CN102387635A

CN102387635A - 基于天气情况的亮化照明智能控制系统

Info

Publication number: CN102387635A
Application number: CN2011102118235A
Authority: CN
Inventors: 浦敏; 叶倩
Original assignee: SUZHOU HUAGONG ILLUMINATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU HUAGONG ILLUMINATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2012-03-21

Abstract

本发明提供了一种基于天气情况的亮化照明智能控制系统，包括：用于监测天气参数数据信息的传感终端；所述传感终端包括温度、湿度、亮度传感器；与所述传感终端通信，获得所述天气参数数据信息的通信网关；以及用于接收所述通信网关发送的所述天气参数数据信息的监控中心。本发明达到的有益效果是，能够通过检测天气情况实现灯光控制，从而实现节能减排，且成本低、体积小、方便安装与维护。

Description

基于天气情况的亮化照明智能控制系统

技术领域

本发明涉及一种基于天气情况的亮化照明智能控制系统，尤其是涉及一种检测到天气情况，如温度、湿度以及亮度等，并能够对景观灯进行控制与检测的亮化照明智能控制系统。

背景技术

进入21世纪以来，随着城市化进程的不断加快，各地夜景照明工程、道路照明改造相继实施，城市夜景已经成为一种新的潮流和发展趋势。近年来，我国许多城市的建设和管理部门投入了大量的资金，用于建设城市照明设施，改善城市的夜景照明，许多城市“亮”起来了，却并不是“美”起来了，甚至有很多城市出现了“光污染”，这就是在设计时没有考虑仔细，忽略了城市夜景照明设计的用户——城市居民的需求造成的。夜景照明设计不仅包含了城市景观中的视觉元素，即样式繁多的路灯、景观灯和步道灯等，最重要的是它还涵盖了大众行为心理因素，即城市夜晚环境下的公众行为也应该是城市照明设计的重要组成部分。如何给城市居民创造一个舒适宜人，又充满丰富感情色彩的夜晚照明环境，已成为城市夜景照明设计的主要内容。

据统计，世界各国的社会照明用电约占该国全社会电力消耗总量的10%～20%，而我国的照明用电量约占全国电力消耗总量的12%。各地城市照明工程建设数量猛增，对市民夜间交通和活动功能需求的满足，有了很大的提高，漂亮的夜景也给夜晚的城市营造了一个舒适的环境。然而，当今节能减排、低碳建设已经成为我国的一项基本政策，在道路照明和景观照明中，对节能减排的设计明显不足，造成电力消耗量大，资源浪费。

发明内容

有鉴于此，为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于天气情况的亮化照明智能控制系统。

本发明的目的通过提供以下技术方案实现：

一种基于天气情况的亮化照明智能控制系统，其中，所述基于天气情况的亮化照明智能控制系统包括：

用于监测天气参数数据信息的传感终端；所述传感终端包括温度、湿度、亮度传感器；

与所述传感终端通信，获得所述天气参数数据信息的通信网关；

以及用于接收所述通信网关发送的所述天气参数数据信息的监控中心。

作为本发明的进一步改进，所述传感终端安放于检测的对应回路中。

作为本发明的进一步改进，所述传感终端还包括：主控芯片及最小系统，与所述主控芯片及最小系统电性连接的电源模块、天线模块和控制模块，所述温度、湿度、亮度传感器与所述主控芯片及最小系统电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述传感终端通过射频将所述天气参数数据信息发送至所述通信网关。

作为本发明的进一步改进，所述通信网关通过移动网络将所述天气参数数据信息发送至所述监控中心。

作为本发明的进一步改进，所述通信网关包括了MCU、与所述MCU电性连接的RTC模块、BDM模块、OSC模块、电源模块、扩展模块、USB模块、显示模块、RS232模块、射频模块、3G/2.5G的无线通信模块。

