基于无线传感器网络的应急照明灯系统故障检测方法与流程

本发明涉及应急照明灯领域，尤其是一种基于无线传感器网络的应急照明灯系统故障检测方法。

背景技术：

应急照明灯不经常使用，长期处于非正常工作状态，在长期的休眠时间中，触点氧化、灰尘积压、老鼠破坏等原因都有可能导致其中的电气元件损坏，当需要使用时很难保证各个应急照明灯有效工作。且应急照明灯的日常检修工作较繁重，维修人员无法及时获知故障灯所在位置及其故障类型。

技术实现要素：

发明目的：为解决上述技术问题，本发明提供一种基于无线传感器网络的应急照明灯系统故障检测方法，该方法可检测各照明支路中是否发生故障，并将故障位置上报控制中心。

技术方案：本发明提供的技术方案为：

基于无线传感器网络的应急照明灯系统故障检测方法，所述应急照明灯系统包括电源母线、地线、和若干照明支路；照明支路并联在电源母线和地线之间，包括串联的变压器、LED单元和断路器；

该方法包括步骤：

(1)在每条照明支路上设置检测单元，所述检测单元包括传感器模块、蓄电池和ZigBee模块，蓄电池为传感器模块和ZigBee模块供电；

(2)通过各检测单元中的ZigBee模块构建ZigBee无线网，包括步骤：

a.选取一个ZigBee模块作为中心节点，除中心节点以外的ZigBee模块同时作为终端节点和路由节点；

b.作为中心节点的ZigBee模块与载有控制程序的PLC芯片交互，PLC芯片通过作为中心节点的ZigBee模块为ZigBee无线网中的每个节点分配表示该节点所在照明支路位置的地址；

(3)照明电路上电后，通过传感器模块采集相应照明支路的电流、照明灯两端的电压和应急灯的温度数据，并将采集到的数据发送给相应照明支路中的ZigBee模块，该ZigBee模块与中心节点交互，将采集到的数据及该ZigBee模块的地址发送给中心节点，通过中心节点上传PLC芯片；

(4)PLC芯片根据中心节点上传的数据判断各照明支路是否发生故障，若发生故障，则向故障照明支路中的断路器发送一个使能脉冲，使断路器切断该照明支路；同时，将故障照明支路的地址、电流、电压、温度数据转发至控制中心。

进一步的，所述步骤(4)中PLC芯片根据中心节点上传的数据判断各照明支路是否发生故障的方法为：PLC芯片内预先设置有照明支路正常工作状态下的电流、电压和温度阈值和精度范围区间；PLC芯片将中心节点上传的电流、电压和温度数据与电流、电压和温度阈值求差，若求得的电流差、电压差和温度差均位落在精度范围区间内，则判定该组数据对应的照明支路发生故障。

进一步的，所述传感器模块包括电流传感器、电压传感器和温度传感器。

进一步的，所述PLC芯片为型号DVP40ES200R的芯片。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：

该方法可检测各照明支路中是否发生故障，并将故障位置上报控制中心，便于故障排查和照明设备更换；

各检测单元采用蓄电池独立供电，不受母线影响。

附图说明

图1为本发明实施例的电路结构图；

图2为本发明实施例中的ZigBee无线网拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为本发明实施例的电路结构图，包括：电源母线、地线、和若干照明支路；照明支路并联在电源母线和地线之间，包括串联的变压器、LED单元和断路器；每条照明支路上设置有检测单元，所述检测单元包括传感器模块、蓄电池和ZigBee模块，蓄电池为传感器模块和ZigBee模块供电。

各检测单元中的ZigBee模块构成ZigBee无线网，在本实施例中，ZigBee模块S1作为中心节点，ZigBee模块S2～S10同时作为终端节点和路由节点；ZigBee无线网的网络拓扑图如图2所示。

作为中心节点的ZigBee模块S1与载有控制程序的PLC芯片交互，PLC芯片通过S1为ZigBee无线网中的每个节点分配表示该节点所在照明支路位置的地址。

该检测方法的流程为：

(1)照明电路上电后，通过传感器模块采集相应照明支路的电流、照明灯两端的电压和应急灯的温度数据，并将采集到的数据发送给相应照明支路中的ZigBee模块，该ZigBee模块与中心节点交互，将采集到的数据及该ZigBee模块的地址发送给中心节点，通过中心节点上传PLC芯片；

(2)PLC芯片根据中心节点上传的数据判断各照明支路是否发生故障，判断的方法为：PLC芯片根据中心节点上传的数据判断各照明支路是否发生故障的方法为：PLC芯片内预先设置有照明支路正常工作状态下的电流、电压和温度阈值和精度范围区间；PLC芯片将中心节点上传的电流、电压和温度数据与电流、电压和温度阈值求差，若求得的电流差、电压差和温度差均位落在精度范围区间内，则判定该组数据对应的照明支路发生故障。

(3)若发生故障，PLC芯片向故障照明支路中的断路器发送一个使能脉冲，使断路器切断该照明支路；同时，将故障照明支路的地址、电流、电压、温度数据转发至控制中心。

在本实施例中PLC芯片为型号DVP40ES200R的芯片，传感器模块包括电流传感器、电压传感器和温度传感器，LED单元为并联的若干LED灯管。

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，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。