路灯远程单灯控制系统设计说明
路灯照明智能控制管理系统(单灯控制)
城市路灯照明智能控制管理系统建设方案山东贝宁电子科技开发有限公司2017年10月目录第1章建设背景 (2)1。
1 城市照明存在的问题 (2)1。
2 发展智慧照明的必要性 (3)第2章建设意义和建设目标 (4)2。
1 建设意义 (4)2。
2 建设目标 (5)第3章建设内容 (5)第4章平台建设方案 (6)4.1 照明智能控制管理系统 (6)4。
2 路灯集中控制器 (9)4。
2。
1 遥控功能 (10)4.2.2 遥测功能 (11)4。
2.3 遥信功能 (11)4。
2。
4 遥调功能 (11)4。
2。
5 查询统计分析功能 (11)4.2。
6 卫星自动校时功能(GPS) (11)4.2。
7 报警管理功能 (12)4。
2。
8 系统安全管理 (12)4。
3 单灯节能管理系统 (12)4.3.1 节能规划方案 (13)4。
3.2 单灯控制节能 (14)4。
3.3 单灯管理节能 (14)4。
4 多路电流检测系统 (17)4.5 路灯线缆监测报警系统 (17)4.5。
1 自动报警 (18)4.5.2 抗干扰 (19)4。
6 软件平台 (19)4。
6。
1 城市照明智能控制管理系统软件（pc端） (19)4。
6.2 城市照明智能控制管理系统软件（手机端) (20)4.7 节能分析及社会效益 (21)第1章建设背景1.1 城市照明存在的问题随着照明设施数量越来越多,如何有效地管理好城市照明设施是城市管理部门目前的最大课题.此外，大量的维护工作和维护成本及不宜及时发现的安全隐患，也给城市管理带来巨大的困难。
在当前形势下,采用以往的过于粗放、被动、无监督和评价机制的传统管理模式已不能满足现代化城市照明管理的需要，创建一种全新的管理模式来推动城市的照明管理和亮化管理已成为迫在眉睫的首要工作。
一、监控管理方式落后且维护成本高目前城市照明管理还是采用比较传统的时钟控制方式，特别是重大节日或阴雨天不能根据需要进行亮灯情况调整,不能对单灯进行控制，不能根据实际情况（例如：天气突变、重大事件、重要节日灯）及时校时和修改开关灯事件，无法实现按需照明；路灯运行情况无法实时、准确监控，出现灯具故障或路灯控制器损坏造成白天亮灯情况，无法及时反馈到监控中心；另外，缺乏路灯故障处理情况跟踪、分析机制，影响照明生产管理考核，从而影响到领导的管理决策判断；路灯的数量非常多，并且分布非常广,而现有的照明设施故障发现机制主要采用人工巡查模式,工作量巨大，需要投入大量的人力物力，并且还可能留有盲区。
LED路灯控制系统的设计与实现
LED路灯控制系统的设计与实现随着社会的不断进步，照明科技也得到了很大的发展，LED路灯由于其能耗低、亮度高、寿命长等优点逐渐被广泛应用于城市道路的照明中。
在LED路灯的应用场景中，控制系统的设计变得至关重要，因为它不仅可以提高LED路灯的使用效率，还可以减少能源的浪费，降低了使用成本，并延长灯具服务寿命。
本文将主要探讨LED路灯控制系统的设计与实现。
一、LED路灯控制系统的设计要求1、远程控制路灯的分布较广，且可能出现在难以触及的地方，需要一种具有远程控制功能的控制系统，以方便使用和维护。
2、夜灯控制LED路灯必须在夜间自动开启，并在早上自动关闭。
同时，在特定的时刻，比如拥有上百万人口的城市里，也需要在晚上增加路灯亮度。
3、环境感应随着环境的改变，LED路灯的亮度需要自动调整，如清晨需要逐渐变亮，在光线较暗的天气下需要提高亮度，对于环境变化需要进行自动感应。
4、回路故障检测路灯控制系统需要将路灯状态反馈给操作者，一旦路灯出现故障，操作者可以在最短时间内将它修复。
二、LED路灯控制系统的实现1、主控芯片选择主控芯片选用单片机控制，它可以在一定范围内自动控制路灯的开关，具有省电，有保护等功能。
同时，还可以与各种传感器进行连接，实现环境感知功能，实现自动控制。
2、高亮度LED灯珠在LED路灯控制系统中，灯珠的选择非常重要。
我们需要选择高亮度的LED灯珠，以较低的能量消耗实现高光照度，并配备多种电气保护装置，确保LED路灯能够持久使用。
3、建设通信网络远程控制是LED路灯控制系统中的重要环节。
我们需要建立合理的通信网络，选择稳定、安全的通信渠道，并使用合适的协议，以确保远程控制的可行性和稳定性。
4、电池和太阳能板如何保证LED路灯的使用时间是日常管理者关注的问题，需要安装特定的电池和太阳能板实现照明能源的供应并且可以在断电之后不中断供电运行。
