基于ZigBee太陽能路燈故障檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于ZigBee太陽能路燈故障檢測系統(tǒng)，包括系統(tǒng)的故障傳感設計和無線傳輸?shù)募夹g實現(xiàn)，特別涉及路燈故障檢測方法，屬于市政管理技術領域、無線傳感器網絡、ZigBee技術等技術領域。
【背景技術】
[0002]目前市政路燈系統(tǒng)巡檢過程都是由人員定期巡檢，增加巡檢人員負擔，造成巡檢成本高，不能及時找到故障太陽能路燈位置，不能保證電力系統(tǒng)安全、可靠經濟運行。對于城市化進程擴大，路燈要求越來越多，對于故障路燈的檢測有更大的要求。對于普通巡檢則需要更大的成本投入，使得路燈運營成本過高，不利于城市路燈管理。
[0003]為了加強道路照明設施的維護管理水平，保證城區(qū)道路路燈設施完好和安全運行，提高管理水平，保障路燈電力系統(tǒng)安全、可靠經經濟運行，為群眾創(chuàng)造出良好的生活和工作環(huán)境，現(xiàn)提出基于ZigBee太陽能路燈故障檢測系統(tǒng)。
[0004]ZigBee技術是一種雙向無線通信技術，具有低復雜度、近距離、低功耗、低速率、低成本等特征。主要用于功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?，適用于自動控制和遠程控制領域并可以嵌入各種設備。主要相比其它無線通信技術，如藍牙、W1-Fi ,ZigBee最大的優(yōu)勢在于自組織性和巨大的網絡容量。正因為ZigBee技術獨特的優(yōu)勢才能勝任這樣的工作環(huán)境，并很好地完成無線監(jiān)測太陽能路燈故障的任務。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型發(fā)明目的是提供基于ZigBee太陽能路燈故障檢測系統(tǒng)，用來路燈故障檢測分析以及故障路燈定位，以保障路燈電力系統(tǒng)安全、可靠經經濟運行，實現(xiàn)減少人員日常及夜間路燈巡檢過程。
[0006]為達到上述目的本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:基于ZigBee技術路燈故障檢測系統(tǒng)包括電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無線通信模塊、以及上位機。電源模塊由太陽能蓄電池提供能量;數(shù)據(jù)采集模塊包括光敏傳感器、壓力傳感器、漏電檢測電路;數(shù)據(jù)處理模塊包括濾波、放大、整形電路以及LM324芯片；無線通信模塊由CC2530芯片、A/D接口、ZigBee終端節(jié)點和網絡協(xié)調器組成；上位機主要接受數(shù)據(jù)進行處理判斷。
[0007]所述電源模塊將太陽能蓄電池電壓通過電壓轉換芯片LM7809、LM7805和LM1117_3.3，分別向數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無線通信模塊供電，為上位機發(fā)送數(shù)據(jù)供電。
[0008]所述數(shù)據(jù)采集模塊采用光敏傳感器TFA1001W、壓力傳感器和漏電檢測電路等，及時采集路燈運行數(shù)據(jù)。
[0009]所述數(shù)據(jù)處理模塊由整形電路、運算放大器LM324及RC濾波電路組成，將數(shù)據(jù)調理為可靠數(shù)據(jù)。
[0010]所述無線通信模塊采用芯片CC2530，對數(shù)據(jù)處理模塊輸出的信號作進一步處理，然后通過串口傳輸至上位機。
[0011]所述上位機對接收信號進行處理后，最后將故障太陽能路燈情況和位置進行存儲、顯示和提醒。
[0012]本實用新型發(fā)明針對于當前路燈巡檢員不定期巡檢，造成成本過高，浪費勞動力資源等情況下，而提出基于ZigBee太陽能路燈故障檢測系統(tǒng)，能夠在運行過程中自動檢測太陽能路燈運行狀況，當出現(xiàn)路燈故障時，通過上位機自動提醒巡檢員做出相應有效快速措施保障路燈運行經濟可靠。為檢測各種太陽能路燈故障，本文采用多種傳感器采集數(shù)據(jù)的方案，進而實現(xiàn)太陽能路燈故障檢測的功能。
[0013]基于ZigBee技術路燈故障檢測系統(tǒng)采用上述檢測系統(tǒng)進行監(jiān)測，其實現(xiàn)太陽能路燈故障參數(shù)無線監(jiān)測的具體步驟如下:
[0014](I)系統(tǒng)上電，以太陽能蓄電池作為電源，同時通過電壓轉換芯片LM7809、LM7805和LMl 117_3.3把電壓分別轉換成9V、5V和3.3V。
[0015](2)光敏傳感器等采集太陽能路燈運行參數(shù)，然后進過數(shù)據(jù)處理模塊對采集的信號進行預處理，通過LM324芯片將信號濾波和放大以及整形。
[0016](3)預處理后的信號經過芯片CC2530的進一步處理后，通過無線通信模塊中的ZigBee終端節(jié)點進行發(fā)送數(shù)據(jù)，另一端的網絡協(xié)調器負責接收數(shù)據(jù)。
[0017](4)網絡協(xié)調器通過RS-232串口與上位機通信，將接收的數(shù)據(jù)傳至上位機。
[0018](5)上位機對數(shù)據(jù)進行存儲、顯示和提醒，當采集的太陽能路燈參數(shù)出現(xiàn)異常時，發(fā)出警報。