作为本发明的进一步改进，所述基于天气情况的亮化照明控制系统还可以包括接收所述监控中心信息的打印机、PDA、景观灯维护车。

作为本发明的进一步改进，所述基于天气情况的亮化照明智能控制系统还包括与所述传感终端和/或监控中心通信的手持路灯检测仪。

作为本发明的进一步改进，所述手持路灯检测仪包括液晶显示系统、按键系统、蜂鸣器提示模块、主控芯片和无线模块。

本发明达到的有益效果是，能够实现节能减排，且成本低、体积小、方便安装与维护。

附图说明

图1为本发明的优选实施方式的基于天气情况的亮化照明智能控制系统的构架图。

图2为本发明的优选实施方式的传感终端模块示意图。

图3为本发明的优选实施方式的通信网关硬件总体设计图。

1 传感终端	2 通信网关
		11主控芯片及最小系统	3 监控中心
12信号采集模块	31 景观灯维护车
		13电源模块	32 打印机
14天线模块	33 PDA
		4 手持路灯检测仪	15 控制模块

具体实施方式

下面参照附图以示例的方式对本方案的实施方式进行说明。

本发明的基于天气情况的亮化照明智能控制系统，适用于对于变化的天气，如雨水量、光照度以及温度等进行检测，从而对亮化照明实现智能化控制。

如图1所示，本发明的优选实施方式的基于天气情况的亮化照明智能控制系统包括：用于监测天气参数（如雨水量、光照度以及温度等）数据信息的传感终端1，通信网关2和监控中心3。本优选实施方式的基于天气情况的照明控制系统还可以包括打印机32、PDA33、景观灯维护车31等，它们都是作为连接监控中心3的外部设备而存在，其可以接受监控中心3的信息和指令，打印报告，显示照明系统状态，进行系统维护等。配套的手持路灯检测仪4可以作为辅助工具对景观灯回路进行测控。实施者可以根据自身的情况和需求，灵活的选用以达到最好的效果。

本发明优选实施方式的基于天气情况的亮化照明智能控制系统采用“监控中心—通信网关—传感终端”的三层结构，通过3G/2.5G的技术将监控中心3的城市照明控制系统软件的和通信网关2联系起来，而通信网关2又通过景观灯回路网络接收相关的传感终端1采集的景观灯工作状态信息以及雨水量、光照度以及温度等天气参数数据信息。每个通信网关2为该条景观回路的主控节点，也是Internet和景观灯回路网络的接口，通过提供可选的3G/2.5G通信技术(本优选实施方式中为GPRS网络)和景观灯回路网络的结合，可以将景观灯的数据信息以及雨水量、光照度以及温度的数据信息发送到世界上任何一个有Internet网络覆盖的地方。当通信网关2将景观灯信息发送到中心服务器，存入数据库中，监控中心3通过对服务器的数据库操作可以实现对景观灯回路的控制和监测以及对雨水量、光照度以及温度的数据采集以及阈值比较。

作为实现基于天气情况的景观灯监控的基础元件，传感终端1安放于每条检测的景观灯回路，监测天气参数数据信息。传感终端1可以检测雨水量、光照度以及温度等参数数据信息，并通过射频方式，将这些信息传递到通信网关2。同时，传感终端1还可以控制景观灯的工作方式，如节能模式、设定时间开关灯、人工/智能控制模式选择等。传感终端1还采用了物联网技术，以实现景观灯回路的唯一信息识别和记录，即可以记录每一回路景观灯的地理位置信息，工作情况，维修情况，报警等。通信网关2则通过2.5G/3G无线通信网络与因特网连接，再经因特网将景观灯信息以及天气参数数据信息传递给监控中心3。

如图2所示，为本发明的优选实施方式的传感终端1的模块图。该传感终端1采用高可靠的Freescale公司的ZigBee无线传感网络微控制器MCU作为核心控制单元，实现了天气参数检测和无线传感网络通讯功能。模块包括：主控芯片及最小系统11，与所述主控芯片及最小系统11电性连接的信号采集模块12、电源模块13、天线模块14和控制模块15。优选地，该信号采集模块12为温度、湿度、亮度传感器，其可通过一个传感器集成温度、湿度、亮度的采集为信号采集模块，也可分别通过温度传感器、湿度传感器、亮度传感器集成为信号采集模块。

