防雷路灯及其控制系统和控制方法

技术领域

本发明属于照明装置控制技术领域，具体涉及一种防雷路灯及其控制系统和控制方法。

背景技术

现有技术中，采用户外公共电网供电的户外交流供电的照明系统，在遭遇雷电天气时，雷电引起的剧烈电磁场变化会使公共电网遭受强烈的电流浪涌，超强的瞬时电流往往会损坏系统中的照明设备。

即使装有常规的防雷电子部件，在遭遇大的雷电浪涌电流冲击时候，照明设备中的防雷器也难以承受超强的瞬时电流；在强雷电后常常出现成片的设备损坏，尤其是防雷路灯这样的照明装置，成片设备的损坏导致维修耗时耗力，影响使用；若在雷电期断开照明装置的交流供电，又不能照明，尤其是在夜间，也非常不合理。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术中的防雷路灯容易受到雷电冲击而损坏的不足之处，提出了一种借助雷电预报信息，进行相应区域防雷路灯供电电源切换的防雷路灯及其控制系统和方法。

本发明解决上述问题的技术方案是一种防雷路灯控制方法，包括以下步骤：控制服务器获取雷电预报信息，雷电预报信息包括雷电区域信息；控制服务器，向雷电区域范围内的所有防雷路灯发送切换电源指令或雷电预警信息；各防雷路灯根据收到的切换电源指令或雷电预警信息将防雷路灯的供电电源从外部交流电源切换为应急电源。

所述防雷路灯控制方法中，雷电区域信息包括雷电区域经纬度信息；控制服务器上存储有各防雷路灯经纬度信息；控制服务器，进行雷电区域经纬度信息和各防雷路灯经纬度信息的匹配运算，获取雷电区域范围内的防雷路灯信息，并向雷电区域范围内的所有防雷路灯发送切换电源指令或雷电预警信息。

所述防雷路灯控制方法中，各防雷路灯上设置有定位模块，定位模块向控制服务器提供各防雷路灯经纬度信息。

所述防雷路灯控制方法中，雷电预报信息包括雷电持续时间信息；各防雷路灯收到的切换电源指令或雷电预警信息中包括雷电持续时间信息；各防雷路灯包含有时间模块，该时间模块的时间信息和控制服务器的时间同步；各防雷路灯根据雷电持续时间信息设置应急电源的供电时间，各防雷路灯切换至应急电源的供电时间大于等于雷电持续时间后，各防雷路灯将供电电源切换为外部交流电源；或控制服务器监控各防雷路灯切换至应急电源的供电时间，若各防雷路灯切换至应急电源的供电时间大于等于雷电持续时间后，控制服务器向雷电区域范围内的所有防雷路灯发送切换电源指令或取消雷电预警信息；各防雷路灯根据收到的切换电源指令或取消雷电预警信息将供电电源切换为外部交流电源。

所述防雷路灯控制方法中，控制服务器从雷电预报服务器获取雷电预报信息。

所述防雷路灯控制方法中，各防雷路灯采用外部交流电源供电时，同时，用作电能储备的应急电源也通过外部交流电源获得充电电能。

所述防雷路灯控制方法中，控制服务器，向雷电区域范围内的所有通讯基站发送切换电源指令或雷电预警信息；各通讯基站向各自覆盖区域范围内的所有防雷路灯发送切换电源指令或雷电预警信息；各防雷路灯根据收到的切换电源指令或雷电预警信息将防雷路灯的供电电源从外部交流电源切换为应急电源。

本发明解决上述问题的技术方案还可以是一种防雷路灯控制系统，包括控制服务器和复数个防雷路灯；控制服务器和各防雷路灯有线或无线电连接；控制服务器从外部的雷电预报服务器获取雷电预报信息，雷电预报信息包括雷电区域信息；控制服务器，向雷电区域范围内的所有防雷路灯发送切换电源指令或雷电预警信息；各防雷路灯根据收到的切换电源指令或雷电预警信息将防雷路灯的供电电源从外部交流电源切换为应急电源。