三、LED路灯控制系统的运行机制1、路灯开关控制LED路灯系统通过终端设备（手机或计算机）实现远程控制，可以随时进行手动切换操作，也可以设置特定的时间自动开启和关闭。
智能路灯控制系统 单灯产品说明
单灯控制器一、产品介绍单灯控制器与 LED 驱动器直接相连，通过电力线PLC接收和处理集中器发送的控制命令，并可以将控制结果或当前状态反馈给集中器，实现对路灯的监测、控制。
每一个灯控制器都有一个固定的物理地址（UID）和系统分配的逻辑地址，可以与地理信息系统（GIS）相匹配。
二、功能特点1、主要功能有：定时开关、亮度调节、电流电压测量、功率因数计算和故障报警等。
2、采用专用的电力计量技术，可测量电压、电流、功率、电量等电参数及用电数量（精度达1％）3、可控制输出5A220V交流电压为给各种路灯提供电源。
开关次数达50000次。
4、输入端能长时间承受400V交流电压，避免因接线错误损坏单灯控制器。
5、可输出0～10V或PWM电压对LED路灯以及有该调光接口的灯具进行调光。
6、PLC采用先进的 OFDM 和直序扩频调制方式，自动根据电力线环境选择最佳通讯信道（共 12个），轻松避开 LED 驱动电源在不同负载下的干扰。
三、技术参数序号项目说明1 供电电源单相供电2 供电电压220V±30%3 频率50Hz±10%4 功耗静态功耗≤1W 动态功耗≤1.5W5 上行通道PLC（OFDM）6 控制接口0~10V PWM7 最大负载5A8 继电器工作寿命5万次9 工作温度-40~85℃10 工作湿度10% ~ 100%11 EMC（电磁兼容）静电放电8kV高频电磁场10V/m电快速瞬变脉冲群4kV 浪涌4kV工频耐压4kV四、外型及安装尺寸单灯外型图单灯安装尺寸图五、安装说明物理接线示意图单灯接线图将市电220V连接灯控制器的AC的输入接口，将灯控制器的AC输出线连接驱动器的AC输入接口（AC 电源连接时L、N线的对应）；将灯控制器的0-10V输出线接驱动器的0-10V DIM（调光）接口（DIM调光口连接时DIM+、DIM-线的连接）；将驱动器的电源输出线连接LED灯的电源输入（驱动器电源输出口与LED 路灯正负极的对应）。
LED智能路灯控制系统设计
LED智能路灯控制系统设计LED智能路灯控制系统是一种基于现代通信技术、智能控制技术、计算机技术、传感器技术等多种技术的综合应用系统。
它可以实现对路灯的远程控制、自动化控制和节能控制，提高了路灯的运行效率，并且减轻了管理人员的工作压力。
本文将探讨一下LED智能路灯控制系统的设计。
一、系统架构LED智能路灯控制系统由三部分组成：路灯控制中心、路灯控制装置和路灯节点。
它们之间通过无线通信方式（或者有线通信方式）实现信息传输和控制命令传递。
其中，路灯控制中心是整个系统的核心部分，它是对路灯进行全局控制的地方。
二、系统功能（一）远程控制功能路灯控制中心可以实现对路灯的远程控制，管理人员可以随时通过网络操控中心控制路灯的开关、亮度、颜色等。
这种功能强化了路灯的可操作性，方便了管理人员的工作。
同时，路灯控制中心还可以根据路灯的实际情况，及时调整路灯的亮度和颜色，确保路灯的实用性和美观性。
路灯控制系统可以根据天气变化、节假日等情况，自动调节路灯的亮度和颜色。
例如，在晴天时，路灯可以降低亮度，节省能源；在节假日时，路灯可以变化颜色，增加节日氛围。
这些自动化控制的功能可以降低管理人员的工作量，提高了路灯的使用效率和质量。
路灯控制系统可以定时启动和关闭路灯，减少路灯运行时间，进而减少路灯能耗。
当路灯节点接收到中央控制的关灯指令时，智能节点掌握灭灯时间，路灯自动切断电源，灯头停止供电。
这种节能控制的功能可以降低管理成本，提高路灯的节能效率，并且降低对环境的影响。
三、系统优势（一）运行稳定LED智能路灯控制系统采用模块化设计以及B/S架构模式，系统稳定性高，具有很强的扩展性，可以在不中断其他路灯的工作情况下，对部分或全部的路灯进行控制，确保系统不会出现故障或意外中断的情况。
（二）易于操作LED智能路灯控制系统是一种高智能化的系统，它可以自动化完成大部分的控制操作，而且操作简单方便，易于管理操作人员上手学习，减少了工作量和工作强度。
LED路灯远程控制的设计方案
