一种路灯节点单灯控制器的制作方法

本实用新型涉及路灯控制器技术领域，尤其涉及一种路灯节点单灯控制器。

背景技术：

现在的智慧路灯系统只简单地用zigbee模块对路灯作简单的无线控制，如开关灯、调光等操作，没有对路灯的工作电流数据、电压数据等进行采集，没有对整个系统做一个闭环控制，即无法获知路灯的控制状态，无法得知所需要控制的路灯是否已真正受控，工作是否正常，是否有故障等信息。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题中的至少一个，本实用新型提供了一种路灯节点单灯控制器，不仅能够智能调光，还能够及时监控路灯的工作电流、电压数据，具有电流电压报警功能，实现对路灯的闭环控制。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种路灯节点单灯控制器，包括：

电流采样电路，其输入端连接led灯的电源输入端，输出端连接zigbee电路，用于采集led灯中的工作电流信号，并传输给zigbee电路检测出流过led灯的电流有效值；

电压采样电路，其输入端连接led灯的电源输入端，输出端连接zigbee电路，用于采集led灯中的工作电压信号，并传输给zigbee电路检测出接入led灯的电压有效值；

zigbee电路，其输入端分别连接电流采样电路和电压采样电路，输出端连接调光电路，zigbee电路与监控终端连接，用于接收监控终端发来的指令，并向监控终端发送led灯中电流数据和电压数据；

调光电路，其输入端连接zigbee电路，输出端连接led灯的调光控制端，用于调节led灯的亮度；

稳压电路，其输入端连接电压采样电路，输出端分别连接zigbee电路和调光电路，用于给zigbee电路和调光电路提供工作电压。

根据本实用新型的至少一个实施方式，所述路灯供电电源与监控终端连接，监控终端给路灯供电电源发送通电指令后，路灯供电电源为led灯供电。

根据本实用新型的至少一个实施方式，所述电流采样电路包括交流互感器、第一电阻和第一二极管；所述交流互感器的输入端连接led灯的电源输入端，输出端依次经第一电阻、第一二极管接入zigbee电路。

根据本实用新型的至少一个实施方式，所述电流采样电路的输出端分别经第一电容和第二电容接地。

根据本实用新型的至少一个实施方式，所述电压采样电路包括变压器、整流桥、第二电阻和第三电阻；所述变压器的输入端连接led灯的电源输入端，输出端经整流桥连接由第二电阻和第三电阻串联组成的降压电路，该降压电路接入zigbee电路。

根据本实用新型的至少一个实施方式，所述zigbee电路包括cc2530芯片及其外围电路；所述cc2530芯片分别与电流采样电路、电压采样电路、调光电路耦合，并且与监控终端无线连接。

根据本实用新型的至少一个实施方式，所述调光电路包括第四电阻、第五电阻和三极管；所述第四电阻的一端连接zigbee电路，另一端经三极管连接第五电阻，led灯的调光控制端接入三极管与第五电阻之间。

根据本实用新型的至少一个实施方式，所述稳压电路包括第一稳压电路和第二稳压电路；所述第一稳压电路的输入端连接电压采样电路，并转换成10v的pwm信号输出；所述第二稳压电路的输入端连接第一稳压电路，并转换成3.3v的直流电输出。

根据本实用新型的至少一个实施方式，所述第一稳压电路包括第二二极管、第三电容～第六电容、第六电阻、第七电阻和第一三端稳压器；所述第二二极管经第一三端稳压器连接第二稳压电路；第一三端稳压器的输入端分别经第三电容和第四电容接地，第一三端稳压器的输出端分别经第五电容和第六电容接地；第一三端稳压器的输出端依次经第六电阻和第七电阻接地。

根据本实用新型的至少一个实施方式，所述第二稳压电路包括第二三端稳压器、第七电容和第八电容；第二三端稳压器的输入端连接第一稳压电路，输出端分别经第七电容和第八电容接地。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于：

