CN203167376U - 一种基于无线收发技术的led路灯控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于无线收发技术的LED路灯控制系统，属于路灯控制技术领域。包括带有客户端界面的上位机、转接模块、无线收发模块Ⅰ和Ⅱ、带PWM功能的单片机、热释电红外传感器模块、LED路灯，无线收发模块Ⅰ、Ⅱ通过无线方式连接，上位机通过转接模块与无线收发模块Ⅰ连接，无线收发模块Ⅱ与带PWM功能的单片机连接，热释电红外传感器模块和LED路灯分别与带PWM功能的单片机连接。利用无线电波传送控制信号，实现多路段LED路灯的远程管理和故障检测功能，具有可自动检测、显示路灯状态和环境状态，实现路灯智能化控制和故障报警，系统操作简便、运行成本低、环境适应性强等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于无线收发技术的LED路灯控制系统，特别是基于无线收发技术并由单片机远程控制的LED路灯控制系统。
技术背景
随着城市经济和规模的发展，道路照明质量直接影响交通安全和城市发展，因此如何提高道路照明质量，减小管理和维护的开销已成为城市照明的关键问题。国内大部分城市的路灯系统至今仍在沿用相对单一的光控、时控等传统控制方式，目前主要的路灯控制系统有：1.采用PC机、PL3106电力载波模块和单灯控制器实现的单灯传输系统。2.采用TMS320F2812DSP、GSM模块、风速风向仪和照度测试仪，基于VB平台的风光互补照明系统；3.采用STC7537单片机、GPRS模块、电力线载波模块和MCF52223PLC芯片实现的远程路灯控制系统；4.采用STC12C5A 60S2单片机、红外传感器，利用脉宽调制对电力线的电压进行调制的模拟路灯控制系统。方法1、2、3均采用无线代替有线，无需重新铺设线缆，运行成本低，有很好的应用和推广价值，但是方法1系统通信距离短，此外，电力载波在通信中高频载波信号难以通过变压器，信号衰减很大；方法2系统在阳光和风力都不太充足的地区并不适用，且系统复杂，性价比不高；方法3系统器件较多，软件工作量大，智能化程度也比较低。方法4系统采用传感器等器件，提高了智能化程度，但是此套系统需要铺设专门的电力控制线，十分麻烦且造价昂贵。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于无线收发技术、单片机技术和传感器技术的LED路灯智能监控系统，利用无线电波传送控制信号，实现多路段LED路灯的远程人工管理、自动亮度控制和故障检测，减少投资成本，提高对抗恶劣环境通信的能力。
本实用新型的技术方案是：基于无线收发技术的LED路灯控制系统，包括带有客户端界面的上位机（个人电脑，即PC机）、转接模块、无线收发模块Ⅰ和Ⅱ、带PWM功能的单片机、热释电红外传感器模块、LED路灯。无线收发模块Ⅰ、Ⅱ通过无线方式连接，上位机（PC机）通过转接模块与无线收发模块Ⅰ连接，无线收发模块Ⅱ与带PWM功能的单片机连接，热释电红外传感器模块和LED路灯分别与带PWM功能的单片机连接。
所述转接模块是基于CH341A的USB转串口的转接模块，USB接口的1端经电容接CH341A芯片的9脚和无线收发模块Ⅰ（IC1），USB接口的2、3端分别接CH341A芯片的10、11脚，CH341A芯片的23脚（SDA）和24脚（SCL）均悬空用于对CH341A芯片通过直接组合配置为USB转异步串口工作方式仿真计算机串口。
所述无线收发模块Ⅰ、Ⅱ为自带收发用天线的无线收发模块，LED路灯包括LED灯组和放大电路。
本实用新型的上位机通过转接模块将控制信号进行电平转换，然后将其传送至用户控制端无线收发模块Ⅰ中，无线收发模块Ⅰ对此信号进行调制后，通过无线电波传送至路灯控制端的无线收发模块Ⅱ，同时接受其发送来的反馈信息，上位机将接收的信号解调，并即时地通过客户端界面显示各路段路灯的状态及其周围的环境状态，及时针对状态需要改变控制信息并发送至路灯控制端（带PWM功能的单片机），控制端系统根据指示将对某些需要调整状态路段的LED路灯的通断状态及亮度进行调节，或是使其进入自适应模式自动调节。当LED路灯出现意外状况时，路灯控制端系统(带PWM功能的单片机)会立即发送信号至上位机，并且关闭出现意外情况的LED路灯的电源。
通过单片机内置相应的指令，整个系统具有故障感知能力，可随时随地控制任一路段的路灯亮度，且能读取该路段路灯端的状态，使得路灯管理更智能化。一旦系统出现故障，如有LED路灯发生故障而无法正常工作时，传感器模块会向单片机发出错误提示，单片机也会立即通过无线收发模块向上位机发出错误指令，并且立即断开该路灯段的电源，从而避免了能源的浪费及更大的线路损害，同时上位机的客户端界面也会立即弹出错误提示，提醒程序员联系维修人员，方便了整个系统的管理。传感器检测的LED路灯周围的信息数据及故障信息，上位机发送的亮度调节指令和数据采集指令，均通过无线收发模块相互通信传递。
