[发明专利]新型智能化城市路灯全自动节能装置

说明书

技术领域

本发明属于电力系统节能和智能化技术领域，尤其是一种新型智能化城市路灯全自动节能装置。

背景技术

路灯建设和管理作为城市基础设施的重要工作之一，已引起各地政府的高度重视和社会的广泛关注。路灯工程的设计、施工、维护改造是一项具有一定技术含量的综合性工作，在很大程度上反映了一个城市的经济实力、人文特色和现代化水平。路灯建设完成以后，这些路灯遍布在城市的各条道路上，其运行管理和改造往往需要投入很大的人力和财力。

据不完全统计，目前国内城市道路照明的灯总数约1000万只，加上高速公路、工矿企业、机场、码头等非市政照明灯具约200万只，总数超过1200万只，并且每年以10％以上的速度递增。其中城市公共照明在我国照明耗电中占30％的比例，一年开支数额巨大，成为各地财政部门的一大负担。为节约开支，国内绝大部分的城市和地区几乎不约而同的采用了日本等国家在七十年代就抛弃了的路灯隔盏关灯的控制方式，其中的弊病不言而喻——不经导致了路面照度分布不均，给治安和交通安全埋下隐患，而且加剧因后半夜由电网电压的升高对路灯寿命造成的损减，因此是十分消极的节能方式。当发达国家已在实施“恰到好处的照度水平”的今天，我们这种路灯管理就显得太落后了。

另一方面，随着大中城市规模的不断扩大，城市市容的改善，照明路灯的数量越来越多，其用电量占城市的总用电量的比例不断增加。以往的路灯照明大多采用直接供电方式，人工送电人工关闭，这种方式有许多的不足，供电系统在不同的时间里电压是波动的，在用电高峰期，电压都低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，当电压高时不但影响照明设备的使用寿命，而且耗电量也大幅增加。当低谷时，照明设备又不能正常工作；利用人工送电，增加人员开支，有时又不能及时关闭，即影响正常照明又浪费电能。

目前，由于路灯开关得不到可靠、准确的控制，需要不断的安排人员进行夜间巡查值班，报告路灯故障，增加了人力投入；由于路灯得不到合理控制，使灯具的使用寿命缩短，导致维护工作量和维修成本的增加；同时由于路灯线路及设备得不到有效地实时监测，造成频频被盗和损坏。因此，为了降低路灯的运行管理成本和提高亮灯率，除了选择好灯具之外，还应在路灯控制装置的设计、改进和管理工作上做大量的工作。

目前判断亮灯率的办法主要由以下两种：方法一，通过人工巡视，费用计算方法，亮灯率可以非常准确，但是费时费力；方法二，通过测量线路的整体电流来实现，计算方法，然而由于单灯中补偿电容的影响、环境温度的影响、光源老化而导致负载特性改变、更换光源后导致电流变化等诸多因素，再加上很多路灯是并联在一起的，因此根据整体电流分析亮灯率只能得到非常粗糙的结果。

为了缓解矛盾，国内不少路灯管理部门一直寻求解决方案。目前的路灯节电器大多采用以下两种方案：1、光控、微处理器控制系统加自耦变压器。采用光控容易受干扰和环境等因素的影响。只采用微处理器控制系统，开灯前节电器始终处于工作状态，因自耦变压器自身损耗，影响节电率。而且节电控制方案单一，不能有效的解决照度和节电之间的矛盾。2、钟控加自耦变压器，采用几段节电方案就用几个时间控制器，虽然能有效地解决照度和节电之间的矛盾，但采用多个时间控制器，控制协调性差，不能根据季节的变化自动改变开灯时间。且以上两种方案都不具备远程监控。因而有必要针对上述问题开发出一种智能化路灯全自动节能装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型智能化城市路灯全自动节能装置，其利用单片机、有线以及无线通讯网络和监控终端主机组成的系统，可以实现城市路灯的远程监控和操作，解决路灯照度和节能问题；同时利用GSM通讯模块可以实时将路灯的损坏以及被盗数据发送给相关工作人员。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种新型智能化城市路灯全自动节能装置，包括路灯前端节能单元、通讯网络和监控中心，其特征在于：所述路灯前端节能单元包括单片机、模数转换电路、环境光线检测电路、GPS定位模块和通讯串口模块，所述监控中心包括监控终端主机、通讯服务器、GSM通讯模块和通讯串口模块，所述监控终端主机包括电子地图；其中，所述环境光线检测电路连接模数转换电路，所述模数转换电路、GPS定位模块和通讯串口模块均与单片机相连，所述路灯前端节能单元和监控中心通过通讯网络连接，所述通讯服务器和GSM通讯模块均与监控终端主机相连。