所述防雷路灯控制系统中，雷电预报信息包括雷电持续时间信息；各防雷路灯收到的切换电源指令或雷电预警信息中包括雷电持续时间信息；各防雷路灯根据雷电持续时间信息设置应急电源的供电时间，各防雷路灯切换至应急电源的供电时间大于等于雷电持续时间后，各防雷路灯将供电电源切换为外部交流电源；或控制服务器监控各防雷路灯切换至应急电源的供电时间，若各防雷路灯切换至应急电源的供电时间大于等于雷电持续时间后，控制服务器向雷电区域范围内的所有防雷路灯发送切换电源指令或取消雷电预警信息；各防雷路灯根据收到的切换电源指令或取消雷电预警信息将供电电源切换为外部交流电源。

所述防雷路灯控制系统中，雷电区域信息包括雷电区域经纬度信息；控制服务器上存储有各防雷路灯经纬度信息；控制服务器，进行雷电区域经纬度信息和各防雷路灯经纬度信息的匹配运算，获取雷电区域范围内的防雷路灯信息，并向雷电区域范围内的所有防雷路灯发送切换电源指令或雷电预警信息。

所述防雷路灯控制系统中，各防雷路灯上设置有定位模块，定位模块向控制服务器提供各防雷路灯经纬度信息。

所述防雷路灯控制系统中，还包括雷电预报服务器；控制服务器从雷电预报服务器获取雷电预报信息。

所述防雷路灯控制系统中，各防雷路灯采用外部交流电源供电时，同时，用作电能储备的应急电源也通过外部交流电源获得充电电能。

所述防雷路灯控制系统中，还包括通讯基站；控制服务器，向雷电区域范围内的所有通讯基站发送切换电源指令或雷电预警信息；各通讯基站向各自覆盖区域范围内的所有防雷路灯发送切换电源指令或雷电预警信息；各防雷路灯根据收到的切换电源指令或雷电预警信息将防雷路灯的供电电源从外部交流电源切换为应急电源。

本发明解决上述问题的技术方案还可以是一种防雷路灯，包括照明模块、用于获取外部雷电预报信息的通讯模块、用于将外部交流电转换为防雷路灯电源的第一供电模块、用于将应急电源转换为照明电源的应急供电模块、用于存储应急电能的应急电源；应急电源和应急供电模块电连接；根据通讯模块获取的雷电预报信息，选择第一供电模块或应急供电模块中的一个与照明模块电连接，为照明模块供电；通讯模块获取的雷电预报信息表示当前处于雷电状态，则第一供电模块与外部电源的电连接断开；同时，应急供电模块与照明模块电连接，为照明模块供电。

所述防雷路灯中，所述第一供电模块包括两路电能输出；在非雷电状态，其中一路输出为照明模块供电；另一路输出电源为应急电源充电；在雷电状态中，第一供电模块和外部电源的连接断开，两路输出电源不向外输出电能；应急电源通过应急供电模块向照明模块输出电能。

所述防雷路灯中，通讯模块获取的雷电预报信息包括雷电区域信息；雷电区域信息包括雷电区域经纬度信息；防雷路灯还包括用于提供防雷路灯经纬度信息的定位模块；将定位模块获取的防雷路灯经纬度信息和从通讯模块获取的雷电区域经纬度信息匹配运算，判断防雷路灯是否处于雷电区域内；若防雷路灯处于雷电区域内，则第一供电模块和外部电源的连接断开，第一供电模块不向防雷路灯输出电能；应急电源通过应急供电模块向照明模块输出电能。

所述防雷路灯中，还包含有时间模块，该时间模块的时间信息和外部的控制服务器的时间同步；通讯模块获取的雷电预报信息包括雷电持续时间信息；若防雷路灯处于雷电时间内，则第一供电模块和外部电源的连接断开，第一供电模块不向防雷路灯输出电能；应急电源通过应急供电模块向照明模块输出电能；若防雷路灯已不再处于雷电时间内，第一供电模块和外部电源恢复连接，第一供电模块输出电能为照明模块供电，同时，第一供电模块为应急电源提供充电电能。

