巡检路灯线路有无窃电行为。

申请号为201520726828.5，名称为一种远程时控防窃电型路灯集中器系统的发明专利，公开了一种远程时控防窃电型路灯集中器系统，包括微控制器、电源电路模块、外部看门狗电路模块、gps/gprs通讯电路模块、zigbee无线通讯模块、三相线路功率监测模块、灯具功率和规则管理模块、实时时钟电路模块、路灯线路运行规则管理模块、继电器控制输出模块、开关量输入检测模块、数据存储电路模块和led状态电路模块。其中三相线路功率监测模块和灯具功率和规则管理模块构成路灯线路防窃电单元。实时时钟电路模块、路灯线路运行规则管理模块和继电器控制输出模块构成路灯线路远程时控单元。提高了路灯的照明效果，降低了运行维护成本，保证了系统的安全。

该专利提供的公布的内容中，并未给出具体的在发现窃电时如何解决窃电的技术启示和技术方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于物联网的路灯防窃电系统，用于解决现有技术中不能及时发现窃取路灯供电线路电能并作出有效举措的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种基于物联网的路灯防窃电系统，包括：第一控制单元以及第二控制单元；

所述第一控制单元包括：电能采集模块以及第一通信模块，所述电能采集模块用于采集用电设备的电能消耗数据，所述第一通信模块用于传输所述电能消耗数据；所述第一通信模块与所述电能采集模块电连接；

所述第二控制单元包括：第二通信模块、第三通信模块以及第二控制模块；所述第二控制模块用于通过所述第二通信模块接收来自所述第一通信模块的所述电能消耗数据；所述第二控制模块还用于通过所述第三通信模块传输所述电能消耗数据；所述第二控制模块还用于根据通过所述第三通信模块接收的外部命令输出；所述第二通信模块以及所述第三通信模块分别与所述第二控制模块电连接，所述第一通信模块与所述第二通信模块信号连接。

进一步地，所述第二控制单元还包括：第二存储器；

所述存储器存储有电能消耗阈值，所述第二控制模块还用于根据所述电能消耗阈值以及所述电能消耗数据输出；所述第二控制模块还用通过所述第三通信模块接收的外部命令修改存储于所述第二存储器的电能消耗阈值；所述第二存储器与所述第二控制模块电连接。

进一步地，所述第一控制单元还包括：第一存储器，所述第一存储器用于存储所述电能消耗数据，所述第一存储器与所述电能采集模块电连接。

进一步地，所述第二存储器还存储有经纬度与日出日落时间对照表以及经纬度信息，所述第二控制模块还用于根据所述经纬度与日出日落时间对照表输出；所述第二控制模块还用于根据通过所述第三通信模块接收的外部命令修改存储于所述第二存储器的所述经纬度信息。

进一步地，还包括：二次控制回路，所述二次控制回路用于控制用电器的启停，所述二次控制回路包括：选择开关以及第一接触器，所述选择开关用于选择远程控制端或本地控制端，所述选择开关第一端与接触器线圈电连接，所述选择开关第二端与所述第二控制模块输出端电连接，所述选择开关第三端与所述本地控制端电连接。

进一步地，所述第二控制单元还用于根据所述电能消耗数据输出用电设备故障信息，所述第二控制单元还用于通过所述第三通信模块传输所述用电设备故障信息。

进一步地，所述第一通信模块以及所述第二通信模块为rs485通信模块，所述第三通信模块为gprs通信模块。

进一步地，所述第二控制模块还通过所述第三通信模块接收外部命令修正所述第二控制模块的内部时钟。

本发明的积极效果如下：

本发明防窃电系统包括：第一控制单元以及第二控制单元，第一控制单元用于采集路灯的电能消耗数据，第二控制单元用于分析和控制路灯的状态，第二控制模块通过第二通信模块接收来自第一控制单元的电能消耗数据，通常第二控制单元连接有多个第一控制单元，汇总来自多个第一控制单元的电能消耗数据，第二控制模块汇总多个第一控制单元的电能消耗数据通过第三控制模块向外部传输，一种实施方式为传送到第一智能终端，如服务器，服务器对汇总的数据进行记录，第二智能终端如手机访问服务器，进而获取路灯的电能消耗数据。第二控制模块还用于控制路灯的启停，第二控制模块设有输出端，一般为驱动输出端，可以驱动诸如接触器线圈一类的负载进而控制路灯的启停。

