本實用新型涉及城市照明領(lǐng)域，特別涉及智慧城市中的照明系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當前，世界各地都提出了“智慧地球”的概念。美國總統(tǒng)奧巴馬在《經(jīng)濟復(fù)興計劃進度報告》中宣布，美國計劃在未來的3年之內(nèi)，大力推動智能城市建設(shè)。歐洲也提出要盡快建立覆蓋全歐的傳感信息中心，即“感知未來”中心。中國的大中城市也提出了未來5年的城市發(fā)展規(guī)劃的重點在于：加強信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，整合信息資源，完善信息化頂層設(shè)計，健全信息安全保障體系，努力建設(shè)智慧城市。

智慧城市是智慧地球的縮影，是智慧地球在城市的體現(xiàn)形式。智慧城市就是讓城市更聰明，通過網(wǎng)絡(luò)把無處不在的被植入城市各種建筑體內(nèi)的智能化傳感器連接起來形成物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)對物理城市的全面感知。利用云計算等技術(shù)對感知信息進行智能處理和分析，實現(xiàn)網(wǎng)上數(shù)字城市與物聯(lián)網(wǎng)的融合，并發(fā)出指令，對包括政務(wù)、民生、環(huán)境、公共安全、城市服務(wù)、工商活動等在內(nèi)的各種需求做出智能化響應(yīng)和智能化決策支持。無論是智能電網(wǎng)，還是智慧城市，都是基于智能感知、智能決策、智能計算的物聯(lián)網(wǎng)具體應(yīng)用。

眾所周知，城市的路燈由市政部門統(tǒng)一規(guī)劃，供電部門統(tǒng)一管理，而且路燈能延伸到城市的每一個角落。對現(xiàn)有城市路燈實行升級，可以方便快捷地建立起覆蓋范圍足夠廣的信息感知網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)建智慧城市的信息感知網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。作為智慧城市感知系統(tǒng)的基礎(chǔ)，新型智能路燈除了具有單純的照明功能之外，還具備信息感知、信息傳遞、信息收集、智能處理等多種功能。

由于LED照明節(jié)能特性，城市照明逐漸采用高效節(jié)能清潔的LED路燈來替代傳統(tǒng)的高壓鈉燈、熒光燈等。然而，在城市道路照明的監(jiān)控方面，還存在諸多問題。主要體現(xiàn)在以下四個方面:(1)開關(guān)燈方式落后；(2)調(diào)節(jié)操控能力不足；(3)不具備路燈照明狀況監(jiān)測功能；(4)不具備設(shè)施防盜監(jiān)測功能。因此，建立合適的監(jiān)控系統(tǒng)，用遠程控制技術(shù)對路燈照明進行智能監(jiān)控和科學管理尤為重要。

如何將無線通訊技術(shù)、自動化控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)、軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和地理信息技術(shù)集成為一個智能的系統(tǒng),是一個城市的路燈系統(tǒng)良好運行的可靠保障。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種智慧城市LED路燈，其特征在于，所述智慧城市LED路燈包含：

LED路燈，路燈上安裝有中央處理單元、控制監(jiān)測單元、環(huán)境檢測單元、智能交通單元和路燈監(jiān)測單元；

控制監(jiān)測單元包括：用于對路燈的亮度進行調(diào)光的調(diào)光控制單元；用于對路燈功率和用電量信息進行采集的采集單元；根據(jù)控制監(jiān)測單元對路燈的功率和用電量信息進行分析和預(yù)警的報警單元；

環(huán)境檢測單元包括：用于檢測空氣質(zhì)量的PM2.5檢測傳感器；用于檢測空氣透亮程度的能見度檢測傳感器；

智能交通單元包括：用于檢測道路交通流量的車流量檢測傳感器；用于檢測通過ETC的汽車數(shù)量的ETC檢測傳感器；

路燈監(jiān)測單元包括：用于檢測路燈的用電量的電量檢測單元；用于檢測路燈開啟的時長的時間檢測單元；

所述LED路燈分別連接中央處理單元、控制監(jiān)測單元、環(huán)境檢測單元、智能交通單元和路燈監(jiān)測單元。

進一步的，還包括：根據(jù)需要采集的信息，發(fā)送相應(yīng)的控制指令，啟動智能路燈上相應(yīng)的傳感器并使其進入工作狀態(tài)的遠程控制器。

進一步的，還包括：遠程控制器中設(shè)置的、接收位于智慧城市物聯(lián)網(wǎng)末梢的路燈上噪聲傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器上傳的各類數(shù)據(jù)以實時顯示整個網(wǎng)絡(luò)的運行和監(jiān)控情況的監(jiān)控器。

進一步的，智能路燈與智能路燈相互連接，組成智能路燈互聯(lián)網(wǎng)；智能路燈到智能路燈的通信采用電力線載波通信(PLC)。

本實用新型的優(yōu)點在于：將計算機技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)及信息技術(shù)應(yīng)用于城市路燈系統(tǒng)，使城市路燈具備智能化和信息網(wǎng)絡(luò)化的功能。與傳統(tǒng)城市照明路燈相比，除了具備傳統(tǒng)照明功能外，還具有遠程控制、遠程維護及防盜報警的功能。另外把各地路燈的量測數(shù)據(jù)，能效計算所需的計算資源全部上移至服務(wù)器，能夠統(tǒng)一管理，通過分析大量路燈的用電量、負荷特征等數(shù)據(jù)，可以更好地為城市照明系統(tǒng)提供節(jié)能指導(dǎo)。通過在路燈上安裝環(huán)境監(jiān)測傳感器、交通流量傳感器或視頻抓取設(shè)備，還能為公眾提供環(huán)境信息和交通流量信息。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

附圖1示出了根據(jù)本實用新型實施方式的智慧城市LED路燈。

附圖2示出了根據(jù)本實用新型實施方式的智慧城市LED路燈中采用的用電量分析流程圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應(yīng)當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

