[發明專利]一種動態反饋負載均衡的LED路燈智能控制系統及方法

有效

• 申請號: 201310194090.8
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN103281827A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 李學恩;徐颯;段勃
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及半導體LED燈控領域，尤其涉及一種動態反饋負載均衡的LED路燈智能控制系統。

背景技術

LED(Light?Emitting?Diode，發光二極管)，具有體積小、耗電少、壽命長、可靠性高、響應速度快、驅動電壓低等眾多優點，正將逐步取代白熾燈和熒光燈等傳統照明技術，應用于城市主干道、城市次干道、工業園區道路、城鄉道路等領域。隨著LED路燈價格的不斷下降，其競爭優勢將會越來越明顯。全國已經有一些LED路燈的實驗項目，比如廣東東莞東江大道LED照明工程，在湖北一些道路和新區開始或擬使用LED道路照明設備。隨著LED路燈的普及，提供一種易于操作、智能、高可靠性、和節能的LED控制系統是目前面臨的一個重要問題。

目前，所使用的大功率LED路燈大部分都是簡單的直接照明，缺少必要的智能控制，或者有些雖然具備有智能控制的功能，但是卻不能自動檢測路燈的照明狀況，也不能方便地對單個路燈進行手動調控。現有的照明管理系統大都采用有線電纜控制照明燈具，對LED路燈進行線性的統一調控，通信協議比較復雜，建設成本和運營成本都比較高。

針對以上問題，一些LED路燈的智能控制系統也應運而生，具有定時開關功能和節點自組網功能的控制系統紛紛出現在研究的論文中，其中大部分的論文和專利都對LED路燈的應用性加以擴充，而對其的智能控制策略沒有詳細的方案和論述。

現有技術公開的無線智能LED路燈控制系統，其包括路燈管理中心系統和Zigbee無線傳感控制系統；Zigbee無線傳感控制系統中每個LED安裝有無線路燈智能控制器，無線路燈智能控制器之間通過Zigbee節點自組網絡進行組網，每個無線路燈智能控制器都有一個在網絡上唯一的網絡地址，無線路燈智能控制器在上電后自動加入網絡；路燈管理中心系統包括監控PC和服務器，路燈管理中心系統通過公共網絡與Zigbee無線傳感控制系統中無線路燈智能控制器進行網絡連接；通過對路燈的遠程智能控制，實現道路的按需照明，節省能源；同時通過對路燈信息的采集，可以實時監控路燈的工作狀態，并對路燈的故障進行檢測，定位分析。

但是該現有技術并沒有采用動態反饋的控制策略來不斷的校正所需的負荷以達到按需照明和節約電能的目的。因此其不能準確地實現對LED路燈的動態實時的智能控制。

現有技術中公開的LED路燈智能控制系統，其包括主干網和N級子干網，主干網和多個一級子干網無線相連，N-1級子干網和多個N級子干網無線相連；主干網包括服務器及與服務器相連的若干客戶控制終端和若干無線集中器；N級子干網包括無線終端控制器及與之相連的環境光照度檢測設備、車輛流量監測設備和若干LED燈，N級子干網的無線終端控制器和N-1級子干網的無線終端控制器無線相連，一級子干網的無線終端控制器和無線集中器無線相連。該實用新型通過構建無線樹形網絡對LED燈進行控制，安裝和維護方便，排查故障非常省時省力，而且能根據環境光照度的變化、路上車流量的多少自動調整LED燈亮滅的控制方案，路燈控制更加智能化。

雖然該現有技術具有測量環境照度和車流量的探測設備，但是這些傳感數據的最終利用在燈亮滅的控制上，沒有根據環境亮度和車流量的大小控制LED路燈應該有的負荷和亮度的智能調節，頻繁的亮滅控制會降低LED的使用壽命。因此該方案沒有實現LED路燈的按需照明，不能達到節約電能和延長路燈使用壽命的目的。

發明內容

針對現有的LED路燈的控制方案沒有特定的智能控制的策略和方法，也沒有動態實時反映系統中LED路燈的狀態，無法達到路燈負荷真正均衡和真正實現按需照明的目的。因此本發明提出了基于物聯網技術的控制方案，在組網技術和控制方式上均采用最新的物聯網技術和智能控制技術，提出了多參數檢測、路燈動態負荷的智能分配的閉環智能控制系統，該系統不僅確保了對LED路燈的方便、安全、可靠、準確的控制，而且節約了電能和延長了LED路燈的使用壽命。

本發明公開了一種動態反饋負載均衡的LED路燈智能控制系統，其包括：控制系統、通信基站和節點控制器；

其中，所述通信基站用于在控制系統和節點控制器間信息的轉發和協議的轉換，所述節點控制器用于檢測相應參數，并根據控制系統的控制數據包中的控制協議完成路燈智能控制；所述控制系統根據所述節點控制器檢測到的相應參數解析得到狀態信息，并顯示在用戶界面上，并根據所述相應參數發送智能控制數據包給節點控制器。

一種動態反饋負載均衡的LED路燈智能控制方法，其包括：

步驟1、節點控制器采集各個LED路燈的狀態信息，并將其傳送給控制系統；