CN102573196A - 含有路灯控制终端的路灯系统及其自动调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含有路灯控制终端的路灯系统及其自动调节方法，该路灯系统用于对有车行驶的道路上设置的路灯进行控制，包括：多盏路灯，该多盏路灯相互间隔一定距离设于该道路上；一侦测单元，用于侦测外界光线的强度并以此产生光线强度信号；一摄像单元，用于侦测在该路灯控制终端控制的地域范围内是否有车辆驶入并以此产生车辆侦测信号；一路灯控制终端，接收该道路上的车发出的移动信息，依据该移动信息、该光线强度信号、该车辆侦测信号控制在该车行驶方向上的每一路灯的点亮与熄灭。本发明的路灯系统及其节能方法具有节约了能量的损耗，延长了路灯的使用寿命，节省了城市公共费用的支出的效果。

Description

含有路灯控制终端的路灯系统及其自动调节方法

技术领域

本发明涉及一种路灯系统及其自动调节的方法。

背景技术

随着人口数量的不断膨胀，人类对能源的需求也越来越大。在尚未实现可再生能源替代不可再生能源以前，传统不可再生能源面临日益枯竭的危险。同时，传统能源的大量消耗也会带来环境污染。在目前还不能实现可持续的、清洁干净的可再生能源广泛使用的情况下，要实现可持续发展，节能减排是一个重要手段。

随着人们生活水平的提高以及交通的发达与方便，汽车已成为人们日常出行的交通工具。为方便汽车的安全行驶，在公路上需安装大量的照明路灯，对于车辆行驶较少的路段，庞大的路灯数量如果任由其整夜亮着，其消耗之能量也十分可观，造成极大的能源浪费，而如果不设置路灯，又会对夜间行车安全带来危险。同时，路灯长时间点亮，有损其使用寿命，电能的损耗，此外，路灯的不断更换也会增加城市管理的公共费用的支出。

目前，由于车载卫星定位系统终端的价格低廉，导航功能良好，许多车都安装有车载卫星定位系统终端，并有逐渐普及的趋势。然而，目前对车载卫星定位系统的应用面还较窄，很多用途都未得到很好的开发，造成资源的闲置。

发明内容

为解决现有技术中路灯耗电且费用耗费巨大的问题，本发明提供一种具有自动调节功能的路灯系统。

同时，还提供一种路灯的自动调节方法。

一种路灯控制终端，用于对有车行驶的道路上设置的路灯进行控制。该路灯控制终端包括：一存储单元，用于存储路灯信息；一通信单元，用于接收车辆发出的移动信息；一控制单元，用于依据所述路灯信息和所述移动信息控制整个路灯控制终端的工作和进行数据处理，然后发出相应控制信号控制路灯的点亮与熄灭。

一种路灯的自动调节方法，该自动调节方法是对有车行驶的道路上设置的路灯实现控制的方法，其基于一路灯控制终端实现，该路灯控制终端接收车发出的移动信息，依据该移动信息控制在该车行驶方向上的每一路灯的点亮与熄灭。该路灯的自动调节方法包括以下步骤：接收步骤，接收一侦测单元侦测外界光线产生的光线强度信号和一摄像单元摄取道路的图像产生的车辆侦测信号；判断步骤，依据该光线强度侦测信号和该车辆侦测信号判断外界光线强度的强弱和是否有车辆驶入；获取信息步骤，获取该车发送的有关该车的移动信息；查询步骤，查询一存储单元中存储的该车所在地域范围内的路灯信息；计算步骤，计算该车到达与该车相邻的下一盏路灯的时间；控制路灯步骤，控制与该车相邻的下一盏路灯的点亮，待该车离开该相邻的下一盏路灯后，控制该相邻的下一盏路灯熄灭。

一种路灯系统，该路灯系统用于对有车行驶的道路上设置的路灯进行控制。该路灯系统包括：多盏路灯，该多盏路灯相互间隔一定距离设于该道路上；一侦测单元，用于侦测外界光线的强度并以此产生光线强度信号；一摄像单元，用于侦测在该路灯控制终端控制的地域范围内是否有车辆驶入并以此产生车辆侦测信号；一路灯控制终端，接收该道路上的车发出的移动信息，依据该移动信息、该光线强度信号、该车辆侦测信号控制在该车行驶方向上的每一路灯的点亮与熄灭。