第二控制模块收到的电能消耗数据，如电能消耗数据有功功率超过电能消耗阈值时停止输出，路灯关闭。第二智能终端如手机可以通过第一智能终端转发阈值修改命令，第二控制模块通过第三通信模块收到阈值修改命令后，修改存储于第二存储器的电能消耗阈值。

路灯根据日出日落时间表启停，而日出日落时间表除和地球的运行周期有关外还和路灯所处的经纬度有关，第二存储器存储有经纬度与日出日落时间对照表以及经纬度信息，第二智能终端如手机可以通过第一智能终端如服务器，转发经纬度修改命令，修改路灯所处位置的经纬度，第二控制模块根据经纬度信息以及日出日落时间表进行输出，在日落时刻启动路灯，在日出时刻关闭路灯，无需工作人员值守，实现智能化照明。

本发明系统还设有二次控制回路，二次控制回路设有接触器，接触器的常开触点用于控制路灯的启停，接触器线圈受选择开关选择控制，当拨到本地控制端时，路灯点亮，当拨到远程控制端时，路灯的启停受本发明系统的控制。

第三通信模块为远程通信模块，本发明为gprs通信模块，第二控制模块通过与阈值比对发现有用电消耗数据异常时，可以向第二智能终端发送用电设备故障信息，提醒工作人员进行检修，如出现故障时，实时报警，短信通知，邮件通知，连续异常可电话通知等，用户可自行设置。正常运行时，可随时登录通讯设备查看数据，根据历史数据，可判断分析故障原因，历史运行是否有不合理的情况。

第二控制模块的时钟通常要求较高的准确度，而第一智能终端通常为位于互联网的一个节点的终端，通过互联网校准时间，本发明通过第一智能终端发送校时命令，对第二控制模块校时，保证了第二控制模块时钟运行的准确性。

附图说明

图1为本发明实施方式路灯防窃电系统应用功能框图；

图2为本发明实施方式路灯一次回路接线原理；

图3为本发明实施方式路灯二次回路接线原理图；

图4为本发明实施方式第一控制单元接线图；

图5为本发明实施方式第二控制单元接线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-5所示，一种基于物联网的路灯防窃电系统，包括：第一控制单元以及第二控制单元；

所述第一控制单元包括：电能采集模块以及第一通信模块，所述电能采集模块用于采集用电设备的电能消耗数据，所述第一通信模块用于传输所述电能消耗数据；所述第一通信模块与所述电能采集模块电连接；

所述第二控制单元包括：第二通信模块、第三通信模块以及第二控制模块；所述第二控制模块用于通过所述第二通信模块接收来自所述第一通信模块的所述电能消耗数据；所述第二控制模块还用于通过所述第三通信模块传输所述电能消耗数据；所述第二控制模块还用于根据通过所述第三通信模块接收的外部命令输出；所述第二通信模块以及所述第三通信模块分别与所述第二控制模块电连接，所述第一通信模块与所述第二通信模块信号连接。

进一步地，所述第二控制单元还包括：第二存储器；

所述存储器存储有电能消耗阈值，所述第二控制模块还用于根据所述电能消耗阈值以及所述电能消耗数据输出；所述第二控制模块还用通过所述第三通信模块接收的外部命令修改存储于所述第二存储器的电能消耗阈值；所述第二存储器与所述第二控制模块电连接。

进一步地，所述第一控制单元还包括：第一存储器，所述第一存储器用于存储所述电能消耗数据，所述第一存储器与所述电能采集模块电连接。

进一步地，所述第二存储器还存储有经纬度与日出日落时间对照表以及经纬度信息，所述第二控制模块还用于根据所述经纬度与日出日落时间对照表输出；所述第二控制模块还用于根据通过所述第三通信模块接收的外部命令修改存储于所述第二存储器的所述经纬度信息。

进一步地，还包括：二次控制回路，所述二次控制回路用于控制用电器的启停，所述二次控制回路包括：选择开关以及第一接触器，所述选择开关用于选择远程控制端或本地控制端，所述选择开关第一端与接触器线圈电连接，所述选择开关第二端与所述第二控制模块输出端电连接，所述选择开关第三端与所述本地控制端电连接。

