專利名稱：無線智能路燈測控儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種自動控制、自動監測路燈參數的智能裝置。
目前，我國路燈管理上沒有一種遙測、遙控的裝置，檢測路燈時，靠人工天天到馬路上去觀察，發現問題再返回通知修理人員，城市中要裝的路燈數量大，范圍寬，靠人工觀察即浪費人力又不能做到及時發現問題及時檢修。另外，目前路燈控制有如下幾種方法一是光控法，這種方法的缺點是調整起來困難，開燈時間相差很大，元器件容易老化，造成路燈管理不協調而且容易出故障。二是高壓統一送電，這種方法的缺點是不能實現對全夜燈、前半夜燈、后半夜燈的控制，電能浪費大。三是時間控制器，這種方法的缺點是開、關燈時間不能及時修改，靠人工進行校正時間，維護保養工作量大，工人的勞動強度大，而且以上這幾種方法只能完成開燈關燈的控制，而對路燈的監測和反饋控制不能執行。
本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，從而設計了一種無線智能路燈測控儀，該儀器采用微電腦技術，大規模集成電路，完成轉換和無線收發功能，所以控制靈活，可靠性好，監測的精度高。特別是根據季節的變化和現場的需要設計了對全夜燈、前半夜燈、后半夜燈進行控制和監測，可節約大量能源。
本實用新型是通過以下措施實現的。
該儀器是由無線收發部分(1)，調制解調部分MODED，IC11、IC12、IC13、IC5、CPU組成的單片機管理部分，負載輸出部分FZ，電壓、電流參數監測輸入部分JC五部分構成；把這五部分安裝在外殼上有接線觸點J2、J3、J4和4個指示燈D3、D4、D5、D6，電流傳感器觸點L1、L2、L3，電壓傳感器觸點A、B(見圖3)。
該儀器可以單臺使用也可以多臺聯網(見圖4)完成對全市路燈的管理。每個無線智能路燈測控儀都有自己的編碼號，不管在組網中有多少臺都不會互相干擾。而且每個無線智能路燈測控儀都工作在一個(在半雙工通訊的環境下)或兩個(在全雙工通訊的環境下)VHF／UHF無線信道(或頻點)上，無線智能路燈測控儀的臺機編碼與命令編碼號是全由單片機內的軟件來完成。
1、單片機管理部分是由CPU、IC11、IC12、IC13、IC15組成，它們之間由數據總線，CPU的AD0－AD7與IC12的D0－D7、IC11的Q0－Q7、IC5的D0－D7相連接；地址總線，CPU的A8－A12與IC11的A8－A12相連接、CPU的A13－A15與IC13的A、B、C相接，IC13的11、14腳分別與IC5、IC11的CE腳相接；控制總線CPU的WR與IC5的WR、IC12的11腳相接；ALE與IC5的ALE、，IC11的OE與CPU的RD與IC5的RD相接；RESET與IC6、IC5的RESET相接。三條總線是單片機管理中的運輸工具、信號的傳、送全由它來完成。IC11是存儲監控程序的IC11的A0－A7與IC12的Q0－Q7相接，它是完成地址總線與數據總線的復用，IC5是輸出電路，它是單片機與輸出電路的接口，IC5的PB0、PA4、PA2、PA6與二級管D3－D6相接，D3－D6與三級管T1－T4相接，T1－T4與繼電器J1－J4相接構成負載電路FZ。
2、電流、電壓參數監測部分JC是由現場流量傳感器LⅠ、LⅡ、LⅢ到L1、L2、L3到多路切換電路IC1，進入IC2的十端，IC2的負端通過電阻R1和電位器W1接通，IC2的輸出端通過R2接IC3的負端、還與電阻R4、D1相接，IC2的輸出還與R3相接，通過R3與R5、C、R6、IC4的負端相連，IC3的輸出端與D1、D2點相接，D2與R4、R5相接，IC4的輸出、R6、C與CPU的A／D口43腳相接。它們主要完成多路切換，小信號放大，整流、濾波保持、采樣，A／D轉換功能。另一電壓參數的監測是由電壓傳感器T、D8、C2與CPU的A／D口42腳相接。
