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1、(10)申请公布号 CN 102938950 A (43)申请公布日 2013.02.20 CN 102938950 A *CN102938950A* (21)申请号 201110233625.9 (22)申请日 2011.08.16 H05B 37/02(2006.01) G05B 19/418(2006.01) (71)申请人 上海广茂达光艺科技股份有限公司 地址 200237 上海市闵行区澄建路 466 号二 层 (72)发明人 刘群 温源 张永旭 汪刚 (74)专利代理机构 上海光华专利事务所 31219 代理人 李仪萍 (54) 发明名称 LED 模块化路灯控制系统 (57) 摘要 。
2、本发明提供一种 LED 模块化路灯控制系统， 至少包括 ： 用以通过一主控现场总线发送第一命 令协议的主控服务器， 用以将第一命令协议解析 为第二命令协议的至少一路灯分控模块， 用以将 第二命令协议解析为控制指令用以分别控制各该 LED 路灯模块执行点亮、 熄灭、 亮度调节或色温调 节作业的多个LED路灯模块， 本发明的LED模块化 路灯控制系统， 克服了现有技术中 LED 模块化路 灯控制系统中的 LED 路灯模块过多， 对总线可能 造成的超负荷影响等问题， 而且还可以在增加现 场总线控制节点容量的前提下， 即便有个别 LED 模块出现故障， 也不会对主控制总线造成干扰。 (51)Int.C。
3、l. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 1/2 页 2 1. 一种 LED 模块化路灯控制系统， 其特征在于， 至少包括 ： 主控服务器， 用以通过一主控现场总线发送第一命令协议 ； 至少一路灯分控模块， 通过所述主控现场总线与所述主控服务器相连接， 用以接收到 所述主控服务器发送的第一命令协议后， 解析为第二命令协议并输出 ； 多个 LED 路灯模块， 分别通过一分支现场总线与所述路灯分控模块相连接， 用以接收 到所述路灯分控模块发送的第二命令协议后， 解析为控制指令。
4、以分别控制各该 LED 路灯模 块执行点亮、 熄灭、 亮度调节或色温调节作业。 2. 根据权利要求 1 所述的 LED 模块化路灯控制系统， 其特征在于 ： 还包括至少一中继 器， 连接于所述主控现场总线与路灯分控模块之间， 用于扩展所述路灯分控模块的数量。 3. 根据权利要求 1 所述的 LED 模块化路灯控制系统， 其特征在于 ： 所述路灯分控模块 设置于一装设有所述的多个 LED 路灯模块的灯杆中。 4. 根据权利要求 3 所述的 LED 模块化路灯控制系统， 其特征在于 ： 所述路灯分控模块 包括 ： 主通讯端口， 与所述主控现场总线相连接， 用以接收来自所述主控现场总线上的第一 命令。
5、协议 ； 微处理单元， 与所述主通讯端口相连接， 用以将所述第一命令协议解析为第二命令协 议并输出 ； 第一分支通讯端口， 与所述微处理单元及分支现场总线相连接， 用以将所述微处理单 元解析的第二命令协议输出至所述分支现场总线 ； 存储单元， 与所述微处理单元相连接， 用于存储在所述主控服务器脱机时以供所述 LED 路灯模块运行的预设参数 ； 第一电源单元， 与所述主通讯端口、 微处理单元、 第一分支通讯端口、 以及存储单元相 连接， 用于为所述路灯分控模块提供工作电源。 5. 根据权利要求 4 所述的 LED 模块化路灯控制系统， 其特征在于 ： 所述主控现场总线 为 RS485 总线、 R。
6、S422 总线、 或 CAN 总线。 6. 根据权利要求 4 所述的 LED 模块化路灯控制系统， 其特征在于 ： 所述微处理单元为 单片机、 PLD、 FPGA、 或者嵌入式控制器。 7. 根据权利要求 4 所述的 LED 模块化路灯控制系统， 其特征在于 ： 所述 LED 路灯模块 包括 ： 第二分支通讯端口， 通过所述分支现场总线与所述第一分支通讯端口相连接， 用以接 收来自所述路灯分控模块的第二命令协议 ； 微控制单元， 与所述第二分支通讯端口相连接， 用以将所述第二命令协议解析为控制 指令并输出 ； LED 驱动单元， 与所述微控制单元相连接， 用以接收到所述控制指令后转换为驱动信号。