本實用新型提出了一種智慧城市LED路燈，所述智慧城市LED路燈包含：LED路燈，路燈上安裝有控制監(jiān)測單元、環(huán)境檢測單元、智能交通單元和路燈監(jiān)測單元；控制監(jiān)測單元包括：調(diào)光控制單元，用于對路燈的亮度進行調(diào)光；采集單元，用于對路燈的信息進行采集，包括路燈的功率、用電量等信息進行采集；報警單元，根據(jù)控制監(jiān)測單元對路燈的功率、用電量等信息進行分析，如果觸發(fā)報警條件，則發(fā)出預(yù)警信號；環(huán)境檢測單元包括：PM2.5檢測傳感器，用于檢測空氣質(zhì)量；能見度檢測傳感器、用于檢測空氣透亮程度；智能交通單元包括：車流量檢測傳感器，用于檢測道路交通流量；ETC檢測傳感器，用于檢測通過ETC的汽車數(shù)量；路燈監(jiān)測單元包括：電量檢測單元，用于檢測路燈的用電量；時間檢測單元，用于檢測路燈開啟的時長。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，智慧城市LED路燈中的遠程控制器根據(jù)需要采集的信息，發(fā)送相應(yīng)的控制指令，啟動智能路燈上相應(yīng)的傳感器并使其進入工作狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，智慧城市LED路燈還包括：遠程控制器中的監(jiān)控器接收位于智慧城市物聯(lián)網(wǎng)末梢的路燈上噪聲傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器上傳的各類數(shù)據(jù)，實時顯示整個網(wǎng)絡(luò)的運行和監(jiān)控情況。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，智能路燈與智能路燈相互連接，組成智能路燈互聯(lián)網(wǎng)；智能路燈到智能路燈的通信方案采用電力線載波通信(PLC)的方式。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，智慧城市LED路燈，進一步還包括信息發(fā)布單元，用于通過微博、微信等手機應(yīng)用，將智能路燈的運行狀態(tài)信息直接推送到用戶手機上。

根據(jù)本實用新型的實施方式，提出一種智能城市路燈互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，包括：通過電力線相互連接的智能路燈；通信單元，用于將智能路燈與鄰近的智能路燈相連；集中控制器，用于對所屬區(qū)域內(nèi)的智能路燈進行控制，通過路燈互聯(lián)協(xié)議實現(xiàn)對具有RS485接口電能表的采集和通過電力線載波通信(PLC)對路燈進行遠程監(jiān)控。

集中控制器包括如下功能單元:路燈時序調(diào)整、數(shù)據(jù)記錄、報警處理和發(fā)送。它負責控制網(wǎng)絡(luò)的運行，將監(jiān)控中心的命令下達給節(jié)點控制器，將控制器及線路信息反饋監(jiān)控中心。

終端控制器是遠端用于控制燈具部分的核心。一方面它需要控制路燈驅(qū)動電源的輸入部分，另一方面它需要接收來自監(jiān)控中心的控制指令，如開燈、關(guān)燈、調(diào)光和查詢等。例如，當終端控制器接收集中器的調(diào)光命令后，將其轉(zhuǎn)化成為電源可識別的PWM信號，從而調(diào)整了電源輸出的電流，實現(xiàn)燈具亮度的變化。

同時可以采集恒流源的輸出信號，進行故障判斷，當恒流源故障時，將此故障信息上報到集中控制器。終端控制器實現(xiàn)的主要功能有:控制路燈開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)、功率采集、電流采集、電壓采集、溫度采集、以及功率因數(shù)采集等。

監(jiān)控中心作為城市道路照明的控制心臟，用于對全城的道路照明自動控制和管理。監(jiān)控中心包括監(jiān)控工作站、總控服務(wù)器、打印機、UPS、通信設(shè)備、以及大屏幕等組成。同時，系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)接口，只要接入服務(wù)器，管理工作站等，系統(tǒng)就可以很方便地組建為路燈管理所局域網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)照明監(jiān)控數(shù)據(jù)和圖像信息共享。

監(jiān)控中心包括如下單元:用戶管理、角色管理、報警信息、設(shè)備管理、日志信息、統(tǒng)計分析、參數(shù)設(shè)置、任務(wù)管理、電表查詢等。

系統(tǒng)的通信方式采用4G、3G、GPRS與PLC通信相結(jié)合。監(jiān)控中心與集中控制器之間采用GPRS、4G、3G或internet互聯(lián)通信，集中控制器與路燈控制器、路燈控制器與路燈控制器、智能路燈與智能路燈之間的通信采用PLC方式。其中電力線載波通信(PLC)技術(shù)利用路燈中設(shè)置的調(diào)制解調(diào)器對信號進行調(diào)制，形成特定頻率的載波信號，然后把調(diào)制好的信號發(fā)送到現(xiàn)有的電力線上，利用現(xiàn)有的電力線網(wǎng)絡(luò)進行通信。

根據(jù)本實用新型的實施方式，提出了一種智慧城市LED路燈，基于相互連接的智能路燈，配備一個位于互聯(lián)網(wǎng)中的智能路燈控制中心，加上位于各個路燈的智能路燈管理終端，這些海量的終端通過主動注冊的方法接入到智能路燈服務(wù)器上，實現(xiàn)路燈能效管理的智能化。本系統(tǒng)中包含智能路燈服務(wù)器、智能路燈管理終端和掌上智能路燈管家三個組成部分。

智能路燈服務(wù)器是面向互聯(lián)網(wǎng)基于智能路燈技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)及應(yīng)用服務(wù)中心，它用于實現(xiàn)大規(guī)模智能路燈管理終端及移動終端的可靠接入及并發(fā)訪問，并存儲用戶能效數(shù)據(jù)。智能路燈服務(wù)器包含用戶管理、終端接入前置服務(wù)、終端在離線狀態(tài)管理以及和電力公司數(shù)據(jù)交換等功能。

智能路燈管理終端內(nèi)置嵌入式自動化控制系統(tǒng)，它用于實現(xiàn)對本地設(shè)備接入，智能路燈的控制管理的功能外，還用于實現(xiàn)與智能路燈服務(wù)器的對接。其包含設(shè)備用電信息量測、分布式電源實時監(jiān)測及控制、需求側(cè)智能路燈使用計劃設(shè)置、電量控制、能效分析及節(jié)能建議等功能。

掌上智能路燈管家是安裝在移動終端(智能手機或Pad)上的移動應(yīng)用程序，是路燈管理機構(gòu)最貼心、最便捷的智能路燈管理助手。掌上智能路燈管家利用移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程智能路燈的管理，包含遠程設(shè)備狀態(tài)查看、遠程分布式電源實時監(jiān)測及控制、遠程能源使用計劃執(zhí)行、遠程路燈控制、遠程報警等功能。

根據(jù)本實用新型的實施方式，智能路燈終端到智能路燈服務(wù)器的通信方案可以采用Socket接口，其是一種網(wǎng)絡(luò)上跨平臺的應(yīng)用程序進程間通信機制，利用Socket可以構(gòu)造任意跨操作系統(tǒng)、跨網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分布式處理系統(tǒng)。Socket依賴客戶機/服務(wù)器(C/S)模型實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進程間通信，客戶機和服務(wù)器分別是2個應(yīng)用程序進程，客戶機向服務(wù)器發(fā)出服務(wù)請求，服務(wù)器作出響應(yīng)。智能路燈終端設(shè)計為Socket的客戶機，當客戶機啟動后將通過注冊和認證流程主動連接到云服務(wù)器，注冊成功后，該連接將作為長連接狀態(tài)一直保持，當其中任何一方需要推送數(shù)據(jù)時可以直接使用該連接。

