CN102056374B - 分布式照明节点控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分布式照明节点控制系统及其控制方法，该系统包括至少一个照明节点，每一照明节点包括光源及为其提供电能的电源模块，其还包括传感器、通信模块、功率输出模块及中央控制单元；该传感器用于检测范围r内的车辆信号，并将检查结果发送至中央控制单元，中央控制单元用于控制功率输出模块及光源的工作状态，通信模块用于发送或接收范围R内的广播信息，通信模块接收广播信息后传至中央控制单元以控制功率输出模块及光源的工作状态。本发明更为灵活，更为节能。而且与单独具备传感器的照明节点不同，其利用通信模块将通信距离R内的照明节点也同时点亮，从而有效保证了车辆行驶的照明度，确保车辆行驶的安全。
Description
技术领域
本发明属电力控制设备技术领域，涉及一种分布式照明节点控制系统及其控制方法。
背景技术
现有的照明节点控制系统为了实现节能效果，其通常采用以下几种控制类型：
第一种，通过定时控制，此种方案通过不同时段要求控制路灯的照明度，当道路处于交通较为繁忙时段，调节路灯处于正常工作状态，而当处于深夜阶段，由于道路车辆较稀少，为了达到节能目的，将路灯照明度降低至一半，此种方案是通过定时对路灯进行自动控制，虽然能取得一定节能效果，但是当道路上完全没有车辆时，此种方案也存在浪费电能的缺陷。
第二种，通过数量控制，此种方案与第一种方案也较为类似，也是通过对路灯进行定时控制，所不同的是路灯的照明度不变，而是对路灯的点亮数量进行控制，其在不影响夜晚正常照明的前提下，逐步减少点亮路灯数量。然而此种方案也是存在浪费电能的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种更为节能、有效保证车辆行驶时的照明度的分布式照明节点控制系统；
本发明的目的在于提供了该分布式照明节点控制系统的控制方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种分布式照明节点控制系统，其包括至少一个照明节点，每一照明节点包括光源及为其提供电能的电源模块，其中，还包括传感器、通信模块、功率输出模块及中央控制单元；
该传感器用于检测范围r内的车辆信号，并将检查结果发送至中央控制单元，中央控制单元用于控制功率输出模块及光源的工作状态，通信模块用于发送或接收范围R内的广播信息，通信模块接收广播信息后传至中央控制单元以控制功率输出模块及光源的工作状态；
当其中一照明节点A的传感器检测到范围r内有车辆信号时，将触发信号发送至其中央控制单元，中央控制单元通过功率输出模块控制光源进入照明工作状态，并通过通信模块发送广播信息，沿车辆前进方向并且在通信距离R内的其他照明节点M的通信模块接收到该广播信息后，控制相应的光源进入照明工作状态；
当该照明节点A的传感器检测不到范围r内有车辆信号时，在预设延时后中央控制单元控制光源进入待命状态。
本方案中，当道路闲置，即无车辆通过时，照明节点处于待命状态，当道路在使用，即有车辆通过时，照明节点恢复工作状态，从而获得最佳的节能效果。比起现有技术的节能方案，本发明更为灵活，更为节能。而且与单独具备传感器的照明节点不同，其利用通信模块将通信距离R内的照明节点也同时点亮，从而有效保证了车辆行驶的照明度，确保车辆行驶的安全。
各个节点通过设定通信协议构成通讯链路，使每个照明节点都拥有节点编号或地址。本方案将照明节点系统统一成一个整体，能方便快捷地对各个节点进行有效定位。
具体地，该传感器为接收车辆车灯信号的光传感器，或者为接收车辆的车载无线发射器发射的触发信号的无线电接收器。
由于传感器使用长时间后会出现老化，为了保证检测的准确性，该中央控制单元包括灵敏度自动调节模块，其用于调节传感器的触发阈值大小。
具体地，相邻照明节点间的通信模块通过无线电或电力线载波实现通信。
具体地，该光源为白炽灯、卤钨灯、LED灯或气体放电灯。
为了实现系统管理，若干个照明节点组成一个照明片区，且每个照明片区均设有能与远程控制中心通信的片节点，且片节点与远程控制中心通过GSM通信，实现对各个照明节点的远程控制，这样一来，就能对整个城市道路上的照明系统进行统一管理与控制，提高了管理效率。
另外，本发明还提供了一种分布式照明节点控制系统的控制方法，该控制系统包括多个照明节点，每一照明节点包括光源及电源模块，其中，还包括传感器、通信模块、功率输出模块及中央控制单元，所述控制方法包括如下步骤：
a、传感器检测道路范围r内是否有车辆信号，当其中一照明节点A的传感器检测到有车辆信号时，传感器将触发信号发送至其中央控制单元，中央控制单元通过功率输出模块控制光源进入照明工作状态；