与现有技术相比较，本发明提供的路灯系统及节能方法，其基于车载卫星定位系统提供的车的位置信息、移动速度信息及移动方向信息，对车的移动实现实时监测，并实时控制路灯的开启或关闭，路灯无需一直亮着，节约了能量的损耗，延长了路灯的使用寿命，节省了城市公共费用的支出。

附图说明

图1是本发明路灯系统的第一实施方式的结构示意图。

图2是本发明路灯系统的第一实施方式的工作示意图。

图3是本发明的路灯系统的第一实施方式的方框示意图。

图4是本发明的路灯控制终端的方框示意图。

图5是本发明控制单元的方框示意图。

图6是本发明的路灯系统的自动调节方法的较佳实施方式的流程图。

图7是本发明路灯系统的第二实施方式的工作示意图。

主要元件符号说明

路灯系统                                    1

路灯控制终端                                10

路灯                       L1、L2、L3、...、Ln

车                                          2

车载卫星定位系统终端                        3

卫星系统                                    4

侦测单元                                    20

摄像单元                                    30

摄像头                                      31

存储器                                      32

图像处理单元                                33

控制单元                                    11

存储单元                                    12

通信单元                                    13

判断模块                                    111

控制模块                                    112

查询模块                                    113

计算模块                                    114

更新模块                                    115

城市交通管理监控系统终端                    5

具体实施方式

以下结合附图对本发明的较佳的实施方式进行详细描述。

请参考图1，其是本发明路灯系统的第一实施方式的结构示意图。该路灯系统1包括一路灯控制终端10，多盏路灯L1、L2、L3、...、Ln。需要说明的是，该路灯系统1是在自然光线强度较弱的时候(包括夜晚和阴天光线较暗的情况)对路灯L1、L2、L3、...、Ln进行控制，而在白天光线正常且不会导致视线不清楚的情况下处于休眠状态，此时路灯始终处于熄灭状态。该路灯控制终端10用于接收由车发出的移动信息，并根据该信息控制设于一定地域范围内的该多盏路灯L1、L2、L3、...、Ln的点亮与熄灭，通常是以无线通信的方式控制路灯的点亮与熄灭，当然也可以采用有线电连接的方式控制路灯的点亮与熄灭。其中，该移动信息包括车的位置、移动方向和移动速度等。该多盏路灯L1、L2、L3、...、Ln相隔一定距离设于道路的两侧或一侧，为车的安全行驶提供照明，受到路灯控制终端10的控制而点亮或熄灭。

请参考图2，其是本发明路灯系统的第一实施方式的工作示意图。当安装有车载卫星定位系统(GPS)终端3的车2在该路灯控制终端10控制的地域范围内的道路上行驶时，该多盏路灯L1、L2、L3、...、Ln为该车2提供照明。该车载卫星定位系统终端3发送信息至卫星系统4，该卫星系统4接收到该车载卫星定位系统终端3的信息后，发送定位信息至该车载卫星定位系统终端3，该车载卫星定位系统终端3接收该定位信息后，计算出该车2的位置、移动方向及移动速度等移动信息，并将该移动信息通过卫星系统4发送至该路灯控制终端10。该路灯控制终端10接收到与该车2行驶有关的上述移动信息后，计算出车到达行驶方向上相邻路灯的时间，控制该多盏路灯L1、L2、L3、...、Ln的点亮或熄灭。例如，在车快到最近的路灯L1时，控制路灯L1点亮。当车2离开路灯L1且即将到达相邻的路灯L2时，点亮路灯L2并同时熄灭路灯L1。当车2经过L2后即将到达路灯L3时，点亮路灯L3并同时熄灭路灯L2。如此反复控制车2运行路径上的路灯的点亮和熄灭，以减少路灯的能量的损耗。