3、調制解調部分MODEM、IC6的TD、RD與CPU1－2腳相連，IC6的TC與R14、IC9、R13、IC10、(1)相接，將CPU送出的數字信號轉換成模擬信號由(1)發射到主無線智能路燈測控儀WXCK。從主測控儀發出的命令，由(1)接收經R9、IC7、R11、IC8、IC6的RC腳，將模擬信號轉換成數字信號，再由IC6的RD腳送給CPU的1腳，IC8、IC9的作用是隔離、放大、限幅。
以下結合
如下圖1本實用新型的工作原理圖圖2無線智能路燈測控儀的安裝圖圖3無線智能路燈測控儀的外殼圖圖4無線智能路燈測控儀的聯網圖無線智能路燈測控儀現場安裝見圖2、圖3，無線智能路燈測控儀WXCK上的J2、J3、J4與外線的G2、G3、G4相接，WXCK上的L1、L2、L3與外線上的流量傳感器LⅠ、LⅡ、LⅢ相接，該儀器可以手動(S)，也可以自動(Z)控制。
無線智能路燈測控儀的工作程序每個無線智能路燈測控儀可以測控100盞燈。假設某城市共有700盞路燈，在七個方位上可安裝八個無線智能路燈測控儀，WXCK1－7是分機。WXCK是主機見圖4，主測控儀與分測控儀之間區別是單片機的軟件不同。
一、路燈控制的工作程序1、開全夜燈B1、B2、B3(見圖2)，主測控儀WXCK發出開全夜燈命令信號，各分機WXCK1－7的無線收發部分(1)接收信號后，通過R9、IC7、R11、IC8進入調制解調部分IC6的RC腳，將模擬信號轉換成數字信號，由RD腳輸出到CPU的1腳，CPU首先鑒別、分類、判斷，通過控制總線由IC11取出開全夜燈命令，送往IC5，IC5通過PA口的PA6、PA4、PA2輸出接二級管D6、D3、D4，通過三級管T2、T3、T4使繼電器J2、J3、J4導通致使B1、B2、B3全部亮。亮燈執行后，CPU從IC11取出返回信號，一路送IC5使IC5的PB0為高電平，二級管D5導通，三級管T1使繼電器J1導通，J1導通后，無線收發部分(1)、IC6轉發，返回參數由CPU的2腳送到調制解調電路的IC6的TD腳進行轉換，將數字信號轉換成模擬信號由TC輸出通過R14、IC9、R13、IC10進入無線收發部分(1)送往主無線智能檢測儀WXCK，主無線智能測控儀收到返回信號后，停止發送開燈命令，如果收不到返回信號，主無線智能測控儀可連發三次命令。關全夜燈程序如上，只是編碼命令不同。
2、開前半夜燈B2、B3(見圖2，圖4 圖1)主測控儀WXCK發出開燈命令信號，各方位的分機WXCK1－7的無線收發部分(1)接收信號后，通過R9、IC7、R11、IC8進入調制解調電路IC6的RC腳，將模擬信號轉換成數字信號，由RD腳輸出，送往單片機CPU的腳1，CPU進行鑒別、判斷、分類，通過控制總線，從IC11取出開前半夜燈信號命令送往IC5，IC5的PA4、PA2高電平使二級管D3、D4，三級管T3、T4，繼電器J3、J4導通(見圖2)，G3，G4導通致使B2、B3亮燈，關燈過程(同上)。
3、開后半夜燈B3(見圖2，圖4，圖1)主測控儀WXCK發出開后半夜燈命令信號，各方位的分機WXCK1－7的無線收發部分(1)接收信號后，通過R9、IC7、IC11、IC6進入調制解調電路的IC6的RC腳，將模擬信號轉換成數字信號，由RD腳輸出，送往單片機CPU的腳1，CPU進行鑒別、判斷、分類，通過控制總線從IC11取出開后半夜燈命令，送往IC5，IC5的PA2為高壓電平，使二級管D4、三級管T4、繼電器J4導通(見圖2)，G4導通，致使B3亮燈，關后半夜燈過程同上。
