基于gprs控制器的远程开关回路的制作方法
专利名称基于gprs控制器的远程开关回路的制作方法
技术领域本发明涉及路灯控制，具体地说，是涉基于GPRS控制器的远程开关回路。
背景技术随着城市功能的日益完善和人民生活质量的提高，建设灯光夜景，勾勒城市第二风景线，不断优化市民的夜生活环境，塑造现代化城市形象，城区夜间景观照明质量已备受重视，城市景观照明，主要包括道路绿带亮化、游园绿地亮化、建筑物立面亮化、公共设施亮化、喷泉水池以及各种非公益性的广告、字牌和店招等构成，随着城市基础设施建设规模的不断扩大，城市景观照明建设得到了飞速发展，城市景观照明设施的发展速度已远远超过了路灯的发展。目前，在路灯的控制方面，主要通过时间继电器来实现简单的定时开关，该种方式虽然成本低，但无法实现远程控制，无法实现灵活的管理和实时监控，无法真正满足城市路灯的智能化控制要求。而采用有线传输的方式又受到传输距离及市区内施工困难的问题。同时为了解决节约用电的问题，我们需要对不同时间、不同季节的照明度进行分析，因此我们需要自动根据各个不同时间和不同地区的照明进行系统分析，从而能够得到一个有效最优化的照明计划。
本发明的目的在于提供一种结构简单、低成本、高集成、基于GPRS控制器的远程开关回路。为达到上述目的，本发明采用的技术方案为基于GPRS控制器的远程开关回路， 主要由依次串联连接的GPRS控制器、路灯控制开关、以及路灯构成，所述路灯控制开关还连接有电源，且路灯连接有接地线。所述GPRS控制器与路灯控制开关之间通过控制总线连接。所述路灯控制开关包括输入端、输出端、受控端，所述输入端、输出端、受控端分别与电源、路灯、控制总线连接。所述路灯控制开关还并联连接有信息采样装置，所述信息采样装置的采样输入端和采样输出端分别与输出端和控制总线连接。所述信息采样装置包括互相并联的数字电压表或\和数字电流表或\和数字功率表。所述GPRS控制器连接有依次串联的光照强度感应器和光照强度感应头，且所述光照强度感应头设置在距离路灯正下方一米处。 所述GPRS控制器设置有RS232数据通信端口或485数据通信端口，所述GPRS控制器通过RS232数据通信端口或485数据通信端口连接有点阵LED显示控制器。所述GPRS控制器内置有时钟。所述电源与路灯控制开关之间还设置有保护装置。
本发明的工作原理路灯控制开关用于控制路灯的开启和关闭；GPRS控制器用于对路灯控制开关发出控制信号，使得路灯控制开关进行断开或闭合动作，同时用于采集信息，并将采集信息上传，完成信息采集工作；当需要点阵LED显示控制器时候，我们可以通过GPRS控制器发出控制下行信息，将点阵LED显示控制器点亮，并传输播放内容信息。同时GPRS控制器可以通过与其依次相连的光照强度感应器和光照强度感应头，完成对外界光照强度信息的采集工作，在白天时间可以完成对日照强度的采集工作，在夜晚可完成对路灯光照信息的采集工作。其GPRS控制器内置有时钟可通过下载定时控制信息，完成对不同地点和不同季节的定时控制工作。所述电源与路灯控制开关之间还设置有保护装置。其保护装置可以为过流或过压保护装置。本发明的优点在于
1、GPRS控制器保持永久在线，任何时候都可通过远程进行控制。2、GPRS控制器内置实时钟，可以下载定时开关预案，即使GPRS控制器在离线的情况下仍按预案时间动作，保证了开关控制的可靠性。GPRS控制器可长期保存每日/周/月 /年的日常定时开关方案和节假日开关方案，可多套时间方案并存在GPRS控制器内。3、本发明还设置有数字电压表或\和数字电流表或\和数字功率表、以及光照强度感应器。GPRS控制器可以实时监控现场的开关状态，可进行三相电压，电流，功率，现场光照度等信息监测功能。4、GPRS控制器提供有RS232数据通信口或485数据通信口，可以连接点阵LED显示控制器这类外部设备，可以实现远程控制LED显示器播放内容。5、GPRS控制器支持设置开关延时，可以对现场回路中的用电设备提供有效保护。6, GPRS控制器支持现场信号监测，比如打开箱门报警，现场停电报警等。7、采用GPRS控制器可以无距离的限制进行远程控制路灯断开或闭合。
图1为本发明实施例一的结构框图。图2为本发明实施例一 GPRS控制器的结构框图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例一