主控芯片及最小系统11是可以使MCU内部程序正常运行所必需的外围电路。天线模块14具体为一个RFID射频模块，用来增加传感终端1网络通信距离。电源模块13用于供给整个传感终端1的电能、保证传感终端1稳定工作。信号采集模块12是传感终端1的信号采集机构，负责采集雨水量、光照度以及温度的数据信息，获得的信号通过通信网关2将数据信息传递到监控中心3。通过收集到的信号，将数据信息与监控中心软件3所设的正常值比较，判断出雨水量、光照度以及温度是否正常。控制模块15的主要部件是一个继电器，为了增加系统可靠性和抗干扰性，在电路中加入相应的措施防止误操作。

如前所述的，传感终端1具有地理信息定点模块（图中未示出），可以为每一条景观灯回路定义唯一的地理信息并对应到监控中心3的回路序号。结合地理信息定点系统，本优选实施方式的基于天气情况的亮化照明智能控制系统可以实现景观灯回路的地理信息定点故障上传报告，即除了报告故障的回路序号，还可以直观的报告故障景观灯回路的地理位置。传感终端1还具有地理信息报警功能，当检测到异常信息时，传感终端1将异常的景观灯回路的地理位置发送给监控中心3。监控中心3可以立即自动将异常信息发送给最近的工作站、工作人员或景观灯维护车31。这样，极大的增加了景观灯故障处理的及时性，准确性，大大降低故障率。

传感终端1将采集到的雨水量、光照度以及温度等天气参数信息传递给通信网关2，通信网关2传递给监控中心3，在监控中心软件中判断雨水量、光照度以及温度是否正常，如果参数正常，监控中心发送命令使景观灯回路执行景观灯模式，整个景观区域的景观灯全亮供参观游赏。如果雨水量、光照度以及温度在正常范围以外，则监控中心发送命令使景观灯回路执行节能模式，不影响美观的同时还能够达到节能的效果。

如图3所示，为本发明优选实施方式的通信网关2的硬件总体设计图。

通信网关2作为一个基于天气情况的亮化照明智能控制系统的路由节点和主控节点，是3G/2.5G网络和无线联动终端网络的接口网关。通常，通信网关2和多个传感终端1对应连接，组成一个无线传感终端区域，然后，多个通信网关2通过3G/2.5G网络连接因特网，进而连接监控中心3，这样组成一个大的景观灯回路网络。所述通信网关2包括了高性能的Freescale公司32位CodeFire系列的MCU、与所述MCU电性连接的RTC模块、BDM模块、OSC模块、电源模块、扩展模块、USB模块、显示模块、RS232模块、射频模块、3G/2.5G数据收发处理模块。其中。所述MCU采用高性能的Freescale公司32位CodeFire系列MCU作为控制单元，结合无线传感网络的微控制器实现数据的传输。

通信网关2包括两个部分：首先使用传感终端1中基于ZigBee技术的射频模块，将景观灯回路网络的数据信息传输到通信网关2的3G/2.5G数据收发处理模块。其次3G/2.5G数据收发处理模块主要用Freescale公司32位CodeFire系列MCU作为控制单元，通过3G/2.5G数据收发处理模块与监控中心3的服务器进行通信。

通信网关2可以直接安装在其所对应覆盖的电控柜中，也可以单独安装在一个控制箱中。实施者可以根据情况，灵活选用。

基于天气情况的亮化照明智能控制系统还包括与所述传感终端1和/或监控中心3通信的手持路灯检测仪4，手持路灯检测仪4包括液晶显示系统、按键系统、蜂鸣器提示模块、主控芯片和无线模块。硬件设计采用基于硬件构件的嵌入式低层硬件的设计方法，强调复用性。

手持路灯检测仪4的无线模块包括两个部分，首先其具有射频模块，可以通过射频方式和50m范围内的传感终端1通信，还具有3G/2.5G无线通信模块，用于和监控中心3通信。