智能路燈終端到終端的通信方案也可以采用電力線載波通信PLC通信方式。

根據(jù)本實用新型的實施方式，智能城市照明管理系統(tǒng)的工作方式包括：

為路燈配置智能路燈終端；

智能路燈終端開機時，向服務(wù)器發(fā)出入網(wǎng)請求；

服務(wù)器接收到智能路燈終端的入網(wǎng)請求后，向智能路燈終端發(fā)送驗證要求；

智能路燈終端接收到驗證要求后，向服務(wù)器發(fā)送Y＝F(Ad，Kn)的驗證信息；其中F為加密函數(shù)，Ad為物理地址，Kn為密鑰；

服務(wù)器收到驗證信息后，分離信息中的物理地址和密鑰；

如果驗證成功，則允許智能路燈終端加入網(wǎng)絡(luò)；

如果驗證失敗，則拒絕智能路燈終端加入網(wǎng)絡(luò)。

服務(wù)器預(yù)先存儲有所轄范圍內(nèi)路燈的物理地址Ad信息和密鑰Kn信息,以便在接收到智能路燈終端的驗證信息后，實時驗證。

根據(jù)本實用新型的一種實施方式，當智能路燈終端入網(wǎng)密鑰檢驗錯誤或解密錯誤時，服務(wù)器將進行報警，并在服務(wù)器入侵行為日志中予以記錄。

根據(jù)本實用新型的一種實施方式，對智能路燈終端用電量進行計算，并上傳到智能路燈服務(wù)器。

用電量計算方式可以采用后面描述的智能城市照明路燈電量估算預(yù)警的方法。

根據(jù)本實用新型的實施方式，提出一種智慧城市LED路燈，該系統(tǒng)包括：路燈光源、中央處理單元、控制監(jiān)測單元、環(huán)境檢測單元、智能交通單元、路燈監(jiān)測單元、通信單元、信息發(fā)布單元、電源單元、220電網(wǎng)接入單元。其中，環(huán)境檢測單元包括：PM2.5檢測傳感器，用于檢測空氣質(zhì)量；能見度檢測傳感器、用于檢測空氣透亮程度。智能交通單元包括：車流量檢測傳感器，用于檢測道路交通流量；ETC檢測傳感器，用于檢測通過ETC的汽車數(shù)量。路燈監(jiān)測單元包括：電量檢測單元，用于檢測路燈的用電量；時間檢測單元，用于檢測路燈開啟的時長?？刂票O(jiān)測單元包括：調(diào)光控制單元，用于對路燈的亮度進行調(diào)光；采集單元，用于對路燈的信息進行采集，包括路燈的功率、用電量等信息進行采集；報警單元，根據(jù)控制監(jiān)測單元對路燈的功率、用電量等信息進行分析，如果觸發(fā)報警條件，則發(fā)出預(yù)警信號。通信單元，根據(jù)處理單元的控制，可以通過多種通信方式與控制中心進行信息交互。信息發(fā)布單元，可以將路燈運行的情況或者預(yù)警信息傳送到道路上的大屏幕，或者通過社交APP傳遞給公眾，比如，通過微博、微信等社交應(yīng)用，將信息發(fā)送給通過GPS定位處于預(yù)定范圍內(nèi)的公眾。電源單元，用于為智慧城市LED路燈的各個單元供電。220電網(wǎng)接入單元，用于將市電接通到智慧城市LED路燈。

基于本實用新型提出的智慧城市LED路燈，可以組建智慧城市的四大智能感知系統(tǒng)：智能交通系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、智能安防系統(tǒng)、智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。

在路燈上接入高清攝像頭、紅外感應(yīng)器和ETC讀卡器，可以感知行駛在馬路上的汽車速度以及某區(qū)域內(nèi)的汽車數(shù)量。將這些信息上傳至智慧城市LED路燈控制中心或城市智能交通監(jiān)控中心，控制中心以Web、手機短信、路邊LED廣告牌、收音機廣播等多種方式通知過往司機，為司機選擇最佳行駛路線提供參考，從而有效改善城市交通狀況。也可通過GPS定位，為處于距離該路燈預(yù)定范圍的用戶發(fā)送信息，通過微博、微信等手機應(yīng)用，將信息直接推送到用戶手機上，或者為范圍內(nèi)預(yù)定了智能交通信息的用戶推送相關(guān)信息。

在路燈上接入亮度傳感器和紅外感應(yīng)器，可以根據(jù)光線情況和行人、車輛情況，自動判斷馬路是否需要照明，并能通過調(diào)光單元對路燈亮度進行自動調(diào)節(jié)，也可自動關(guān)閉和啟動照明。另外，當需要照明但路燈無法提供照明時，將自動向智慧城市LED路燈控制中心或供電部門報警，以便工作人員及時對路燈進行維護?；跀z像頭和紅外感應(yīng)器，可以實時監(jiān)測路燈照明范圍內(nèi)的人員和車輛情況，并能將視頻資料實時上傳給智慧城市LED路燈控制中心，從而組建一個覆蓋整個城市的智能安防系統(tǒng)。視頻資料上傳到智慧城市LED路燈控制中心后，還可采用云存儲技術(shù)將視頻資料進行長期保存。

在路燈上接入PM2.5檢測傳感器、噪聲檢測傳感器、空氣污染檢測器、濕度傳感器、煙霧感應(yīng)器等系列傳感器，可以有效監(jiān)測城市環(huán)境情況，并將相關(guān)信息上傳給智慧城市LED路燈控制中心，從而組建一個覆蓋整個城市的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。例如，城市居民普遍要求測量城市中的空氣污染指數(shù)，可以將檢測空氣能見度、O3、PM2.5等傳感器安裝在智能路燈上，方便地監(jiān)測城市空氣質(zhì)量。

根據(jù)本實用新型的實施方式，智能城市照明路燈電量估算預(yù)警的方式有以下步驟；

步驟S1、獲取各個路燈的功率值；

步驟S2、計算功率的平均值熵；

步驟S3、計算功率的實際值熵；

步驟S4、電量消耗及結(jié)果分析；

步驟S5、如果用電量不正常，則發(fā)出預(yù)警信號。

步驟S1的包括下列步驟：

步驟S11、控制監(jiān)測單元通過采集端獲取各個路燈的功率值；

步驟S12、將各個路燈的功率值n_i按照每64字節(jié)的內(nèi)容存儲至一個64*1024的二維特征向量中；

步驟S2的包括下列步驟：

步驟S21、利用統(tǒng)計學方法模擬10000次長度為64字節(jié)的在0-1024之間偽隨機數(shù)生成序列；

步驟S22、將每次的序列根據(jù)公式(1)：

其中

來計算H(u)，N為字節(jié)長度64，m為256，ni表示0-1024之間字符i對應(yīng)的存儲在二維特征向量中的功率值，此方法即為利用最大極限似然性估計得到的估值熵H(u)；