[0019]本實用新型優(yōu)點在于以下:本設計系統(tǒng)具有微型化特點，易于放置路燈桿中；同時本設計具有系統(tǒng)運行可靠，顯示準確，操作簡單，能提高太陽能路燈運行可靠性等優(yōu)點；此夕卜，本實實用型發(fā)明系統(tǒng)成本低，使用方便，能減少巡檢員出車次數(shù)，降低運營成本。
【附圖說明】
[0020]附圖1是本實用新型的系統(tǒng)結構框圖；
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖對本實用新型基于ZigBee太陽能路燈故障檢測系統(tǒng)的具體結構特征及實現(xiàn)方式和達到的效果做出進一步說明。
[0022]總體設計方案如圖1所示基于ZigBee太陽能路燈故障檢測系統(tǒng)包括電源模塊(1)、數(shù)據(jù)采集模塊(2)、數(shù)據(jù)處理模塊(3)、無線通信模塊(4)和上位機(5);電源模塊(I)將12V光伏蓄電池電壓裝換成9V、5V和3.3V;數(shù)據(jù)采集模塊(2)由光敏傳感器、壓力傳感器和漏電檢測電路組成，采集太陽能路燈燈光強度判斷路燈是否故障。數(shù)據(jù)處理模塊(3)將亮度、壓力和漏電參數(shù)由LM324芯片及外圍電路進行處理，將相對應信號進行放大濾波整形處理。所述無線通信模塊(4)包括CC2530芯片、A/D接口、ZigBee終端節(jié)點和網絡協(xié)調器，通過CC2530芯片進一步處理和數(shù)據(jù)的收發(fā);所述數(shù)據(jù)處理模塊(3)連接至無線通信模塊(4)中ZigBee終端節(jié)點的A/D接口 ；所述無線通信模塊(4)中的網絡協(xié)調器通過RS-232串口連接至上位機(5);所述上位機(5)進行數(shù)據(jù)分析，確定故障路燈位置和故障類型，以提醒巡檢員。具體實施流程是:利用傳感器和其他測量電路測得照度數(shù)據(jù)及用電情況，通過數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)調理，傳輸?shù)綗o線傳輸模塊，通過上位機判斷顯示，以提醒巡檢員故障路燈位置，對減少巡檢員出車次數(shù)與降低路燈運營成本有著重大意義。
[0023]以上描述和顯示了本實用新型的基本實施方式和主要特征。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的實施過程，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.基于ZigBee太陽能路燈故障檢測系統(tǒng)，由電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無線通信模塊和上位機組成，其特征在于包括:所述電源模塊為系統(tǒng)提供9V、5V和3.3V的穩(wěn)定電源;所述數(shù)據(jù)采集模塊由光敏傳感器、壓力傳感器和漏電檢測電路組成;所述數(shù)據(jù)處理模塊由濾波、放大、整形電路以及LM324芯片組成;所述無線通信模塊包括CC2530芯片、A/D接口、ZigBee終端節(jié)點和網絡協(xié)調器，負責信號的進一步處理和數(shù)據(jù)的收發(fā);所述無線通信模塊中的網絡協(xié)調器通過RS-232串口連接至上位機。2.根據(jù)權利要求1所述的基于ZigBee太陽能路燈故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊采用電壓轉換芯片LM7809、LM7805和LMl 117_3.3;所述數(shù)據(jù)采集模塊采用光敏傳感器TFA1001W、壓力傳感器和漏電檢測電路;所述數(shù)據(jù)處理模塊中的信號處理電路由濾波放電路、運算放大器LM324電路及整形電路組成;所述無線通信模塊采用CC2530，對數(shù)據(jù)處理模塊輸出的信號作進一步處理，然后通過串口傳輸至上位機;所述上位機對信號進行處理后，將太陽能路燈故障信息進行存儲、顯示和警報。
【專利摘要】本實用新型發(fā)明基于ZigBee太陽能路燈故障檢測系統(tǒng)。采用光敏傳感器檢測太陽能路燈照度，采用壓力傳感器對路燈桿進行壓力測量，采用漏電檢測電路進行電源用電安全監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)采集、處理、無線傳輸，從而實現(xiàn)對路燈運行情況的監(jiān)測。本實用新型涉及到市政管理技術、無線傳感器網絡、ZigBee技術等技術領域。針對市政路燈檢修復雜，運營成本高，不易找到故障路燈位置等問題，提出基于ZigBee太陽能路燈故障檢測系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)檢修員出車巡檢。同時，本發(fā)明還具有低成本，低功耗，實用性和擴展性強等特點，對減少巡檢員出車次數(shù)與降低路燈運營成本有著重大意義。
【IPC分類】H05B37/03, G08C17/02
【公開號】CN205232551
【申請?zhí)枴緾N201520858937
【發(fā)明人】韓影, 王仁寶, 劉駿, 何曉美
【申請人】安徽理工大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年10月28日