请参考图3，其是本发明的路灯系统的第一实施方式的方框示意图。该路灯系统1除包括该路灯控制终端10和该多盏路灯L1、L2、L3、...、Ln外，还包括一侦测单元20和一摄像单元30。该路灯控制终端10控制整个路灯系统1的工作。该侦测单元20用于侦测外界光线(如自然光)的强度并以此产生光线强度信号。该摄像单元30用于侦测在该路灯控制终端10控制的地域范围内是否有车辆驶入并以此产生车辆侦测信号。具体而言，该侦测单元20可以采用普通的亮度传感器，检测外界光线的强度，并将该光线强度量化为光线强度信号。该摄像单元30包括摄像头31、存储器32、图像处理单元33。该摄像头31摄取该地域范围内的即时影像，该存储器32用于存储预先设置的车的影像及摄像头31拍摄到的即时影像，该图像处理单元33将该即时影像与该预先设置的车的影像进行比较，判断是否有车辆进入该地域范围内，并产生车辆侦测信号。该路灯控制终端10依据该光线强度信号和该车辆侦测信号进行判断，控制该多盏路灯L1、L2、L3、...、Ln点亮和熄灭。

请参考图4，其是本发明的路灯控制终端的方框示意图。该路灯控制终端10包括一控制单元11、一存储单元12及一通信单元13。该控制单元11相当于计算机的中央处理器(CPU)，用于控制整个路灯系统1的工作和进行数据处理，然后发出相应控制信号控制路灯的点亮与熄灭。该存储单元12用于存储路灯的信息，这些信息包括路灯地址、路灯当前状态、各相邻路灯之间的距离等路灯信息。其中，路灯地址是指在该车行驶方向上有哪些路灯，路灯的当前状态是指路灯是处于点亮还是熄灭的状态，各相邻路灯之间的距离是指相邻路灯之间相距多远。该通信单元13用于与车载卫星定位系统终端3进行通信，接收该车载卫星定位系统终端3发出的信息并将该信息传送给该控制单元11。该通信单元13用于与车载卫星定位系统终端3的通信可以是无线局域网的方式进行，也可以通过卫星进行通信。

下面结合图3与图4描述该控制单元11的工作原理：

首先，该控制单元11控制该侦测单元20和该摄像单元30以及该通信单元13开启。该侦测单元20侦测外界光线的强度并产生光线强度信号，并将该光线强度信号传送至该控制单元11。该摄像单元30侦测在该路灯控制终端10控制的地域范围内是否有车辆驶入并以此产生车辆侦测信号，并将该车辆侦测信号传送至该控制单元11。

其次，该控制单元11判断该地域范围内是否有车，并分析该光线强度信号是否达到预定强度以此判断外界环境是否需要开启路灯。

再次，该控制单元11控制该通信单元13与该车2的车载卫星定位系统终端3通过无线网络进行通信，获取该车载卫星定位系统终端3输出的有关该车2的位置、移动方向、移动速度等移动信息。

接着，该控制单元11依据该移动信息查询并调用该存储单元12中存储的该车2所在位置的地域范围内的所有路灯的地址、路灯的当前状态、各相邻路灯之间的距离等路灯信息。

然后，该控制单元11依据该车2的该移动信息和该路灯信息计算出该车2到达相邻的下一盏路灯的时间，从而根据实际情况，设定下一盏路灯的点亮时刻，并随时更新该路灯信息。例如，假定车到该相邻的下一盏路灯还有3秒时，该路灯须处于点亮状态。该控制单元11计算出该车2到该相邻的下一盏路灯还有3秒时，该相邻的下一盏路灯若当前处于点亮状态，则控制单元11发出一延时信号，使该路灯延时一段时间至该车2通过后的才熄灭，该相邻的下一盏路灯若当前处于熄灭状态，则该控制单元11发出使该路灯点亮的控制信号至该相邻的下一盏路灯，点亮该路灯。同时该控制单元11更新路灯信息，将当前的路灯信息存储至存储单元12中，以便调用路灯的信息。当车2通过该路灯3秒后熄灭，该控制单元11更新该存储单元12中的该路灯信息。

请参考图5，其是本发明控制单元11的方框示意图。该控制单元11包括一判断模块111、一控制模块112、一查询模块113、一计算模块114、一更新模块115。本发明所称的模块是完成一特定功能的计算机程序段，比程序更适合于描述软件在计算机中的执行过程，因此本发明在以下说明中均采用模块描述。