步驟S3的包括下列步驟；

步驟S31、統(tǒng)計步驟S12中64*1024的二維特征向量中每個0～1024字符的個數(shù)；

步驟S32、利用公式(3)

來計算此次事件的估值熵H，其中n_i為字符i對應(yīng)的存儲在二維特征向量中的功率值數(shù)；

步驟S4的包括下列步驟：

步驟S41、將步驟S2中每次產(chǎn)生估值熵的方差σ計算出來，公式(4)如下：

σ＝((H1(P)-Hu(p))²+...(Hk(P)-Hu(p))²)/k (4)

其中HK(P)表示第K次計算的估值熵，Hu(p)表示所有估值的平均熵；

步驟S42、看每次在S3中計算的實際值熵是否在平均值熵的三倍置信區(qū)間內(nèi)，是則表示用電量處于供電正常范圍，反之則，用電量不正常。

也可根據(jù)上述方法對路燈的電壓、電流、亮度、溫度、功率因數(shù)等參數(shù)進行測量，并對測量結(jié)果進行分析，根據(jù)分析結(jié)果，進行預(yù)警信息的報告。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，如果分析結(jié)果顯示用電量不正常，則智能路燈通過路燈中設(shè)置的通信單元向相鄰的路燈發(fā)出預(yù)警信號。其中的通信單元可以是3G通信單元、4G通信單元、或者燈聯(lián)網(wǎng)中的電力線載波通信PLC單元。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，如果分析結(jié)果顯示用電量不正常，則智能路燈通過路燈中設(shè)置的通信單元向預(yù)定的智能路燈發(fā)出預(yù)警信號。其中的通信單元采用燈聯(lián)網(wǎng)中的電力線載波通信PLC單元，電力線載波通信單元具有尋址目的智能路燈的通信能力。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，如果分析結(jié)果顯示用電量不正常，則智能路燈通過路燈中設(shè)置的通信單元向智慧城市LED路燈的監(jiān)控管理系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號。其中的通信單元可以是3G通信單元、4G通信單元、或者燈聯(lián)網(wǎng)中的電力線載波通信PLC單元，電力線載波通信單元可以直接尋址目的智能路燈。

熵值的計算是實用新型的核心步驟，主要理論依據(jù)在于香農(nóng)在信息論中提出的信息熵的計算。

根據(jù)本實用新型的實施方式，智慧城市LED路燈的監(jiān)控管理系統(tǒng)可由3部分組成，即監(jiān)控中心、集中控制器和終端控制器。

監(jiān)控中心作為城市道路照明的控制心臟，擔負著全城的道路照明自動控制和管理任務(wù)。監(jiān)控中心硬件由監(jiān)控工作站、總控服務(wù)器、打印機、UPS、通信設(shè)備、以及大屏幕等組成。同時，系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)接口，只要接入服務(wù)器，管理工作站等，系統(tǒng)就可以很方便地組建為路燈管理所局域網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)照明監(jiān)控數(shù)據(jù)和圖像信息共享。

監(jiān)控中心包括如下單元:用戶管理、角色管理、報警信息、設(shè)備管理、日志信息、統(tǒng)計分析、參數(shù)設(shè)置、任務(wù)管理、電表查詢等。

集中控制器是路燈照明系統(tǒng)中電能信息采集和遠程控制的關(guān)鍵設(shè)備。通過路燈互聯(lián)協(xié)議實現(xiàn)對具有RS485接口電能表的采集和通過電力線載波通信(PLC)對路燈進行遠程監(jiān)控。

集中控制器包括如下功能單元:路燈時序調(diào)整、數(shù)據(jù)記錄、報警處理和發(fā)送。它負責控制網(wǎng)絡(luò)的運行，將監(jiān)控中心的命令下達給節(jié)點控制器，將控制器及線路信息反饋監(jiān)控中心。

集中控制器主要由以下硬件部分組成:電力線載波通信單元、處理器單元、4G/3G單元、串行通信單元、電源單元開關(guān)量輸入檢測電路、回路輸出控制部分、RTC時鐘電路、模擬量輸入檢測電路、LCD顯示以及按鍵部分。

終端控制器是遠端用于控制燈具部分的核心。一方面它需要控制路燈驅(qū)動電源的輸入部分，另一方面它需要接收來自監(jiān)控中心的控制指令，如開燈、關(guān)燈、調(diào)光和查詢等。例如，當終端控制器接收集中器的調(diào)光命令后，將其轉(zhuǎn)化成為電源可識別的PWM信號，從而調(diào)整了電源輸出的電流，實現(xiàn)燈具亮度的變化。

同時可以采集恒流源的輸出信號，進行故障判斷，當恒流源故障時，將此故障信息上報到集中器。終端控制器實現(xiàn)的主要功能有:控制路燈開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)、功率采集、電流采集、電壓采集、溫度采集、以及功率因數(shù)采集等。

系統(tǒng)的通信方式采用4G、3G、GPRS與PLC通信相結(jié)合。上位機與集中控制器之間采用GPRS通信，集中控制器與路燈控制器的通信是PLC方式。其中電力線載波通信(PLC)技術(shù)利用路燈中設(shè)置的調(diào)制解調(diào)器對信號進行調(diào)制，形成特定頻率的載波信號，然后把調(diào)制好的信號發(fā)送到現(xiàn)有的電力線上，利用現(xiàn)有的電力線網(wǎng)絡(luò)進行通信的技術(shù)。

監(jiān)控中心通過集中控制器向路燈發(fā)送控制信息，并可以接收路燈端返回的狀態(tài)信息，進行分析、處理。集中器接收監(jiān)控中心發(fā)送的控制信息，通過電力線載波PLC傳送到路燈端，并將路燈端數(shù)據(jù)返回監(jiān)控中心。路燈控制器安裝在路燈燈桿維護孔內(nèi)。接收控制中心發(fā)來的控制信息，對LED路燈進行相應(yīng)的控制動作，并將路燈運行的實時數(shù)據(jù)返回。

