ZigBee 无线智能路灯解决方案 无线单灯控制器

 

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。