所述防雷路灯中，还包括用于提供防雷路灯经纬度信息的定位模块；定位模块向外部的控制服务器提供防雷路灯经纬度信息。

同现有技术相比较，本发明的有益效果是：1.通过备用的应急电源和通讯模块获得的雷电预报信息，使得在雷电时段内，通过应急电源供电，使防雷路灯能正常维持照明，同时切断了和外部电网的连接，避免引入因雷电而起的超大浪涌电流，在雷电时间内能维持正常照明，同时也大大降低了照明装置因雷电浪涌电流引起的大面积损坏的概率。2.通过防雷路灯上定位模块提供的精确经纬度信息和雷电的经纬度信息进行匹配，使得雷电控制的区域更为精准；3.通过防雷路灯上时间模块和控制服务器上的时间同步，使得采用应急电源的供电时间能被准确控制，一方面避免了由于时间匹配问题提前恢复供电可能导致的雷电浪涌电流的损坏，另一方面也尽量能避免了由于应急电源的电能消耗完毕而不能提供正常照明的情况；使得雷电时间能得以准确掌控，提高了系统的运行效率；4.应急电源的设置，使得在雷电期间也能正常照明，且应急电源在正常的非雷电时段内可从外部电源获得充电电能，使得系统具有自动更新储备电能的能力，能应对周期性的天气变化，并且在外部电网故障时也可利用应急电源进行应急照明。

附图说明

图1是防雷路灯控制系统一个具体实施例的组成示意图；图中的云服务器等同于控制服务器；其中的基站是NB基站；

图2是防雷路灯控制方法一个具体实施例的流程示意图；

图3是防雷路灯的一个具体实施例的示意框图;

图4是防雷路灯的另一个具体实施例的示意框图;图3和图4中仅示出了部分模块；

图5是防雷路灯控制方法的另一个流程示意图。

具体实施方式

以下结合各附图对本发明的实施方式做进一步详述。

如图1所示的防雷路灯控制系统的实施例中包括了雷电预报服务器云服务器和NB基站以及若干个防雷路灯。云服务器即本发明中的控制服务器，用于获取雷电信息并进行雷电范围和防雷路灯范围匹配。在一些附图中没有显示出的实施例中，云服务器即控制服务器可直接通过通讯模块和防雷路灯进行通讯，控制服务器可以直接管理各防雷路灯。当然在图1中。还是借助公共网络的NB基站进行控制服务器和防雷路灯之间的通讯。

如图2所示的防雷路灯控制方法的实施例中，首先雷电预报服务器发送雷电预报信息给控制服务器；控制服务器将包含有雷电经纬度信息的雷电区域信息与防雷路灯上报的防雷路灯经纬度信息进行匹配计算；根据匹配计算的结果，控制服务器向在雷电区域范围内的防雷路灯发送雷电预警信息；防雷路灯收到雷电预警信息后，设置应急电源的供电时间，同时开启应急电源供电并切断外部交流供电；一旦应急电源供电时间计时完成，即已过了雷电预警时间后，防雷路灯恢复为外部交流电的供电，同时应急电源进入充电状态，为下次断电储备电能。

如图3所示的一个防雷路灯具体实施例中，包括了照明模块、第一供电模块、应急供电模块、应急电源、通讯模块和时间模块；第一供电模块和应急供电模块择一为照明模块提供电能；当通讯模块收到切换电源指令或雷电预警信息时候，第一供电模块和外部交流电源的电连接断开，同时，应急供电模块和照明模块的电连接建立，应急供电模块从应急电源获得电能为照明模块供电；当通讯模块收到切换电源指令或取消雷电预警信息时候，第一供电模块和外部交流电源电连接恢复，并从外部交流电源获得电能，第一供电模块为照明模块供电。

如图4所示的一个防雷路灯具体实施例中，包括了照明模块、第一供电模块、应急供电模块和时间模块；照明模块和第一供电模块电连接，照明模块和应急供电模块电连接，照明模块和时间模块电连接。在非雷电预警时段，第一供电模块和外部交流电源电连接，从外部交流电源获取电能，并为照明模块提供电能；在雷电预警时段，第一供电模块和外部交流电源电连接断开，应急供电模块从应急电源获取电能，并为照明模块提供电能，同时时间模块监控应急供电模块为照明模块的供电时间，达到预设时间后，时间模块将恢复第一供电模块和外部交流电源电连接，从新使用第一供电模块为照明模块供电。

