基于NEMA接口的信息采集无线通信控制系统及路灯的制作方法

基于nema接口的信息采集无线通信控制系统及路灯
技术领域
1.本发明涉及设备控制技术领域，尤其是一种基于nema接口的信息采集无线通信控制系统及路灯。


背景技术：

2.相关技术中，采用nema底座的智能照明路灯灯杆在城市道路上得到广泛使用。目前，基于nema底座的智能路灯控制器只能应用于路灯照明的智能控制过程。当需要在智能路灯控制系统扩展功能时，需要同时设置相应的辅助设备，例如新增电源设备、数据传输设备等，从而增加了城市道路改造施工的难度和成本。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于nema接口的信息采集无线通信控制系统及路灯，能够有效降低城市道路改造施工的难度和成本。
4.一方面，本发明实施例提供了一种基于nema接口的信息采集无线通信控制系统，包括：
5.应用平台；
6.nema路灯控制单元，所述nema路灯控制单元包括路灯控制模块和nema底座，所述路灯控制模块与所述应用平台无线连接，用于根据所述应用平台发送的控制信号控制路灯的工作状态；所述nema底座上设有第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚和第五引脚；所述路灯控制模块通过所述nema底座上的第一引脚和第二引脚获取市电电源，并通过所述nema底座上的第二引脚和第三引脚向路灯提供工作电源；
7.传感器单元，所述路灯控制模块通过所述nema底座上的第四引脚和第五引脚向所述传感器单元提供工作电源。
8.在一些实施例中，所述路灯控制模块包括ac-dc变换模块、dc-dc处理模块、处理器、通信模组和开关控制模块；
9.所述ac-dc变换模块通过所述nema底座上的第一引脚和第二引脚获取市电交流电源，将所述市电交流电源转换为直流电源，通过所述nema底座上的第四引脚和第五引脚向所述传感器单元提供直流工作电源；
10.所述dc-dc处理模块获取所述ac-dc变换模块输出的直流电源，向所述处理器和所述开关控制模块提供直流工作电源；
11.所述处理器通过所述通信模组接收所述应用平台发送的控制信号，根据所述控制信号生成所述开关控制模块的状态调节信号；
12.所述开关控制模块根据所述状态调节信号，控制所述ac-dc变换模块通过所述nema底座上的第二引脚和第三引脚向路灯提供直流工作电源。
13.在一些实施例中，所述路灯控制模块还包括串行通信接口，所述nema底座上还设
有第六引脚和第七引脚；
14.所述传感器单元通过所述nema底座上的第六引脚和第七引脚与所述串行通信接口连接；所述串行通信接口与所述处理器连接。
15.在一些实施例中，所述传感器单元包括传感器模块和无线通信模块，所述传感器模块通过所述无线通信模块与所述通信模组连接。
16.在一些实施例中，所述路灯控制模块还包括调光模块，所述nema底座上还设有第六引脚和第七引脚；
17.所述调光模块与所述处理器连接，用于根据所述处理器发送的调光信号，通过所述nema底座上的第六引脚和第七引脚控制路灯的亮度。
18.在一些实施例中，所述控制系统还包括网关，所述应用平台通过所述网关与所述路灯控制模块无线连接。
19.在一些实施例中，所述网关采用lora通信方式与所述路灯控制模块进行数据交互。
20.在一些实施例中，所述控制系统还包括基站，所述应用平台通过所述基站与所述路灯控制模块无线连接。
21.在一些实施例中，所述基站采用lte-cat1通信方式与所述路灯控制模块进行数据交互。
22.另一方面，本发明实施例提供了一种路灯，通过所述的基于nema接口的信息采集无线通信控制系统控制工作状态。
23.本发明实施例提供的一种基于nema接口的信息采集无线通信控制系统，具有如下有益效果：
24.本实施例通过设置路灯控制模块与应用平台无线连接，以根据应用平台发送的控制信号控制路灯的工作状态，同时设置路灯控制模块通过nema底座上的第一引脚和第二引脚获取市电电源，并通过nema底座上的第二引脚和第三引脚向路灯提供工作电源，以维持路灯处于稳定的工作状态，同时设置路灯控制模块通过nema底座上的第四引脚和第五引脚向传感器单元提供工作电源，使得在增设传感器单元时，无需另外增加辅助电源设备，从而使得在对城市道路进行路灯改造时，有效降低改造难度和改造成本。
25.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
