一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種城鎮(zhèn)照明系統(tǒng)，特別是涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]路燈是人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡幕A(chǔ)性公共設(shè)施，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路負(fù)荷的增大，道路安全引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，城鎮(zhèn)照明系統(tǒng)的重要性和節(jié)能性之間的不協(xié)調(diào)也備受關(guān)注。目前，城鎮(zhèn)照明系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的光控或時(shí)控的控制方式，整夜運(yùn)行且以恒定的光照強(qiáng)度照明，既與實(shí)際路況信息脫節(jié)，又浪費(fèi)了電能，還給管理和維護(hù)帶來(lái)不便。
[0003]采用先進(jìn)的城鎮(zhèn)照明系統(tǒng)，可確保系統(tǒng)穩(wěn)定高效且有效節(jié)電，目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日漸成熟，在生活中開(kāi)始得到廣泛應(yīng)用，但所使用的城鎮(zhèn)照明系統(tǒng)并未很好的與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合起來(lái)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)及其控制方法，解決現(xiàn)有照明系統(tǒng)與實(shí)際路況信息脫節(jié)、持續(xù)照明造成能源浪費(fèi)的問(wèn)題，以及無(wú)法有效監(jiān)控造成管理和維護(hù)困難的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相同，包括主控中心、分控中心和控制單元中心，主控中心通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)或一個(gè)以上分控中心進(jìn)行雙向通信，分控中心通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與其他分控中心及一個(gè)或一個(gè)以上控制單元中心進(jìn)行雙向通信，不同之處在于:控制單元中心分別設(shè)置在路燈上，包括數(shù)據(jù)處理單元、輸入單元、定位單元、環(huán)境檢測(cè)單元、脈寬調(diào)制單元、時(shí)鐘存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)傳輸單元，輸入單元的輸入鍵盤(pán)和液晶顯示器與數(shù)據(jù)處理單元相應(yīng)I/O 口連接，定位單元的北斗或GPS定位模塊與數(shù)據(jù)處理單元相應(yīng)I/O 口連接，環(huán)境檢測(cè)單元的光強(qiáng)檢測(cè)模塊通過(guò)放大電路，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路后與數(shù)據(jù)處理單元相應(yīng)I/O 口連接，脈寬調(diào)制單元經(jīng)穩(wěn)壓電路后與數(shù)據(jù)處理單元相應(yīng)I/O 口連接，時(shí)鐘存儲(chǔ)單元附晶振電路，與數(shù)據(jù)處理單元相應(yīng)I/O 口連接，數(shù)據(jù)傳輸單元經(jīng)過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與分控中心或其他控制單元中心進(jìn)行雙向通信。
[0006]環(huán)境檢測(cè)單元可根據(jù)需求增加模塊，如可增加磁阻傳感器模塊，可增加熱釋電紅外傳感器模塊，還可增加多普勒雷達(dá)測(cè)速模塊，數(shù)據(jù)處理單元可為所增加的模塊分配I/o
□ O
[0007]數(shù)據(jù)傳輸單元可采用GPRS、3G、WiF1、ZigBee中的一種，較之于其它三種無(wú)線通信模式，ZigBee可以實(shí)現(xiàn)自組網(wǎng)，在分控中心或控制單元中心的數(shù)量或位置有變化時(shí)仍能重新組網(wǎng)，形成新的通信網(wǎng)絡(luò)，因此本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸單元采用ZigBee無(wú)線通信模塊。
[0008]作為改進(jìn)，所述熱釋電紅外傳感器的探頭可結(jié)合使用菲涅爾透鏡以增大有效探測(cè)距離。
[0009]一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)的控制方法:
[0010]控制單元中心可根據(jù)主控中心的指令或自行調(diào)節(jié)路燈工作狀態(tài)；
[0011]數(shù)據(jù)傳輸單元接收到主控中心的指令后，控制單元中心按指令要求控制路燈的亮滅和照明時(shí)長(zhǎng)；
[0012]正常情況下，每天的日出時(shí)間至日落時(shí)間，路燈系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，若遇上其它因素導(dǎo)致天氣變暗，環(huán)境檢測(cè)單元的光強(qiáng)檢測(cè)模塊會(huì)將信息傳遞給數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元啟動(dòng)脈寬調(diào)制單元產(chǎn)生波形控制路燈的亮滅；自日落時(shí)間開(kāi)始，路燈持續(xù)亮至深夜，自深夜起，系統(tǒng)進(jìn)入智能模式，當(dāng)有人或車(chē)出現(xiàn)在路燈周?chē)鷷r(shí)，環(huán)境檢測(cè)單元會(huì)將信息傳遞給數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元控制脈寬調(diào)制單元產(chǎn)生波形控制路燈的亮滅，并根據(jù)人或車(chē)的速度計(jì)算本路燈的照明時(shí)長(zhǎng)及下一盞路燈點(diǎn)亮的起始時(shí)間，如果下一盞路燈在沒(méi)有接收到本路燈的信號(hào)或者還沒(méi)到預(yù)定的起始點(diǎn)亮?xí)r間時(shí)又檢測(cè)到人或車(chē)了，則優(yōu)先按檢測(cè)到人或車(chē)的方式點(diǎn)亮路燈。