该判断模块111用于接收该侦测单元20产生的光线强度信号和该摄像单元30产生的车辆侦测信号，分析该光线强度信号是否达到预定强度，并分析是否有车进入路灯控制终端10所控制的地域范围内，以此二者相结合判断外界环境是否需要开启路灯，并将分析结果告知该控制模块112。

该控制模块112用于控制整个路灯控制终端10的工作，包括该控制单元11、该存储单元12及该通信单元13的工作。

该查询模块113用于查询存储单元12中存储的该车2所在位置的地域范围内的所有路灯的地址、路灯的当前状态、各相邻路灯之间的距离等路灯信息。

该计算模块114依据该车2的该移动信息和该路灯信息计算出该车2到达相邻的下一盏路灯的时间。

该更新模块115用于更新路灯信息，删除存储单元12中存储的过时的路灯信息，将最新的路灯信息存储于该存储单元12中。

下面结合上述说明描述该路灯系统1的工作原理：

首先，该侦测单元20侦测外界光线的强度，并对应该光线的强度产生光线强度信号，并传送至控制单元11。该摄像单元30侦测在该路灯控制终端10控制的地域范围内是否有车辆驶入并依据有无车辆产生对应的车辆侦测信号，并传送至控制单元11。

其次，该控制单元11接收到该光线强度信号和该车辆侦测信号后，由判断模块111进行综合判断，即将该光线强度信号与预设的光线强度信号值进行比较和依据该车辆侦测信号判断有无车辆。当判断模块111比较出该光线强度信号位于该预设的光线强度信号值之上时，说明是白天且能见度高，此时该判断模块111发送关闭路灯的信息至该控制模块112。当判断模块111比较出该光线强度信号小于该预设的光线强度信号值时，说明外界光线较弱(是阴天或夜晚)，此时判断模块111需依据该车辆侦测信号判断是否有车辆驶入该路灯控制终端10控制的地域范围，若该判断模块111判断出没有车辆驶入，此时该判断模块111同样发送关闭路灯的信息至该控制模块112；若该判断模块111判断出有车辆驶入，此时该判断模块111发送开启路灯的信息至该控制模块112。

再次，该控制模块112收到开启路灯的信息后，控制该通信单元13与该车2的该车载卫星定位系统终端3进行通信，该车载卫星定位系统终端3发送有关该车2的位置、移动方向及移动速度等移动信息至该通信单元13。该通信单元13将该移动信息传输至该控制模块112。该车载卫星定位系统终端3与该通信单元13随时进行通信，以便即时得知该车2的移动信息，并方便该控制模块112准确进行控制路灯的开启和关闭。

接着，该控制模块112依据该信息调用查询模块113去查询存储单元12中存储的该车2所在位置的地域范围内的所有路灯的地址、路灯的当前状态、各相邻路灯之间的距离等路灯信息，查询模块113将查询结果返回至控制模块112。

再接着，控制模块112依据该车2的移动信息和该路灯信息调用该计算模块114，该计算模块114计算出该车2到达相邻的下一盏路灯的时间。

然后，该控制模块112发出控制信号控制该车2即将到达的该相邻的下一盏路灯点亮，同时调用该更新模块115更新该路灯信息。待该车2离开该相邻的下一盏路灯后，该控制模块112发出控制信号熄灭该相邻的下一盏路灯，同时调用该更新模块115更新该路灯信息。此时若为两辆或多辆车前后相隔一小段距离行驶时，则控制模块112根据当前的路灯信息，无需关闭路灯，而是待全部车辆通过后熄灭，然后更新路灯信息。这样，避免了频繁的开启和关闭路灯，延长了路灯使用寿命。

请参考图6，其是本发明的路灯系统的自动调节方法的较佳实施方式的流程图。该路灯自动调节方法依靠上述路灯系统1实现，主要包括以下步骤：

(1)接收步骤S10，接收光线强度侦测信号和车辆侦测信号；

具体地说，该接收步骤S10是接收侦测单元20输出的光线强度侦测信号和摄像单元30输出的车辆侦测信号。

(2)判断步骤S20，判断外界光线强度的强弱和是否有车辆驶入；

具体地说，该判断步骤S20分为两个子步骤，光线强度判断子步骤S21、车辆有无判断子步骤S22。其中，该光线强度判断步骤S21用于判断侦测到的外界光线的强度的强弱，该车辆有无判断步骤S22用于判断是否有车行驶到该路灯控制终端10控制的地域范围内中。只有在判断出光线较弱且有车辆驶入该路灯控制终端10控制的地域范围内时，才进入到下一步骤，否则返回接收步骤S10，重新接收侦测信号。