b、通过通信模块发送广播信息，沿车辆前进方向并且在通信距离R内的其他照明节点M的通信模块接收到该广播信息后，控制相应的光源进入照明工作状态；
c、车辆进入下一照明节点A+1的检测范围时，与步骤a同样，照明节点A+1控制光源进入照明工作状态，并同时通过通信模块控制通信距离R内的其他照明节点M+1进入照明工作状态；
d、照明节点A的传感器检测不到范围r内有车辆信号时，在预设延时后中央控制单元控制其光源进入待命状态；
依次类推得到，车辆前方距离r+R的照明节点进入照明状态，而车辆后方的照明节点延时一定时间后进入待命状态。
进一步地，各个节点通过设定通信协议构成通讯链路，使每个照明节点都拥有节点编号或地址，若干个照明节点组成一个照明片区，且每个照明片区均设有能与远程控制中心通信的片节点；
当某照明节点发生故障，若为通信故障，相邻照明节点监听不到该节点的广播，则其上游照明节点将故障信息通过片节点反馈回远程控制中心，便能对故障进行定位；若故障照明节点的通信模块正常，则将该照明节点的故障代码反馈回远程控制中心。
本方案中，因为每个照明节点都是一个相对独立的单元，利用此种控制方法能有效避免故障节点产生后出现盲点，或使某条道路的照明或节点通信出现瘫痪，并能有效快捷地监测到故障节点的位置。
进一步地，该中央控制单元包括用于调节传感器的灵敏度大小的灵敏度自动调节模块；
某照明节点的传感器产生的触发电平时长与本照明节点从监听到上一节点的广播信号到本照明节点触发电平前沿的时长的比值大小，确定本节点传感器灵敏度大小，当比值小于一预定值时，灵敏度自动调节模块升高传感器的阈值，阈值即为灵敏度预设值；
或者，当某一照明节点监听到下一照明节点先于本照明节点广播或下一照明节点广播与本照明节点触发电平前沿时间间隔小于一预定值，确定本照明节点灵敏度小于一预定值，灵敏度自动调节模块升高传感器的阈值。
具体地，该光源为高压钠灯；为了满足现有路灯大都采用高压钠灯的要求，而针对高压钠灯从启动到额定工作状态需花费较长时间的问题，为了达到快速调节的目的，本发明在特定控制时间段，高压钠灯照明工作状态的功率为50％P，P为高压钠灯的额定功率，其待命状态的功率为10％P至小于50％P之间。这样一来，在很短时间内即能实现对高压钠灯节能的控制，使本发明更具实用性及使用的广泛性。
为了在对高压钠灯进行调光控制时，能确保灯不熄灭，高压钠灯从照明工作状态至待命状态以阶段式的变化进行调节，且变化率小于或等于10％i/s，且每一阶段的变化量小于或等于30％i，i为稳定工作状态的电流。
为了更进一步对照明节点进行智能控制，当传感器检测到车辆信号时，其输出触发信号设为高电平，脉冲信号的占空比代表车流密度信息，当占空比为1时，道路繁忙，光源以全功率工作；当占空比为0时，无车辆行驶，光源以10％P的最低功耗待命；当占空比大于0小于1时，光源工作在预设功耗的待命状态。这样一来，该系统能智能识别当前的路况，使其能自动控制其节能调节程度。
由于光源启动具有一定延时性，为了保证车辆行驶到某一照明节点时，光源已经满足照度要求，在车辆即将达到时，预先启动光源，本发明中，采用如下的控制方法，在当车流足够稀少，光源以10％P功率待命状态；当有车辆经过，受触发照明节点在触发脉冲前沿广播一条指令信息，下游节点接收到指令解码，脱离待命状态转入恢复状态，功率控制模块输出的功率提高；当触发电平撤销后，照明节点光源重新返回待命状态。
进一步地，当照明节点对光源进行降功率调节出现连续发生一定次数灭灯，中央控制单元将调高最低待命状态的功率，并记录该参数设置；当能维持不灭灯的最低待命状态功率大于某一设定值时，判定为灯泡老化，照明节点发送故障信息至远程控制中心。
进一步地，照明节点控制系统具有以下控制模式：强制模式、自动模式与维修模式；
当照明节点接收到强制指令，便进入强制模式，光源以额定功率状态照明；当照明节点以自动模式作为默认的正常照明模式，光源以动态自动调节的方式照明；当照明节点接收到维修模式指令，便进入维修模式，与照明节点通信对其进行检测维修。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
1、采用近距离通信接力的通讯方式，因此造价低、可靠性高、辐射污染低；
2、可直接替换原有的镇流器和启动器，可不作任何线路改动，不增加施工成本；
3、可自我调节修正，具有高的系统可靠性，确保系统稳定可靠，维修率低；
4、每一个照明节点都能独立工作，也可成片成群自动协同工作，也可集中受控工作，具有很强的抗干扰能力、纠错能力，同时具有极大的灵活性，因此对旧有工程进行节能升级改造可积木式逐步进行而不需大量的资金预算，避免大的财政预算压力。