根據(jù)本實用新型的實施方式，電力線載波通信專注于使得能夠經(jīng)由現(xiàn)有電力線網(wǎng)絡(luò)(例如，家庭和建筑物中的電力線)進行寬帶通信。連接到電力線網(wǎng)絡(luò)的電力線通信(PLC)設(shè)備可采用合適的電力線通信標準來與連接到電力線網(wǎng)絡(luò)上的其他PLC設(shè)備進行通信。連接到電力線網(wǎng)絡(luò)的不同類的PLC設(shè)備(例如，HomePlug設(shè)備與G.HN設(shè)備)之間的干擾在這些PLC設(shè)備同時嘗試經(jīng)由電力線網(wǎng)絡(luò)進行通信時可被引入。一般而言，連接到電力線網(wǎng)絡(luò)的HomePlug設(shè)備使用由HomePlug電力線聯(lián)盟定義的標準與其他HomePlug設(shè)備交換信息。類似地，連接到電力線網(wǎng)絡(luò)的G.HN設(shè)備使用所定義的G.HN標準與其他G.HN設(shè)備交換信息。然而，G.HN設(shè)備不能夠與HomePlug設(shè)備通信、不能檢測HomePlug設(shè)備、不與HomePlug設(shè)備后向兼容。因此，在G.HN設(shè)備的通信期間，HomePlug設(shè)備可能嘗試發(fā)起通信。類似地，在HomePlug設(shè)備的通信期間G.HN設(shè)備可能嘗試發(fā)起通信。這會導(dǎo)致HomePlug設(shè)備與G.HN設(shè)備之間的干擾，損壞通信并影響電力線網(wǎng)絡(luò)中PLC設(shè)備的性能。

為了解決上述不兼容的問題，電力線網(wǎng)絡(luò)包括電力線插口104、106、和108，電力線插口104、106、和108使得電力線設(shè)備能夠連接到電力線網(wǎng)絡(luò)。一個或多個PLC設(shè)備可經(jīng)由這些電力線插口連接到電力線網(wǎng)絡(luò)。例如，HomePlug設(shè)備經(jīng)由電力線插口104連接到電力線網(wǎng)絡(luò)102，G.HN設(shè)備經(jīng)由電力線插口106連接到電力線網(wǎng)絡(luò)，并且雙模G.HN設(shè)備經(jīng)由電力線插口108連接到電力線網(wǎng)絡(luò)。HomePlug設(shè)備可實現(xiàn)HomePlug1.0電力線通信標準、HomePlug AV電力線通信標準、或者HomePlug電力線通信標準的其他合適版本。HomePlug設(shè)備可使用由HomePlug電力線聯(lián)盟定義的任何合適的通信標準(在包括電力線網(wǎng)絡(luò)102的電力線介質(zhì)上)與其他HomePlug設(shè)備交換信息。G.HN設(shè)備可根據(jù)G.HN通信標準在電力線介質(zhì)上與其他G.HN設(shè)備交換信息。雙模G.HN設(shè)備包括收發(fā)機、操作模式配置單元、和處理單元。處理單元包括分組生成單元和信道接入單元。分組生成單元可包括基于連接到電力線網(wǎng)絡(luò)的PLC設(shè)備的類(或類型)(即，是否是G.HN設(shè)備和/或HomePlug設(shè)備)來選擇恰適報頭的功能性。處理單元可進一步在所選擇的報頭中封裝要傳送的數(shù)據(jù)且可從收到分組提取/處理數(shù)據(jù)。雙模G.HN設(shè)備可被配置成使得能夠檢測HomePlug設(shè)備和與HomePlug設(shè)備后向兼容。換言之，雙模G.HN設(shè)備是能實現(xiàn)與G.HN設(shè)備和不兼容的HomePlug設(shè)備兩者通信的兼容性機制的G.HN設(shè)備。

電力線通信(PLC)設(shè)備通常根據(jù)“HomePlugAV”標準來操作，并且取決于該標準的版本，使用寬頻帶(例如，從1.8MHz到30MHz，或者最高達86MHz)進行PLC信號傳輸。然而，該PLC信號可能干擾在與該PLC設(shè)備相同的頻率范圍中操作的其他通信設(shè)備和應(yīng)用(例如，射頻標識(RFID)應(yīng)用)。為了在由其他通信應(yīng)用使用的交疊通信頻帶中避免來自PLC信號傳輸?shù)母蓴_，PLC頻帶的某些副載波(或連貫副載波群)可被排除(或被陷波)而不傳送PLC信號。當前，PLC信號中在傳輸期間被排除的副載波可基于PLC標準(例如，HomePlugAV標準)來預(yù)定。(根據(jù)PLC標準)不允許PLC設(shè)備通信的這些預(yù)定副載波在本文被稱為“靜態(tài)陷波副載波”。例如，對于PLC信號傳輸，通常要求當前HomePlug AV1.1設(shè)備在PLC頻帶的10個副載波(“陷波副載波”或“陷波”)中將功率譜密度降低至少30dB。由于陷波副載波的頻率特性，通常在陷波副載波的任一邊緣上采用附加保護頻帶以滿足陷波要求。相應(yīng)地，毗鄰于陷波副載波的一個或多個副載波(“毗鄰副載波”)可能不可供用于傳輸(例如，由于保護頻帶)，由此減少了可供用于傳輸?shù)母陛d波(例如，頻率資源)的數(shù)量并降低了PLC設(shè)備的總吞吐量。此外，對于被調(diào)度成被傳送的PLC信號，可能難以在頻域和時域中對所傳送的OFDM碼元進行定形，而同時維持保護頻帶(在頻域中)和保護區(qū)間(在時域中)、使碼間干擾(ISI)最小化、并達到陷波要求。例如，頻域中的高效陷波導(dǎo)致時域中的ISI。然而，采用保護區(qū)間來減少時域ISI會減少可供用于傳輸?shù)目捎脮r域資源量。現(xiàn)有PLC設(shè)備通常采用帶交疊的時域加窗函數(shù)，其中PLC信號的每個OFDM碼元乘以針對必需陷波來優(yōu)化的加窗函數(shù)。然而，這是靜態(tài)解決方案并且可能隨著陷波要求改變(例如，隨著陷波數(shù)量和深度增加)而導(dǎo)致容量損失和性能降級。此外，簡單地將PLC設(shè)備配置成在靜態(tài)陷波副載波中不傳送通常是不足夠的。這是因為PLC信號的傳輸也可能導(dǎo)致來自毗鄰副載波的帶外輻射，其可能干擾其他通信應(yīng)用。

