针对日益广泛的智能照明行业的发展,巨川电气重点推出一款基于物联网ZigBee的无线路灯照明控制系统的完整解决方案,整个系统由图 1‑1所示,通过现场控制中心ZigBee转GPRS网关,将数据汇总,通过GPRS连接到互联网,远程监控中心通过联网的路灯监控软件,实现路灯的调光、省电统计、损坏监测等功能。
其中,SmartLight是专业照明控制系统中的一个重要组成部分,其核心芯片采用自主研发的ZIGBEE无线通信模块,配合专业的硬件和软件设计,使产品具有功能强大,易实施、免布线、工作可靠、易于维护等优点,是专门为智能路灯照明而研发出来的高性能路灯节能产品。
解决方案特点
1) 完善的功能
n 电压电流功耗采集计量:
n 照明设备故障报警;
n 1路继电器控制信号;
n 远程互联网+GPRS网络监控;
n 任意时刻节能模式调节;
2)内嵌网络ZigBee协议
每个无线智能照明控制器内置自主开发的ZigBee无线传输协议进行自组网,免去了现场布线的麻烦,大大节约了工程施工的成本,提高了安装效率。
自主开发的ZigBee无线传输协议历经8年来的不断完善和发展,已经广泛使用在电力、工控、轨道交通、石油化工、照明等各种领域。是一个被市场和客户认可的可靠稳定高效的通讯协议。
1.1 JCT-DK无线单灯控制器产品实物图
图 1‑1无线单灯控制器
2.2 产品尺寸
不包含引线和天线的尺寸为132*44*31mm。
2.3 接线图
2.4 引线说明
引线说明 | 功能 | 说明 |
棕色 | 火线输入 | 220V火线输入 |
蓝色 | 零线输入 | 220V零线输入 |
棕色 | 火线输出 | 220V火线输出 |
蓝色 | 零线输出 | 220V零线输出 |
白色 | 调光信号+ | PWM或者1-10V调光信号正极 |
黑色 | 调光信号- | PWM或者1-10V调光信号负极 |
图 1‑2外部接线示意图
1、路灯接线方法如图 1‑2所示,交流信号220V电压从控制器的1脚和2脚输入。
温馨提示:在接线时,需要区分零线和火线。
2、如果需要输出调光信号时,将调光信号脚接到控制设备对应的控制信号线上。如果没有电源驱动器没有调光接口,悬空调光信号线即可。
温馨提示:控制信号为PWM或1-10V控制输出,幅值为10V。
2.5 电气参数
1.1 电源及功耗
除非特别说明,下表所列参数是指Tamb=25℃时的值。
交流电气参数
标号 | 项目 | 条件 | 规格 | |||
最小 | 典型 | 最大 | 单位 | |||
AC IN | 输入端口额定工作电源 | 50Hz | 200 | 220 | 260 | V |
AC OUT | 输出端口额定工作电源 | 50Hz | 200 | 220 | 260 | V |
I | 额定工作电流 | 50Hz | 0 | 10 | A |
1.2 计量电气参数
标号 | 项目 | 条件 | 规格 | |||
最小 | 典型 | 最大 | 单位 | |||
Vtest | 测量电压范围 | 200 | 220 | 260 | V | |
Itest | 测量电流范围 | 0 | 10 | A | ||
PW | 有功功率 | 2 | 2600 | W | ||
Pt | 有功总电能 | 0 | 429496.0000 | kWh |
1.3 RF参数
标号 | 说明 | ||||
最小 | 典型 | 最大 | 单位 | ||
带宽 | 2.38 | 2.500 | GHz | 16个基本通道,9个扩展频段 | |
接收灵敏度 | -106 | dBm | |||
发送功率 | 20 | 23.5 | dBm | ||
动态输出范围 | 55 | dB | |||
谐波 | -41.2 | dBm/MHz |
2.6 技术特点
● 输入电源:AC200~260V 50Hz
● 输出电源:AC 200~260V 50Hz 负载电流: 0~10A 负载功率: 0~2000W
● 具有电流、电压、温度、有功功率、无功功率检测功能
● 可选配光照度传感器、雨雪传感器辅助参考