附图说明
图1是本发明分布式照明节点控制系统的原理框图；
图2是本发明分布式照明节点控制系统的运用原理图；
图3是高压钠灯的恢复特性曲线图；
图3中，①为10％P的恢复曲线、②为20％P的恢复曲线、③为30％P的恢复曲线、④为50％P的恢复曲线、⑤为冷启动曲线、a为10％P的照度值、b为20％P的照度值、c为30％P的照度值、d为50％P的照度值、e为100％P的照度值。
图4是以电流为控制参量的特性曲线图；
图5是代表车流密度信息的脉冲信号图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明公开了一种分布式照明节点控制系统，其包括多个照明节点，每一照明节点包括光源及为其提供电能的电源模块，其中，还包括传感器、通信模块、功率输出模块及中央控制单元；该传感器用于检测范围r内的车辆信号，并将检查结果发送至中央控制单元，中央控制单元用于控制功率输出模块及光源的工作状态，通信模块用于发送或接收范围R内的广播信息，通信模块接收广播信息后传至中央控制单元以控制功率输出模块及光源的工作状态。若干个照明节点组成一个照明片区，且每个照明片区均设有能与远程控制中心通信的片节点。
这项技术使用分布式控制方案，每一盏路灯就是一个照明节点，每个照明节点都是一个相对独立而又相互联系的个体，能独立判断道路的使用情况而进入相应的工作状态，并且能与相邻的节点通信联系，每个照明片区有个片节点，能与远程控制中心通信，实施远程监控。
1、系统原理
如图2所示，照明节点的传感器的检测范围为r，通信模块的通信距离为R。车辆沿道路行驶方向行驶到达O点位置时，触发其前方距离为r处的节点A，A判断有车辆接近或经过。节点中央控制单元控制功率输出模块进入照明工作状态，并通过通信模块广播一条指令信息。在通信距离范围内的所有节点均接收到广播信息而进入照明工作状态(但它们不广播信息)，于是AM范围内的所有路灯均点亮。设相邻节点的距离(即路灯的间距)为1，当车辆继续向前行驶1时，节点B被触发，B同样广播一条指令信息，M的下一个节点M+1被点亮。随着车辆的前进，前方的节点不断被点亮，并且总是保持前方r+R范围内的路灯是点亮的。当车辆离开后，节点传感器没有接收到触发信号，通信模块也没有接收到节点广播信号，适当的延时后中央控制单元使节点进入待命状态，路灯关闭或以更低功耗工作。我们看到的是：车辆行驶到O点时M’M间的路灯是点亮的，提供足够的照度，随着车辆的前行M之后的路灯不断被点亮，M’之前的路灯不断被熄灭(或变暗)。
2、系统的容错纠错和故障节点的定位
使用适当的通信协议，使每个照明节点都拥有节点编号或地址，这些节点就构成通讯链路，并可寻址定位每一个节点。正常使用时，照明节点是顺序广播指令的，当某节点发生故障，如果是通信故障，相邻节点监听不到它的广播，其上游节点将故障信息通过片节点反馈回控制中心，便可对故障进行定位。如果故障节点的控制和通信模块正常，就可以将本节点的故障代码反馈回控制中心。因为每个节点都是一个相对独立的单元，所以故障节点并不会影响其它节点的照明，只有当连续的节点通讯模块故障超出通讯半径范围，才会阻断后续节点的通讯链路。但后续节点仍然能够执行道路照明功能。
3、传感器类型的选择
传感器可使用光传感器或无线电接收器。
使用光传感器检测汽车前照灯的光照，传感器可安装在灯杆上的适当位置，当汽车灯光照射到传感器时，便产生触发电平。积尘等污染会使传感器灵敏度降低甚至失效，因此传感器需要应用防尘防污设计，并且要有用于调节传感器的灵敏度大小的灵敏度自动调节模块。
当车辆在道路上行驶时，顺序触发照明节点，照明节点顺序广播信号。某照明节点的传感器产生的触发电平时长与本照明节点从监听到上一节点的广播信号到本照明节点触发电平前沿的时长的比值大小，确定本节点传感器灵敏度大小，当比值小于一预定值时，灵敏度自动调节模块升高传感器的阈值，阈值即为灵敏度预设值；
或者，当某一照明节点监听到下一照明节点先于本照明节点广播或下一照明节点广播与本照明节点触发电平前沿时间间隔小于一预定值，确定本照明节点灵敏度小于一预定值，灵敏度自动调节模块升高传感器的阈值。
当使用无线电接收器，车辆配置车载无线发射器发射触发信号。
4、通信形式的选择
通信模块可选择无线电通信或电力线载波通信，各个相邻照明节点的通信模块之间形成一接力式通讯方式，某一照明节点的信息指令通过接力传递的方式传递到片节点，最终传至远程控制中心，反之，远程控制中心的信息指令也是通过片节点，然后再通过通信模块的接力传递，传至目标节点。