7、 并输出 ； LED 灯组， 用以依据接收到的所述驱动信号执行点亮、 熄灭、 亮度调节或色温调节作 业 ； 第二电源单元， 与所述第二分支通讯端口、 微控制单元、 LED 驱动单元、 以及 LED 灯组相 连接， 用于为所述 LED 路灯模块提供工作电源。 权 利 要 求 书 CN 102938950 A 2 2/2 页 3 8. 根据权利要求 7 所述的 LED 模块化路灯控制系统， 其特征在于 ： 所述分支现场总线 为 RS485 总线、 RS422 总线、 或 CAN 总线。 9. 根据权利要求 7 所述的 LED 模块化路灯控制系统， 其特征在于 ： 所述微控制单元为 单片机、 PLC。
8、、 或者嵌入式控制器。 权 利 要 求 书 CN 102938950 A 3 1/5 页 4 LED 模块化路灯控制系统 技术领域 0001 本发明涉及一种路灯控制系统， 特别是涉及一种 LED 模块化路灯控制系统。 背景技术 0002 LED 以发光效率高、 显色性好、 使用寿命长、 可靠性高、 容易实现控制和多色彩的特 点越来越受到人们的重视， 路灯作为一个城市的象征性标志， 日渐成为城市的一道风景线， 特别是近来越来越多的国家都制定节能减排的法规和照明标准的规范， 更加有力地推动了 LED 路灯市场的发展。 0003 然而， 随着 LED 照明市场的快速发展， LED 路灯市场成了众企业。
9、争夺份额的一大焦 点， 由于权威技术标准发展的滞后， 导致整个 LED 路灯行业的良莠不齐， 纵观目前的有线网 络 LED 路灯控制系统， 特别是模块化的 LED 路灯控制系统， 基本上都是所有 LED 路灯模块挂 在同一个现场总线上， 这样带来的问题是， 在模块数量较多时， 大大增加了总线的负载， 而 且， 位于某一灯杆上的一个模块如果出现故障， 就有可能影响到整个网络的可靠性。 另外还 有大量的不带中央控制系统的 LED 路灯， 此种路灯尽管有些带有光线传感器及其他智能诊 断调节功能， 但是， 由于没有中央控制， 只能各自为阵， 不便于集中管理。 0004 中国专利公开号为 CN20137。
10、4845 公开了一种基于电力线载波的总线方式控制 LED 路灯， 该发明的控制系统能够根据道路的等级和特点进行分类设定， 自动控制路灯开关， 和 调节灯具亮度， 并实时监控路灯及线路的使用情况， 在特殊情况下还可以跳过控制系统手 动控制路灯的开关。但是， 该 LED 路灯如果用在模块化路灯系统中， 则会增加电力线总线的 负担， 再加上电力线载波所用的电力线本身并不可靠 ( 电力线存在本身固有的脉冲干扰 )， 也容易受到各种电器干扰， 进而造成了控制系统的不稳定。 0005 中国专利公开号为 CN201378891 公开了一种 GSM 公网和 ZigBee 网络相结合的无 线总线路灯控制系统， 。
11、该系统的优势是节省了信号线缆， 系统简洁， 但是由于 ZigBee 是低 速率的无线网络， 如果模块化的路灯数量多， 则会造成 ZigBee 的节点过多， 进而造成无线 网络数据拥堵， 反映迟钝， 响应时间延迟等现象。 0006 中国专利公开号为 CN201535472 公开了一种太阳能 LED 路灯及系统， 该系统通过 RS485 总线将所有路灯连在一起， 可以控制路灯的同步亮灭。如果模块化路灯按此方案引 用， 则会引起总线负载增加， 控制距离缩短等弊病， 并且可能某个灯具的故障会扩展到整个 总线， 造成总线瘫痪。 0007 中国专利公开号为 CN201373359 则公开了一种不带中央控制。
12、的 LED 路灯， 虽然成 本低， 但是依然未能解决在保证总线负载不致超负荷的情况下， 对各 LED 路灯实现灵活控 制的问题。 0008 因而， 如何克服上述现有技术中LED模块化路灯控制系统中LED路灯模块过多， 对 总线可能造成的超负荷影响， 以及不利于增加现场总线控制节点的容量， 和个别 LED 模块 出现故障时会对主控制总线造成干扰等诸多问题， 实为当前所要解决的技术问题。 说 明 书 CN 102938950 A 4 2/5 页 5 发明内容 0009 鉴于以上所述现有技术的缺点， 本发明的目的在于提供一种 LED 模块化路灯控制 系统， 用以克服上述现有技术中LED模块化路灯控制。