学号毕业论文（设计）课题LED路灯远程控制的设计方案学生姓名院别电气工程学院专业班级指导教师毕业论文目录插图清单.................................................................. I V 表格清单. (IV)摘要 (V)Abstract (VI)第一章绪论............................................................. - 1 -1.1 我国智能控制LED路灯发展背景.................................... - 1 -1.2 国内外LED路灯控制应用发展现状.................................. - 1 -1.3 LED路灯照明系统远程控制的研究意义............................... - 2 -1.4 本课题主要工作.................................................. - 2 - 第二章主要技术原理介绍................................................. - 3 -2.1 GPRS通信技术.................................................... - 3 -2.2 ZigBee通信技术.................................................. - 3 -2.3 PWM调制技术..................................................... - 4 - 第三章路灯远程控制系统方案设计......................................... - 5 -3.1 系统总体结构.................................................... - 5 -3.2 单灯控制器结构框图.............................................. - 7 -3.3 分站控制柜设计.................................................. - 7 -3.4 远程控制中心设计................................................ - 7 -3.5 控制中心和分控站之间的连接...................................... - 8 -3.6 分控站和单灯控制器之间的连接.................................... - 8 -3.7 路灯节点终端设计考虑因素........................................ - 9 - 第四章单灯控制器设计.................................................. - 11 -4.1 单灯控制器硬件结构............................................. - 11 -4.2 基于STC12C5410AD的微处理器模块设计......................... - 11 -4.2.1单片机选型................................................ - 11 -4.2.2 STC12C5410AD系列单片机最小应用系统....................... - 12 -4.2.3 微处理器模块硬件电路...................................... - 13 -4.3 STC12C5410AD中PCA/PWM模块的结构............................... - 13 -4.4 STC12C5410AD中的A/D转换模块................................... - 13 -4.5 通信模块设计................................................... - 14 -4.5.1 CC2430芯片介绍........................................... - 14 -4.5.2 CC2430应用电路........................................... - 15 -4.5.3 通信模块硬件电路结构...................................... - 16 -4.6 传感器模块设计................................................. - 18 -4.6.1 温度传感器模块设计........................................ - 18 -LED路灯远程控制的设计方案4.6.2 可见光照度传感器On9658 ................................... - 19 -4.7 稳压源模块..................................................... - 19 -4.8 单灯控制器参数................................................. - 20 -4.9 单灯控制器电路设计............................................. - 20 - 第五章单灯控制器软件设计.............................................. - 22 - 结论................................................................... - 24 - 参考文献............................................................... - 26 - 致谢............................................................... - 25 -毕业论文插图清单图3.1 路灯远程控制系统构架 (6)图3.2 系统网络结构 (7)图3.3 单灯控制器结构框图 (8)图3.4 分控柜模块框图 (8)图3.5 远程控制中心结构框图 (9)图3.6 分控站GPRS模块与远程控制中心的连接 (9)图3.7 分控站与单灯控制器的连接 (10)图4.1 单灯控制器硬件结构 (12)图4.2 STC12C5410AD单片机最小应用系统 (13)图4.3 微处理器模块硬件电路图 (14)图4.4 STC12C5410AD 四路PCA/PWM模块结构图 (14)图4.5 STC12C5410AD系列单片机的内部结构框图 (15)图4.6 CC2430引脚顶视图 (16)图4.7 CC2430应用电路 (17)图4.8 通信模块硬件电路图 (18)图4.9 温度传感器模块 (19)图4.10 On9658应用电路 (20)图4.11 供电模块 (21)图4.12 单灯控制器硬件电路 (22)图5.1 软件流程图 (24)表格清单表3.1 几种短距离无线数据通信的比较 (10)表4.1 On9658额定参数 (20)表4.2 单灯控制器额定参数 (21)LED路灯远程控制的设计方案摘要路灯是道路照明的基础组成，路灯使道路在夜晚也能满足人们的出行要求，伴随着LED 技术的高速发展，LED路灯正在逐步取代传统的白炽灯、荧光灯等照明设备，是当今节能减排的大趋势。
城市路灯远程监控系统的设计
图 ４ 硬 件 电路 设计 整 体 框 图
３ 监控 系统 上位 机设 计
１ ）数据对 Ｍ Ｕ的要求 ：一是 系统中控制信号 Ｃ 处理的数据量很少 ，而通过 Ｇ Ｒ 传输文本信息量 ＰＳ
也 很 少 ． 因 此 对 ＭＣ 的 运 算 速 度 没 有 太 大 的 要 Ｕ
内部存储器及 Ｉ ／ Ｏ接 口存取能力 ：在运算上则要求
其 可 迅 速 适 应 规 则 ， 并 且 达 到 较 快 速 度 ；三 是 ＭＣ 与 Ｇ Ｒ Ｕ Ｐ Ｓ模 块 的接 口 ，Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ模 块 一 般 自带 Ｒ ２２标 准 的 串 口 ，因 此 可 以选 择 对 应 的 ＭＣ Ｓ３ Ｕ。
研 究 与 探
１３ 远程 监控 系统 基 本原理 ．
有 ，Ａ Ｔ命令 集 ，Ｒ ２ ２双工 串 口，４ｐ ｐ连接 Ｓ３ ０ｉｚ ｎｉ
器 ，Ａ Ｃ输 人 ，ＳＭ ３０Ｖ和 １ Ｄ Ｉ ． ． Ｖ接 口，电 源输 入 ８ 接 口和充 电管 理 （ 图 ３ 。 见 ）
