ZigBee 無線智能路燈解決方案 無線單燈控制器

 

針對日益廣泛的智能照明行業的發展，巨川電氣重點推出一款基于物聯網ZigBee的無線路燈照明控制系統的完整解決方案，整個系統由圖 1?1所示，通過現場控制中心ZigBee轉GPRS網關，將數據匯總，通過GPRS連接到互聯網，遠程監控中心通過聯網的路燈監控軟件，實現路燈的調光、省電統計、損壞監測等功能。

其中，SmartLight是專業照明控制系統中的一個重要組成部分，其核心芯片采用自主研發的ZIGBEE無線通信模塊，配合專業的硬件和軟件設計，使產品具有功能強大，易實施、免布線、工作可靠、易于維護等優點，是專門為智能路燈照明而研發出來的高性能路燈節能產品。 

 解決方案特點

1)  完善的功能

n  電壓電流功耗采集計量：

n  照明設備故障報警；

n  1路繼電器控制信號；

n  遠程互聯網+GPRS網絡監控；

n  任意時刻節能模式調節；

2）內嵌網絡ZigBee協議

每個無線智能照明控制器內置自主開發的ZigBee無線傳輸協議進行自組網，免去了現場布線的麻煩，大大節約了工程施工的成本，提高了安裝效率。

自主開發的ZigBee無線傳輸協議歷經8年來的不斷完善和發展，已經廣泛使用在電力、工控、軌道交通、石油化工、照明等各種領域。是一個被市場和客戶認可的可靠穩定高效的通訊協議。

 

 1.1      JCT-DK無線單燈控制器產品實物圖

圖 1?1無線單燈控制器

2.2      產品尺寸

不包含引線和天線的尺寸為132*44*31mm。

2.3     接線圖

 

2.4      引線說明 

 

 

引線說明	功能	說明
棕色	火線輸入	220V火線輸入
藍色	零線輸入	220V零線輸入
棕色	火線輸出	220V火線輸出
藍色	零線輸出	220V零線輸出
白色	調光信號+	PWM或者1-10V調光信號正極
黑色	調光信號-	PWM或者1-10V調光信號負極

 

 

圖 1?2外部接線示意圖

1、路燈接線方法如圖 1?2所示，交流信號220V電壓從控制器的1腳和2腳輸入。

溫馨提示：在接線時，需要區分零線和火線。

2、如果需要輸出調光信號時，將調光信號腳接到控制設備對應的控制信號線上。如果沒有電源驅動器沒有調光接口，懸空調光信號線即可。

溫馨提示：控制信號為PWM或1-10V控制輸出,幅值為10V。

 

2.5     電氣參數

1.1  電源及功耗

除非特別說明，下表所列參數是指Tamb=25℃時的值。

 交流電氣參數

標號	項目	條件	規格
			最小	典型	最大	單位
AC   IN	輸入端口額定工作電源	50Hz	200	220	260	V
AC   OUT	輸出端口額定工作電源	50Hz	200	220	260	V
I	額定工作電流	50Hz	0		10	A

1.2  計量電氣參數

標號	項目	條件	規格
			最小	典型	最大	單位
Vtest	測量電壓范圍		200	220	260	V
Itest	測量電流范圍		0		10	A
PW	有功功率		2		2600	W
Pt	有功總電能		0		429496.0000	kWh

1.3  RF參數

標號					說明
	最小	典型	最大	單位
帶寬	2.38		2.500	GHz	16個基本通道，9個擴展頻段
接收靈敏度		-106		dBm
發送功率		20	23.5	dBm
動態輸出范圍		55		dB
諧波		-41.2		dBm/MHz

 2.6      技術特點

● 輸入電源：AC200～260V 50Hz 

● 輸出電源：AC 200～260V 50Hz   負載電流： 0～10A   負載功率： 0～2000W 

● 具有電流、電壓、溫度、有功功率、無功功率檢測功能 

● 可選配光照度傳感器、雨雪傳感器輔助參考 

● 具有交流開關和PWM、0～10V、電阻調光信號輸出的功能 

● 具有過流保護、燈具狀況檢測、缺省亮燈等功能 

 ● 適用于 LED燈、高壓鈉燈、金鹵燈等燈具的開關和調光使用 

● 基于安全的過載保護設計 

● 無線頻點：2.4G ISM 全球免費頻段 

● 無線信道：16 個 

● 單網容量：65535個節點 

● 網絡拓撲：支持星型網、樹型網、鏈型網、網狀網 

● 完善的 ZIGBEE 無線組網通訊協議 

● 工業級工作溫度范圍：－40℃～＋85℃

 