13、系统中LED路灯模块过多， 可能造成总 线超负荷， 以及不利于增加现场总线控制节点的容量， 和个别 LED 模块出现故障时会对主 控制总线造成干扰等诸多问题， 0010 为实现上述目的及其他相关目的， 本发明提供一种 LED 模块化路灯控制系统， 其 特征在于， 至少包括 ： 主控服务器， 用以通过一主控现场总线发送第一命令协议 ； 至少一路 灯分控模块， 通过所述主控现场总线与所述主控服务器相连接， 用以接收到所述主控服务 器发送的第一命令协议后， 解析为第二命令协议并输出 ； 多个 LED 路灯模块， 分别通过一分 支现场总线与所述路灯分控模块相连接， 用以接收到所述路灯分控模块发送的第二。
14、命令协 议后， 解析为控制指令以分别控制各该 LED 路灯模块执行点亮、 熄灭、 亮度调节或色温调节 作业。 0011 本发明的 LED 模块化路灯控制系统还包括至少一中继器， 连接于所述主控现场总 线与路灯分控模块之间， 用于扩展所述路灯分控模块的数量。 0012 在本发明的 LED 模块化路灯控制系统中， 所述路灯分控模块设置于一装设有所述 的多个 LED 路灯模块的灯杆中。所述路灯分控模块包括 ： 主通讯端口， 与所述主控现场总 线相连接， 用以接收来自所述主控现场总线上的第一命令协议 ； 微处理单元， 与所述主通讯 端口相连接， 用以将所述第一命令协议解析为第二命令协议并输出 ； 第一。
15、分支通讯端口， 与 所述微处理单元及分支现场总线相连接， 用以将所述微处理单元解析的第二命令协议输出 至所述分支现场总线 ； 存储单元， 与所述微处理单元相连接， 用于存储在所述主控服务器脱 机时以供所述 LED 路灯模块运行的预设参数 ； 第一电源单元， 与所述主通讯端口、 微处理单 元、 第一分支通讯端口、 以及存储单元相连接， 用于为所述路灯分控模块提供工作电源。所 述主控现场总线为 RS485 总线、 RS422 总线、 或 CAN 总线。所述微处理单元为单片机、 PLD、 FPGA、 或者嵌入式控制器。 0013 在本发明的LED模块化路灯控制系统中， 所述LED路灯模块包括 ： 第。
16、二分支通讯端 口， 通过所述分支现场总线与所述第一分支通讯端口相连接， 用以接收来自所述路灯分控 模块的第二命令协议 ； 微控制单元， 与所述第二分支通讯端口相连接， 用以将所述第二命令 协议解析为控制指令并输出 ； LED 驱动单元， 与所述微控制单元相连接， 用以接收到所述控 制指令后转换为驱动信号并输出 ； LED 灯组， 用以依据接收到的所述驱动信号执行点亮、 熄 灭、 亮度调节或色温调节作业 ； 第二电源单元， 与所述第二分支通讯端口、 微控制单元、 LED 驱动单元、 以及 LED 灯组相连接， 用于为所述 LED 路灯模块提供工作电源。所述分支现场总 线为 RS485 总线、 R。
17、S422 总线、 或 CAN 总线。所述微控制单元为单片机、 PLD、 FPGA、 或者嵌入 式控制器。 0014 如上所述， 本发明的 LED 模块化路灯控制系统与现有技术中的路灯控制系统相 比， 具有以下有益效果 ： 0015 1. 直接连接在所述主控现场总线上的设备就是路灯分控模块， 该路灯分控模块的 数量和灯杆的数量相同， 并不会因为每个灯杆有多个 LED 路灯模块而增加主控现场总线的 驱动负荷。 0016 2. 每个路灯分控模块的分支现场总线上的若干个 LED 路灯模块和主控现场总线 说 明 书 CN 102938950 A 5 3/5 页 6 是相对独立的， 在电气连接和数据流量上。
18、面都是互不影响的， 各自发生故障都不会相互影 响， 即使有个别路灯模块故障， 并不会影响整个主控总线上的其他设备。 0017 3. 分支现场总线由于采用总线控制， 每个 LED 路灯模块都能够单独控制， 便于通 过软件对地面照度做精确的修整， 实现更为完美的路面照明效果。 附图说明 0018 图 1 显示为本发明的 LED 模块化路灯控制系统框架示意图。 0019 图 2 显示为本发明的 LED 模块化路灯控制系统中的路灯分控模块原理框图。 0020 图 3 显示为本发明的 LED 模块化路灯控制系统中的 LED 路灯模块原理框图。 0021 图 4 显示为本发明的 LED 模块化路灯控制系统。
