[發(fā)明專利]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

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510049710.8
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN104582202A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳顯平;陳煒斌;鐘富生;邱法超;楊道國;曾澤良
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H05B37/02
• 分類號(hào): H05B37/02
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 林培

1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)，包括主控系統(tǒng)(1)、分控系統(tǒng)(2)和控制單元系統(tǒng)(3)，其特征在于：

主控系統(tǒng)(1)包括上位機(jī)(101)和主控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元(102)，上位機(jī)(101)用于監(jiān)控路燈是否存在故障，可根據(jù)需求設(shè)置指令切換工作模式以及控制部分或所有路燈的工作狀態(tài)，主控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元(102)用于完成主控系統(tǒng)(1)與分控系統(tǒng)(2)的雙向通信；

分控系統(tǒng)(2)具有一個(gè)或一個(gè)以上，包括分控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元a(201)、數(shù)據(jù)處理單元(202)和分控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元b(203)，分控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元a(201)用于傳輸主控系統(tǒng)(1)的指令及向主控系統(tǒng)(1)反饋控制單元系統(tǒng)(3)傳來的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理單元(202)用于處理這些指令和數(shù)據(jù)信息，分控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元b(203)用于傳輸控制單元系統(tǒng)(3)反饋的數(shù)據(jù)信息、與其它分控系統(tǒng)(2)傳達(dá)指令或數(shù)據(jù)信息，以及將主控系統(tǒng)(1)的指令傳達(dá)給控制單元系統(tǒng)(3)；

控制單元系統(tǒng)(3)具有一個(gè)或一個(gè)以上，分別設(shè)置在路燈上，包括控制中心(301)、輸入單元(302)、定位單元(303)、環(huán)境檢測單元(304)、脈寬調(diào)制單元(305)、時(shí)鐘存儲(chǔ)單元(306)和控制單元系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元(307)，其中，控制中心(301)與其它六個(gè)模塊進(jìn)行單向或雙向信息溝通，用于根據(jù)輸入單元(302)提供的經(jīng)緯度計(jì)算路燈所在地的日出日落時(shí)間，按需啟動(dòng)定位單元(303)獲取故障路燈所在地地址，采集環(huán)境檢測模塊(304)檢測到的信息，發(fā)出相應(yīng)指令控制路燈的亮滅，若接收到主控系統(tǒng)(1)的指令，則按該指令切換工作模式或控制路燈的工作狀態(tài)，輸入單元(302)用于輸入和顯示經(jīng)緯度及日期時(shí)間，定位單元(303)在控制中心(301)的命令下啟動(dòng)工作，用于定位故障路燈所在地坐標(biāo)，環(huán)境檢測單元(304)用于檢測該路燈周圍的狀況，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)，脈寬調(diào)制單元(305)在控制中心(301)的控制下產(chǎn)生波形控制繼電器，實(shí)現(xiàn)路燈的亮滅，時(shí)鐘存儲(chǔ)單元(306)用于存儲(chǔ)實(shí)時(shí)更新的日期和時(shí)間，控制單元系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元(307)用于與分控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元b(203)及其它控制單元系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元(307)進(jìn)行信息溝通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)，對于控制單元系統(tǒng)(3)各組成部分，其特征在于：

所述控制中心(301)，包括微控制器；

所述輸入單元(302)，包括矩陣鍵盤和液晶顯示器；

所述定位單元(303)，包括衛(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；

所述環(huán)境檢測單元(304)，包括光強(qiáng)檢測模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)放大電路；

所述脈寬調(diào)制單元(305)，包括PWM脈寬調(diào)制型控制器和穩(wěn)壓電路；

所述時(shí)鐘存儲(chǔ)單元(306)，包括時(shí)鐘芯片和晶振電路；

所述控制單元系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元(307)，包括無線通信模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境檢測單元(304)包括磁阻傳感器模塊，用于檢測路燈附近是否有車輛經(jīng)過，以確定路燈點(diǎn)亮的起始時(shí)間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境檢測單元(304)包括熱釋電紅外傳感器模塊，用于檢測路燈附近是否有行人經(jīng)過，以確定路燈點(diǎn)亮的起始時(shí)間。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境檢測單元(304)包括多普勒雷達(dá)測速模塊，用于檢測行人或行駛車輛的速度，以確定照明時(shí)長。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)，其特征在于：主控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元(102)和分控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元a(201)采用GPRS無線通信模塊，實(shí)現(xiàn)配對通信，分控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元b(203)和控制單元系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元(307)采用ZigBee無線通信模塊，實(shí)現(xiàn)配對通信。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)及其控制方法，其特征在于：所述熱釋電紅外傳感器的探頭結(jié)合使用菲涅爾透鏡以增大有效探測距離,便于給行人或車輛提供足夠大的照明區(qū)域。

8.一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：

系統(tǒng)分正常工作模式和智能工作模式兩種；

正常工作模式是每當(dāng)日出時(shí)間到時(shí)，控制單元系統(tǒng)(3)處于待機(jī)狀態(tài)，日落時(shí)間到時(shí)，保持路燈持續(xù)亮至深夜；

自深夜起或其它因素導(dǎo)致天氣陰暗時(shí)，路燈系統(tǒng)進(jìn)入智能工作模式，當(dāng)環(huán)境檢測單元(304)檢測到有人或車輛經(jīng)過時(shí)，控制中心(301)立即控制脈寬調(diào)制單元(305)產(chǎn)生波形控制繼電器點(diǎn)亮路燈，并立即通過環(huán)境檢測單元(304)檢測到的速度計(jì)算出人或車輛到達(dá)下一盞路燈照明區(qū)域內(nèi)所需的時(shí)間，本盞路燈在該時(shí)間內(nèi)持續(xù)點(diǎn)亮，超過該時(shí)間熄滅，控制中心(301)將該時(shí)間信息通過控制單元系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元(307)傳輸給下一盞路燈，以控制下一盞路燈在指定時(shí)間點(diǎn)亮，若該路燈未接收到時(shí)間信息或者還沒到預(yù)定的時(shí)間又檢測到有人或車輛經(jīng)過，則優(yōu)先按檢測到人或車輛的方式點(diǎn)亮路燈，控制中心(301)根據(jù)速度計(jì)算新的時(shí)間，否則，在指定時(shí)間點(diǎn)亮路燈，若已到日出時(shí)間，控制單元系統(tǒng)(3)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

在正常工作模式和智能工作模式下，若路燈亮滅異常，控制中心(301)啟動(dòng)定位單元(303)工作，并將定位到的故障路燈所在地的坐標(biāo)通過控制單元系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元(307)傳輸給分控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸單元b(203)，最終主控系統(tǒng)(1)會(huì)收到該信息并加以顯示和提醒；

可以根據(jù)需求，在主控系統(tǒng)(1)的上位機(jī)(101)設(shè)置指令切換工作模式以及控制部分或所有路燈的工作狀態(tài)。