(3)获取信息步骤S30，获取有关该车2的位置、移动方向、移动速度等移动信息；

(4)查询步骤S40，查询存储单元12中存储的该车2所在位置的地域范围内的所有路灯的地址、路灯的当前状态、各相邻路灯之间的距离等路灯信息；

(5)计算步骤S50，计算出该车2到达与该车2相邻的下一盏路灯的时间；

(6)控制路灯步骤S60，控制与该车2相邻的下一盏路灯的点亮，待该车2离开该与该车2相邻的下一盏路灯后，控制该与该车2相邻的下一盏路灯熄灭；

(7)更新步骤S70，在该路灯刚点亮同时，更新该与该车2相邻的下一盏路灯的路灯信息并存储到该存储单元12，在该车离开路灯后且该路灯熄灭的同时，也要更新该与该车2相邻的下一盏路灯的路灯信息并存储到该存储单元12。

相较于现有技术，由于该路灯系统1在有车行驶时通过对单个路灯实现控制，在没有车行驶时，无需将路灯处于点亮的状态，因此该路灯系统大大地减少了路灯的能耗，也延长了路灯的使用寿命，节约了城市公共管理费用的支出。

请参考图7，其是本发明路灯系统的第二实施方式的工作示意图。其与本发明第一实施方式的区别在于，在该路灯系统1的路灯控制终端10中，在第一实施方式中的该侦测单元20和摄像单元30被省略，由该路灯控制终端10根据需要设定工作时间段工作，并通过与城市交通管理监控系统终端5联网实现信息共享从而获取该路灯控制终端10控制的地域范围内是否有车进入的信息。其中该城市交通管理监控系统终端5用于监控整个城市的道路交通状况及城市道路上所有车辆的当前行驶状态。这样，有效地实现了与城市交通管理监控系统5的整合，实现信息共享的同时，降低了成本。

在本发明路灯系统1的第三实施方式的路灯控制终端10中，该路灯控制终端10在接收到来自该车载卫星定位系统终端3输出的车的位置、移动速度及移动方向等移动信息后，设定在该车移动方向上需要点亮的路灯的数量及点亮时间，通过无线载波技术发出控制信号，以广播的方式将信息发送至路灯，路灯接收到该控制信号后一次性点亮该设定数量的路灯，采用分段的方式进行，例如可以是距离车近的位于车行驶前方的5盏灯或10盏灯同时点亮。待车即将行驶到该设定数量的最后一盏时，该路灯控制终端10又控制下一段的灯一起点亮，这样可以避免当车即将行驶到下一盏路灯时才突然点亮，对驾驶员而言会有闪烁感，带来视角上的不舒适感。通过上述设定，本实施例不仅实现了路灯的节能，同时也让驾驶员驾车精神集中不会由于光线的变化带来视觉刺激，更舒适安全。

当然，本发明并不局限于上述公开的较佳实施例，在本发明的其他实施例中，还可以根据需要灵活运用本发明的思想，在车行驶较密集的路段及时间段，可以采取限时在该路段一直点亮路灯，避免对路灯频繁的操作，而对于车辆行驶较少的路段或时间段，则根据本发明的前述方法控制路灯的点亮与熄灭，这样综合使用，既节约了电能的消耗，有保证路灯的使用寿命，节约了城市公共费用的支出。

Claims (14)

1.一种路灯控制终端，用于对有车行驶的道路上设置的路灯进行控制，其特征在于，该路灯控制终端包括：

一存储单元，用于存储路灯信息；

一通信单元，用于接收车辆发出的移动信息；

一控制单元，用于依据所述路灯信息和所述移动信息控制整个路灯控制终端的工作和进行数据处理，然后发出相应控制信号控制路灯的点亮与熄灭。

2.根据权利要求1所述的路灯控制终端，其特征在于，该控制单元包括一判断模块、一控制模块、一查询模块、一计算模块，该判断模块用于依据一侦测单元侦测外界光线产生的光线强度信号和一摄像单元摄取道路的图像产生的车辆侦测信号判断是否需开启路灯，该控制模块用于控制整个路灯控制终端的工作，该查询模块用于查询该存储单元存储的路灯信息，该计算模块依据该车的该移动信息和该路灯信息计算该车到达相邻的下一盏路灯的时间。

