一種基于傳感網(wǎng)的智能路燈節(jié)能控制裝置，屬于市政設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，其特征是：整個(gè)路燈節(jié)能控制系統(tǒng)由路燈管理中心平臺(tái)、智能路燈區(qū)域控制器組成。路燈管理中心平臺(tái)負(fù)責(zé)所有信息的匯總、統(tǒng)計(jì)、分析和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域控制器節(jié)點(diǎn)的控制；智能路燈區(qū)域控制器負(fù)責(zé)所轄路段路燈亮度的節(jié)能控制、解析執(zhí)行管理中心指令和采集、上報(bào)運(yùn)行數(shù)據(jù)。有益效果是：節(jié)能效率達(dá)到20%-40%，按用電量計(jì)算，大約1.5年可收回成本，每年將給國(guó)家節(jié)約幾百億度電能。該項(xiàng)目的開發(fā)利用將帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，每年將給國(guó)家?guī)?lái)上百億元的經(jīng)濟(jì)效益。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于市政設(shè)施
技術(shù)介紹
路燈是我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家建設(shè)中必需的用電設(shè)備，它在我國(guó)的整體用電量中所占比例巨大，如果通過(guò)節(jié)能裝置對(duì)其進(jìn)行有效控制，就能夠降低電力損耗，達(dá)到節(jié)約能源，降低生產(chǎn)安裝成本，有助于國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。目前我國(guó)大部分城市路燈都采用“全夜燈”的方式進(jìn)行照明。這不僅造成能源浪費(fèi)，還極大地影響用電設(shè)備和燈具的使用壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年全國(guó)用電總量為36430億kW/h。而城市公共照明(主要是道路照明)大約占總用電量的10%左右，達(dá)3643億kW/h。由于目前道路照明控制過(guò)于簡(jiǎn)單，存在路燈運(yùn)行狀態(tài)、信息難以反饋和難以進(jìn)行合理控制等問(wèn)題，造成了區(qū)域不平衡供電和過(guò)度供電的現(xiàn)象(電壓過(guò)高或“全夜燈”現(xiàn)象)，每年將造成幾百億度的電能浪費(fèi)，還極大地影響用電設(shè)備和燈具的使用壽命，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，所以城市道路照明的節(jié)電潛力很大。經(jīng)過(guò)近年來(lái)對(duì)國(guó)內(nèi)外路燈監(jiān)控系統(tǒng)的分析和研究，發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)的路燈監(jiān)控系統(tǒng)在功能、技術(shù)性能和工作可靠性等方面雖然已經(jīng)達(dá)到了一定的水平。但是還存在一些不足，其缺點(diǎn)主要有(1)路燈照明系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化管理水平比較落后。(2)路燈節(jié)能控制技術(shù)有待改進(jìn)，主要因?yàn)楝F(xiàn)有節(jié)能技術(shù)主要采用自耦變壓器及磁飽和電抗器的降壓技術(shù)。其不足是由于反應(yīng)速度較慢，用電高峰時(shí)電壓降到非穩(wěn)定區(qū)，容易造成燈光閃滅，不能自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)如果電壓突然升高，則不能避免燈具受到市電的瞬時(shí)高壓沖擊，對(duì)燈具的保護(hù)能力較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種基于傳感網(wǎng)的智能路燈節(jié)能控制裝置，它利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，對(duì)區(qū)域內(nèi)的路燈進(jìn)行自動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、照明控制及管理。通過(guò)整合晶閘管斬波技術(shù)和自耦降壓技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)路燈的端電壓，從而改變路燈在不同時(shí)間、不同交通流量下的耗電量，改善功率因數(shù)，達(dá)到節(jié)約電能的目的。本技術(shù)的技術(shù)方案是整個(gè)路燈節(jié)能控制系統(tǒng)由路燈管理中心平臺(tái)、智能路燈區(qū)域控制器組成。路燈管理中心平臺(tái)負(fù)責(zé)所有信息的匯總、統(tǒng)計(jì)、分析和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域控制器節(jié)點(diǎn)的控制；智能路燈區(qū)域控制器負(fù)責(zé)所轄路段路燈亮度的節(jié)能控制、解析執(zhí)行管理中心指令和采集、上報(bào)運(yùn)行數(shù)據(jù)。路燈和智能路燈區(qū)域控制器之間采用電力線進(jìn)行連接，智能路燈區(qū)域控制器和路由節(jié)點(diǎn)之間采用無(wú)線方式進(jìn)行連接，路由節(jié)點(diǎn)和路燈管理中心平臺(tái)采用GSM/GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在智能路燈節(jié)能區(qū)域控制器中，光電傳感器和聲音傳感器的輸出連接智能控制器，智能控制器的信號(hào)經(jīng)DAC轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，其輸出連接功率變換單元的觸發(fā)脈沖電路，觸發(fā)脈沖電路的輸出連接晶閘管壓控整流電路的輸入端，晶閘管壓控整流電路的輸出端連接可變換電抗器的輸入端，可變電抗器用電力線供電。在智能控制器中，光電傳感器和聲音傳感器將采集到的信號(hào)送入智能控制器的輸入端，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路將待測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等操作，送入A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入CC2530模塊，其輸出經(jīng)D/A轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)送入功率變換單元。本技術(shù)的有益效果是節(jié)能效率達(dá)到20%-40%，按用電量計(jì)算，大約1. 