本实用新型利用无线电波传送控制信号，具有基于传感器的自动亮度控制和故障检测功能，可实现多路段LED路灯的远程人工管理，随时随地控制任一路段路灯亮度，读取路段路灯端的状态，使得路灯管理更智能化，并大大降低了管理开销，可自动检测、显示路灯状态和环境状态，实现路灯智能化控制和故障报警，系统操作简便、运行成本低、环境适应性强，较传统的电力载波控制更加智能化。
附图说明
图1是本实用新型的系统框图；
图2是本实用新型基于CH341A的USB转串口的转接模块原理图；图中，IC1为无线收发模块Ⅰ；
图3是本实用新型带PWM功能的单片机控制LED路灯原理图；图中，IC2为无线收发模块Ⅱ，IC3为热释电红外传感器模块；
图4是本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本基于无线收发技术的LED路灯控制系统包括带有客户端界面的上位机（PC机），基于CH341A的USB转串口的转接模块，无线收发模块Ⅰ、Ⅱ，带PWM功能的单片机，热释电红外传感器模块，LED路灯。上位机（PC机）通过USB转串口的转接模块与无线收发模块Ⅰ连接，将控制信号进行电平转换，无线收发模块Ⅱ与带PWM功能的单片机连接，无线收发模块Ⅰ、Ⅱ通过无线方式连接，热释电红外传感器模块和LED路灯分别与带PWM功能的单片机连接。无线收发模块Ⅰ、Ⅱ为自带收发用天线的无线收发模块，采用Si4432 RF4432SE，LED路灯包括LED灯组和放大电路，单片机采用HT46RU232。
如图2所示，USB转串口的转接模块是基于CH341A的USB转串口的转接模块，包括USB接口和CH341A芯片，USB接口的1经电容接CH341A芯片的9脚和自带收发用天线的无线收发模块Ⅰ（IC1），USB接口的2、3端分别接CH341A芯片的10、11脚，CH341A芯片的23号（SDA）管脚和24号管脚（SCL）均悬空用于对CH341A芯片通过直接组合配置为USB转异步串口工作方式仿真计算机串口。
如图3中所示，带PWM功能的单片机采用HT46RU232，单片机的11、12、13脚与自带收发用天线的无线收发模块Ⅱ（IC2）连接，9脚连接热释电红外传感器IC3，17脚连接LED路灯。
上位机发送亮度调节信号，通过USB转串口的转接模块将调节信号的电平转换，产生TTL电平TXD和RXD信号以供给无线收发模块1，之后再由无线收发模块1将此信号调制，并通过无线电波发送至连接在单片机处的无线收发模块2，无线收发模块2再将信号解调，发送至单片机，单片机对此信号进行解析，通过相应地调节PWM的占空比，来调节LED路灯的亮度，同时单片机控制启动采样电路，采集由热释电红外传感器模块检测的LED路灯的状态信息：路灯端的环境温度，外界亮度，并以无线电波的形式送回至上位机控制端，供用户随时掌握路灯的数据信息以便监控。例如可以设定自动开灯时间，以方便用户管理；可以通过程序设置参数使得传感器及时反馈环境信息，通过每天的日照程度来按照需要调节路灯亮度，降低了成本的同时也有效节约能源。
本实用新型的工作流程如图4所示。首先开启整个系统，然后将单片机初始化，再将无线收发模块初始化，接着单片机检测是否收到上位机的指令，若没有成功接收到，则继续检测，若成功接受到，则首先判断是否为控制指令，如果不是，则重新检测，如果是控制指令，则读取控制信号，此时再判断控制信号的类型，若为调节亮度的控制信号，则根据要求产生特定的PWM方波，再将此方波经过放大器直接作用于特定的指示灯上；若为状态分析检测的控制信号，则发送LED路灯的状态信息给上位机。
上面结合附图对本实用新型的实施方式进行了说明，但本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (3)
1.一种基于无线收发技术的LED路灯控制系统，其特征在于：包括带有客户端界面的上位机、转接模块、无线收发模块Ⅰ和Ⅱ、带PWM功能的单片机、热释电红外传感器模块、LED路灯；无线收发模块Ⅰ、Ⅱ通过无线方式连接，上位机通过转接模块与无线收发模块Ⅰ连接，无线收发模块Ⅱ与带PWM功能的单片机连接，热释电红外传感器模块和LED路灯分别与带PWM功能的单片机连接。
2.根据权利要求1所述的基于无线收发技术的LED路灯控制系统，其特征在于：转接模块是基于CH341A的USB转串口的转接模块，USB接口的1端经电容接CH341A芯片的9脚和无线收发模块Ⅰ，USB接口的2、3端分别接CH341A芯片的10、11脚，CH341A芯片的23脚和24脚悬空以直接组合配置为USB转异步串口工作方式仿真计算机串口。
3.根据权利要求1所述的基于无线收发技术的LED路灯控制系统，其特征在于：无线收发模块Ⅰ、Ⅱ为自带收发用天线的无线收发模块，LED路灯包括LED灯组和放大电路。
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