19、应用实例图。 具体实施方式 0022 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式， 本领域技术人员可由本说明书 所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。 本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用， 本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用， 在不背离本 发明的精神下进行各种修饰或改变。 0023 请参阅图 1 至图 4， 需要说明的是， 本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明 本发明的基本构想， 遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数 目、 形状及尺寸绘制， 其实际实施时各组件的型态、 数量及比例可为一种随意的改变， 且其 组件布局型态也可能更为复。
20、杂。 0024 请参阅图 1， 显示为本发明的 LED 模块化路灯控制系统框架示意图， 如图所示， 本 发明提供一种 LED 模块化路灯控制系统 1， 包括 ： 主控服务器 11， 主控现场总线 12， 路灯分 控模块 13， LED 路灯模块 14， 分支现场总线 15， 中继器 17。 0025 于本实施例中， 所述主控现场总线 12 例如为 RS485 总线、 RS422 总线、 CAN 总线或 者其他类型的总线。相应地， 所述分支现场总线 15 为 RS485 总线、 RS422 总线、 CAN 总线或 者为其他类型的总线。 0026 所述主控服务器11通过所述主控现场总线12发送第一。
21、命令协议， 于本实施例中， 所述主控服务器 11 例如为设置在控制中心的计算机或者服务器， 用来通过发送第一命令 协议的方式管理和监控其辖区内的所有路灯的工作状态。 0027 所述路灯分控模块 13 通过所述主控现场总线 12 与所述主控服务器 11 相连接， 用 以接收到所述主控服务器 11 发送的第一命令协议后， 解析为第二命令协议， 并经由分支现 场总线15输出给所述LED路灯模块14， 于本实施例中， 所述路灯分控模块13设置于一装设 有所述的多个 LED 路灯模块 14 的灯杆 16 中， 即每一灯杆 16 对应装设有一个路灯分控模块 13， 也就是说， 该路灯分控模块 13 数量和。
22、灯杆 16 数量相同， 并不会因为每个灯杆 16 有多个 LED 路灯模块 14 而增加主控现场总线 12 的驱动负荷。 0028 请参阅图 2， 显示为本发明的 LED 模块化路灯控制系统中的路灯分控模块原理框 图， 如图所示， 于本实施例中， 所述路灯分控模块13包括 ： 主通讯端口131， 微处理单元132， 第一分支通讯端口 133， 存储单元 134， 第一电源单元 135。 0029 所述主通讯端口131与所述主控现场总线12相连接， 用以接收来自所述主控现场 说 明 书 CN 102938950 A 6 4/5 页 7 总线 12 上的第一命令协议。 0030 所述微处理单元 1。
23、32 与所述主通讯端口 131 相连接， 用以将所述第一命令协议解 析为第二命令协议并输出 ； 于本实施例中， 所述微处理单元 132 为单片机、 PLD、 FPGA( 可编 程逻辑器件 )、 或者嵌入式控制器。 0031 所述第一分支通讯端口 133 与所述微处理单元 132 及分支现场总线 15 相连接， 用 以将所述微处理单元 132 解析的第二命令协议输出至所述分支现场总线 15。 0032 所述存储单元 134 与所述微处理单元 132 相连接， 用于存储在所述主控服务器 11 脱机时以供所述 LED 路灯模块 14 运行的预设参数， 以便在所述主控现场总线 12 出现故障 时， 所。
