LED路燈節能監控系統的設計與實現

　　1 引言

　　城市特別是中小城市目前路燈照明存在的主要問題是總體規劃滯后，燈光控制方法和管理手段落后，所用電器、燈具科技含量低。本文以高亮度LED 為路燈核心器件，設計路燈監控系統，現場由從單片機采集路燈電流電壓后經過主機與上位機進行GPRS 數據傳輸，從而達到“遙控、遙測、遙訊”的目的。

　　2 系統工作原理及硬件設計

　　2.1 系統總體結構設計

　　總體結構如圖1 所示，該系統主要由LED節能控制中心、中國移動GPRS 網絡及路燈RTU 三大部分組成。

圖1 總體結構圖

　　其中路燈監控中心包括3131P Modem 模塊、路燈監控RTU、在線監測終端控制箱、GPRS 型模塊、單燈檢測控制器等。

　　在本監控系統中，控制器單元通過RS-232 與移動GPRS 無線終端相連，監控中心計算機通過特種路由器接入移動GPRS，路燈RTU 進行功率信號采集，最終由移動GPRS 網絡將數據傳給監控中心，監控中心連接UPS 電源，采用UPS 供電設計，使監控中心能夠斷電繼續工作，保證系統可靠運行。

　　監控中心作為整個系統的主要核心部分，不僅要與上位RTU 進行密切的通信，還要對采集到的數據進行分類、存儲、加工、傳輸等處理，同時還要給出相應的報警（語音、聲光）以及要求定位的節點路燈信息，并且可以通過GPRS 短消息將故障信息和（或）路燈檢修信息發送到相關指定的人員手機中，以及時掌握路段信息。

　　2.2 LED 驅動電路設計

　　LED 照明驅動電路主要包括驅動電路和過溫度保護電路兩部分。在驅動電路的設計中主要用到的是MAX5033 芯片，該芯片可以提供高達500mA 的輸出電流。MAX5033D 提供1.25~13.2V 的可調電壓。

　　過溫度保護電路用到的芯片是MBI1801。該芯片內部有溫度感應器，可感應到芯片的溫度?？赏ㄟ^R-EXT管腳自動調整輸出電流，這樣就可以改變LED 上的電流，從而可以降低LED 的溫度，起到過溫度保護的作用?；谝陨线@些優點，因此選用了以MAX5033 和MBI1801 為主的芯片來實現該驅動電路。

　　設計出的LED 驅動電路圖如圖2 所示，主要分為三大部分：電源電路，驅動電路和過溫度保護電路。在電源電路中主要由變壓器，整流橋兩個模塊組成；在驅動電路中主要由MAX5033 模塊和調壓模塊構成；過溫度保護電路主要由MBI1801，熱感應模塊和LED 三部分組成。

圖2 LED 驅動電路圖

3 系統軟件設計

　　見圖3，7188XA 模塊啟動時有個和數據庫聯系的自動運行文件，此文件在7188XA 一上電就自動運行。

　　在本系統中采用了可視化開發工具VisualBasic6.0 來進行開發。監控中心主界面如圖4 所示。

圖3 軟件系統框圖

圖4 LED 節能控制中心軟件界面

　　針對路燈計算機無線監控系統應用環境，該系統的主要功能為：

　?。?）遙控：各個節點和路段的工作參數，如開/關燈、照度等；

　?。?）遙測：手動、自動采集路燈系統的各監控點參數；

　?。?）監控：對路段和路燈等及其周圍進行監控；

　?。?）報警信息：可提供多種參數的自動報警查詢：例如高報，低報。

　?。?）數據查詢：可查詢某一節點和（或）路段任意某分/時/天/月/年的相關歷史數據；4 結論。

　　本系統把GPRS、大功率LED 技術應用了在路燈節能監控系統中，解決了目前中國路燈控制所不能解決的實際節能問題，實現了“三遙”和數據采集和監控，實現了智能亮燈，在監控中心能及時獲得反饋信息，可以進行故障反演，降低運行費用，減少人員開支，達到經濟節能的目的。

　　本系統主要控制與節能技術不僅可應用于路燈管理，還可適應于更多領域，如供熱工程、軌道交通等等。給他們提供有益的建議，提高工作效率。