5、光源的选择
本控制系统能容易地应用于白炽灯、卤钨灯、LED灯等迅速启动的光源。气体放电灯由于其不同的启动特性，其应用也有别于其他类型的光源。由于目前高压钠灯在道路照明中大量应用，因此我们以高压钠灯的应用为例进行说明。
高压钠灯有以下工作特性：1、启动时间长。冷灯启动达到稳定需要数分钟时间。2、灯的工作状态不能迅速变化，几伏特的瞬间灯电压跳变(向下)便会使灯熄灭。3、灯的启动关闭对其寿命影响很大，频繁的启闭大大地缩短灯泡的使用寿命。对高压钠灯进行节能调光控制时必须解决以上三个问题，我们采取这样的方案：1、在使用过程中不对灯进行断电节能，而是控制灯进入相应的低功耗工作状态，这样灯便一直处于激活状态，使其能迅速切换到正常工作状态，解决其冷启动时间长的问题。2、使灯提前切换状态，在车辆到达本节点前便恢复到适合的照度要求。这样便能解决灯的工作缓变问题。3、在使用过程中，灯泡一直工作在不同的能耗状态而不是启闭状态，因此不会对其寿命产生大的影响。
我们对不同品牌不同功率的高压钠灯的工作特性进行了大量深入的研究，得出它的以下一些特性：
一)恢复特性
我们将高压钠灯从低功耗状态恢复到额定工作状态的特性称为恢复特性，它揭示在对高压钠灯进行调光控制时如何能够确保道路有足够的合乎标准要求的照度。图3是某品牌400W高压钠灯的恢复特性曲线。10％P表示为额定功耗(标称)的10％的功耗值，余同。100％P为标称功耗值。我们的实验数据表明，所测试的灯泡的实际功率(在额定电源电压下)均远高于标称功率。
高压钠灯的恢复特性：
由图3可知，高压钠灯的恢复时间远少于冷灯的启动时间。在现行的节电控制方案中，半夜灯方案是常采取的一种节电方案，它是在后半夜降低电源电压使灯功耗降低50％。表1是以50％功耗下的照度为指标参数，测试不同品牌不同标称功率的灯泡，它们在更低的不同的功耗下恢复到相当于50％功耗时所获得的照度的时间，我们称为恢复时间：
表1、高压钠灯恢复时间
根据图3和表1，可以按要求控制高压钠灯的工作状态在不同的情景下为道路提供不同的照度。例如：当灯处于20％P功耗状态时只需提前30S切换状态，便可确保车辆在到达本节点前，路面恢复足够的照度(超过半夜灯节电方案的照度)。然而具体的数值视设计要求而定。
二)切换特性
高压钠灯的灯电压不能迅速变化，几伏特的瞬间灯电压跳变(向下)便会使灯熄灭。必须寻求一种可靠的方法，使得在对高压钠灯进行调光控制时，能确保灯不熄灭。我们的研究表明：
1、不同灯泡的最低熄灭功率不同，我们测试的所有样品，都能稳定地工作在10％P的功耗状态。
2、当灯泡处于稳定状态时，高压钠灯从照明工作状态至待命状态以阶段式的变化进行调节，且变化率小于或等于10％i/s，且每一阶段的变化量Δi小于或等于30％i，i为稳定工作状态的电流。
具体地，以10％i/s的变化率使灯电流i减少30％不会造成灯熄灭，即变化时间为t1＞3s，此时灯电压会缓慢降低，经历t2＞3min，灯泡会趋于稳定状态。
3、当灯泡从低功耗状态恢复到全功率的正常工作状态时(唤醒过程)，灯电流迅速增加并远大于额定工作电流。
以电流为控制参量，采用如图4特性曲线来调节灯功率，当灯泡从一个稳定状态进入另一个稳定状态，完成一个阶段的调节。当灯泡建立了新的稳定状态后就可以开始一个新的调节阶段，直至节能幅度达到我们的要求。要以10％P作为调节的下限，虽然许多灯泡都可以工作在10％P以下，但不能保证它们都能稳定地工作。在低功耗状态下，电源的波动更容易影响灯的工作，造成灯泡的熄灭，因此要做好稳压措施。当灯泡从低功耗状态唤醒时，灯电流迅速增加并远大于额定工作电流，会有损灯泡的寿命，因此唤醒时需要有限流措施。如图中所示，a-b-d为一个调节阶段，d-e-f为另一个调节阶段，其中，a-b为减少灯电流阶段(t1＞3s)，b-d为稳定和工作阶段(t2＞3min)，i1、i2、i3分别为不同稳定状态下的灯电流。
6、节能深度控制
控制路灯待命状态下(闲时)的功率而达到不同的节能程度，我们称为节能深度(或休眠深度)。控制器要能判断道路的使用情况而根据需要自动控制路灯的节能程度。
当车辆在道路上行驶，传感器输出的信号如图5，设高电平为有效电平。图5脉冲信号的占空比代表了车流密度信息，即道路的忙、闲信息。占空比越大，车流密度越大，道路越繁忙；反之占空比越小，车流越稀疏，道路越空闲。以占空比作为控制参量，便可根据道路使用情况而自动控制路灯待命状态下的节能深度。当占空比为1时，道路繁忙，路灯以全功率工作；当占空比为0时，无车辆行驶，路灯以10％P的最低功耗待命。当占空比大于0小于1时，路灯工作在相应功耗的待命状态。当有触发信号时，路灯便从待命状态被唤醒恢复进入使用状态。同样地，路灯恢复使用所达到相应的功耗水平受控于占空比大小。触发信号撤销后，路灯便切换进入待命状态。本发明中，对于在十字路口和路口拐角处不进行节能深度控制。