当接收到传感终端1发送的雨水量、光照度以及温度的数据参数超出正常范围时，手持路灯检测仪4的蜂鸣器提示模块发出蜂鸣声，提示维修人员该此时传感终端1需要执行节能模式，并在液晶显示系统上显示操作提示。并且，可通过按钮系统选择打开关闭景观灯回路进行维修。

同时，手持路灯检测仪4还可以记录修理人员的工号，修理时间，在修理完成后申请试灯，定格修理人员完工记录。

明显的，上述方式极大的提高了检修效率，工作人员不用一个个的排查区域内的景观灯回路故障情况，只需根据监控中心3的信息到达指定区域，然后，手持路灯检测仪4会直观的报告故障景观灯位置，故障情况并作出维修的指导。

本优选实施方式的基于天气情况的亮化照明智能控制系统安装有城市照明控制软件系统。软件系统基于Windows 2003平台，以大型商用数据库SQL Server2005为基础，采用C/S模式，通信模块使用多线程的异步Socket机制实现通信的高稳定性。管理模块具有丰富友好的图形用户界面，实时的景观灯回路控制、天气情况状态显示、异常报警、数据统计，报表生成等功能，实现景观灯管理自动化。

通过该亮化照明智能控制系统，监控中心3可以全方位的实时天气的状况，对雨水量、光照度以及温度等天气参数的采集。结合景观灯回路的地理信息及实地控制按钮，生成详细的数据统计表，地理定位，景观灯回路序号故障提示，统计景观灯回路故障率，维护系数达标率。且还能够实时采集天气情况，如雨水量、光照度以及温度等天气参数，将信号传递到监控中心3并与设定的阈值比较，对传感终端发送控制命令，能够达到节能的效果。

本优选实施方式的照明控制系统具有可选的3G/2.5G的无线通信模块。这样，可以根据城市的不同，选择合适的通信方式，如CDMA,GPRS, WCDMA等。这极大的增加了基于天气情况的亮化照明智能控制系统的使用范围。比如，一些小城市尚无3G网络覆盖，则可以采用GPRS通信方式。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims

1. 一种基于天气情况的亮化照明智能控制系统，其特征在于，所述基于天气情况的亮化照明智能控制系统包括：

用于监测天气参数数据信息的传感终端；

所述传感终端包括温度、湿度、亮度传感器；

2.根据权利要求1所述的基于天气情况的亮化照明智能控制系统，其特征在于：所述传感终端安放于检测的对应回路中。

3.根据权利要求1或2所述的基于天气情况的亮化照明智能控制系统，其特征在于：所述传感终端还包括：主控芯片及最小系统，与所述主控芯片及最小系统电性连接的电源模块、天线模块和控制模块，所述温度、湿度、亮度传感器与所述主控芯片及最小系统电性连接。

4.根据权利要求3所述的基于天气情况的亮化照明智能控制系统，其特征在于：所述传感终端通过射频将所述天气参数数据信息发送至所述通信网关。

5.根据权利要求4所述的基于天气情况的亮化照明智能控制系统，其特征在于：所述通信网关通过移动网络将所述天气参数数据信息发送至所述监控中心。

6.根据权利要求5所述的基于天气情况的亮化照明智能控制系统，其特征在于：所述通信网关包括了MCU、与所述MCU电性连接的RTC模块、BDM模块、OSC模块、电源模块、扩展模块、USB模块、显示模块、RS232模块、射频模块、3G/2.5G的无线通信模块。

7.根据权利要求1所述的基于天气情况的亮化照明智能控制系统，其特征在于：所述基于天气情况的亮化照明控制系统还可以包括接收所述监控中心信息的打印机、PDA、景观灯维护车。

8.根据权利要求1所述的基于天气情况的亮化照明智能控制系统，其特征在于：所述基于天气情况的亮化照明智能控制系统还包括与所述传感终端和/或监控中心通信的手持路灯检测仪。

9.根据权利要求8所述的基于天气情况的亮化照明智能控制系统，其特征在于：所述手持路灯检测仪包括液晶显示系统、按键系统、蜂鸣器提示模块、主控芯片和无线模块。