2.7      高壓鈉燈、疝氣燈、無極控制方案

路燈控制器內部的結構如圖2所示。

圖 1.3無線智能照明控制器高壓鈉燈接線框圖

2.7.1   輸入與輸出

交流220V電壓從AC端口輸入，經過路燈控制板，可輸出1路帶繼電器控制的輸出，接入1組高壓鈉燈（疝氣燈、無極燈）。

2.7.2   無線控制

在整個路燈的安裝過程中，無需使用控制信號線，采用無線Zigbee信號作為數據傳輸，大大減少了特別是舊燈改造工程的工程量。

2.7.3   電量檢測

為了更好檢測每個路燈的工作狀態，本路燈控制器可實現實行測量當前單燈的當前電壓，流經當前單燈的電流，并計算出當前單燈的有功功率，總功率，在后臺服務器可匯總單燈的月用電量，為改造智能路燈控制器后，節約的用電量，提供準備，合理的數據。

 

2.8     LED燈控制方案

控制器內部的結構如圖3所示。

圖3 JCT-DK無線智能照明控制器LED調光燈接線框圖

2.8.1   電量檢測

需要檢測的電量參數為：

l  輸入控制器的前端電壓；200~260V

l  通過控制器的總電流：20mA~10A

l  通過控制器的有功功率，消耗的總電能

l  控制器的電能參數

2.8.2   開關功能 

單燈控制器可以對任一盞路燈進行開關燈控制，也可以進行集中分組控制；

2.8.3   PWM（1-10V）調光

輸出1路PWM 或者1~10V調光控制信號，接入到LED電源控制器的調光控制信號上，如DIM+和DIM-。

2.8.4   采集功能

單燈控制器能采集路燈的電壓、電流、計算燈具的使用功率等。 

2.8.5   路由功能

每個單燈控制器都具有中繼路由功能，單個控制器之間的最大視距傳輸距離2000米。 

2.8.6   組網功能

單燈控制器采用ZigBee無線通信技術，單燈控制器節點具備自組網功能，最大支持組建65535個節點的超大型網絡。 

2.8.7   硬件看門狗電路

防止出現程序死機。

 

3. ZigBee轉GPRSJCT-LD網關產品手冊

3.1      產品外觀

3.2      產品尺寸規格

 

 

 3.3      功能特點

■ 產品描述：通過移動網絡或互聯網接收控制命令，控制路燈及采集數據，存儲于數據庫；

■ 網絡制式：支持移動，聯通網絡，單卡通訊；

■ 通訊模式：連接上之后透傳；

■ 通訊距離：ZigBee端輸出功率20dbm支持空曠2公里通訊；

■ 配件清單：12V電源，GPRS天線，ZigBee天線；

■ 網關能夠實現遠程控制路燈開燈、關燈、調光、路燈功耗采集；

■ 網關能夠控制無線路燈單燈控制器實現協議自組網功能；

■ 網關攜帶的路由條數大于或等于200條，能控制大于200個無線控制器；

4. Web軟件展示

圖1-智能路燈監控系統首頁

圖2-智能路燈監控系統路燈控制策略

 圖3-智能路燈監控系統路燈采集數據

 

4.1      軟件系統功能特點 

4.1.1   遠程控制 

監控軟件可對任意一盞、一路或自定義的一組路燈進行遠程開關、調光控制。 

4.1.2   狀態查詢 

監控軟件可隨時查詢路燈的開關狀態、亮度、電流、電壓、功率等數據。 

4.1.3   自動巡檢 

監控軟件具有自動巡檢的功能，可代替人工巡檢。 

4.1.4   情景照明 

監控軟件可自定義設置任意分區、分組、分時以及隔盞亮燈等情景照明模式。 

4.1.5   故障報警 

監控軟件可實現故障報警、故障檢測、故障處理情況追蹤功能。 

4.1.6   設備管理 

監控軟件可管理單燈控制器、集中管理器等設備，包括錄入、修改、刪除、查詢等功能。 

4.1.7   分級權限 

不同級別的用戶可設置不同的管理區域和操作權限。 

4.1.8   地圖功能 

監控軟件集成GIS地理信息系統，可在地圖上查看和管理任意一盞路燈。