道路照明片区送电启动后，经一段可设定的正常照明延时后，照明节点控制器根据占空比使路灯进入相应节能状态，其节能深度受占空比大小控制。假设某时段车流足够稀少，路灯以10％P功率状态待命。当有车辆经过，受触发照明节点控制器在触发脉冲前沿广播一条指令信息。下游节点接收到指令解码，脱离休眠转入恢复状态，功率控制模块输出的功率提高，使道路的照度达到使用要求。当触发电平撤销后，节点控制器使路灯重新返回待命状态。
不同的灯泡参数不一致；同一灯泡随着使用时间的推移，其参数会逐渐改变，使旧的灯泡最低维持功率发生变化。当照明节点控制器对灯泡进行降功率调节出现连续发生多次(如三次)灭灯，控制器将尝试调高最低待命功耗，确保不灭灯，并记录该参数设置。当能维持不灭灯的最低待命功耗大于某一设定值，判定为灯泡老化。发送故障信息。
7、工作模式
分布式照明节点控制系统具有：强制模式、自动模式、维修模式
当照明节点控制器接收到强制指令，便进入强制模式，路灯以全功率状态照明。应对节假日照明、突发事件、紧急状态等非常情况。
照明节点控制器以自动模式作为默认的正常照明模式。路灯以动态节能的方式照明。
当照明节点控制器接收到维修模式指令，便进入维修模式，以响应工程维修的需要。工程维修车可车载通讯设备与照明节点控制器通信对其进行检测维修。
Claims (15)
1.一种分布式照明节点控制系统，其包括至少一个照明节点，每一照明节点包括光源及为其提供电能的电源模块，其特征在于，还包括传感器、通信模块、功率输出模块及中央控制单元；
该传感器用于检测范围r内的车辆信号，并将检查结果发送至中央控制单元，中央控制单元用于控制功率输出模块及光源的工作状态，通信模块用于发送或接收范围R内的广播信息，通信模块接收广播信息后传至中央控制单元以控制功率输出模块及光源的工作状态；
当其中一照明节点A的传感器检测到范围r内有车辆信号时，将触发信号发送至其中央控制单元，中央控制单元通过功率输出模块控制光源进入照明工作状态，并通过通信模块发送广播信息，沿车辆前进方向并且在通信距离R内的其他照明节点M的通信模块接收到该广播信息后，控制相应的光源进入照明工作状态；
当该照明节点A的传感器检测不到范围r内有车辆信号时，在预设延时后中央控制单元控制光源进入待命状态；
中央控制单元包括用于调节传感器的灵敏度大小的灵敏度自动调节模块；
某照明节点的传感器产生的触发电平时长与本照明节点从监听到上一节点的广播信号到本照明节点触发电平前沿的时长的比值大小，确定本节点传感器灵敏度大小，当比值小于一预定值时，灵敏度自动调节模块升高传感器的阈值,阈值即为灵敏度预设值；
或者，当某一照明节点监听到下一照明节点先于本照明节点广播，灵敏度自动调节模块升高传感器的阈值；
或者，下一照明节点广播与本照明节点触发电平前沿时间间隔小于一预定值，确定本照明节点灵敏度小于一预定值，灵敏度自动调节模块升高传感器的阈值。
2.根据权利要求1所述的分布式照明节点控制系统，其特征在于，各个节点通过设定通信协议构成通讯链路，使每个照明节点都拥有节点编号或地址。
3.根据权利要求1所述的分布式照明节点控制系统，其特征在于，该传感器为接收车辆车灯信号的光传感器或接收车辆的车载无线发射器发射的触发信号的无线电接收器。
4.根据权利要求1所述的分布式照明节点控制系统，其特征在于，该中央控制单元包括灵敏度自动调节模块，其用于调节传感器的触发阈值大小。
5.根据权利要求1所述的分布式照明节点控制系统，其特征在于，相邻照明节点间的通信模块通过无线电或电力线载波实现通信。
6.根据权利要求1所述的分布式照明节点控制系统，其特征在于，该光源为白炽灯、卤钨灯、LED灯或气体放电灯。
7.根据权利要求1至6任一项所述的分布式照明节点控制系统，其特征在于，若干个照明节点组成一个照明片区，且每个照明片区均设有能与远程控制中心通信的片节点，且片节点与远程控制中心通过GSM通信，实现对各个照明节点的远程控制。
8.一种分布式照明节点控制系统的控制方法，该控制系统包括多个照明节点，每一照明节点包括光源及电源模块，其特征在于，还包括传感器、通信模块、功率输出模块及中央控制单元，所述控制方法包括如下步骤：
a、传感器检测道路范围r内是否有车辆信号，当其中一照明节点A的传感器检测到有车辆信号时，传感器将触发信号发送至其中央控制单元，中央控制单元通过功率输出模块控制光源进入照明工作状态；
b、通过通信模块发送广播信息，沿车辆前进方向并且在通信距离R内的其他照明节点M的通信模块接收到该广播信息后，控制相应的光源进入照明工作状态；