24、述微处理单元 132 自所述存储单元 134 中提取预设参数， 以使所述 LED 路灯模块 14 继续按照用户预先设定的模式工作。 0033 所述第一电源单元 135 与所述主通讯端口 131、 微处理单元 132、 第一分支通讯端 口 133、 以及存储单元 134 相连接， 用于为所述路灯分控模块 13 提供工作电源。 0034 所述的多个 LED 路灯模块 14 分别通过分支现场总线 15 与所述路灯分控模块 13 相连接， 用以接收到所述路灯分控模块 13 发送的第二命令协议后， 解析为控制指令以分别 控制各该 LED 路灯模块 14 执行点亮、 熄灭、 亮度调节或色温调节作业， 且各。
25、该 LED 路灯模块 14 分别相对独立， 在电气连接和数据流量上面都是互不影响的， 各自发生故障都不会相互 影响， 即使有个别 LED 路灯模块故障， 并不会影响整个主控总线上的其他设备。 0035 请参阅图 3， 显示为本发明的 LED 模块化路灯控制系统中的 LED 路灯模块原理框 图， 如图所示， 于本实施例中， 所述 LED 路灯模块 14 包括 ： 第二分支通讯端口 141， 微控制单 元 142， LED 驱动单元 143， LED 灯组 144， 第二电源单元 145。 0036 第二分支通讯端口 141 通过所述分支现场总线 15 与所述第一分支通讯端口 133 相连接， 用。
26、以接收来自所述路灯分控模块 13 的第二命令协议。 0037 微控制单元 142 与所述第二分支通讯端口 141 相连接， 用以将所述第二命令协议 解析为控制指令并输出 ； 于本实施例中， 所述微控制单元 142 为单片机、 PLD、 FPGA( 可编程 逻辑器件 )、 或者嵌入式控制器。 0038 LED驱动单元143与所述微控制单元142相连接， 用以接收到所述控制指令后转换 为驱动信号并输出。 0039 LED 灯组 144 用以依据接收到的所述驱动信号执行点亮、 熄灭、 亮度调节或色温调 节作业。 0040 第二电源单元 145 与所述第二分支通讯端口 141、 微控制单元 142、 。
27、LED 驱动单元 143、 以及 LED 灯组 144 相连接， 用于为所述 LED 路灯模块 14 提供工作电源。 0041 请参阅图 4， 显示为本发明的 LED 模块化路灯控制系统应用实例图， 如图所示， 于 本实施例中， 本发明的 LED 模块化路灯控制系统还包括中继器 17， 所述中继器 17 连接于所 述主控现场总线 12 与路灯分控模块 13 之间， 当路灯数量较多， 需要扩充总线容量时， 用于 扩展所述路灯分控模块 13 的数量， 所述中继器 17 例如为具有 9 成倍扩展总线的驱动能力 的中继器 17， 进而利于增加现场总线控制节点的容量。 0042 综上所述， 本发明的 L。
28、ED 模块化路灯控制系统直接连接在所述主控现场总线上的 设备就是路灯分控模块， 该路灯分控模块数量和灯杆数量相同， 并不会因为每个灯杆有多 个 LED 路灯模块而增加主控现场总线的驱动负荷， 而且每个路灯分控模块的分支现场总线 说 明 书 CN 102938950 A 7 5/5 页 8 上的若干个 LED 路灯模块和主控现场总线是相对独立的， 在电气连接和数据流量上面都是 互不影响的， 各自发生故障都不会相互影响， 即使有个别路灯模块故障， 并不会影响整个主 控总线上的其他设备， 再者， 由于分支现场总线由于采用总线控制， 每个 LED 路灯模块都能 够单独控制， 便于通过软件对地面照度做精。
29、确的修整， 实现更为完美的路面照明效果， 所 以， 本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。 0043 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效， 而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下， 对上述实施例进行修饰或改变。因 此， 举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变， 仍应由本发明的权利要求所涵盖。 说 明 书 CN 102938950 A 8 1/2 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102938950 A 9 2/2 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102938950 A 10 。