26.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
27.图1为本发明实施例的一种基于nema接口的信息采集无线通信控制系统的示意图；
28.图2为本发明实施例的一种路灯控制模块的示意图；
29.图3为本发明实施例的一种路灯控制模块与传感器单元有线连接的示意图；
30.图4为本发明实施例的一种路灯控制模块与传感器单元无线连接的示意图。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
34.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
35.本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
36.参照图1，本发明实施例提供了一种基于nema接口的信息采集无线通信控制系统，包括应用平台、nema路灯控制单元和传感器单元。其中，nema路灯控制单元包括路灯控制模块和nema底座，路灯控制模块与应用平台无线连接，用于根据所述应用平台发送的控制信号控制路灯的工作状态；nema底座上设有第一引脚pin1、第二引脚pin2、第三引脚pin3、第四引脚pin4和第五引脚pin5；路灯控制模块通过nema底座上的第一引脚pin1和第二引脚pin2获取市电电源，并通过nema底座上的第二引脚pin2和第三引脚pin3向路灯提供工作电源；路灯控制模块通过nema底座上的第四引脚pin4和第五引脚pin5向传感器单元提供工作电源。具体地，本实施例的nema指代电子领域的一种标准接口，nema指美国电气制造商协会(national electrical manufactures association)。第一引脚pin1可用于连接路灯控制模块的输入火线，第二引脚pin2可用于连接路灯控制模块的零线，第三引脚pin3可用于路灯控制模块的输出火线。
37.当需要远程控制路灯进行路灯亮灯时，可通过应用平台向路灯控制模块发送一个控制路灯亮灯的控制信号，路灯控制模块在接收到该控制信号后，通过nema底座上设有第一引脚、第二引脚和第三引脚获取市电电源，并控制路灯接收到市电电源后，进入亮灯状态；当需要在路灯所处位置设置传感器单元时，可以通过nema底座上的第四引脚和第五引脚与传感器单元连接，以向传感器单元提供工作电源，从而无需另外设置辅助电源模块，有效降低改造难度和改造成本。
38.为了提高应用平台与路灯控制模块的数据交互的稳定性，在一些实施例中，图1所示系统内还设有网关，使应用平台通过网关与路灯控制模块无线连接。其中，网关可采用
lora通信方式与路灯控制模块进行数据交互。具体地，网关又称为网间连接器、协议转换器。网关可以字啊网络层上实现网络互联，其可以用于广域网互联，也可以用于局域网互联。在本实施例中，网关可通过4g网络或因特网与网络服务器进行交互，网络服务器用户接收和转发应用平台发送的控制信号。lora(long range radio)全称远距离无线电，其是一种扩频调制技术。在另一些实施例中，图1所示系统还包括基站，使应用平台可以通过基站与路灯控制模块无线连接。其中，基站可以采用lte-cat1通信方式与路灯控制模块进行数据交互。具体地，基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动交换中心与终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。lte-cat1通信方式是一种中速应用的无线通信方式。
39.在一些实施例中，如图2所示，路灯控制模块包括ac-dc变换模块、dc-dc处理模块、处理器、通信模组和开关控制模块。其中，ac-dc变换模块通过nema底座上的第一引脚和第二引脚获取市电交流电源，将市电交流电源转换为直流电源，通过nema底座上的第四引脚和第五引脚向传感器单元提供直流工作电源；dc-dc处理模块获取ac-dc变换模块输出的直流电源，向处理器和开关控制模块和开关控制模块提供直流工作电源；处理器通过通信模组接收应用平台发送的控制信号，根据控制信号生成所述开关控制模块的状态调节信号；开关控制模块根据状态调节信号，控制ac-dc变换模块通过nema底座上的第二引脚和第三引脚向路灯提供直流工作电源。具体地，ac-dc变换模块可以采用集成的交流转直流的电压变换芯片，其用于将220v的市电交流电转换为预设大小的直流电。该预设大小可以根据传感器单元、路灯和路灯控制模块内各个功能部件的工作电压大小进行设置。dc-dc处理模块可以采用集成的直流电压处理芯片，其用于将ac-dc变换模块转换得到的直流电处理成路灯控制模块内处理器的工作电压大小。