c、车辆进入下一照明节点A+1的检测范围时，与步骤a同样，照明节点A+1控制光源进入照明工作状态，并同时通过通信模块控制通信距离R内的其他照明节点M+1进入照明工作状态；
d、照明节点A的传感器检测不到范围r内有车辆信号时，在预设延时后中央控制单元控制其光源进入待命状态；
依次类推得到，车辆前方距离r+R的照明节点进入照明状态，而车辆后方的照明节点延时一定时间后进入待命状态；
中央控制单元包括用于调节传感器的灵敏度大小的灵敏度自动调节模块；
某照明节点的传感器产生的触发电平时长与本照明节点从监听到上一节点的广播信号到本照明节点触发电平前沿的时长的比值大小，确定本节点传感器灵敏度大小，当比值小于一预定值时，灵敏度自动调节模块升高传感器的阈值,阈值即为灵敏度预设值；
或者，当某一照明节点监听到下一照明节点先于本照明节点广播，灵敏度自动调节模块升高传感器的阈值；
或者，下一照明节点广播与本照明节点触发电平前沿时间间隔小于一预定值，确定本照明节点灵敏度小于一预定值，灵敏度自动调节模块升高传感器的阈值。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，各个节点通过设定通信协议构成通讯链路，使每个照明节点都拥有节点编号或地址，若干个照明节点组成一个照明片区，且每个照明片区均设有能与远程控制中心通信的片节点；
当某照明节点发生故障，若为通信故障，相邻照明节点监听不到该节点的广播，则其上游照明节点将故障信息通过片节点反馈回远程控制中心，便能对故障进行定位；若故障照明节点的通信模块正常，则将该照明节点的故障代码反馈回远程控制中心。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，该光源为高压钠灯；在预定期间内，高压钠灯照明工作状态的功率为50%P，P为高压钠灯的额定功率，其待命状态的功率为10%P至小于50%P之间。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，高压钠灯从照明工作状态至待命状态以阶段式的变化进行调节，且变化率小于或等于10%i/s，且每一阶段的变化量小于或等于30%i，i为稳定工作状态的电流。
12.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，当传感器检测到车辆信号时，其输出触发信号设为高电平，脉冲信号的占空比代表车流密度信息，当占空比为1时，道路繁忙，光源以全功率工作；当占空比为0时，无车辆行驶，光源以10%P的最低功耗待命；当占空比大于0小于1时，光源工作在预设功耗的待命状态。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，当车流足够稀少，光源以10%P功率待命状态；当有车辆经过，受触发照明节点在触发脉冲前沿广播一条指令信息，下游节点接收到指令解码，脱离待命状态转入恢复状态，功率控制模块输出的功率提高；当触发电平撤销后，照明节点光源重新返回待命状态。
14.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，当照明节点对光源进行降功率调节出现连续发生一定次数灭灯，中央控制单元将调高最低待命状态的功率；当能维持不灭灯的最低待命状态功率大于某一设定值时，判定为灯泡老化，照明节点发送故障信息至远程控制中心。
15. 根据权利要求10至14中任一项权利要求所述的控制方法，其特征在于，照明节点控制系统具有以下控制模式：强制模式、自动模式与维修模式；
当照明节点接收到强制指令，便进入强制模式，光源以额定功率状态照明；
当照明节点以自动模式作为默认的正常照明模式，光源以动态自动调节的方式照明；
当照明节点接收到维修模式指令，便进入维修模式，与照明节点通信对其进行检测维修。
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| US20140318717A1 (en) * | 2011-12-01 | 2014-10-30 | Koninklijke Philips N.V. | Method for sharing movement adaptation schedule to prevent false positive indications in motion sensing based systems |
| CN103216781A (zh) * | 2012-09-15 | 2013-07-24 | 海宁伊满阁太阳能科技有限公司 | 带分信号数字无线广播接收装置的路灯 |