3.根据权利要求2所述的路灯控制终端，其特征在于，该控制单元还包括一更新模块，该更新模块用于更新路灯信息并将该更新后的路灯信息存储到该存储单元中。

4.根据权利要求1所述的路灯控制终端，其特征在于，该路灯信息包括路灯地址、路灯当前状态、各相邻路灯之间的距离。

5.根据权利要求1所述的路灯控制终端，其特征在于，该移动信息包括该车的位置、移动方向和移动速度。

6.根据权利要求5所述的路灯控制终端，其特征在于，该移动信息是由设在该车上的车载卫星定位系统终端发送。

7.根据权利要求1所述的路灯控制终端，其特征在于，该路灯控制终端通过与一城市交通管理监控系统终端进行联网，获取该路灯控制终端控制的地域范围内是否有车进入的信息，其中，该城市交通管理监控系统终端用于监控整个城市的道路交通状况及城市道路上所有车辆的当前行驶状态。

8.根据权利要求1所述的路灯控制终端，其特征在于，该控制单元控制沿该车行驶方向且离该车最近的一盏或数盏路灯点亮。

9.根据权利要求8所述的路灯控制终端，其特征在于，该控制单元控制沿该车行驶方向的相反方向的一盏或多盏路灯在该车离开该一盏或多盏路灯后熄灭。

10.一种路灯的自动调节方法，该自动调节方法是对有车行驶的道路上设置的路灯实现控制的方法，其基于一路灯控制终端实现，该路灯控制终端接收车发出的移动信息，依据该移动信息控制在该车行驶方向上的每一路灯的点亮与熄灭，其特征在于：该路灯的自动调节方法包括以下步骤：

接收步骤，接收一侦测单元侦测外界光线产生的光线强度信号和一摄像单元摄取道路的图像产生的车辆侦测信号；

判断步骤，依据该光线强度侦测信号和该车辆侦测信号判断外界光线强度的强弱和是否有车辆驶入；

获取信息步骤，获取该车发送的有关该车的移动信息；

查询步骤，查询一存储单元中存储的该车所在地域范围内的路灯信息；

计算步骤，计算该车到达与该车相邻的下一盏路灯的时间；

控制路灯步骤，控制与该车相邻的下一盏路灯的点亮，待该车离开该相邻的下一盏路灯后，控制该相邻的下一盏路灯熄灭。

11.根据权利要求10所述的路灯的自动调节方法，其特征在于，在该控制路灯步骤后还有一更新步骤，更新路灯信息并将该路灯信息存储至该存储单元。

12.根据权利要求10或11所述的路灯的自动调节方法，其特征在于，在该控制路灯步骤中，当有多辆车相隔较近的距离行驶于同一段道路时，控制该路灯在该多辆车通过后熄灭。

13.一种路灯系统，该路灯系统用于对有车行驶的道路上设置的路灯进行控制，其特征在于：该路灯系统包括：

多盏路灯，该多盏路灯相互间隔一定距离设于该道路上；

一侦测单元，用于侦测外界光线的强度并以此产生光线强度信号；

一摄像单元，用于侦测在该路灯控制终端控制的地域范围内是否有车辆驶入并以此产生车辆侦测信号；

一路灯控制终端，接收该道路上的车发出的移动信息，依据该移动信息、该光线强度信号、该车辆侦测信号控制在该车行驶方向上的每一路灯的点亮与熄灭。

14.根据权利要求13所述的路灯系统，其特征在于，该路灯控制终端包括一存储单元、一通信单元及一控制单元，该存储单元，用于存储路灯信息；该通信单元，用于接收车辆发出的移动信息；该控制单元用于依据所述路灯信息和所述移动信息控制整个路灯控制终端的工作和进行数据处理，然后发出相应控制信号控制路灯的点亮与熄灭。

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