如图3和图4中的第一供电模块为普通的常规电源，即将公共交流电网中的交流电转化为为防雷路灯供电的电源，若防雷路灯为LED灯具，则第一供电模块就将外部交流电源转化为LED供电的直流电。

如图5所示的防雷路灯控制方法的实施例中，雷电预报服务器发送带经纬度和时间信息的雷电预警信息至控制服务器，控制服务器可以是云端平台或本地化布署的平台；控制服务器收到雷电预警信息信息，开始遍历管控范围内的防雷路灯；控制服务器判断每个防雷路灯的经纬度是否在雷电区域内，若不在雷电区域内则继续遍历至下一个路灯直至遍历完所有管控范围内的所有路灯，若不在雷电区域内则继续判断是否在雷电时间区间内；若判断不在雷电时间区间内，则继续遍历至下一个路灯直至遍历完所有管控范围内的所有路灯，若在雷电时间区间内，则防雷路灯将切换为应急电源供电，第一供电模块和外部交流电的电连接断开，在雷电时段内继续监控雷电时间区是否已过，若还在雷电时段内继续维持应急电源供电，若不在雷电时段内，则第一供电模块和外部交流电的电连接恢复，切换为外部电源供电模式，应急电源进入充电状态。

上述防雷路灯控制系统可以接入第三方平台，即外部的第三方气象服务器或第三方雷电预报服务器，根据30分钟-2小时内的雷电预报信息，对控制服务器管辖下的相关防雷路灯下发指令，控制防雷路灯或相关设备的电气连接的开关，在雷电时间内断开与外部交流电网的连接。防雷路灯里的应急电源可以是蓄电池，包含但不限于锂电池，蓄电池在设备接受到雷电信息需要断电的时候，为设备提供短时间的如2小时或更长或更短时间内的应急电力。防雷路灯可以向控制服务器或其他服务终端如手机或其他服务设备上报防雷路灯的经纬度信息。控制服务器可以是手机也可以是其他服务器。

防雷路灯的第一供电模块，至少包括两路输出，一路为设备防雷路灯供电，另一路输出12/24V的恒压电流，给蓄电池供电，在非雷电时段，可以为应急电源充电。防雷路灯中含有可以和控制服务器的通信模块，这个模块可以是NB的也可以是LORA的。通信模块还可以接入NB/LORA/4G/wifi等无线信号。

一般的装有防雷器的防雷路灯，在大的雷电来时，还是会将防雷器损坏。若在雷电来临时断开设备的供电线路，则防雷路灯不能运行，就不能提供照明。本发明的技术方案，通过引入雷电预报服务器，提供雷电预警信息，利用平台的雷电预警信息，提前断开设备的外部电路，杜绝传导雷。同时防雷路灯内装有蓄电池提供设备2小时内的供电保障。现在的雷电预报服务器获得的雷电预警信息可以精确到30分钟内81%,因此本方案的有效性非常明显，能很好的预防因为雷电引起共同电网的电流浪涌而造成的路灯设备损坏，同时在雷电时段内还能维持正常照明。

通过备用的应急电源和通讯模块获得的雷电预报信息，使得在雷电时段内，通过应急电源供电，使防雷路灯能正常维持照明，同时切断了和外部电网的连接，避免引入因雷电而起的超大浪涌电流，在雷电时间内能维持正常照明，同时也大大降低了照明装置因雷电浪涌电流引起的大面积损坏的概率。通过防雷路灯上定位模块提供的精确经纬度信息和雷电的经纬度信息进行匹配，使得雷电控制的区域更为精准；通过防雷路灯上时间模块和控制服务器上的时间同步，使得采用应急电源的供电时间能被准确控制，一方面避免了由于时间匹配问题提前恢复供电可能导致的雷电浪涌电流的损坏，另一方面也尽量能避免了由于应急电源的电能消耗完毕而不能提供正常照明的情况；使得雷电时间能得以准确掌控，提高了系统的运行效率；应急电源的设置，使得在雷电期间也能正常照明，且应急电源在正常的非雷电时段内可从外部电源获得充电电能，使得系统具有自动更新储备电能的能力，能应对周期性的天气变化，并且在外部电网故障时也可利用应急电源进行应急照明。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。