二、路燈的自動監測工作程序假設某市700盞路燈由于各種故障可能出現全部燈不亮或部分燈不亮的狀況，無線智能路燈測控儀可以通過檢測電流，電壓參數判斷出路燈運行的亮燈數目(見圖2)，現場路燈電路中的電流傳感器LⅠ(LⅡ、LⅢ)產生的電流參數，送入無線智能測控儀的L1、L2、L3(見圖1)經IC1多路切換，將流量傳感器L1、L2、L3電流信號送入IC2、IC3－IC4進入CPU的A／D口43腳，將現場電路參數轉換成數字參數通過數據總線存入IC5，見圖1、圖3，圖1中的A、B觸點是監測電壓信號源輸入端，通過T、D8送入CPU的A／D口的42腳進行轉換，將轉換后的現場電壓存入值IC5，由于IC11存儲有標準亮燈的電流參數值和標準電壓參數值，用現場實測的存儲在IC5中的電流、電壓數值與標準電流、電壓參數值進行比較，自動計算出亮燈數目，再存入IC5，可供主無線智能檢測儀WXCK進行查詢。假如主測控儀WXCK發出監測命令查詢WXCK3的路燈亮燈情況，WXCK3收到命令見圖1，(1)收到監測命令后，通過R9、IC7、R11、IC8進IC6的RC腳，將模擬信號轉換成數字信號，由RD送到CPU的1腳進行鑒別、判斷、分類，通過數據總線從IC5中取出實時亮燈數目參數值，此參數值稱亮燈率，假設亮燈數量80盞，就由CPU的2腳送出80盞的參數值，進入IC6的TD腳進行轉換，將轉換后的參數值由TC輸出通過R14、IC9、R13、IC10進入無線收發部分(1)，天線發出送往主測控儀中，在主測控儀中可看到只亮80盞，有20盞不亮，而20盞燈的具體方位是WXCK3的位置。由于主測控儀中IC11中存儲著各分機的路燈地址編碼，所以很快即可確定20盞燈出了故障的方位，然后派人檢修。
主無線智能的路燈WXCK中存儲有亮燈數目低于90％的指令，如果現場亮燈參數值低于90％(見圖1)通過IC5的PC2送出報警信號指示檢修人員檢修。
本實用新型的特點(1)、由于采用了微電腦技術，發揮了計算機運算速度快，可靠性好，監測控制精度高等優點。
(2)、在測試電路(JC)中IC2、R1、W1元件組成了調零電路，IC3、IC4、R2、R3、R4、R5、R6、D1、D2組成了整流電路和濾波電路，這種電路克服了一般二級管對微小的信號儀產生失真的缺點，使得測試精度大大提高，同時又由于采用切換電路進行自檢和輸入信號進行切換，可以采用普通的計算放大器完成價格昂貴的低漂移運放的功能，并使測試精度不受環境影響。
3、調制解調電路部分，控制輸出電路都采用大規模集成電路，提高了工作的可靠性，穩定性，并且直接驅動發光二級管和三級管使其輸出不但完成控制作用還具有指示燈作用。
4、在調制解調部分和無線收發部分之間有IC7、IC8、IC9、IC10運算放大器，這樣可隔離無線收發部分與調制解調部分，同時又起到放大、限幅，使無線收發部分、調制解調部分工作在最佳狀態。
5、單片機監測部分，調制解調部分，無線收發部分統一設計容為一體，功能多，造價低與相關產品比成本低40％左右。
6、由于采用全夜燈、前半夜燈、后半夜燈的控制從而節約了大量的能源。也減輕了路燈管理工人的勞動強度。
本實用新型的實施例傳感器的測試輸出信號是0－10V、CPU采用8098、IC5采用8155，IC11采用2764，IC12采用74LH－373、IC13采用74LH－138，調制解調電路采用AM7910，IC7－10采用MC741，IC1采用MC4066，IC2采用MC741，無線聯網范圍為50平方公里。