本实用新型揭示的一种路灯节点单灯控制器，包括电流采样电路、电压采样电路、zigbee电路和稳压电路，电流采样电路和电压采样电路分别用于采集led灯中的工作电流信号和电压信号，并传输给zigbee电路进行ad检测；zigbee电路用于接收由监控终端发来的指令，担负zigbee通信功能，并采集led灯中的电流和电压数据，然后产生pwm信号，通过调光电路对led灯进行调光；同时，zigbee电路还能向监控终端发送led灯的电流数据和电压数据，其具有电流、电压超出设定范围报警功能，通过对led灯中电流和电压的分析，对路灯闭环控制，实现对led灯的工作状态进行实时监控。此外，监控终端通过对路灯供电电源进行控制，在不亮灯的时段不通电，没有zigbee网络，节省电能。

附图说明

附图示出了本实用新型的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本实用新型的原理，其中包括了这些附图以提供对本实用新型的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本实用新型一种路灯节点单灯控制器的电路模块框图。

图2是本实用新型一种路灯节点单灯控制器中电流采样电路、电压采样电路和稳压电路的电路原理图。

图3是本实用新型一种路灯节点单灯控制器中zigbee电路和调光电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

如图1至3所示，一种路灯节点单灯控制器，包括：

电流采样电路，其输入端连接led灯的电源输入端，输出端连接zigbee电路，用于采集led灯中的工作电流信号，并传输给zigbee电路检测出流过led灯的电流有效值；

电压采样电路，其输入端连接led灯的电源输入端，输出端连接zigbee电路，用于采集led灯中的工作电压信号，并传输给zigbee电路检测出接入led灯的电压有效值；

zigbee电路，其输入端分别连接电流采样电路和电压采样电路，输出端连接调光电路，zigbee电路与监控终端连接，用于接收监控终端发来的指令，担负zigbee通信功能，并采集led灯中的工作电流和工作电压信号，然后产生pwm信号，通过调光电路对led灯进行调光，同时还向监控终端发送led灯中电流数据和电压数据；

调光电路，其输入端连接zigbee电路，输出端连接led灯的调光控制端，用于调节led灯的亮度；

稳压电路，其输入端连接电压采样电路，输出端分别连接zigbee电路和调光电路，用于给zigbee电路和调光电路提供工作电压。

电流采样电路包括交流互感器ct1、第一电阻r1和第一二极管d1；交流互感器ct1的输入端连接led灯的电源输入端，输出端依次经第一电阻r1、第一二极管d1接入zigbee电路。路灯供电电源经交流互感器ct1接入led灯的电源输入端，交流互感器ct1用于采样流过led灯的电流，从交流互感器ct1输出与流入led灯的电流成正比的电流，然后流经第一电阻r1得出与该电流成正比的交变电压，再经过第一二极管d1整流后，得出该交变电压的有效值，最后输入zigbee电路。

电流采样电路的输出端分别经第一电容c1和第二电容c2接地，电容c1和c2用于将交变的电流信号转换成相对应的直流信号，对应成有效值，以方便测量。

电压采样电路包括变压器t1、整流桥d2、第二电阻r2和第三电阻r3；变压器t1的输入端连接led灯的电源输入端，输出端经整流桥d2连接由第二电阻r2和第三电阻r3串联组成的降压电路，该降压电路接入zigbee电路。变压器t1将接入led灯的交流电源电压转换成频率较低的交流电压，该交流电压与路灯供电电源的交流电源电压成正比，经整流桥d2整流后输出正半周的交流电压信号，再经降压电路降压后输入zigbee电路。

zigbee电路包括cc2530芯片u1及其外围电路；cc2530芯片u1分别与电流采样电路、电压采样电路、调光电路耦合，并且与监控终端无线连接。电流采样电路将处理后的交变电压信号输入cc2530芯片的p0_4引脚给其内部的adc模块(即模数转换器模块)来检测该电压，cc2530芯片以每1ms间隔地对该电压进行ad检测，并不断地将本次值与前次值作比较，得出在每个周期中的最大值，从而测出并转换成流过led灯的电流有效值；电压采样电路将处理后的交流电压信号输入cc2530芯片的p0_5引脚给其内部的adc模块(即模数转换器模块)来检测该电压，cc2530芯片以每1ms间隔地对该电压进行ad检测，并不断地将本次值与前次值作比较，得出在每个周期中的最大值，从而测出并转换成接入led灯的电压有效值。