Hale Waihona Puke 该 系统主要包括单 片机 ，Ｇ Ｒ 模块 ，上位机 ＰＳ 程序 ３ 部分。具体系统模块结构见 图 ２ 。
常流行的一系列技术 。其 中 Ｇ Ｒ —ｎ ｒｅ 无线 网 Ｐ Ｓ Ｉｔ ｎｔ ｅ
络技 术 可 以实 现无 线 远程 控 制 ，使 控 制 和测试 更 加 方 便 和 快 捷 ，远 程 监 控 终 端 既 是 完 整 的嵌 入 式 系 统 ，又 是数 据 采集 和 监控 系统 的基 础 ，在 嵌入 式 技
灯 开 关 。二 是 监 测 方 面 ：路 灯 罩 内装 置 光 敏 传 感 器 。为 光 敏 传 感 器设 置 一 个 阈值 。在 开 路 灯 的时
LED路灯远程控制系统使用说明
本方案技术重点主要分为LED照明技术和Z igBee协议组网技术和GPRS远程传输技术。
设计了一种无线LED路灯远程控制系统，构建为底层为路灯控制节点，中间为中心传输节点，顶层计算机控制终端。
本设计硬件由atmage16、atmega128单片机，ZigBee sz05模块和sz11GPRS模块，和LED路灯灯头以及路灯电源相关器件组成，软件基于Delphi的上位机设计和基于c的下位机程序设计。
本设计旨在提供一种以ZigBee无线技术为主的城市路灯照明系统解决方案，目的是使设计低成本、高效能、全自动化的城市照明系统。
第一部分上位机使用说明中央控制中心为PC机,主要负责建立和管理路灯控制网络.PC机装有人机界面,适合监控人员操作.该PC机通过3G能上网,打开人机界面,即可进行网络连接和管理路灯。
主要功能包括:◆向中心控制节点发送控制命令，具体包括路灯开关，若是选择手动控制则可以直接发送亮度等级，可以根据需求采集数据光强、温度、电压电流。
若是选择自动控制那么中心控制节点自行对本路灯组进行24小时自动定时开关和调光控制,并且定时接受光强、温度、电压电流数据，这样可以将节省的功率随时上传以供观测。
一安装准备工作1、本无线路灯控制上位机不用安装，直接将应用程序拷贝到电脑适当位置，双击即可打开使用.2、在使用本系统之前，要确保电脑是开放相应端口且运行在公共网络上的一台电脑主机（或服务器），IP地址是指数据服务中心接入Internet获得公网的IP地址,此IP地址必须为合法的公网IP地址,如果使用内网的计算机来架设数据服务中心，必须在相应的代理网关上做NAT或者DMZ设置来开放数据服务中心所需要的通讯端口号。
这里有两种方式解决该问题。
（1）申请固定IP地址,在GPRS里面就设置成这个固定IP，每次上网连接的时候就都可以连接该台电脑的上位机程序。
（2）没有固定IP地址，但是该电脑能够运行在公共网络，每次连接上网IP 地址都会改变。
FAC4C单灯路灯控制系统说明
检查单灯控制方式是否设置正确，检查节能等级是否设置正确。多次查询单灯，测试通 信是否正常。查看线路是否变动。重新组网。
9、系统电流电压采集不正确
检查高级设置中电流电压参数设置是否正常，出厂设置为：电压 1.25，电流 0.70，互感 器比例主回路(BLM)，支路（BLD）是否正确。
需要对系统进行重新组网的操作。 组网步骤： a、加载路由设置，输入需要组网的路灯个数，建议多加一至两个，观察加载完成量。
是否为输入个数，不是则重新组网。 b、设置中继号码，在加载路由设置中，设定路由个数为 0，添加一至五号中继，中继
号码最好选择线路末端的单灯号。（切记：至少设置一个） c、开始组网。 d、上位机查询组网结果，对没有添加成功的点进行手动添加。 单灯组网界面图形如下所示：
7、系统设置
系统具有本机信息设置的功能，包含本机时间设置、本机地址设置、本机密码设置等功 能。在远程通信中，系统默认地址位 02。
8、高级设置
☆系统密码设置 ☆系统地址设置 ☆系统时间设置 ☆高级选项
图 7 系统设置主界面
高级设置中主要包含以下功能： 单灯组网设置：单线路单灯调整时，系统需要重新组网才能实现可靠的通信。系统可以 设置组网个数、组网信号强度及手动添加等功能。 节假日设置：系统具有节假日控制的功能。节假日设置不包含年的设置，默认为本年度。 当系统设置节假日时，系统在设置的日期会按照节假日设置的时间开关灯。节假日设置仅一 个开关灯时间。 恢复出厂值：系统所有设置值恢复到出厂设置。（默认为 0） 电流电压系数设置：系统可以设置电流电压系数，调整电流电压采集值，能更直观准确 的反应当时线路情况。
七、注意事项