權利要求1.一種無線智能路燈測控儀，它包括無線收發部分(1)，其特征在于該無線智能路燈測控儀是由IC11、IC12、IC13、IC5、CPU組成的單片機管理部分，調制解調部分MODEM，負載輸出部分FZ，電壓、電流參數監測輸入部分JC五部分組成；把這五部分安裝在有指示燈D3、D4、D5、D6，電流參數輸入觸點L1、L2、L3，電壓參數輸入觸點A、B的外殼內。
2.根據權利要求1所述的無線智能路燈測控儀，其特征在于單片管理部分，CPU、IC11、IC12、IC13、IC5組成，它們之間用數據總線CPU的AD0－AD7與IC12的D0－D7、IC11的Q0－Q7，IC5的D0－D7相連接；地址總線CPU的A8－A12與IC11的A8－A12相連接，地址總線CPU的A13－A15與IC13的A、B、C相連，IC13的11、14分別與IC5的CE、IC11的CE相連接，控制總線CPU的WR、ALE、RD、RESET與IC5的WR、IC12的11腳、IC5的ALE、IC11的CE、IC5的RD，IC6的RESET、IC5的RESET相連接，三條總線是單片機管理中的運輸工具，信號的傳與送全靠它來完成，IC11是存儲監控程序的，IC11的A0－A7與IC12的Q0－Q7相接，完成地址總線與數據總線的復用，IC5是輸出電路，它是單片機管理電路的輸出接口，IC5的PB0、PA4、PA2、PA6與二級管D3－D6相接，二級管在與三級管T1－T4相接T1－T4在與繼電器J1－J4相接構成負載電路FZ。
3.根據權利要求1所述的無線智能路燈測控儀，其特征調制解調部分是由IC6的TD、RD與CPU的1、2腳相連，IC6的TC與R14、IC9、IC13、IC10、WXSF相接，將CPU送來的數字信號轉換成模擬信號，由無線收發部分(1)通過天線發射到主無線智能路燈測控儀WXCK，從主測控儀發出的命令，(1)接收經R9、IC7、R11、IC8、IC6的RC把模擬信號轉換成數字信號，再由IC6的RD腳送給CPU的1腳。
4.根據權利要求1所述的無線智能路燈測控儀其特征是電流、電壓參數監測部分，現場電流參數通過流量傳感器L1、L2、L3接到多路切換電路IC1，進入IC2的十端，IC2負端通過電阻R1和電位器W1接通，IC2的輸出通過R2接IC3的負端還與電阻R4、D1相接，IC2的輸出還與R3相接，通過R3與R5、C、R6、IC4的負端相交點相接，IC3的輸出端與D1、D2點相交，D2與R4、R5相交，IC4的輸出R6、C與CPU的A／D口43腳相接，它主要完成多路切換、小信號放大、整流、濾波、保持、采樣等功能，另一是電壓參數監測，電壓是由傳感器T、D8、C2與CPU的A／D口42腳相接。
專利摘要本實用新型是一種無線智能自動控制、監測路燈參數的裝置。它由單片機管理部分、無線收發部分、調制解調部分、負載輸出部分，電流參數輸入觸點L1、L2、、L3，電壓參數輸入觸點A、B，外殼組成。它可以同多臺無線智能路燈測控儀組成聯網，用一臺無線智能路燈測控儀做主機，其它作為分機，完成遠地的遙測、遙控，控、測有效范圍為50公里。它采用16單片機為核心，具有速度快，轉換精度高，無線的特點。實現了對路燈自動控制、監測全夜燈、前半夜燈、后半夜燈，而提供的一種結構合理、功能可靠、節電的無線智能路燈測控產品。
文檔編號G01R31/00GK2076287SQ9022239
公開日1991年5月1日 申請日期1990年10月23日 優先權日1990年10月23日
發明者穆學利 申請人:鐵道部工程指揮部秦皇島辦事處
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