[0013]無(wú)論控制單元中心正在執(zhí)行主控中心的指令還是在自行調(diào)節(jié)路燈工作狀態(tài)，一旦路燈出現(xiàn)異常亮滅，數(shù)據(jù)處理單元啟動(dòng)定位單元獲取該路燈的信息，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸單元將其反饋到分控中心，最終反饋到主控中心。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
[0015]本發(fā)明結(jié)合使用物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線通信技術(shù)，設(shè)置了可擴(kuò)展的環(huán)境檢測(cè)單元，實(shí)現(xiàn)了可根據(jù)實(shí)際路況信息調(diào)節(jié)路燈工作狀態(tài)，可反饋故障路燈信息的功能，且可按需改變路燈工作狀態(tài)，在不影響行人和車(chē)輛行進(jìn)的前提下既能避免電能浪費(fèi)，又能給管理和維護(hù)帶來(lái)方便。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明控制單元中心安裝示意圖。
[0017]圖中標(biāo)號(hào)為:1、路燈；2、控制單元中心。
[0018]圖2為本發(fā)明控制單元中心的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖中標(biāo)號(hào)為:201、數(shù)據(jù)處理單元；202、輸入單元；203、定位單元；204、環(huán)境檢測(cè)單元；205、脈寬調(diào)制單元；206、時(shí)鐘存儲(chǔ)單元；207、數(shù)據(jù)傳輸單元。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。
[0021]圖1給出了本發(fā)明一實(shí)施例控制單元中心安裝示意圖，圖2給出了圖1所述實(shí)施方式中控制單元中心2的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)，其架構(gòu)如下:主控中心通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)或一個(gè)以上分控中心進(jìn)行雙向通信，分控中心通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與其他分控中心及一個(gè)或一個(gè)以上控制單元中心2進(jìn)行雙向通信。
[0023]在本實(shí)施例中，控制單元中心2分別設(shè)置在路燈上，包括數(shù)據(jù)處理單元201、輸入單元202、定位單元203、環(huán)境檢測(cè)單元204、脈寬調(diào)制單元205、時(shí)鐘存儲(chǔ)單元206和數(shù)據(jù)傳輸單元207，輸入單元202的輸入鍵盤(pán)和液晶顯示器與數(shù)據(jù)處理單元201相應(yīng)I/O 口連接，定位單元203的北斗或GPS定位模塊與數(shù)據(jù)處理單元201相應(yīng)I/O 口連接，環(huán)境檢測(cè)單元204的光強(qiáng)檢測(cè)模塊通過(guò)放大電路，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路后與數(shù)據(jù)處理單元201相應(yīng)I/O 口連接，脈寬調(diào)制單元205經(jīng)穩(wěn)壓電路后與數(shù)據(jù)處理單元201相應(yīng)I/O 口連接，時(shí)鐘存儲(chǔ)單元206附晶振電路，與數(shù)據(jù)處理單元201相應(yīng)I/O 口連接，數(shù)據(jù)傳輸單元207經(jīng)過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與分控中心或其他控制單元中心2進(jìn)行雙向通信。
[0024]控制單元中心2用于根據(jù)主控中心的指令或自行調(diào)節(jié)路燈的工作狀態(tài)，其中:
[0025]數(shù)據(jù)處理單元201使用了 STM32單片機(jī)，用于根據(jù)經(jīng)瑋度計(jì)算路燈所在地的日出日落時(shí)間，根據(jù)路況控制路燈的亮滅，在發(fā)現(xiàn)路燈異常亮滅時(shí)獲取故障路燈的信息并反饋給分控中心，在任何時(shí)候接收到分控中心的指令，按指令控制路燈工作狀態(tài)；
[0026]輸入單元202由鍵盤(pán)和液晶顯示器組成，用于輸入和顯示經(jīng)瑋度及日期時(shí)間；
[0027]定位單元203由衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器SoC解決方案、電平串口、穩(wěn)壓電路和電容濾波電路組成，用于定位故障路燈所在地；
[0028]環(huán)境檢測(cè)單元204由光強(qiáng)檢測(cè)模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)放大電路組成，用于檢測(cè)路況以確定是否需要照明，路燈的亮滅信息還可作為是否存在故障的判斷依據(jù)；
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