如图1、2所示，基于GPRS控制器的远程开关回路，主要由依次串联连接的GPRS控制器、路灯控制开关、以及路灯构成，所述路灯控制开关还连接有电源，且路灯连接有接地线。 GPRS控制器与路灯控制开关之间通过控制总线连接。路灯控制开关包括输入端、输出端、 受控端，所述输入端、输出端、受控端分别与电源、路灯、控制总线连接。路灯控制开关还并联连接有信息采样装置，所述信息采样装置的采样输入端和采样输出端分别与输出端和控制总线连接。信息采样装置包括互相并联的数字电压表或\和数字电流表或\和数字功率表。GPRS控制器连接有依次串联的光照强度感应器和光照强度感应头，且光照强度感应头设置在距离路灯正下方一米处。GPRS控制器设置有RS232数据通信端口或485数据通信端口，所述GPRS控制器通过RS232数据通信端口或485数据通信端口连接有点阵LED显示控制器。GPRS控制器内置有时钟。电源与路灯控制开关之间还设置有保护装置。本系统优势在于 经济效益。合理开关，节约用电原有钟控方式运行时，调整定时开关的所需人力工作量大， 无法做到根据季节变化，天气变化等因素动态合理调整开关灯时间，存在多余的不必要照明时间，从而造成电能的浪费。而通过GPRS控制器集中监控以后，在满足城市景观照明或路灯需求的同时，有效地减少了开灯时间，从而节约了大量的电能。减少维护成本根据经验数据，以往的情况下需要大量的人力物力排查白天非正常亮灯故障，通过GPRS控制器集中监控，可以最大程度地减少非正常亮灯现象，每年可减少数目相当的开支，也可以延长灯具使用寿命。如上所示便可较好实现本发明。
1.基于GPRS控制器的远程开关回路，其特征在于，主要由依次串联连接的GPRS控制器、路灯控制开关、以及路灯构成，所述路灯控制开关还连接有电源，且路灯连接有接地线。
2.根据权利要求1所述的基于GPRS控制器的远程开关回路，其特征在于，所述GPRS控制器与路灯控制开关之间通过控制总线连接。
3.根据权利要求2所述的基于GPRS控制器的远程开关回路，其特征在于，所述路灯控制开关包括输入端、输出端、受控端，所述输入端、输出端、受控端分别与电源、路灯、控制总线连接。
4.根据权利要求3所述的基于GPRS控制器的远程开关回路，其特征在于，所述路灯控制开关还并联连接有信息采样装置，所述信息采样装置的采样输入端和采样输出端分别与输出端和控制总线连接。
5.根据权利要求4所述的基于GPRS控制器的远程开关回路，其特征在于，所述信息采样装置包括互相并联的数字电压表或\和数字电流表或\和数字功率表。
6.根据权利要求1所述的基于GPRS控制器的远程开关回路，其特征在于，所述GPRS控制器连接有依次串联的光照强度感应器和光照强度感应头，且所述光照强度感应头设置在距离路灯正下方一米处。
7.根据权利要求1所述的基于GPRS控制器的远程开关回路，其特征在于，所述GPRS控制器设置有RS232数据通信端口或485数据通信端口，所述GPRS控制器通过RS232数据通信端口或485数据通信端口连接有点阵LED显示控制器。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的基于GPRS控制器的远程开关回路，其特征在于，所述GPRS控制器内置有时钟。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的基于GPRS控制器的远程开关回路，其特征在于，所述电源与路灯控制开关之间还设置有保护装置。
本发明公开基于GPRS控制器的远程开关回路，主要由依次串联连接的GPRS控制器、路灯控制开关、以及路灯构成，所述路灯控制开关还连接有电源，且路灯连接有接地线。本发明的优点在于通过GPRS控制器集中监控以后，在满足城市景观照明或路灯需求的同时，有效地减少了开灯时间，从而节约了大量的电能。
文档编号H05B37/02GKSQ
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者张建清, 彭恩文, 李强 申请人:成都众山科技有限公司基于GPRS的信息家电远程控制系统的设计与实现_图文_百度文库
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基于GPRS的信息家电远程控制系统的设计与实现