● 具有交流开关和PWM、0~10V、电阻调光信号输出的功能
● 具有过流保护、灯具状况检测、缺省亮灯等功能
● 适用于 LED灯、高压钠灯、金卤灯等灯具的开关和调光使用
● 基于安全的过载保护设计
● 无线频点:2.4G ISM 全球免费频段
● 无线信道:16 个
● 单网容量:65535个节点
● 网络拓扑:支持星型网、树型网、链型网、网状网
● 完善的 ZIGBEE 无线组网通讯协议
● 工业级工作温度范围:-40℃~+85℃
2.7 高压钠灯、疝气灯、无极控制方案
路灯控制器内部的结构如图2所示。
图 1.3无线智能照明控制器高压钠灯接线框图
2.7.1 输入与输出
交流220V电压从AC端口输入,经过路灯控制板,可输出1路带继电器控制的输出,接入1组高压钠灯(疝气灯、无极灯)。
2.7.2 无线控制
在整个路灯的安装过程中,无需使用控制信号线,采用无线Zigbee信号作为数据传输,大大减少了特别是旧灯改造工程的工程量。
2.7.3 电量检测
为了更好检测每个路灯的工作状态,本路灯控制器可实现实行测量当前单灯的当前电压,流经当前单灯的电流,并计算出当前单灯的有功功率,总功率,在后台服务器可汇总单灯的月用电量,为改造智能路灯控制器后,节约的用电量,提供准备,合理的数据。
2.8 LED灯控制方案
控制器内部的结构如图3所示。
图3 JCT-DK无线智能照明控制器LED调光灯接线框图
2.8.1 电量检测
需要检测的电量参数为:
l 输入控制器的前端电压;200~260V
l 通过控制器的总电流:20mA~10A
l 通过控制器的有功功率,消耗的总电能
l 控制器的电能参数
2.8.2 开关功能
单灯控制器可以对任一盏路灯进行开关灯控制,也可以进行集中分组控制;
2.8.3 PWM(1-10V)调光
输出1路PWM 或者1~10V调光控制信号,接入到LED电源控制器的调光控制信号上,如DIM+和DIM-。
2.8.4 采集功能
单灯控制器能采集路灯的电压、电流、计算灯具的使用功率等。
2.8.5 路由功能
每个单灯控制器都具有中继路由功能,单个控制器之间的最大视距传输距离2000米。
2.8.6 组网功能
单灯控制器采用ZigBee无线通信技术,单灯控制器节点具备自组网功能,最大支持组建65535个节点的超大型网络。
2.8.7 硬件看门狗电路
防止出现程序死机。
3. ZigBee转GPRSJCT-LD网关产品手册
3.1 产品外观
3.2 产品尺寸规格
3.3 功能特点
■ 产品描述:通过移动网络或互联网接收控制命令,控制路灯及采集数据,存储于数据库;
■ 网络制式:支持移动,联通网络,单卡通讯;
■ 通讯模式:连接上之后透传;
■ 通讯距离:ZigBee端输出功率20dbm支持空旷2公里通讯;
■ 配件清单:12V电源,GPRS天线,ZigBee天线;
■ 网关能够实现远程控制路灯开灯、关灯、调光、路灯功耗采集;
■ 网关能够控制无线路灯单灯控制器实现协议自组网功能;
■ 网关携带的路由条数大于或等于200条,能控制大于200个无线控制器;
4. Web软件展示
图1-智能路灯监控系统首页
图2-智能路灯监控系统路灯控制策略
图3-智能路灯监控系统路灯采集数据
4.1 软件系统功能特点
4.1.1 远程控制
监控软件可对任意一盏、一路或自定义的一组路灯进行远程开关、调光控制。
4.1.2 状态查询
监控软件可随时查询路灯的开关状态、亮度、电流、电压、功率等数据。
4.1.3 自动巡检
监控软件具有自动巡检的功能,可代替人工巡检。
4.1.4 情景照明
监控软件可自定义设置任意分区、分组、分时以及隔盏亮灯等情景照明模式。
4.1.5 故障报警
监控软件可实现故障报警、故障检测、故障处理情况追踪功能。
4.1.6 设备管理
监控软件可管理单灯控制器、集中管理器等设备,包括录入、修改、删除、查询等功能。
4.1.7 分级权限
不同级别的用户可设置不同的管理区域和操作权限。
4.1.8 地图功能
监控软件集成GIS地理信息系统,可在地图上查看和管理任意一盏路灯。