一种具备自组网与故障定位功能的亮化工程灯具的制作方法

本技术涉及照明灯具，尤其涉及一种具备自组网与故障定位功能的亮化工程灯具。

背景技术：

1、在城市亮化工程、道路照明，实现灯具的智能组网与故障快速定位是提升运维效率的关键。

2、现有技术普遍采用电力线载波或zigbee、lora等无线通信方式进行组网与状态监测；然而，这类灯具在故障定位功能上存在明显局限：

3、首先，当某个灯具节点发生完全断电或其核心通信模块故障时，该节点即从网络中断联，无法上报自身故障信息，导致运维人员难以快速精准定位故障点；其次，通信信号与定位信号共用信道，易相互干扰；再者，缺乏针对电力线恶劣环境的专用保护设计，可靠性不足。

4、为此有必要对一种具备自组网与故障定位功能的亮化工程灯具进一步改进。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种具备自组网与故障定位功能的亮化工程灯具，通过硬件层面的故障检测与定位电路，在节点通信失效时自动向电力线注入高频身份信号，实现快速可靠的故障定位，并采用频分复用与电路保护设计，提升抗干扰能力和长期稳定性，能够有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具备自组网与故障定位功能的亮化工程灯具，包括不少于一个通过电力线并联连接的灯具单元；所述灯具单元包括灯具主体、载波通信模块、故障检测与定位电路以及定向耦合式载波信号注入电路；

3、所述灯具主体其电力输入端连接至电力线，受电工作；

4、所述载波通信模块耦合连接至电力线，用于在灯具单元之间传输数据包以建立自组网通信；

5、所述故障检测与定位电路包括依次连接的电流采样电路、电压比较器、状态标志生成电路；

6、所述电流采样电路串联在灯具单元的电力输入回路中，其输出端连接至电压比较器的第一输入端，电压比较器的第二输入端接入基准电压；

7、所述状态标志生成电路的输入端连接电压比较器的输出端；

8、所述定向耦合式载波信号注入电路的输入端连接状态标志生成电路的输出端，其输出端耦合连接至电力线，用于响应于所述故障状态标志信号，将高频定位信号注入所述电力线，其中，所述高频定位信号的频率高于所述载波通信模块进行通信时所使用的载波信号的频率。

9、优选的，所述载波通信模块还包括定位信号检测支路；所述定位信号检测支路与载波通信模块的主通路并联，且包括带通滤波器；所述带通滤波器的中心频率与定向耦合式载波信号注入电路所注入的高频定位信号的频率相匹配。

10、优选的，所述定位信号检测支路还包括信号强度检测器，所述信号强度检测器连接在带通滤波器的后级。

11、优选的，所述定向耦合式载波信号注入电路包括开关单元、高频信号发生器以及耦合变压器；所述开关单元的控制端连接状态标志生成电路的输出端，用于接收所述故障状态标志信号；

12、所述开关单元的受控通路串联在高频信号发生器的输出回路中；

13、所述耦合变压器的初级线圈连接在高频信号发生器的输出回路中，其次级线圈通过耦合电容连接至电力线；

14、所述恒流源电路的输出端依次串联编码电阻与高频信号发生器的电源端，为高频信号发生器提供恒定工作电流；

15、所述编码电阻为阻值固定的精密电阻。

16、优选的，所述电流采样电路采用精密采样电阻。

17、优选的，所述高频信号发生器的输出端与所述耦合变压器的初级线圈之间连接有lc匹配网络；所述耦合电容的电力线侧，并联有瞬态电压抑制二极管至地，所述瞬态电压抑制二极管的阴极连接至电力线，阳极接地。

18、优选的，所述基准电压由基准电压源电路提供，所述基准电压的值等于所述灯具主体中光源维持最小正常工作状态时在所述电流采样电路输出端所产生的电压值。

19、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

20、通过独立的故障检测与定位电路，在检测到故障时，由定向耦合式载波信号注入电路主动向电力线注入包含身份信息的高频定位信号；该过程不依赖节点的通信模块，即使故障节点通信中断，仍可自动广播其身份信息，从而实现快速定位，且可靠性更高。

21、采用频率高于通信载波的特定高频定位信号，并增设定位信号检测支路进行识别，实现了通信信号与定位信号的频分复用，从物理上将通信与定位信道隔离开，避免两者相互干扰，提高整体稳定性。

22、故障检测电路具备电压滞回特性，增强了抗电流波动干扰的能力；信号注入电路输出端增设tvs管等保护元件，可有效抑制电力线浪涌冲击，提升了灯具在复杂工业电气环境下的长期运行可靠性。

1.一种具备自组网与故障定位功能的亮化工程灯具，其特征在于：包括不少于一个通过电力线并联连接的灯具单元；所述灯具单元包括灯具主体、载波通信模块、故障检测与定位电路以及定向耦合式载波信号注入电路；

2.根据权利要求1所述的一种具备自组网与故障定位功能的亮化工程灯具，其特征在于：所述载波通信模块还包括定位信号检测支路；所述定位信号检测支路与载波通信模块的主通路并联，且包括带通滤波器；所述带通滤波器的中心频率与定向耦合式载波信号注入电路所注入的高频定位信号的频率相匹配。

3.根据权利要求2所述的一种具备自组网与故障定位功能的亮化工程灯具，其特征在于：所述定位信号检测支路还包括信号强度检测器，所述信号强度检测器连接在带通滤波器的后级。

4.根据权利要求1所述的一种具备自组网与故障定位功能的亮化工程灯具，其特征在于：所述定向耦合式载波信号注入电路包括开关单元、高频信号发生器、恒流源电路、编码电阻以及耦合变压器；所述开关单元的控制端连接状态标志生成电路的输出端，用于接收所述故障状态标志信号；

5.根据权利要求1所述的一种具备自组网与故障定位功能的亮化工程灯具，其特征在于：所述电流采样电路采用精密采样电阻。

6.根据权利要求4所述的一种具备自组网与故障定位功能的亮化工程灯具，其特征在于：所述高频信号发生器的输出端与所述耦合变压器的初级线圈之间连接有lc匹配网络；所述耦合电容的电力线侧，并联有瞬态电压抑制二极管至地，所述瞬态电压抑制二极管的阴极连接至电力线，阳极接地。

7.根据权利要求1所述的一种具备自组网与故障定位功能的亮化工程灯具，其特征在于：所述基准电压由基准电压源电路提供，所述基准电压的值等于所述灯具主体中光源维持最小正常工作状态时在所述电流采样电路输出端所产生的电压值。