分时段、全智能路灯节能控制系统 (一)技术领域：分时段、全智能路灯节能控制系统，属于一般控制系统(G05B)或照明装置一般零部件(F21V)。
(二)背景技术：随着城市建设加快及形象工程的出现，市区照明和装饰的路灯大量涌现。一般一根灯杆上设有1、2、3、5、10……个灯，最多达80个。由此其用电量、路灯维护费居高不下。在国内不少相邻城市间，市区到机场，旅游景点等高速公路以及主要交通要道等处增设公路照明，满足高峰时段的需要，但高峰时段以外的有效利用却是一个急需要解决的问题。城市形象工程和交通照明迅速增加，导致路灯使用寿命短，频繁更换购置费和高空工程施工费用高，且给城市交通造成压力。现有路灯在一个区内有控制室，其内有中央控制装置，主要控制本区内路灯白天关闭，晚上打开。有用人工手动通断，也有设自动的定时钟控装置进行通断，但仅采用简单的昼闭夜开的控制仍然没能以根本解决上述问题。
(三)发明内容：本发明就是解决目前路灯用电费，工程维护费高等一系列问题而开发设计的。设计一个系统，铺设一根电缆线，按需要全智能控制路灯，实现节电，节省费用减少维护量。技术方案如下：
分时段、全智能路灯节能控制系统，包括有定时钟控装置1和供电主控装置3所形成的中央控制装置，其特征是增设分组控制器，其内设有电源电路4，脉冲采样/整形电路5，单片机基本系统6，执行电路7，其中电路5作为单片机基本系统6的输入，单片机基本系统6输出到执行电路7，执行电路内继电器与被控的两组及以上的多组路灯线路相连接。电路5信号输入端接电源电路4交流输出端。为满足节日全照明需要，可在中央控制装置内增设节日灯控装置2和在分组控制器内增设节日全照明检测电路9。为检测显示执行电路7工作状况，可增设自动检测显示电路8。单片机基本系统5内设置有单片机U6，上电复位电路U6.1，振荡电路U6.2，存储器U6.4。也可增设检测电路U6.3，秒指示电路U6.5。
本发明的有益效果：
1、路灯采用双组或多组控制，平时可自动完成分时段、分灯组控制一个灯杆上所有电灯在不同时段的通断，以满足人们各种照明需求，实现晚间路灯轮换开闭，达到合理利用能源，节能降耗，延长灯炮的使用寿命，维修费用、频繁度和交通压力。2、本装置可分为“延时开型”、“延时关型”、“混合型”三个系列数十几品种，并可按用户要求另行设计。3、节日灯控电路满足全照明需要，且只需对中央控制装置的按键K2简单操作便可自动转化达到目的。达到有光彩照明工程和节能等的和谐效果。4、单片机采用国际通用单片机，能满足不用照明时间的要求。5、脉冲采样/整形电路5的信号输入端与电源电路4降压变压器交流侧连接，由此采用了统一50/60Hz脉冲信号作标准信号，从而确保控制器的时间一致性。
(四)附图说明
图1分时段、全智能路灯节能控制系统方框图
图2分时段、全智能路灯节能控制系统接线图(包括负载路灯的交流电路的接线图)。
(五)具体实施方式：见图1、图2
中央控制装置内设定时钟控装置1(以下简称钟控1)，节日灯控装置2(以下简称节控2)，供电主控装置3(以下简称供电3)。供电3是由灭孤接触器(或其它大型非直接型开关)K3构成，它是专门为各灯杆提供电力的装置。钟控1是按用户设定每目所需照明总时间，按其要求自动工作。当用户需要分时段提供照明以利于节电时只需要将供电3内总开关K3合上，由钟控1内的开关K1自动按设定时间段控制通断。(比如控制路灯白天全关闭夜间全开灯)经供电3再由分组控制器自动控制晚间按设定要求的分组轮换开闭(见图2中由继电器常开触点J′7.1-J′7.2完成)。
节控2内设有继电器J2和按键K2；其继电器J2的常闭触点J2接于供电3控制回路中。同时在分组控制器内增设有节日全照明检测电路9，它由电阻R9.1、R9.2、电容C9.1，二极管D9.1组成，其输出端接单片机的P1.0端。当节日需全照明时，只需按按键K2，按钮上方地指示灯点亮并自保持，节日指示灯闪动，表示节控2投入，继电器J2带电吸合，触点动作，经单片机控制，电路7继电器全部得电吸合，触点J′7.1-J′7.2全部接通，实现节日灯全照明。
分组控制器内设有电路4～9，其各部分组成如下：
见图1，图2，电源电路4内设变压器T4，在次级线圈上分别接有由D4.1、D4.2和D4.3、D4.4组成的两路整流器，每路内分别设滤波电容C4.1、C4.2和C4.3、C4.4以及稳压器IC4.1、IC4.2，用以形成降压整流滤波稳压电路，将市电(AC220V)变成稳定的直流电压为整个控制器提供可靠电力。
脉冲采样整形电路5由二极管D5.1，电容C5.1电阻R5.1，稳压二极管D5.2组成的半波整流稳压电路以及由电阻R5.1、R5.2、R5.3，反相器T5.1、T5.2组成的整形电路构成；脉冲信号输入端与电源电路4中降压变压器T4交流次级线圈侧连接；电路5输出端与单片机U6的P3.5连接。电路5为单片机提供计数用脉冲。
单片机基本系统6由如下部分构成：①单片机U6，型号为C2051，Ucc为电源端，GND为接地端。平时，分时段、分灯组通断的时刻及各组路灯转换方式和过程用软件编程控制。可分为“延时开型”“延时关型”“混合型”多种品种，也可按用户要求另外设计。②由电容C6.1，电阻R6.1组成单片机的上电复位电路U6.1，接于单片机RET端。③由电容C6.21、U6.22和振荡晶体T6.2组成的振荡电路U6.2，接于单片机X1和X2端，为单片机可靠工作提供本机振荡频率。④由电阻U6.3和按键K6.3组成的检测电路U6.3它与单片机P3.4端连接。用以检测本装置工作是否正常时，不受编程时间限制，以缩短检测时间。⑤由电阻R6.5和发光二极管D6.5组成的秒指示电路U6.5，它与单片机P3.7端连接，用以指示单片机的工作状况。⑥存储器U6.4，它与单片机的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3端连接。用于储存各种计算数据。
执行电路7内设七只继电器J7.1～J7.7，七组三极管T7.11 T7.12～T7.71 T7.72，七只二极管D7.1～D7.7，七组电阻R7.11 R7.12～R7.71 R7.72，其输入端分别接单片机的p1.1～p1.7端，其输出端继电器常开触点J′7.1～J′7.7分别串接于七组路灯线路中。
自动检测显示电路8用于自动检测显示执行电路7工作状况，这里设七路与继电器组数一致。每路由发光二极管D8和电阻R8组成，各支路输出端分别接单片机的p1.1～p1.7端。
路灯交替(状态转换)的实现是由单片机CPU在读取存储器93C46内部的数据(即前一次的控制顺序)后经计算处理再控制单片机用以控制p1.1～p1.7端电位实现。
电源电路4直流输出端接电路7供电端直流输出端接其余电路6、8、9等供电端。中央控制装置设于路灯区控制室。分组控制器可设于路灯电杆处或中央控制装置内。