根據(jù)本實用新型的實施方式，路燈中設(shè)置的PLC設(shè)備可以是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其包括一個網(wǎng)絡(luò)接口并且僅執(zhí)行用于在電力線網(wǎng)絡(luò)上交換通信的功能性。PLC設(shè)備也可以是混合網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的一部分，其中該混合網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的至少一個網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)電力線通信功能性，而其他網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)其他合適的有線或無線通信協(xié)議(例如，以太網(wǎng)通信協(xié)議、無線局域網(wǎng)(WLAN)通信協(xié)議，諸如IEEE802.11通信協(xié)議等)。在一些實施例中，PLC設(shè)備可以是HomePlugAV設(shè)備。注意，盡管將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備描繪為PLC設(shè)備，但各實施例并不被如此限制。在其他實施例中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可實現(xiàn)其他合適類型的通信技術(shù)(例如，以太網(wǎng)、WLAN等)。PLC設(shè)備包括自適應(yīng)濾波器組、濾波器適配單元、以及通信介質(zhì)感測單元。自適應(yīng)濾波器組包括N個濾波器元件1、2…8。通信介質(zhì)感測單元耦合至濾波器適配單元，該濾波器適配單元進而耦合至自適應(yīng)濾波器組。濾波器適配單元包括性能分析單元、系數(shù)確定單元、以及自適應(yīng)濾波器頻帶控制器。具體地，在一個實施例中，濾波器適配單元(例如，性能分析單元)可從通信介質(zhì)感測單元接收與一個或多個副載波相關(guān)聯(lián)的性能測量并且可分析接收到的性能測量以確定是否使PLC頻帶的一個或多個副載波陷波。系數(shù)確定單元可至少部分地基于接收到的性能測量來確定一個或多個濾波器元件的濾波器系數(shù)。自適應(yīng)濾波器頻帶控制器可提供控制信號18、20…22以分別控制/更新濾波器元件1、2…8的濾波器系數(shù)(并相應(yīng)地控制/更新濾波器特性)。自適應(yīng)濾波器組接收輸入PLC信號并生成輸出經(jīng)濾波PLC信號以供后續(xù)處理和傳輸。注意，在一些實施例中，自適應(yīng)濾波器組可在合適的預(yù)處理操作(例如，預(yù)放大等)之后接收輸入PLC信號。此外，輸出PLC信號在電力線網(wǎng)絡(luò)上傳送之前可被進一步處理(例如，后放大、調(diào)制、數(shù)模轉(zhuǎn)換等)。如以下將進一步描述的，自適應(yīng)濾波器組、濾波器適配單元、和通信介質(zhì)感測單元可協(xié)同操作以適配于由PLC設(shè)備檢測到的化的狀況/性能，從而達成PLC頻帶中的高效陷波。

PLC通信單元包括自適應(yīng)濾波器組、濾波器適配單元、以及通信介質(zhì)感測單元。濾波器適配單元包括性能分析單元、系數(shù)確定單元、以及自適應(yīng)濾波器頻帶控制器。通信介質(zhì)感測單元可確定與PLC頻帶中的副載波相關(guān)聯(lián)的性能測量?；谶@些性能測量，性能分析單元可確定電子設(shè)備的傳輸是否將干擾在交疊通信頻帶上操作的另一通信設(shè)備(并影響其性能)。濾波器適配單元(例如，性能分析單元)可標識其上電子設(shè)備的傳輸將干擾其他通信設(shè)備的一個或多個副載波群并且可確定要動態(tài)地使所標識的一個或多個副載波群陷波。相應(yīng)地，濾波器適配單元(例如，自適應(yīng)濾波器頻帶控制器)可啟用/激活自適應(yīng)濾波器組中被配置成使該一個或多個所標識副載波群陷波的濾波器元件。此外，基于(毗鄰于陷波副載波群的)毗鄰副載波的性能測量以及電子設(shè)備在PLC頻帶中的總體性能，濾波器適配單元(例如，系數(shù)計算單元)還可改變被啟用的濾波器元件的濾波器系數(shù)，以針對毗鄰副載波的性能和電子設(shè)備的總體性能來優(yōu)化(毗鄰副載波中的)保護頻帶的寬度。

根據(jù)本實用新型的實施方式，相互連接的任意兩個路燈中的PLC通信設(shè)備之間可以直接互相通信。首先，確定發(fā)送方PLC設(shè)備與接收方PLC設(shè)備之間的每個通信信道的性能測量。例如，(發(fā)送方PLC設(shè)備的)信道性能估計單元可以確定發(fā)送方PLC設(shè)備與接收方PLC設(shè)備之間的每個通信信道的性能測量。發(fā)送方PLC設(shè)備和接收方PLC設(shè)備之間的每一個通信信道可以是發(fā)送方PLC設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)耦合和接收方PLC設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)耦合的組合。在一個實施例中，在發(fā)送方PLC設(shè)備和接收方PLC設(shè)備之間可以有四個通信信道：1)由LN網(wǎng)絡(luò)耦合1和LN網(wǎng)絡(luò)耦合2的組合形成的信道，2)由LN網(wǎng)絡(luò)耦合2和LG網(wǎng)絡(luò)耦合8的組合形成的信道，3)由LG網(wǎng)絡(luò)耦合4和LN網(wǎng)絡(luò)耦合6的組合形成的信道，以及4)由LG網(wǎng)絡(luò)耦合4和LG網(wǎng)絡(luò)耦合8的組合形成的信道。性能測量可以包括信噪比(SNR)、信號強度、信號與干擾和噪聲比(SINR)、衰減水平、和/或其他合適的性能測量。

發(fā)送方PLC設(shè)備可以確定是否要向接收方PLC設(shè)備傳送耦合切換通知。為此，發(fā)送方PLC設(shè)備可以確定用主接收機耦合形成的通信信道的性能測量是否在(用替換接收機耦合形成的)優(yōu)選通信信道的性能測量的預(yù)定閾值內(nèi)。例如，除了優(yōu)選通信信道之外，發(fā)送方PLC設(shè)備還可以標識用接收方PLC設(shè)備的主接收機耦合和發(fā)送方PLC設(shè)備的任何網(wǎng)絡(luò)耦合形成的最佳性能通信信道。發(fā)送方PLC設(shè)備可以將(用替換接收機耦合形成的)優(yōu)選通信信道的性能測量與用主接收機耦合形成的最佳性能通信信道的性能測量進行比較。例如，如果在優(yōu)選通信信道上達成的SNR(或吞吐量)在用主接收機耦合形成的最佳性能通信信道的SNR(或吞吐量)的預(yù)定閾值或預(yù)定百分比(例如，5％)內(nèi)，則發(fā)送方PLC設(shè)備可以確定不傳送耦合切換通知。取而代之的是，發(fā)送方PLC設(shè)備可以通過提示接收方PLC設(shè)備切換至替換接收機耦合來推斷未達成顯著的性能增益并且可以向接收方PLC設(shè)備的主接收機耦合傳送通信。