调光电路包括第四电阻r4、第五电阻r5和三极管q1；第四电阻r4的一端连接zigbee电路，另一端经三极管q1连接第五电阻r5，led灯的调光控制端接入三极管q1与第五电阻r5之间。由cc2530芯片产生反相的pwm信号，再由三极管转换成10v电平后输入led灯调光接口进行调光。

稳压电路包括第一稳压电路和第二稳压电路；第一稳压电路的输入端连接电压采样电路，并转换成10v的pwm信号输出，用于给调光电路提供10v的pwm信号进行调光；第二稳压电路的输入端连接第一稳压电路，并转换成3.3v的直流电输出，用于给zigbee电路提供工作电压。

第一稳压电路包括第二二极管d3、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第六电阻r6、第七电阻r7和第一三端稳压器u2；第二二极管d3经第一三端稳压器u2连接第二稳压电路；第一三端稳压器u2的输入端分别经第三电容c3和第四电容c4接地，第一三端稳压器u2的输出端分别经第五电容c5和第六电容c6接地；第一三端稳压器u2的输出端依次经第六电阻r6和第七电阻r7接地。电容c3～电容c6用于电源滤波，起稳定供电电压的作用。

第二稳压电路包括第二三端稳压器u3、第七电容c7和第八电容c8；第二三端稳压器u3的输入端连接第一稳压电路，输出端分别经第七电容c7和第八电容c8接地。

本实施例中三端稳压器u1采用为ams1117adj型号的三端稳压器，和第一三端稳压器u2采用ams1117-3.3型号的三端稳压器

本实施例一种路灯节点单灯控制器的工作流程：

led灯与路灯供电电源串联；路灯供电电源与监控终端连接，到开灯时间段时，监控终端给路灯供电电源发送通电指令后，路灯供电电源才会提供220v的交流电，为led灯和路灯节点单灯控制器供电，平时不通电，以节省电能。

接口jp1连接路灯供电电源，给路灯节点单灯控制器供电，然后再通过接口jp2接入led灯的电源输入端；接口jp3连接led灯的调光控制端，用以对led灯进行调光。

路灯供电电源为led灯和路灯节点单灯控制器供电，zigbee电路先控制led灯以最高亮度亮灯，然后依据zigbee的协议方式加入监控终端的zigbee网络，监控终端会根据预先存储的节点单灯控制器信息去访问各个节点，当相应节点收到询问信息时，会将自身的入网信息(如16位短地址等)通知监控终端。

当监控终端与路灯节点单灯控制器取得通讯后，将向路灯节点单灯控制器发送当前的led灯的光度信息，光度由0到9分为10级，0为不亮，9为最亮，由zigbee电路内的cc2530芯片内的pwm发生器产生或者定时器模拟地产生pwm信号，该pwm信号与输入到led灯的信号是反相的，最后经调光电路转换成10v电平后，输入led灯的调光控制端，实现对led灯的调光。

当路灯节点单灯控制器完成以上步骤后，zigbee电路内的cc2530芯片内的定时器每1ms控制其内部的adc模块分别对p0_4和p0_5引脚上的电压进行ad检测，以获得当前led灯的工作电流和工作电压，并根据当前led灯的光度的预先设置好的电流值(因应不同功率或种类的led灯，不同的光度，led灯的电流值不一样，通过事先实验测试，已将典型值事先保存在路灯节点单灯控制器中)对led灯的工作电流进行分析，如偏离预设范围时(预先设置一个最大值和一个最小值)，就会向监控终端发送报警；同样，如果检测到的电压低于200v或高于240v时，也会向监控终端发送报警，以免因电压过高或过低影响led灯工作。

同时，当监控终端向zigbee电路发送获取数据请求时，zigbee电路向监控终端发送led灯的电流数据和电压数据，以作路灯系统运行统计之用，同时监控终端会根据zigbee电路发回的数据，判断该路灯节点单灯控制器是否工作于正确的状态。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本实用新型，而并非是对本实用新型的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本实用新型的范围内。