| CN104053269A (zh) * | 2013-03-12 | 2014-09-17 | 深圳富泰宏精密工业有限公司 | 照明控制方法及系统 |
| PL3018979T3 (pl) * | 2014-11-10 | 2019-08-30 | Schreder | Sposób działania i rozbudowy sieci oświetleniowej |
| CN104394622A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-03-04 | 苏州市欧博锐自动化科技有限公司 | 一种智能道路路灯系统 |
| CN104394623A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-03-04 | 苏州市欧博锐自动化科技有限公司 | 一种道路路灯智能控制方法 |
| CN104735862B (zh) * | 2014-12-19 | 2019-05-03 | 北京联合大学 | 一种基于自动感知的公共场所节能照明控制系统和方法 |
| CN104582190A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-04-29 | 夏远舟 | 一种差分式的蜂窝通信控制器 |
| CN106470515B (zh) * | 2015-08-21 | 2018-07-27 | 镇江英格电气有限公司 | 基于无线传感器的无线灯具控制方法 |
| CN105307335A (zh) * | 2015-11-02 | 2016-02-03 | 苏州美达瑞电子有限公司 | 基于地磁感应的隧道照明系统 |
| CN105307344A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-02-03 | 苏州扬佛自动化设备有限公司 | 一种路灯的感应控制方法 |
| CN106838814B (zh) * | 2017-02-16 | 2021-05-11 | 陆腾蛟 | 阳光反射灯 |
| CN108662536B (zh) * | 2017-04-02 | 2024-03-26 | 吴东辉 | 二轴扫描阳光反射灯 |
| US11268804B2 (en) | 2017-05-02 | 2022-03-08 | Jdrf Electromag Engineering, Inc. | Automatic light position detection system |
| US10021771B1 (en) | 2017-05-02 | 2018-07-10 | Jdrf Electromag Engineering Inc. | System and method for automatically creating and operating a functional association of lights |
| US11055867B2 (en) | 2017-05-02 | 2021-07-06 | Jdrf Electromag Engineering Inc. | Automatic light position detection system |
| CN107135588B (zh) * | 2017-05-05 | 2023-07-21 | 胥红伟 | 路灯节能控制系统的控制方法 |
| CN109803470B (zh) * | 2017-11-16 | 2020-09-15 | 比亚迪股份有限公司 | 路灯控制方法、路灯及路灯控制系统 |
| CN108156254A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-06-12 | 长安大学 | 一种基于无线传感器网络的道路照明节能系统 |
| CN108337788B (zh) * | 2018-02-08 | 2020-06-16 | 尤建兴 | 路灯控制系统 |
| WO2019170109A1 (zh) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 苏州欧普照明有限公司 | 照明控制系统及方法、照明装置 |
| CN108419344B (zh) * | 2018-03-06 | 2020-03-31 | 欧普照明股份有限公司 | 照明控制系统及方法、照明装置 |
| CN110278639B (zh) * | 2018-10-19 | 2021-02-19 | 浙江利尔达客思智能科技有限公司 | 一种地下停车场智能感应灯管联动系统及方法 |
| US11273752B2 (en) * | 2019-04-12 | 2022-03-15 | Caterpillar Paving Products Inc. | Illumination control system for mobile machines |
| CN111273189A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-12 | 金陵科技学院 | 一种照明灯状态检测、预测与维护系统 |
| CN114980438B (zh) * | 2021-02-26 | 2023-11-24 | 大唐移动通信设备有限公司 | 功率控制方法及装置 |
| CN114222408A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-22 | 惠州祺瑞电工有限公司 | 一种照明控制方法、装置及系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101267703A (zh) * | 2008-04-30 | 2008-09-17 | 张少甫 | 一种节能的路灯亮度随需动态调节系统及控制方法 |
| CN101541123A (zh) * | 2009-05-06 | 2009-09-23 | 中国科学院计算技术研究所 | Led路灯的智能控制装置及智能控制方法 |
| CN101719313A (zh) * | 2008-10-09 | 2010-06-02 | 浙江金基电子技术有限公司 | 动态节点探测器 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001307895A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-11-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 道路照明システム |
| FR2869756B1 (fr) * | 2004-04-28 | 2006-07-28 | Schneider Electric Ind Sas | Dispositif et procede de balisage et installation comportant un tel dispositif |
| KR100810585B1 (ko) * | 2006-08-04 | 2008-03-06 | (주)지오넷 | 가로등 시스템 |
| EP2070395A4 (en) * | 2006-09-11 | 2009-12-02 | Comlight As | CONTROLLER, SYSTEM AND METHOD FOR PUBLIC LIGHTING |
| WO2009003279A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Carmanah Technologies Corp. | Intelligent area lighting system |
| CN101588665B (zh) * | 2009-06-15 | 2016-05-25 | 深圳市钧多立实业有限公司 | 一种节能型路灯智能控制系统 |
| CN102056374B (zh) * | 2010-10-15 | 2015-05-06 | 黄富杰 | 分布式照明节点控制系统及其控制方法 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101267703A (zh) * | 2008-04-30 | 2008-09-17 | 张少甫 | 一种节能的路灯亮度随需动态调节系统及控制方法 |
| CN101719313A (zh) * | 2008-10-09 | 2010-06-02 | 浙江金基电子技术有限公司 | 动态节点探测器 |
| CN101541123A (zh) * | 2009-05-06 | 2009-09-23 | 中国科学院计算技术研究所 | Led路灯的智能控制装置及智能控制方法 |
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