根據(jù)本實用新型的實施方式，智能路燈中的通信單元為PLC設(shè)備。PLC設(shè)備可從主機設(shè)備(例如，計算機、膝上型計算機等)、或者從耦合至遠程PLC設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收輸入。例如，至該PLC設(shè)備的輸入可以經(jīng)由同軸電纜以太網(wǎng)(EoC)、電力線載波(BPL)等。該PLC設(shè)備中的通信單元包括分組處理單元和耦合單元。該PLC設(shè)備可基于一種或多種PLC規(guī)范(例如，HomePlug AV、HomePlug AV2、HomePlug Green PHY等)。分組處理單元和耦合單元允許PLC設(shè)備實現(xiàn)電力線通信技術(shù)并且各實例中的每個實例可執(zhí)行標準自立PLC設(shè)備的操作。耦合單元跟蹤該多個實例、與這多個實例中的每個實例相關(guān)聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)、以及相應(yīng)各個通信網(wǎng)絡(luò)中的PLC設(shè)備。例如，對于各通信網(wǎng)絡(luò)中的每個通信網(wǎng)絡(luò)，耦合單元廣播具有相應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)標識符的發(fā)現(xiàn)信標(例如，發(fā)現(xiàn)消息)。網(wǎng)絡(luò)ID是通信網(wǎng)絡(luò)的唯一性標識符。在一些實現(xiàn)中，網(wǎng)絡(luò)ID可以基于與通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的NMK。例如，網(wǎng)絡(luò)ID可以基于與通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的NMK以及還基于該通信網(wǎng)絡(luò)的安全性級別信息。在一個特定的非限定性示例中，網(wǎng)絡(luò)ID可以是52位NMK與2位安全性級別指示符的組合或級聯(lián)。一旦接收到對通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)現(xiàn)信標作出的響應(yīng)(例如，響應(yīng)消息)，耦合單元就確定相應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)中的PLC設(shè)備。在一種實現(xiàn)中，耦合單元使用實例ID(例如，媒體接入控制(MAC)地址、或不同于終端裝備標識符的實例ID號等)來跟蹤該多個實例。該多個實例中的每個實例被相應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)中除該PLC設(shè)備以外的其他PLC設(shè)備藉由終端裝備標識符來識別。耦合單元還維護映射表(例如，實例ID到網(wǎng)絡(luò)ID映射表)來確定與各實例中的每個實例相關(guān)聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)。在一些實現(xiàn)中，耦合單元可利用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(例如，關(guān)系數(shù)據(jù)庫、電子數(shù)據(jù)表等)來維護關(guān)于與各實例相關(guān)聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)的信息。PLC處理單元使用恰適的實例來執(zhí)行用于處理電力線通信的操作。例如，PLC處理單元使用恰適的網(wǎng)絡(luò)ID(對應(yīng)于實例ID)來構(gòu)造電力線數(shù)據(jù)幀以供向目的地PLC設(shè)備傳送網(wǎng)絡(luò)分組。類似地，一旦接收到電力線數(shù)據(jù)幀，PLC處理單元就確定恰適的實例以用于處理該電力線數(shù)據(jù)幀。耦合單元和PLC處理單元可包括用于實現(xiàn)電力線通信技術(shù)的一個或多個組件以及程序指令。PLC設(shè)備所能實現(xiàn)的實例數(shù)目取決于其能力(例如，處理速度、電力線幀轉(zhuǎn)換、硬件和軟件能力等)。

PLC處理單元基于目的路燈設(shè)備的地址來確定該目的路燈設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò)。PLC處理單元可與耦合單元交互以接收關(guān)于目的路燈設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò)的信息。在一些實現(xiàn)中，PLC處理單元可根據(jù)PLC設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)信息表來確定與目的路燈設(shè)備相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)ID。例如，PLC處理單元可確定與關(guān)聯(lián)于目的路燈設(shè)備的地址的網(wǎng)絡(luò)信息表相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)ID。PLC設(shè)備可促成連接至該PLC設(shè)備的路燈設(shè)備與連接至通信網(wǎng)絡(luò)中的PLC設(shè)備的一個或多個路燈設(shè)備之間、以及該路燈設(shè)備與連接至通信網(wǎng)絡(luò)中的PLC設(shè)備的一個或多個路燈設(shè)備之間的同時通信。

根據(jù)本實用新型的實施方式，PLC單元可以是可與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如，電力線通信設(shè)備)對接的單獨插件單元。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括物理連接單元、模擬前端單元和RX帶通濾波器。PLC單元包括變壓器耦合單元、零線、火線和地線。在一實現(xiàn)中，變壓器耦合單元包括PLC分集耦合單元，PLC分集耦合單元包括單變壓器耦合單元。在另一實現(xiàn)中，變壓器耦合單元包括PLC分集耦合單元中的雙變壓器耦合單元。出于簡化的目的，PLC分集耦合單元并未包括所有組件(例如，電容器、電阻器等)并且未描繪高壓和低壓繞組。PLC分集耦合單元中的變壓器耦合單元接收要從模擬前端單元發(fā)送的通信信號并且將該通信信號耦合至火線/零線信道和火線/地線信道。變壓器耦合單元將在火線/零線信道和火線/地線信道上接收的通信信號耦合至RX帶通濾波器。

根據(jù)本實用新型的實施方式，一旦接收到來自PLC設(shè)備(例如，HomePlug設(shè)備、G.HN設(shè)備、雙模G.HN設(shè)備等)的PLC分組，雙模G.HN設(shè)備就可取決于傳送該PLC分組的PLC設(shè)備來處理所接收到的PLC分組。雙模G.HN設(shè)備的處理單元可實現(xiàn)各種技術(shù)來處理所接收到的PLC分組。在一個實現(xiàn)中，基于電力線網(wǎng)絡(luò)是否包括混合環(huán)境(例如，基于電力線網(wǎng)絡(luò)是否包括HomePlug設(shè)備和G.HN設(shè)備兩者)，處理單元可確定如何處理所接收到的PLC分組。在另一個實現(xiàn)中，處理單元可基于接收到PLC分組的時間區(qū)間來確定如何處理所接收到的PLC分組。例如，如果處理單元確定PLC分組是在混合通信時間期間接收到的，則處理單元可確定所接收到的PLC分組很可能包括兼容性分組報頭中的一者。在另一個實現(xiàn)中，處理單元可包括分析所接收到的PLC分組的報頭和動態(tài)確定如何處理所接收到的PLC分組的功能性。例如，處理單元可基于對所接收到的PLC分組的報頭的分析來確定G.HN設(shè)備使用G.HN分組報頭傳送了該PLC分組。因此，處理單元可根據(jù)G.HN處理技術(shù)來處理PLC分組。此外，注意到在一些實現(xiàn)中，操作模式配置單元可分析所接收到的PLC分組以確定傳送方電力線設(shè)備是G.HN設(shè)備還是HomePlug設(shè)備。如果確定HomePlug設(shè)備傳送了該PLC分組，則操作模式配置單元可指導(dǎo)處理單元的HomePlug處理單元處理所接收到的PLC分組。替換地，如果確定G.HN設(shè)備傳送了該PLC分組，則操作模式配置單元可指導(dǎo)處理單元的G.HN處理單元處理所接收到的PLC分組。