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GPRS远程控制、监控终端
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&&GPRS远程控制、监控终端采用低功耗设计,通过GPRS或短消息远程传输数据,在太阳能供电的监测现场,可大大减少太阳能供电成本并降低施工难度,广泛应用于气象、水文水利、地质等行业。
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你可能喜欢GPRS技术是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务，其最大优势在于它的数据传输速度大大提高，目前已达到了115Kbps。其次GPRS是按GSM标准定义的封包交换协议，可快速接入数据网络。它在移动终端和网络之间实现了“永远在线”的连接，网络容量只有在实际进行传输时才被占用。基于这些优势，GPRS技术适合进行数据传输，同时由于其可靠性，可以进行远程控制的设计。本文以油田抽油机为实际应用背景，介绍基于GPRS技术的开关磁阻电机调速系统远程控制的架构和具体实现。
系统整体结构本系统是通过上位机操作系统，利用无线网络远程控制应用于油田抽油机的开关磁阻电机，控制开关磁阻电机的启动、停止、复位以及转速设定等参数，并对电机的运行状态进行采集，如参数、温度参数、转速信息、故障信息等，并将其返回到上位机操作系统进行分析，判断电机工作情况和下一步的控制情况，实现远程控制的目的。本系统整体工作结构原理图见图1。
图1 GPRS远程控制系统整体结构图　　上位机操作系统上位机操作系统是人机对话的平台。本文采用VB语言编写的可视化界面，编写了一个TCP/IP超级终端，实现了TCP/IP服务器端的功能，这是Socket的一个简单应用。由于每次GPRS拨号，系统端获的的IP地址都不一样，而PC端的IP地址应该是固定的，因此选择PC端作为服务器端。服务器端创建后开始侦听来自网络的数据，循环等待客户端的连接，如果有客户端连接，接收到的数据会保存在中，然后服务器端会判断是否是系统发来的数据，如果正确则显示该客户端发来的数据，同时服务器端会重新启动一个线程等待新的客户连接。系统硬件设计如图2所示，远程控制系统内部结构可分为系统、复位、信号采集、控制给定以及其他控制部分。这里着重介绍信号采集、GPRS远程控制等部分。
图2 GPRS远程控制系统内部结构图本设计需要采集开关磁阻电机的运行状态，包括电流信号、信号等，需要进行ADC变换。TLC0834是八位逐次逼近模数转换器，具有输入可配置的多通道多路器和串行输入方式，采用串行输入结构，其供电电压为5V，输入与输出与TTL，兼容。为了节省I/O资源，采用LPC2134的一个I/O口连接到TLC0834的DO端和DI端，DI端只在多路器寻址时被检测，而此时DO端仍为高阻状态，经过一个时钟后，DO端才开始在时钟上升沿时读出数据。GPRS远程控制系统GPRS远程控制系统是系统的核心部分，传输控制信息以及采集运行状态，是负责上位机控制系统和底层电机的联系纽带。核心部分由ARM7处理器LPC2134和GPRS无线通信模块MC35i构成。LPC2134与GPRS通信模块MC35i的通信是通过串口通信来实现的，如图3所示，通信模块MC35i的16～23引脚数据输入/输出端标准串口的8个引脚分别为DSR0、RING0、RXD0、TXD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。它有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps～115000bps之间。为了和开关磁阻电机调速系统正常地进行通信，这里选择1200bps作为数据传输的波特率，硬件握手信号用RTS/CTS，模块串口支持标准的AT命令集。
图3 GPRS模块MC35i引脚结构图模块的24~29管脚为SIM卡引脚，其中VPP引脚用于检测SIM卡插槽中SIM卡是否插入正常，CCCLK用于模块在该周期下定时检测SIM卡，因此，CCVPP脚会定时出现一个跳变；CCVCC引脚是MC35i模块为SIM卡提供的供电电源。&&&& 系统软件设计本设计采用国际化标准组织所定义的开放系统互连模型，OSI/RM参考模型包括七个协议层来定义数据通讯的协议功能。图4所示为本设计互联参考模型结构图及所涉及的协议。
