Энергосберегающий беспроводной контроллер управления уличным освещением
Полезная модель относится к области сбора информации и дистанционного управления территориально удаленными объектами, такими, как светильники на столбах, а также другими приборами в сетях уличного освещения и последующей обработки результатов, полученных в результате сбора информации и выдачу результатов анализа в виде графиков, таблиц и диаграмм. Техническим результатом является экономия электроэнергии в сетях уличного освещения и обеспечение автоматического управления включением и выключением светильников на столбах и линий освещения. Технический результат достигается за счет того, что включение и выключение светильников осуществляется согласно уровню естественной освещенности и заданному алгоритму, а также за счет того, что в заданное время производится отключение светильников в линиях освещения через столб, а также производится отключение одной секции светильников при использовании двухсекционных или двухламповых светильников. 2 илл.
Полезная модель предназначена для сбора данных от территориально удаленных объектов, таких, как светильники на столбах, и дистанционного управления включением/выключением отдельными светильниками и сегментами светильника.
По функциональному назначению наиболее близкой к заявляемой является СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ УЛИЧНОЙ ОСВЕЩЕННОСТЬЮ (Патент РФ 
112572, дата публикации 10.01.2012), которая решает задачу создания самоорганизующейся системы контроля и управления уличным освещением и содержит блоки управления, двусторонней связью функционально связанные между собой и источниками света и объединенные в единую информационно-вычислительную сеть с центром управления, служащую для передачи, сбора, обработки, анализа и хранения информации. Блоки управления содержат основные узлы с оборудованием на опорах источников света, включающие подсистемы:
управления, двусторонней связи, мониторинга объекта, электропитания, контроля работоспособности оборудования и аварийного режима работы. Для корреляции освещенности блоки управления содержат вспомогательные узлы, для обеспечения двусторонней связи основных узлов с ЦУ на отдаленных площадях система содержит промежуточные узлы. При этом оборудование вспомогательных или промежуточных узлов может быть размещено на опорах светофоров или знаков дорожного движения.
Недостатком данной системы является то, что беспроводная связь между устройствами сети имеет предел зоны действия, в результате чего появляется необходимость использовать промежуточные узлы для дальних объектов. Кроме этого, связь осуществляется по принципу от узла к узлу. В случае выхода какого-либо узла из строя на восстановление связи с узлами, с которыми связь осуществлялась через данный узел, требуется как время, так и программная обработка сети.
Недостатком данной системы является наличие на диспетчерском пункте радио-устройства связи. В случае, если диспетчерский пункт расположен в зоне радиотени, что бывает часто, приходится антенну монтировать на мачту с оборудованной молниезащитой, что вносит дополнительные расходы кроме расходов на само устройство связи.
К недостаткам можно отнести также использование разного набора оборудования в составе одной сети, и необходимость использования вспомогательных устройств для мониторинга движения и координации освещения, которые требуется устанавливать повсеместно, что приводит к тому, что внедрение и эксплуатация подобной системы становятся очень дорогими.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является обеспечение экономии электроэнергии и ресурса светильников и, что немаловажно, надежного непрерывного контроля и управления удаленными объектами с минимальными денежными затратами при внедрении и экономии трудовых ресурсов при эксплуатации.
Преимуществами заявляемой полезной модели являются также следующие особенности: обеспечивается надежная непрерывная двусторонняя связь с центром управления и обработки данных без участия внешних устройств и без участия обслуживающего персонала, двусторонняя связь позволяет осуществлять не только мониторинг удаленных объектов, но и управление ими.
Вышеуказанный технический результат достигается с использованием энергосберегающего беспроводного контроллера управления уличным освещением, структурная схема которого представлена на рисунке 1.
Энергосберегающий беспроводной контроллер управления (Рис.1) содержит GSM/GPRS-модуль (1) с антенной (4), узел управления двумя сегментами светильника (3), два канала управления внешними объектами (5), связанные с узлом управления двумя сегментами светильника, микропроцессор (2), обеспечивающий обработку полученной информации с внешних объектов и управление GSM/GPRS-модулем, связанный с GSM/GPRS-модулем с антенной для непрерывной двусторонней связи с Центром управления и обработки данных через Интернет, узлом управления двумя сегментами светильника (3).
Энергосберегающий беспроводной контроллер управления (6) работает следующим образом. Сразу после включения сетевого питания энергосберегающий беспроводной контроллер управления устанавливает через канал связи GPRS и Интернет связь с центром управления и обработки данных и поддерживает этот канал связи непрерывно. Через заданные промежутки времени вся полученная и обработанная информация: состояние светильника - включен/выключен светильник или сегменты светильника, - передается в центр управления и обработки данных. В процессе работы оператор в любое время имеет возможность из центра управления и обработки данных опросить все параметры из энергосберегающего беспроводного контроллера управления. По заложенному алгоритму или по команде из центра управления и обработки данных энергосберегающий беспроводной контроллер управления включает или отключает оба или один сегмент светильника при помощи внешних управляющих сигналов (5), чем достигается дополнительная экономия как потребленной электроэнергии, так и ресурса светильника.
На рисунке 2 представлена структурная схема системы учета, анализа потребления электроэнергии и управления уличным освещением, организованная на основе энергосберегающего беспроводного контроллера управления. В удаленных местах, где расположены светильники, на столбе светильника с двумя лампами (7) или на столбе с двухсегментным светильником (8) устанавливаются энергосберегающие беспроводные контроллеры (6). В центре управления и обработки данных расположен компьютер, подключенный к сети Интернет с фиксированным IP-адресом, снабженный программным продуктом. Согласно уровню освещенности и на основании принятых нормативов задается время вечернего включения и утреннего отключения светильников и отправляется соответствующая команда каждому энергосберегающему беспроводному контроллеру управления (6). Программный продукт, установленный в компьютере центра управления и обработки данных, предоставляет оператору возможность задавать алгоритм автоматического включения/отключения светильников на линиях освещения через столб, а также алгоритм отключения одной секции светильников непосредственно на столбе для получения экономии потребления электроэнергии и продления ресурса светильника. Заданные алгоритмы передаются в энергосберегающие беспроводные контроллеры управления (6), которые выполняют эти алгоритмы автоматически.
Оператор центра управления и обработки данных может в экстренном порядке управлять включением/выключением отдельных светильников вручную, подав соответствующую команду контроллерам (6).
Энергосберегающий беспроводной контроллер управления уличным освещением, устанавливаемый на столбе линии освещения, подключаемый к двум светильникам или к двум секциям одного светильника, содержит GSM/GPRS-модуль с антенной, узел управления двумя сегментами светильника, два канала управления внешними объектами, связанные с узлом управления двумя сегментами светильника, микропроцессор, обеспечивающий обработку полученной информации с внешних объектов и управление GSM/GPRS-модулем, связанный с GSM/GPRS-модулем с антенной для непрерывной двусторонней связи с центром управления и обработки данных через Интернет, узлом управления двумя сегментами светильника на столбе.
