一种风光互补供电路灯的智能监控管理系统及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种路灯监控管理系统技术领域，具体涉及一种风光互补供电路灯的智能监控管理系统及其装置。
【背景技术】
[0002]当煤炭、电力、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，世界上越来越多的国家开始开发并利用太阳能、风能等资源，寻求经济发展的新动力。我国幅员辽阔，蕴藏着丰富的太阳能资源，但太阳能资源开发与研宄起步较晚，尚且落后于许多发达国家。我国太阳能光伏发电应用始于70年代，真正快速发展是在80年代。
[0003]随着人们生活水平的提高和我国城市化进程的推进，我国城镇中的公共能耗在整个社会能耗中所占比例迅速上升。目前，风光互补路灯系统的建设日益增多，这对于缓解能源紧张的态势起到了积极的作用。但是目前在太阳能/风光互补路灯系统的应用方面存在的问题是:应用系统缺乏自动化的监控、管理手段，系统的维护管理水平低，设备损坏、丢失现象严重，大大影响了系统的应用效果。
[0004]故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
【发明内容】
[0005]发明目的:针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种用于风光互补供电的路灯系统的智能监控与管理系统。
[0006]技术方案:本发明公开了一种风光互补供电路灯的智能监控管理系统，用以监控管理至少两组路灯，包括
监控中心；以及
若干监控子网，用于将路灯的实时运行工况信息传送至监控中心；监控中心与监控子网之间通过GPRS网络进行数据传输；
每个监控子网包括:
监控主节点，用于监控子网的现场管理及与监控中心通信；以及若干监控从节点，用于对路灯运行状况进行监测并将现场测得的数据传递给监控主节占.V，
监控主节点与监控从节点之间通过无线传感网络进行数据传输。
[0007]本发明通过计算机技术和无线通信技术，将多个风光互补路灯系统集成到监控中心进行统一管理，实时将现场路灯系统运行工况数据上传至监控中心，通过监控中心对多个风光互补路灯系统进行远程管理。
[0008]作为本发明的进一步优化，本发明所述的监控中心包括上位机和监控中心通信模块，上位机包括用于对所述监控主节点和监控从节点进行监测和控制的GUI管理界面，GUI管理界面采用C#语言开发，上位机通过监控中心通信模块与监控主节点进行数据通信。
[0009]作为本发明的进一步优化，本发明所述的监控主节点包括主站通信模块和用于负责路灯现场参数设定、控制模式设定及对监控从节点进行管理的主站控制终端模块；主站通信模块包括GPRS模块，主站控制终端模块的数据通过总线与GPRS模块进行串行通信，该GPRS模块将上述数据通过GPRS网络与监控中心进行传输；
监控从节点包括控制/通信模块和用于完成路灯运行的数据采集工作的数据采集模块；数据采集模块的数据通过控制/通信模块与主节点的主站控制终端模块进行传输；从节点的控制/通信模块通过无线传感网络与主站控制终端模块进行数据传输。
[0010]通过采用照度、温度、电压、电流等传感器及变送器，对风光互补路灯的环境照度、温度、蓄电池蓄电量、工作电压及电流等参数及路灯运行工况进行实时采集，并通过主节点的GPRS模块将现场路灯运行参数传至监控中心的上位机，实现上位机对现场路灯及系统运行的智能化管理与优化控制。
[0011]作为本发明的进一步优化，本发明所述的无线传感网络由监控主节点和监控从节点根据IEEE 802.15.4/ZigBee协议组成，每一个路灯系统可视为系统中的一个子网络，每个子网络根据上述协议组成自组织无线传感网络，形成一个风光互补路灯监控管理网络，各个节点之间采用无线通信方式组网，不但能够大大节省布线成本，简化系统结构，同时能够增强数据通信的稳定性。
[0012]本发明还公开了一种风光互补供电路灯的智能监控管理装置，包括监控中心和由若干路灯构成的监控子网，监控中心包括上位机和监控中心通信模块，上位机通过总线与监控中心通信模块相连；
监控子网包括主节点和若干从节点；主节点包括芯片核心板、协调器底板和GPRS模块，芯片核心板包括支持无线射频的主节点单片机，协调器底板包括电源电路、若干单片机数据接口、单片机debug接口和单片机I/O插座；GPRS模块与主节点单片机通过总线进行通信，且该GPRS模块通过GPRS网络与监控中心通信模块进行数据传输；
从节点包括终端节点底板，终端节点底板包括支持无线射频的从节点单片机和若干传感器，从节点单片机内部包括一组Α/D转换输入端口，传感器与该Α/D转换输入端口相连；从节点单片机和主节点单片机之间通过无线传感网络进行数据通信。
[0013]本发明的芯片核心板和协调器底板共用同一电路板，单片机可直接插在协调器底板上进行调试，通过协调器底板上的电源电路对单片机直接供电，同时通过若干数据接口将单片机的数据进行传输，协调器底板上的debug接口可以在IAR开发环境下在线调试单片机，提供的I/O插座能够引出单片机的所有I/O 口，方便配合其他电路板。
[0014]由于风光互补路灯系统的设备布局比较分散，故在需要监测的每个路灯处安装从节点，并配置合适的传感器，通过传感器将风光互补路灯的各种现场参数和运行工况进行实时采集，如环境照度、路灯开启的数量、每个路灯中蓄电池的电量、风力发电机及太阳能电池板至蓄电池线路上的电流等，传感器将数据上传至从节点单片机，从节点单片机将上述数据通过无线传感网络上传至主节点单片机，主节点单片机通过GPRS模块利用GPRS网络将数据传送至监控中心的上位机，本发明的主节点单片机可采用定时的方式向监控中心发送路灯运行信息。
[0015]作为本发明的进一步优化，本发明所述的总线均为RS-232总线。
[0016]作为本发明的进一步优化，本发明所述的GPRS模块包括GTM900C无线模块，GTM900C无线模块包括自弹式SM卡、若干天线和RS-232数据接口，且该GTM900C无线模块通过RS-232总线与主节点单片机进行串行通信，由于无线传感网络传输距离较近，故采用无线远距离传输的GPRS模块实现监控子网和监控中心上位机之间的数据传输，GPRS模块能够实现通信数据的透明传输，采用若干天线，适应不同应用场合的需求的同时具有良好的防破坏能力，采用自弹式SIM卡，使用方便，设备配置灵活，提供RS232数据接口，通信速率可配置，具有高性能抗干扰设计，适合电磁恶劣环境的应用。
[0017]作为本发明的进一步优化，本发明所述的主节点单片机和从节点单片机均采用CC2530单片机，从节点单片机和主节点单片机之间根据IEEE802.15.4/ZigBee协议进行无线传感通信或通过路由器进行无线通信。芯片核心板集成了 CC2530单片机正常工作时所有的外部电路包括SMA接口，以连接2.4G天线。
[0018]作为本发明的进一步优化，本发明所述的主节点还包括触摸屏，且所述协调器底板上设有触摸屏插口，触摸屏主要用于在现场对子网以及子网中的路灯进行管理，如子网中的工作参数设定、子网中路灯运行状况监测、子系统组网测试等，通过在协调底板上设有触摸屏插口，维护检修或技术人员可随身携带触摸屏，即插即用，减少系统费用，维护较为方便灵活。
[0019]作为本发明的进一步优化，本发明所述的上位机包括⑶I管理界面，通过⑶I管理界面对风光互补路灯系统的主节点和各个从节点进行监测和控制。
[0020]有益效果: