CN102355764A - 单灯照明管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单灯照明管理系统，尤其适用于移动数字公网信号薄弱环境下的远程单灯照明管理，包括：灯具控制器、路由器、环境参数采集模块和监控服务器，所述灯具控制器统一连接至路由器，形成灯具局域网，所述环境参数采集模块能够对灯具所处环境的光亮度、照明区域内人、车流量的变化进行监测，并将监测结果通过互联网发送至监控服务器。具有远程监控、脱机控制、自适应控制功能。

Description

单灯照明管理系统

技术领域

本发明涉及一种单灯照明管理系统，尤其适用于移动数字公网信号薄弱环境下的远程单灯照明管理。

背景技术

传统上通常采用配电箱对照明系统进行监控，控制对象是一个区域或一条路上的灯具，无法实现单灯控制。因此，这种传统技术无法实现照明系统的精细化管理。现有技术中也有采用无线的方式对照明系统进行管理，通常包括监控装置、路端通信装置和监控中心。其中监控装置上安装有无线模块，该无线模块通过射频信号将LED灯工作状态信息发送到路端通信装置，监控中心无线接收路端通信装置并监控灯的操作，反之亦然。但是，此种照明控制方法在个别灯所在位置存在无线信号“盲区”的时候，由于“盲区”内对应的路端通信装置无法通过无线连接至互联网，“盲区”内的灯无法实现照明控制。这种无线信号的“盲区”可能因为无线信号基站设计中不可避免的“死角”，或是由于天气、干扰等原因造成无线信号的不稳定而大量存在，未能达到照明系统的稳定控制。

同时，对照明系统的管理需要的不仅仅是远程监控及调光，我们还希望灯具能够按照预先设定自动工作，具有“脱机控制”功能，以及照明灯具能够自适应于环境和照明区域人、车流量等需求变化而实时调整其工作状态，具有“自适应控制”功能。如此，对照明系统的管理更节能、更便利。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一套全覆盖、无盲区的单灯照明管理系统，同时提供照明灯具能够按照预先设定自动工作，以及能够自适应于环境亮度和照明区域人、车流量等需求变化而实时调整其工作状态，即具有“脱机控制”功能和“自适应控制”功能照明管理系统。

为解决上述无线信号盲区的单灯控制问题，本发明通过无线或电力载波通信方式，将安装于灯具上的灯具控制器统一连接至路由器，组建成一个具有路由功能“灯具局域网”，灯具局域网通过光纤、无线数字公网接入互联网及监控服务器。由于灯具局域网具有路由、自动寻址功能，只要照明灯具系统中某一盏灯具上的灯具控制器能够与公网连接，即可实现对整个照明灯具系统上所有的单灯控制。

为解决上述脱机控制问题，即无需对照明灯具进行干预，其可按照预先设定自动工作。本发明通过在灯具控制器上安置时钟装置，所述时钟装置能够由控制中心进行统一校准，同时灯具控制器上保存来自操作人员预设的控制程序，使照明灯具根据预设的控制程序自动运行。

为解决上述自适应控制问题，即照明灯具能够根据环境亮度和照明区域人、车流量等需求变化而实时调整其工作状态，或开、或关、或调整其亮度。本发明通过采集环境光的亮度、照明区域人、车流量等信息，并将此采集信息发送到监控服务器进行运算，并将运算结果返回灯具控制器，对灯的开、关控制或调整灯的电压、电流或功率，实现无人值守的自适应控制。

本发明包括：

灯具控制器。安装于灯具上，可以通过无线方式接入互联网；

监控服务器。托管于电信运营商机房中接入互联网，能够接收来自灯具控制器上照明灯具的工作状态信息，并发送信号至灯具控制器对照明灯具的电压、电流或功率进行控制；

终端计算机。通过互联网连接到监控服务器；

其特征在于，所述单灯照明管理系统还包括路由器和环境参数采集模块，所述灯具控制器包括无线射频模块或电力载波通信模块，所述灯具控制器上的无线射频通讯模块或电力载波通信模块统一连接至所述路由器，形成灯具局域网，所述灯具局域网由所述路由器通过光纤、无线数字公网接入互联网实现与监控服务器的连接；所述环境参数采集模块与互联网相连接，能够对灯具所处环境的光亮度、照明区域内人、车流量的变化进行监测，并将监测结果通过互联网发送至监控服务器。

进一步的，所述灯具控制器设定有唯一的能够独立访问的的ID号。

进一步的，所述灯具控制器包括时钟模块，能够计量实时时钟并对时钟进行校准。

进一步的，所述灯具控制器上设有存储设备，能够保存来自监控服务器发送过来的操作命令信息。

进一步的，所述灯具控制器还包括环境参数采集模块，所述环境参数采集模块中采用摄像头、照度计或光传感器对环境的光亮度进行采样，采用摄像头、雷达或地感线圈对照明区域内人、车流量的变化进行采样。

进一步的，所述灯具控制器包括调光模块，所述调光模块通过继电器、可控硅、电平控制信号、数字控制命令或PWM脉宽调制信号来调整灯具的电流、电压等电力参数，进而实现对灯光强度的调整。

进一步的，所述灯具控制器包括灯具状态检测模块，所述灯具状态检测模块，是通过电流、电压检测器件或电力计量芯片检测通过灯具的电流、电压、功率因数、功率等电力参数，检测结果通过灯具控制器、灯具局域网、互联网传送到监控服务器。

进一步的，所述灯具状态检测模块还包括报警装置，所述报警装置中保存了预设的电力参数阀值，如果灯具状态检测模块中检测到的电力参数超过了阀值，则将报警信号实时回传到监控服务器。

进一步的，所述监控服务器上安装有照明管理服务器端软件，所述照明管理服务器端软件能够将来自所述灯具控制器上的信息进行存储、运算处理，并将处理结果通过互联网、灯具局域网发送至灯具控制器，对灯具进行控制。还可以将处理结果通过互联网发送至监控终端计算机显示出来。

进一步的，所述终端计算机上安装有照明管理客户端软件，所述照明管理客户端软件能够显示来自灯具控制器的数据和监控服务器的处理结果。

由于灯具控制器通过灯具局域网与公网连接，灯具局域网内部具有路由功能，避免了公网无线信号盲区时无法控制的问题，具有有益的效果。同时，根据灯具所在环境的光亮度、人、车流量等情况对灯进行“自适应控制”，管理便利，适应性强，从而实现照明系统的信息化管理，不仅能更好的提高照明效果，还能实现节电、降低灯具维护的工作量、延迟灯具的使用寿命。

附图说明

图1为本发明系统架构图；

图2为灯具控制器功能示意图；

图3为环境参数采集模块及工作原理图；

图4为本发明终端监控软件界面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明优选实施例方式系统架构如图1所示，灯具控制器安装在每个灯具上，每个灯具控制器设定唯一的能够独立访问的的ID号，灯具控制器中安装有无线射频模块，无线射频模块中的射频信号可以在方圆数百米实现灯具控制器之间的相互通信，并组成一个灯具局域网。同时在灯具局域网和互联网之间安装一路由器，路由器通过射频信号或有线的方式与灯具局域网相连接，通过有线宽带或无线数字公网接入互联网。环境参数采集模块通过有线宽带或无线数字公网接入互联网。监控服务器放置于电信运营商的机房中与互联网相连接。终端计算机接入互联网。当使用终端计算机等灯具进行系统管理时，数据流按照“终端计算机---监控服务器---灯具局域网”进行数据交换。当采用“自适应控制功能”时，数据流是按照“环境参数采集模块---服务器---灯具局域网”进行数据交换。

作为灯具局域网内灯具控制器之间的通信方式，也可以通过安装电力载波模块，即通过灯具的电

力线实现灯具控制器间的相互通信。

图2是优选实施方式灯具控制器的功能示意图。灯具控制器的MCU采用TI公司CC1110射频控制器芯片，该芯片自带射频发射模块和UART模块，RS232串口选用MAXIM 232接口芯片，灯具控制器上有EEPROM存储器和实时时钟芯片，可以保存控制信号，在控制信号的控制下，定时调整灯具的输出功率和亮度，从而实现“脱机控制功能”。

图2所示的灯具控制器还包括调光模块。调光模块采用PWM脉宽调制信号对灯进行无级调光。PWM采用TTL电平，频率为200-300HZ，脉宽为1/256-1分为256级。控制信号与灯具之间通过光耦器件进行隔离。调光模块也可以通过继电器、可控硅、电平控制信号、数字控制命令等来调整灯具的电流、电压等电力参数。

图2所示的灯具控制器还包括电力参数计量芯片，可以定量对灯具进行状态检测，能够检测灯的电流、电压、功率因数、功率等电力参数，检测结果通过灯具控制器、灯具局域网、互联网传送到监控服务器，精确统计每一盏灯具的使用情况。作为其他实施方式，本发明的灯具状态检测模块也可以通过电流、电压检测器件实现检测目的。

报警装置中保存了预设的电力参数阀值，如果灯具状态检测模块中检测到的电力参数超过了阀值，则将报警信号实时回传到监控服务器。

本优选实施方式还在监控服务器中预设了电力参数的阀值，将计量芯片上检测到的电力参数与预设的电力参数阀值进行比较，如超出阀值，则启动报警装置进行报警。作为其他实施方式，也可以将电力参数阀值预设于灯具控制器中，再行与检测到的电力参数进行比较。另外，如仅仅是对灯的运行情况进行通、断等大致判断，也可以使用电流互感器采集电流，根据采集电流的有、无判断灯具状况，如无电流，则表明灯具已损毁，启动报警装置。

图3是优选实施方式的环境参数采集模块及工作原理图。采用光传感器如摄像头、照度计采集光照度，采用摄像头、雷达、或者地感线圈采集人、车流量，采集的信息通过单板机或工控机进行数据处理后通过互联网传送至监控服务器，监控服务器根据预定程序对灯的工作状况进行调整和控制，从而实现本发明的“自适应控制功能”，自动调整灯的工作状态，达到照明效果和节能节电的优化目的。

图4是本发明照明管理客户端软件界面图。在监控服务器上安装照明管理服务器端软件，该软件能够将来自所述灯具控制器上的信息进行存储、运算处理，并将处理结果通过互联网、灯具局域网发送至灯具控制器，对灯具进行控制。还可以将处理结果通过互联网发送至监控终端计算机显示出来。终端计算机上也可以安装相应的照明管理客户端软件，显示来自灯具控制器的数据和监控服务器的处理结果。

上述本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、增加和替代，这些改进、增加和替代也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单灯照明管理系统，包括：

灯具控制器。安装于灯具上，可以通过无线方式接入互联网；

监控服务器。托管于电信运营商机房中接入互联网，能够接收来自灯具控制器上照明灯具的工作状态信息，并发送信号至灯具控制器对照明灯具的电压、电流或功率进行控制；

终端计算机。通过互联网连接到监控服务器；

其特征在于，所述单灯照明管理系统还包括路由器和环境参数采集模块，所述灯具控制器包括无线射频模块或电力载波通信模块，所述灯具控制器上的无线射频通讯模块或电力载波通信模块统一连接至所述路由器，形成灯具局域网，所述灯具局域网由所述路由器通过光纤、无线数字公网接入互联网实现与监控服务器的连接；所述环境参数采集模块与互联网相连接，能够对灯具所处环境的光亮度、照明区域内人、车流量的变化进行监测，并将监测结果通过互联网发送至监控服务器。

2.如权利要求1所述的单灯照明管理系统，其特征在于，所述灯具控制器设定有唯一的能够独立访问的的ID号。

3.如权利要求1所述的单灯照明管理系统，其特征在于，所述灯具控制器包括时钟模块，能够计量实时时钟并对时钟进行校准。

4.如权利要求1所述的单灯照明管理系统，其特征在于，所述灯具控制器上设有存储设备，能够保存来自监控服务器发送过来的操作命令信息。

5.如权利要求1所述的单灯照明管理系统，其特征在于，所述环境参数采集模块中采用摄像头、照度计或光传感器对环境的光亮度进行采样，采用摄像头、雷达或地感线圈对照明区域内人、车流量的变化进行采样。

6.如权利要求1所述的单灯照明管理系统，其特征在于，所述灯具控制器包括调光模块，所述调光模块通过继电器、可控硅、电平控制信号、数字控制命令或PWM脉宽调制信号来调整灯具的电流、电压等电力参数，进而实现对灯光强度的调整。

7.如权利要求1所述的单灯照明管理系统，其特征在于，所述灯具控制器包括灯具状态检测模块，所述灯具状态检测模块，是通过电流、电压检测器件或电力计量芯片检测通过灯具的电流、电压、功率因数、功率等电力参数，检测结果通过灯具控制器、灯具局域网、互联网传送到监控服务器。

8.如权利要求7所述的单灯照明管理系统，其特征在于，所述灯具状态检测模块还包括报警装置，所述报警装置中保存了预设的电力参数阀值，如果灯具状态检测模块中检测到的电力参数超过了阀值，则将报警信号实时回传到监控服务器。

9.如权利要求1所述的单灯照明管理系统，其特征在于，所述监控服务器上安装有照明管理服务器端软件，所述照明管理服务器端软件能够将来自所述灯具控制器上的信息进行存储、运算处理，并将处理结果通过互联网、灯具局域网发送至灯具控制器，对灯具进行控制。还可以将处理结果通过互联网发送至监控终端计算机显示出来。

10.如权利要求1所述的单灯照明管理系统，其特征在于，所述终端计算机上安装有照明管理客户端软件，所述照明管理客户端软件能够显示来自灯具控制器的数据和监控服务器的处理结果。

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