图4 系统互联参考模型结构图图中包括上位机、INTERNET、GPRS网络、GPRS远程控制板、开关磁阻电机调速系统以及开关磁阻电机几大部分的信息通信，其中GPRS远程控制板和GPRS网络间的通讯通过PPP(点对点协议)实现，GPRS网络和INTERNET的通信通过GPRS网关节点实现，INTERNET和上位机的通信通过TCP/IP协议，并通过可视化界面实现。PPP的设计与实现本设计环节需要支持GPRS功能的GSM模块，使移动终端通过串口和GPRS模块相连，然后通过AT命令先设置好模块，定义上下文和网络服务质量；发出进行申请GPRS服务的拨号命令， GPRS模块的PPP协议服务器端程序进行协商通信。收到拨号命令后，GPRS模块会进行网络的附着，网络分配无线链路资源，这时GPRS模块中的PPP协议服务器端进入NETWORK状态，得到网络分配的IP地址并通过IPCP协议分配给移动终端，这样，移动终端就在串口和GPRS之间用PPP协议建立了一条透明的传输通道，并取得了自己的IP地址，可以和数据中心通信了。PPT实现流程见图5。　
图5 PPP实现流程框图　　　　　　　TCP/IP小型协议栈uIP的设计和实现uIP是一个极其小型的TCP/IP协议栈，可以适用于低至8位或16位的嵌入式系统。它可以被看作是一个代码库为系统提供确定的函数。uIP提供三个函数到系统底层uip_init()、uip_input()和uip_perio()。应用程序必须提供一个回应函数给uIP。当网络或定时事件发生时，调用回应函数。VB语言编写的可视化界面TCP/IP协议是Internet最重要的协议，本设计采用VB语言实现了TCP/IP服务器端的功能。Socket接口是TCP/IP网络的API，网络的Socket数据传输是一种特殊的I/O，Socket也是一种文件描述符。VB提供了WinSock控件，用于在TCP/IP的基础上进行网络通信。当使用Socket进行网络通信时，其中一个必须创建Socket服务器侦听以进行通信，创建服务器，首先创建一个服务端口号，并开始侦听是否有客户请求连接。部分VB程序如下：Private Sub Form_Load()SockServer.alPort = 3000&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ‘服务器端口号SockServer.Listen&&& ‘开始侦听End SubPrivate Sub Form_Unload(cel As Integer)SockServer.CloseEnd SubPrivate Sub SockServer_Close()SockServer.CloseEnd SubPrivate Sub SockServer_ConnectionRequest(ByVal REQID As Long)SockServer.Close SockServer.Accept REQID&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ‘表示客户请求连接的ID号End SubPrivate Sub SockServer_Data Arr (ByVal bytesTotal As Long)‘当向服务器发送的数据到达后,产生DataArr事件,在事件中接收数据Dim a As StringSockServer. GetData aText1.Text = aEnd Sub……
结语综合以上设计，利用GPRS网络实现远程控制的最大好处在于它的可靠性，可在恶劣环境下使用，可通过上网的网络终端来实现远程控制和电机运行状态的接收，同时可实现多点到多点的双向控制，成本低廉，尤其是像油田抽油机的恶劣的工作环境，更能节省很大的人力及物力，效率很高。　　参考文献：1.TLC0834C,8位串行控制模数转换器，武汉力源电子股份有限公司2.蓝晓舅 童小念.PPP协议在GPRS无线网络中的嵌入式实现，中南民族大学学报(自然科学版)，第24卷第4期，2005年l2月
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