[发明专利]基于无线物联网技术的铁路隧道照明灯具分布式控制方法

权利要求书

1.基于无线物联网技术的铁路隧道照明灯具分布式控制方法，其特征在于：

所述方法通过以下步骤实现：

步骤一：在铁路隧道内布设灯具，组成网状拓扑无线通信网络；获取单相交流220V电源，经灯具故障监测隔离模块隔离后，依次通过电磁滤波整流电路、PFC电路、切换电路、隔离变压器和整流滤波电路调整为电压30V至50V可调的直流恒流源，向灯具供电；

步骤二：控制电路实时收集电路数据与参考值进行比较，将指令传输至PWM调制电路，PWM调制电路根据指令值控制切换电路输出，构成闭环反馈实时调节回路；

步骤三：灯具故障监测隔离模块、PFC电路、控制电路和PWM调制电路均接入物联网模块并通信，物联网模块将收集的电路数据通过无线和有线的通讯方式，上传给本地和远程的用户控制终端，并根据用户操作指令，控制灯具的状态；灯具故障监测隔离模块输入端接入隧道照明干线，当发生短路、过载时断开回路，同时将故障信息通过物联网模块上传至远程监控中心；

物联网模块选用芯片Psoc，具有六个管脚：5号管脚VCC接口与外部直流电源的正极相连，为物联网模块提供电源；6号管脚GL接口与灯具故障监测隔离模块相连，监控灯具故障并进行隔离和保护；4号管脚AVDD接口与控制电路相连，实时接收控制电路采集到的各项电路数据，为后续数据实时上传给本地和远程的用户控制终端做准备；3号管脚CX接口与PWM调制电路相连，输出开关灯命令；控制命令的来源包括：本地和远程用户控制终端的指令、物联网模块将采集的电路数据与参考阈值比较后的直接控制；2号管脚P0接口与PWM调制电路相连，给PWM调制电路提供参考波形，即提供一个指定的三角载波，与调制电路输出的调制波进行比较；1号管脚GND接口与接地线相连，使物联网模块形成一个闭合的回路，保障电气通路，同时将冲击电流导入大地，起到保护和工作接地的功能。

2.根据权利要求1所述的基于无线物联网技术的铁路隧道照明灯具分布式控制方法，其特征在于：步骤一具体为：获取单相交流220V电源，经灯具故障监测隔离模块隔离后，经过电磁滤波整流电路变为220V半波波形，通过PFC电路进行功率因数校正后输出稳定的380V直流，在PWM信号的控制下输出380V方波交流，经过隔离变压器降压至50V方波交流，整流滤波电路调整为电压30V至50V可调的直流恒流源，向灯具供电。

3.根据权利要求2所述的基于无线物联网技术的铁路隧道照明灯具分布式控制方法，其特征在于：本地和远程的用户控制终端给物联网模块发出开关灯指令，物联网模块收到命令后，通过PWM调制电路和切换电路控制灯具开、关。

4.根据权利要求3所述的基于无线物联网技术的铁路隧道照明灯具分布式控制方法，其特征在于：步骤二中的电路数据通过电流、电压和温度检测元件采集；电流检测元件串联在灯体的直流电源电路中；电压检测元件并联在灯体的直流电源电路中；温度检测元件所在的电阻回路则安装在灯体附近；电流、电压和温度检测元件均通过有线数据传输到控制电路。

5.根据权利要求4所述的基于无线物联网技术的铁路隧道照明灯具分布式控制方法，其特征在于：PWM调制电路经光电耦合隔离模块将控制电路传输来的调制波，与物联网模块提供的三角载波进行调制，输出高低平脉冲给切换电路，控制其开通和关断时间即占空比。

6.根据权利要求5所述的基于无线物联网技术的铁路隧道照明灯具分布式控制方法，其特征在于：切换电路根据PWM调制电路的控制指令，通过控制周期开关时间，得到调控后规律的单相380V交流方波电流。

7.根据权利要求6所述的基于无线物联网技术的铁路隧道照明灯具分布式控制方法，其特征在于：PFC电路通过降压电路接入物联网模块，降低直流电压，为物联网模块提供可靠电源。

8.根据权利要求7所述的基于无线物联网技术的铁路隧道照明灯具分布式控制方法，其特征在于：物联网模块设置有天线，通过无线射频信号与自组网内其它的物联网模块建立通信连接，完成数据和指令的中介和传输。