1、使用设备前，请仔细阅读说明书。保证外部接线正确。 2、本设备无防水功能，请将设备放于干燥处。 3、本设备采用无线通信的方式，请将天线置于通信效果好的地方。 4、单灯分组时间较长，请在设置分组后保持 2 小时以上的线路通电。 5、单灯采用 PLC 载波技术，请确保通信线路无干扰。 6、高级功能请慎用。
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一、系统简介
路灯远程单灯控制系统采用了先进的数字信号处理技术、电源管理技术、无线通信技术、数据库管理技术等，实现城市路灯照明系统的遥测遥控和路灯节能功能，是现代意义的城市路灯综合管理系统。
在通信和软件处理方式上，系统通过4G/3G/GPRS/Wifi 无线通讯技术完成数据采集、传输、处理的功能。
通过对道路照明设备的分布式控制和数字化管理，可以实时监控路灯照明设备实时在线控制，降低管理成本，做到无人值守，以建设智慧城市奠定基础。
二、系统功能
监控中心集中数据管理和监控，实现目标锁定、快速查找等操作，支持中心监控分级管理，可设立多个分控中心，网络可分区分片管理，组建大型路灯控制系统；
自定义控制策略，分时间段控制道路两侧路灯全亮、全关、隔杆亮灯，用户能够根据当地情况灵活调整时间控制路灯，全亮、全关、隔杆亮灯；
采用Internet 技术和4G/3G/GPRS/Wifi 无线网络，实现
远程PC、手机终端分布式控制;
采用高性能ZigBee 无线自动组网技术，实现同一电力网络下
路灯的独立控制，自动中继功能保证通信距离全路段覆盖；
路灯故障检测功能，主动上报故障路灯位置；服务器离线状态下，系统可以按照指定时间自动控制路灯开关。
三、系统原理
系统构架框如图所示。
各路灯线路控制器系统CHS-DL001 利用ZigBee 无线自动组网技术, 自动中继功能通讯，发送和收集各种线路数据，控制器系统CHS-DLM001 同时通过4G/3G/GPRS/Wifi 无线网络将数据通过GPRS 发送到监控中心服务器上，mServer 负责进行数据集中管理与数椐中转，集中管理平台软件运行于监控中心PC 与手机上，从mServer 定期获取数据，同时PC 与手机也可以进行集中控制
四、监控中心软件
五、数据查询和设置功能
路灯线路控制器系统
CHS-DL001是根据路灯系列产品开发的一 款专业
型远程控制系统，系统提供了完善的数据传输、远程电脑手 机控制、查询和设置功能。
用户只需简单操作既可以完成系统的设 置和查询，信息体现简单清晰。
六、实时历史记录保存
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系统能够主动保存设备上传的数据信息方便用户统计和查看分析问题。
七、直观大方的电子地图
系统提供GIS电子地图定位功能，用户可以在地图中标示出每个配路灯与电柜的安装位置。
当配电柜发生报警信号后，通过电子地图能够直接地反应报警位置，同时用户可以直接通过查看电子地图中的对应站点，了解当前站点的基本信息。
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八、设备故障的呼叫功能
路灯线路控制器系统CHS-DL001监控平台具有报警提示功能当现场设备出现故障时，能够主动发出报警信号，监控平台收到报警信号后，能够识别出对应信号，并发出声音、界面提示等报警信号。
九、手机报警提示
路灯线路控制器系统CHS-DL001集中监控，完成报警信号的短信功能。
当监控平台接收到报警信号时，能够主动将报警信号推送到用户手机上，实现路灯的随时随地监控，并及时的采取应对措施。
十、系统特色
1、本地通信、远程通信的同时兼容
系统能够同时兼容本地通信（WIFI ）和远程通信
（4G/3G/GPRS 网络），保证与控制器之间的通信正常。
2、简易的安装方式
用户直接在电脑与手机上安装软件平台全用，免除了安装过程中的繁琐步骤。
在用户需要安装的情况下，直接按照界面提示，点击下一步即可。
3、等级分明的账户管理
系统按照不同账户分配不同功能。
系统具有调试人员账户、管理员账
户、用户账户、值班人员账户等几个账户等级。
且账户由管理员统一管理。
4、自动巡检/校时
用户可以开启自动巡检功能，实时监测线路每个站点的工作状态。
同时，系统具有自动校时功能，在指定时间发送校时数据帧，解决由控制器带来的时钟误差。
5、集成电缆防盗报警
系统集成了电缆防盗报警功能。
当路灯线路控制器系统CHS-
DL001能够主动侦测电缆被盗信号，完成电缆的实时监控。