40.当路灯进行工作时，ac-dc变换模块通过nema底座上的第一引脚和第二引脚获取市电交流电源，并将接收到的交流电源转换为直流电源，以使处理器进入工作状态。当处理器通信模组接收到应用平台发送的控制信号后，根据控制信号生成开关控制模块的状态调节信号，以根据状态调节信号控制开关控制模块进行工作。当开关控制模块处于工作状态时，可将ac-dc变换模块转换得到的直流电输送到到路灯内，从而控制路灯进行工作。当ac-dc变换模块向处理器输送直流电源时，ac-dc变换模块也会通过nema底座上的第四引脚和第五引脚向传感器单元输入直流电源，使传感器单元进入工作状态，以采集路灯所处位置的预设信息，例如采集雾霾、降雨等信息，并将采集到的信息发送到处理器，从而使处理器可以及时调节路灯的工作状态，以更好地提供照明或指示信息。
41.在一些实施例中，如图3所示，路灯控制模块还包括串行通信接口，nema底座上还设有第六引脚pin6和第七引脚pin7；传感器单元通过nema底座上的第六引脚pin6和第七引脚pin7与串行通信接口连接；串行通信接口与处理器连接。具体地，串行通信接口可以采用rs485接口或rs232接口。本实施例通过nema底座上的第六引脚pin6和第七引脚pin7实现与处理器有线连接，从而提高数据传输的稳定性，同时，无需另外设置辅助通信设备，以降低路灯改造难度和成本。
42.在一些实施例中，如图4所示，传感器单元包括传感器模块和无线通信模块，传感器模块通过无线通信模块与通信模组连接；路灯控制模块还包括调光模块，nema底座上还设有第六引脚pin6和第七引脚pin7。其中，调光模块与处理器连接，用于根据处理器发送的
调光信号，通过nema底座上的第六引脚pin6和第七引脚pin7控制路灯的亮度。具体地，无线通信模块可以采用蓝牙模块或lora通信模块。在本实施例的工作过程中，当传感器模块采集到了路灯所处位置的指定信息，例如雾霾信息后，传感器模块可以通过无线通信模块将采集到的信息发送到处理器，使处理器根据接收到的信息生成路灯亮度调节信号。调光模块根据亮度调节信号调节路灯亮度，从而有效完成路灯亮度的调节过程，使路灯亮度更符合实际情况。
43.当上述实施例的图1、图2和图3应用于实际情况时，市电通过nema底座pin1和pin2脚给智能路灯控制模块供电时，路灯控制模块通过pin3和pin2脚给路灯供电，并通过控制路灯控制模块内部的开关控制模块实现路灯的开关灯功能，例如通过继电器实现路灯的开关灯功能；同时，路灯控制模块内部的ac-dc电源通过nema底座pin4和pin5给传感器单元提供直流电供电。在通信过程中，网关通过4g或者因特网或者基站上传或者下传数据，网关与处理器之间采用rf mesh、lora、nb或者lte-cat.1等无线通信方式，处理器与传感器单元之间采用rs232、rs485或dali等有线通信方式。
44.当上述实施例的图1、图2和图4应用于实际情况时，市电通过nema底座pin1和pin2脚给智能路灯控制模块供电，路灯控制模块通过pin3和pin2脚给路灯供电，通过控制路灯控制模块内部的开关控制模块实现路灯的开关灯功能，例如通过继电器实现路灯的开关灯功能，并通过pin6和pin7脚实现路灯的调光功能，同时，路灯控制模块内部的ac-dc电源通过nema底座pin4和pin5给传感器提供直流电供电。在通信过程中，网关通过4g或者因特网或者基站上传或者下传数据，网关与路灯控制模块之间采用rf mesh、lora、nb或者lte-cat.1等无线通信方式，路灯控制模块与传感器之间采用蓝牙或者lora等无线局域网通信方式。
45.综上所述，在为路灯控制系统增加传感器模块时，无需另外设置辅助模块，从而使得在对城市道路进行路灯改造时，有效降低改造难度和改造成本。
46.此外，本发明实施例提供了一种路灯，其通过图1所示的基于nema接口的信息采集无线通信控制系统控制工作状态。
47.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通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作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。