5年可收回成本，每年將給國(guó)家節(jié)約幾百億度電能。該項(xiàng)目的開發(fā)利用將帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，每年將給國(guó)家?guī)?lái)上百億元的經(jīng)濟(jì)效益。附圖說(shuō)明圖1是本技術(shù)分簇的分布式無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路燈節(jié)能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本技術(shù)智能路燈節(jié)能區(qū)域控制器控制原理圖；圖3是本技術(shù)智能控制器結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)做進(jìn)一步描述(I)基于分簇的分布式無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路燈節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)路燈節(jié)能控制系統(tǒng)由路燈管理中心平臺(tái)、智能路燈區(qū)域控制器組成。路燈管理中心平臺(tái)負(fù)責(zé)所有信息的匯總、統(tǒng)計(jì)、分析和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域控制器節(jié)點(diǎn)的控制；智能路燈區(qū)域控制器負(fù)責(zé)所轄路段路燈亮度的節(jié)能控制、解析執(zhí)行管理中心指令和采集、上報(bào)運(yùn)行數(shù)據(jù)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)如圖1所示。(2)智能路燈節(jié)能區(qū)域控制器設(shè)計(jì)該節(jié)能方法是光信號(hào)通過(guò)光電傳感器輸入智能控制器，實(shí)現(xiàn)所轄路段路燈的開啟和關(guān)閉。道路上的人車流量通過(guò)聲音傳感器輸入智能控制器，通過(guò)模糊控制算法進(jìn)行實(shí)時(shí)處理后，根據(jù)時(shí)間和車流量對(duì)功率單元進(jìn)行控制，進(jìn)而操控可變電抗變換器來(lái)改變照明電路的輸出電壓，達(dá)到平衡供電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制的目的。控制原理如圖2所示。功率變換單元的設(shè)計(jì)思想是利用可變電抗器隔離高壓和低壓，將電抗器的一次繞組(高壓)與路燈相串聯(lián)，在電抗器中增加二次繞組(低壓)，將二次繞組與晶閘管和具有模糊控制算法的控制系統(tǒng)相聯(lián)，通過(guò)改變其低壓繞組上的電壓來(lái)控制高壓繞組上電壓的變化，從而達(dá)到改變路燈端電壓的效果，以實(shí)現(xiàn)路燈的軟起動(dòng)和調(diào)壓節(jié)能。(3)智能控制器的設(shè)計(jì)光電傳感器和聲音傳感器將采集到的信號(hào)送入智能控制器的輸入端，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路將待測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等操作，送入A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入CC2530模塊，其輸出經(jīng)D/A轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)送入功率變換單元。設(shè)計(jì)原理如圖3所示。主要技術(shù)指標(biāo)無(wú)線傳感器①節(jié)點(diǎn)的射頻工作于2. 4-2. 5GHz ISM頻段，最大傳輸距離為300m。②光電傳感器檢測(cè)距離0-50m，響應(yīng)時(shí)間<250us③聲音傳感器頻率相應(yīng)范圍35-1000Ηζ，靈敏度_50dB智能路燈控制器①輸入電壓范圍三相380VAC (線電壓)±15 ；②電壓調(diào)整速率彡5V/分鐘；③輸出電壓調(diào)節(jié)范圍190-220伏；④諧波畸變0%;⑤承載能力能承受瞬時(shí)1. 5倍-2倍的超載；⑥效率蘭99%ο本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于傳感網(wǎng)的智能路燈節(jié)能控制裝置，其特征是：a、路燈和智能路燈區(qū)域控制器之間采用電力線進(jìn)行連接，智能路燈區(qū)域控制器和路由節(jié)點(diǎn)之間采用無(wú)線方式進(jìn)行連接，路由節(jié)點(diǎn)和路燈管理中心平臺(tái)采用GSM/GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；b、在智能路燈節(jié)能區(qū)域控制器中，光電傳感器和聲音傳感器的輸出連接智能控制器，智能控制器經(jīng)DAC轉(zhuǎn)換，其輸出連接功率變換單元的觸發(fā)脈沖電路，觸發(fā)脈沖電路的輸出連接晶閘管壓控整流電路的輸入端，晶閘管壓控整流電路的輸出端連接可變換電抗器的輸入端，可變電抗器用電力線供電；c、在智能控制器中，光電傳感器和聲音傳感器連接智能控制器的輸入端，智能控制器的輸出端經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路與A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與CC2530模塊連接，其輸出端經(jīng)D/A與功率變換單元連接。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于傳感網(wǎng)的智能路燈節(jié)能控制裝置，其特征是 a、路燈和智能路燈區(qū)域控制器之間采用電力線進(jìn)行連接，智能路燈區(qū)域控制器和路由節(jié)點(diǎn)之間采用無(wú)線方式進(jìn)行連接，路由節(jié)點(diǎn)和路燈管理中心平臺(tái)采用GSM/GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； b、在智能路燈節(jié)能區(qū)域控制器中，光電傳感器和聲音傳感器的輸出連接智能控制器，智能控制器經(jīng)DAC轉(zhuǎn)換，其輸出連接功率變換單元的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李曉光，肖萍萍，張勇，王超，邢翀，張淑艷，李偉光，孫敏，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：長(zhǎng)春大學(xué)光華學(xué)院，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：
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