无线测控技术在太阳能路灯综合管理中的应用，路灯常见问题

太阳能路灯利用太阳能作为电能来源，不消耗电网电能、施工简单且不污染环境，被称为新一代绿色环保照明产品，越来越受到人们的关注。太阳能路灯系统的性能取决于太阳能电池板的发电效率、蓄电池的储能以及LED光源工作状态，因此对上述主要部件工作参数进行实时监测，及时地发现故障隐患，是路灯快速检修的关键，也是市政路灯管理所面临的难题。其原因是现在的太阳能路灯只采用自身配备的蓄电池充放电控制器进行管理、相互孤立，路灯管理所无法获知路灯具体工作参数，更不能对系统故障进行分析判断;本文针对该问题将分布智能式结构的概念引入路灯管理控制，将每个路灯控制器设计成一个分布智能型的测控终端，除了自身可依据内嵌的微控制器程序指令对路灯进行控制管理，更重要的是利用无线数传技术与测控分站进行数据通信，分站再与测控主机通信，主机还可接入上位机，依次阶梯递进构成通信网络，使得路政管理所在需要时由测控主机实时监测路灯参数，解决问题。另外，路灯自带的控制器根据感光开关控制LED灯亮灭，存在大面积路灯亮灭动作不一致的情况，影响观感且还使得蓄电池寿命不一致，增加维护难度。为此，研究一种新型的太阳能路灯管理系统具有服务公众的社会意义和经济效益。

1 太阳能路灯无线测控系统构成

太阳能路灯无线测控系统由位于市政路灯管理所的测控中心主机、工作于现场道路路灯上的测控终端以及测控分站组成，采用无线数传电台组建无线网络实现不同设备间的数据交换，系统结构如图1。

在测控分站的数传电台无线管理有效范围内，如果需要增加被管理路灯，每个新路灯上需要安装一个测控终端。当新的测控终端设备投入使用，测控中心主机会通过测控分站自动搜索到新增设备，并分配给相应的数据地址进行管理。如果在另外的地区 (即超出分站无线数传电台的管理范围)增加被管理的太阳能路灯，只需要增加一台现场测控分站和若干台测控终端即可，如图2左半侧所示。由此可见，系统组网便捷，并可以在需要的地区内无限扩展。

2 测控中心主机设计

测控中心主机负责采集现场路灯的工作参数和控制路灯的工作状态。主机可工作于室内用市电 (AC220V)供电;也可使用车载电源(DC12V点烟适配器)供电，方便现场检修路灯。其硬件结构如图3。

测控中心主机(以下简称主机)采用A tmel Av rmega128微控制器作为控制核心，通过内置大功率无线数传电台实现与现场测控分站的数据交换。主机采用菜单化操作，通过液晶显示屏和键盘实现数据的查看、控制指令输入。主机能够实现自动获取现场所有路灯工作参数并通过液晶屏显示，包括每台路灯的太阳能电池板对蓄电池的充电电流、蓄电池电压、放电电流和LED灯工作电流等参数;主机具备精准时钟模块，同时安装光强传感器，可以通过设定的控制程序控制所有路灯在规定的时间或光强时的亮灭;当检测到电参数异常时，主机自动报警并显示故障参数;主机具备PC串行通讯接口，配合上位机软件可以将接受到的数据传输到PC机存储和打印，为以后的路灯管理提供参考。主机电气参数如表1所示。

3 现场测控分站与测控终端设计

实际情况中，路灯管理所与太阳能路灯区域距离较远，为实现放置于路灯管理所的主机与现场设备的数据传输，特设置现场测控分站。现场测控分站通过大功率数传电台与测控中心主机进行数据通信，保证通讯距离和数据的准确;同时它还负责与安装在现场路灯上的测控终端进数据交换。测控终端与现场测控分站硬件结构基本相同，如图4所示，区别是测控终端内置低功率数传电台，而现场测控分站配备的是大功率数传电台。测控终端安装于路灯上，与太阳能路灯控制器一同使用，具备微控制器系统、电参量检测模块、继电器控制模块，通过内置的低功率数传电台实现与现场测控分站的数据交换。

在现场测控分站(终端)中，电参量检测模块的作用是检测太阳能电池板工作电流、LED灯工作电流和蓄电池电压，其性能好坏十分重要。其中电流检测采用lt6106单片式高端电流检测放大器，因为单片式电流检测放大器能够在一个小型封装之内提供众多的功能，利用它可使电流的监视和控制得以极大的简化。如图5所示，该芯片通过两个电阻设置增益、最大失调电压为250μV、最大输出电流为1mA、供电电源电压为2.7～36V、工作温度:-40～125℃。蓄电池电压检测采用精密采样电阻分压获得。电气参数如表2所示。

4 系统工作流程

太阳能路灯无线测控系统工作均由主机发起，现场测控分站接收到数据后进行分析，再与相应的测控终端联系。测控中心主机与现场测控分站采用点对点通讯方式，现场测控分站与所有测控终端采用广播通讯方式。系统工作流程如图6所示。

5 结论

目前，采用无线测控技术，将分布智能式结构与无线组网相结合的太阳能路灯管理系统已经投入实际应用，完全解决了太阳能路灯管理中出现的不能远程控制问题。该系统具备太阳能电池板、蓄电池及LED灯工作电气参数实时监测功能，对出现的故障实现诊断和报警，同时系统还具有组网便捷的优点。在节能减排、各地大力推广太阳能路灯的今天具有极大的应用前景和推广价值。