根據(jù)本實用新型的實施方式，提出一種鐘控和光控相結(jié)合,靈活、方便、可靠的開關(guān)燈控制功能,為每一個路燈設(shè)置智能終端。監(jiān)控中心自動執(zhí)行群控開關(guān)燈,也可全天候控制任一智能終端執(zhí)行開關(guān)燈,可隨意設(shè)置半夜燈(省電模式),可對一年中的各類節(jié)假日進行開關(guān)燈設(shè)置。

每個智能終端的電壓、電流、電度數(shù)、功率因數(shù)和功率等參數(shù)通過無線信道發(fā)送回監(jiān)控中心,監(jiān)控中心主機對這些數(shù)據(jù)加以分析、處理后,以直觀的圖形或表格形式提供管理人員,為決策提供準確的依據(jù)。

位于路燈管理處領(lǐng)導(dǎo)辦公室的電腦和路燈運行、調(diào)度等管理科室的電腦,均可作為管理中心與監(jiān)控中心主機通過互連網(wǎng)組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),形成一個統(tǒng)計、查詢、決策系統(tǒng)。必要時可以由管理人員直接通過自己的手機對智能終端進行控制和查詢。

當智能終端處出現(xiàn)停電、交流接觸器損毀甚至電纜被盜等故障時,均在監(jiān)控中心或值班室實時發(fā)出聲光告警信號,并在電腦顯示器上顯示故障位置(某智能終端的某一支線)、故障的狀況與類型,如情況緊急還可直接顯示在主管領(lǐng)導(dǎo)的手機上。管理人員根據(jù)對運行狀態(tài)的統(tǒng)計分析,及時診斷故障的地點及類型,并可對可能發(fā)生故障的狀態(tài)進行預(yù)測。

監(jiān)控中心的顯示器選用工作站使用的大屏幕顯示器,除了操作界面與測控參數(shù)外,還可以現(xiàn)場模擬顯示全市路燈狀況以及各智能終端處的測控參數(shù)與狀態(tài),可局部放大顯示。

智能終端設(shè)計有備用電池,以確保交流供電中斷后,系統(tǒng)仍能正常運行,智能終端的數(shù)據(jù)保存在EEPROM中,永不丟失,24小時內(nèi)保障同監(jiān)控中心的通訊。監(jiān)控中心配備UPS不間斷電源,保證主機的正常運行和與智能終端的通訊聯(lián)系。

監(jiān)控中心可以設(shè)定自己的系統(tǒng)命令密碼,在本系統(tǒng)中,只有符合密碼的命令被接收執(zhí)行,不符合密碼的命令一律拋棄。這樣可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,以防被其他無關(guān)人員的干擾。

智能終端以微處理器為核心,采用微信號處理技術(shù),通過傳感器進行全隔離采樣,完成現(xiàn)場電流、電壓及功率、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)的采集；并根據(jù)調(diào)度端的命令,完成數(shù)據(jù)的傳送和對各路路燈的控制；當現(xiàn)場發(fā)生故障時可以一邊發(fā)出本地聲光告警,一邊把告警信息傳送到監(jiān)控中心,保證系統(tǒng)安全正常運行；當與調(diào)度端通信中斷時,可根據(jù)存儲的開關(guān)燈時間和光照強度自動獨立運行,絕對保證路燈運行的可靠性。

通過智能終端的控制，依次完成如下步驟:

①與光控系統(tǒng)同時控制所有智能終端開關(guān)路燈；

②給所有智能終端校時或設(shè)置開關(guān)燈時間；

③接收所有智能終端發(fā)來的自動開關(guān)燈信息；

④在電子地圖上進行操作,顯示當前城市中所控制部分的所有路燈狀態(tài):亮、滅或故障；

⑤接收并顯示所有智能終端發(fā)來的告警信息,如門開、燈壞、電纜被盜、停電等；

⑥顯示某個智能終端的狀態(tài)信息:電壓、電流和用電度數(shù)等；

根據(jù)本實用新型的實施方式，智慧城市LED路燈包括智能路燈終端結(jié)構(gòu)，路段控制器以及智能路燈終端組成的智慧城市網(wǎng)。每個路段內(nèi)有一個路段控制器，一個路段控制器通過電力網(wǎng)通信技術(shù)控制和連接著該路段內(nèi)的多個路燈。智慧城市LED路燈控制中心通過因特網(wǎng)與路段控制器通信。智慧城市LED路燈控制中心是整個網(wǎng)絡(luò)的核心，實現(xiàn)以下功能：①根據(jù)需要采集的信息，發(fā)送相應(yīng)的控制指令，啟動智能路燈上相應(yīng)的傳感器并使其進入工作狀態(tài)；②控制中心接收位于智慧城市物聯(lián)網(wǎng)末梢的路燈上各種傳感器上傳的各類數(shù)據(jù)，實時顯示整個網(wǎng)絡(luò)的運行和監(jiān)控情況；③控制中心將接收到的各項數(shù)據(jù)進行綜合分析，得出路燈、交通、安防控制等的最佳方案，并將控制指令發(fā)送至智能路燈。

智能路燈與路段控制器之間可采用電力載波通信(PLC)技術(shù)，從而最大程度地精簡組網(wǎng)方案。在路燈上添加PLC通信單元，并利用路燈供電網(wǎng)絡(luò)，即可實現(xiàn)對現(xiàn)有電力線網(wǎng)絡(luò)的最大利用，而不需要另外鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)線路。路段控制器與控制中心之間采用因特網(wǎng)連接，因特網(wǎng)覆蓋范圍廣泛，接入靈活，傳輸距離遠，相較于單獨在城市鋪設(shè)大量通信線路而言，采用因特網(wǎng)可保證成本低廉。

路段控制器由調(diào)制解調(diào)器、以太網(wǎng)接口電路以及PLC通信單元組成，作為網(wǎng)絡(luò)中的路由節(jié)點，其功能主要是進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，使得通過電力線網(wǎng)絡(luò)接受的數(shù)據(jù)經(jīng)過因特網(wǎng)傳送到控制中心，同時還負責將控制中心傳輸?shù)目刂菩盘栟D(zhuǎn)發(fā)至路燈控制終端。

當電力線有電波信號發(fā)送過來時，PLC通信單元接受該信號，并進行相應(yīng)處理，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后通過MII接口，將信號發(fā)送至以太網(wǎng)接口電路。以太網(wǎng)接口電路可以將PLC通信單元傳遞的信號轉(zhuǎn)換為在以太網(wǎng)上通信的信號，這樣調(diào)制解調(diào)器則可以識別該信號，最后調(diào)制解調(diào)器將信號發(fā)送到因特網(wǎng)，從而路段控制器與控制中心實現(xiàn)了數(shù)據(jù)交換。組網(wǎng)方式還可以使用包括3G、4G在內(nèi)的其他無線通信方式。基于中國現(xiàn)有的3G、4G無線通信網(wǎng)絡(luò)，可以組建更加靈活的覆蓋整個城市的智慧城市物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。