进一步地，所述第二控制单元还用于根据所述电能消耗数据输出用电设备故障信息，所述第二控制单元还用于通过所述第三通信模块传输所述用电设备故障信息。

进一步地，所述第一通信模块以及所述第二通信模块为rs485通信模块，所述第三通信模块为gprs通信模块。

进一步地，所述第二控制模块还通过所述第三通信模块接收外部命令修正所述第二控制模块的内部时钟。

本发明在实施方式上，采用两个单元分别完成电能采集和控制的功能，第一控制单元用于采集路灯的电能消耗数据，电能消耗数据通常包括：电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、用电量数据，通过电能消耗数据可以分析出路灯的状态，如缺相、过压、欠压、过流、过载等状态。第一控制单元的电能采集模块用于采集电能消耗数据，获得的数据通过第一通信模块向外部传输，一种可以实施的方式为第一通信模块为rs485通信模块，获得的电能消耗数据通过rs485传输数据。

第二控制单元用于分析和控制路灯的状态，第二控制模块通过第二通信模块接收来自第一控制单元的电能消耗数据，通常第二控制单元连接有多个第一控制单元，汇总来自多个第一控制单元的电能消耗数据，第二控制模块汇总多个第一控制单元的电能消耗数据通过第三控制模块向外部传输，一种实施方式为传送到第一智能终端，如服务器，服务器对汇总的数据进行记录，第二智能终端如手机访问服务器，进而获取路灯的电能消耗数据。

第二控制模块还用于控制路灯的启停，第二控制模块设有输出端，一般为驱动输出端，可以驱动诸如接触器线圈一类的负载进而控制路灯的启停。

第二智能终端可以向第一智能终端发送控制命令，如路灯关闭的命令，第一智能终端通过第三通信模块向第二控制模块转发路灯关闭命令，第二控制模块接收到路灯关闭命令时，执行关闭输出，路灯关闭。

第二控制单元包括第二存储器，第二存储器存有电能消耗阈值，如过流阈值、过压阈值、有功功率阈值等，第二控制模块收到的电能消耗数据，如电能消耗数据有功功率超过电能消耗阈值时停止输出，路灯关闭。第二智能终端如手机可以通过第一智能终端转发阈值修改命令，第二控制模块通过第三通信模块收到阈值修改命令后，修改存储于第二存储器的电能消耗阈值。

第一控制单元还包括第一存储器，电能采集模块采集的电能消耗数据被存储在第一存储器内部，能实现运行电流、电源电压、用电量的测量计记录，并能远程读取、存储，查询历史数据。能实现某一时间段或某一时刻的数据记录查询，以区分各时间段用户的用电量波动，是否有人偷电，或者有负载异常三相负载是否平衡以及电压波动，过压欠压的保护。

如我们所知，路灯根据日出日落时间表启停，而日出日落时间表除和地球的运行周期有关外还和路灯所处的经纬度有关，第二存储器存储有经纬度与日出日落时间对照表以及经纬度信息，第二智能终端如手机可以通过第一智能终端如服务器，转发经纬度修改命令，修改路灯所处位置的经纬度，第二控制模块根据经纬度信息以及日出日落时间表进行输出，在日落时刻启动路灯，在日出时刻关闭路灯，无需工作人员值守，实现智能化照明。

本发明系统还设有二次控制回路，二次控制回路设有接触器，接触器的常开触点用于控制路灯的启停，接触器线圈受选择开关选择控制，当拨到本地控制端时，路灯点亮，当拨到远程控制端时，路灯的启停受本发明系统的控制。

第三通信模块为远程通信模块，本发明为gprs通信模块，第二控制模块通过与阈值比对发现有用电消耗数据异常时，可以向第二智能终端发送用电设备故障信息，提醒工作人员进行检修，如出现故障时，实时报警，短信通知，邮件通知，连续异常可电话通知等，用户可自行设置。正常运行时，可随时登录通讯设备查看数据，根据历史数据，可判断分析故障原因，历史运行是否有不合理的情况。

第二控制模块的时钟通常要求较高的准确度，而第一智能终端通常为位于互联网的一个节点的终端，通过互联网校准时间，本发明通过第一智能终端发送校时命令，对第二控制模块校时，保证了第二控制模块时钟运行的准确性。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。