CN102724800A - 管理照明节点的装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管理照明节点的装置和系统。所述装置，包括：光照强度传感器，用于监测照明节点的光照强度；第一存储器，用于存储所述照明节点的识别信息；第一处理器，与所述光照强度传感器和第一存储器相连，用于获取所述照明节点的光照强度信息，并生成包括该照明节点的识别信息和光照强度信息的第一监测信号；第一发送器，与所述第一处理器相连，用于发送所述第一监测信号。

Description

管理照明节点的装置和系统

技术领域

本发明涉及无线传感器网络领域，尤其涉及一种管理照明节点的装置和系统。 

背景技术

大型照明节点广泛应用于节日中，而且规模越来越大，现有技术中对照明节点的管理，主要依靠人工巡检，可靠性差，大规模检查需要耗费较多的人力物力，效率低、实时性差。因此，如何有效的对照明节点进行管理是个亟待解决的问题。 

发明内容

本发明提供一种管理照明节点的装置和系统，要解决的技术问题是如何有效地对照明节点进行管理。 

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案： 

一种管理照明节点的装置，其特征在于，包括： 

光照强度传感器，用于监测照明节点的光照强度； 

第一存储器，用于存储所述照明节点的识别信息； 

第一处理器，与所述光照强度传感器和第一存储器相连，用于获取所述照明节点的光照强度信息，并生成包括该照明节点的识别信息和光照强度信息的第一监测信号； 

第一发送器，与所述第一处理器相连，用于发送所述第一监测信号。 

优选的，所述装置还具有如下特点：所述装置还包括： 

第一定时器，用于记录单位时间内第一处理器工作的时间； 

第一开关控制电路，与所述第一定时器和第一处理器相连，用于在第一定时器启动时，启动所述第一处理器，以及，在所述第一定时器到时时，关闭所述第一处理器。 

优选的，所述装置还具有如下特点：所述装置还包括： 

第二存储器，用于存储光照强度的阈值； 

第一比较器，与所述第二存储器和所述光照强度传感器相连，用于将光照强度传感器得到的光照强度信息与光照强度的阈值进行比较，得到第一比较结果； 

其中，所述第一处理器在第一比较结果为光照强度信息小于光照强度的阈值时，连续发送所述第一监测信号，用以指示照明节点存在安全隐患，直到收到外部对该第一监测信号作出的响应。 

优选的，所述装置还具有如下特点：所述装置还包括： 

温度传感器，用于监测照明节点的温度； 

第二存储器，用于存储所述照明节点的识别信息； 

第二处理器，与所述温度传感器和第二存储器相连，用于获取所述照明节点的温度信息，并生成包括该照明节点的识别信息和温度信息的第二监测信号； 

第二发送器，与所述第二处理器相连，用于发送所述第二监测信号。 

优选的，所述装置还具有如下特点：所述装置还包括： 

第二定时器，用于记录单位时间内第二处理器工作的时间； 

第二开关控制电路，与所述第二定时器和第二处理器相连，用于在第二定时器启动时，启动所述第二处理器，以及，在所述第二定时器到时时，关闭所述第二处理器。 

优选的，所述装置还具有如下特点：所述装置还包括： 

第二存储器，用于存储温度的阈值； 

第二比较器，与所述第二存储器和所述温度传感器相连，用于将温度传感器得到的温度信息与温度的阈值进行比较，得到第二比较结果； 

其中，所述第二处理器在第二比较结果为温度信息小于温度的阈值时，连续发送所述第二监测信号，用以指示照明节点存在安全隐患，直到收到外部对该第二监测信号作出的响应。 

一种管理照明节点的系统，包括： 

上文所述的装置； 

网关，用于接收所述装置发送的监测信号； 

服务器，与所述网关相连，用于展示所述监测信号所携带的信息。 

优选的，所述系统还具有如下特点：所述系统还包括： 

中继，与所述装置和所述网关相连，用于接收所述装置发送的监测信号，并将接收到的监测信号发送给网关。 

优选的，所述系统还具有如下特点：所述中继与所述装置组成的网络为星型网络，所述中继与所述网关组成的网络为无线网格网络。 

与现有技术相比，通过光照强度传感器获取照明节点的运行信息，并将其发送出去，使得用户无需进行现场查看，就能实时得到照明节点的运行信息，且数据具有良好的实时性，同时又减少了人力投入，降低了运营维护成本。 

附图说明

图1为实施例一提供的照明节点的监测装置的结构示意图； 

图2为图1所示装置的另一结构示意图； 

图3为图2所示装置的另一结构示意图； 

图4为本发明应用实例提供的管理系统的结构示意图； 

图5为图4所示系统中监测节点的结构示意图； 

图6为图4所示系统中中继的结构示意图； 

图7为图4所示系统中网关的结构示意图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。 

图1为实施例一提供的照明节点的监测装置的结构示意图。图1所示装置包括： 

光照强度传感器101，用于监测照明节点的光照强度； 

第一存储器102，用于存储所述照明节点的识别信息； 

第一处理器103，与所述光照强度传感器101和第一存储器102相连，用于获取所述照明节点的光照强度信息，并生成包括该照明节点的识别信息和光照强度信息的第一监测信号； 

第一发送器104，与所述第一处理器103相连，用于发送所述第一监测信号。 

实施例一提供的装置，通过光照强度传感器获取照明节点的运行信息，并将其发送出去，使得用户无需进行现场查看，就能实时得到照明节点的运行信息，且数据具有良好的实时性，同时又减少了人力投入，降低了运营维护成本。 

实施例二 

图2为图1所示装置的另一结构示意图。图2所示装置为了达到低能耗的要求，图2所示装置还包括： 

第一定时器201，用于记录单位时间内第一处理器103工作的时间； 

第一开关控制电路202，与所述第一定时器201和第一处理器103相连， 用于在第一定时器201启动时，启动所述第一处理器103，以及，在所述第一定时器201到时时，关闭所述第一处理器103。 

在实际应用中，上述装置是采用电池供电，如一节或者两节工业级电池，其中第一处理器103处于休眠状态，而第一定时器201则会定时唤醒第一处理器103进行监测信号的发送，具体可以设置第一处理器103周期性的启动时间，如每3分钟工作一次，当第一定时器201记录的时间到达该启动时间时，由第一开关控制电路202控制该第一处理器103启动，而当第一处理器103结束对第一监测信号的发送后，第一开关控制电路202会关闭该第一处理器103。 

通过定时器和开关控制电路共同协作实现对处理器运行时间的管理，在保证能够实时获取到照明节点的运行信息的前提下，降低了装置整体的耗电能力，达到了低耗能的目的。 

实施例三 

图3为图2所示装置的另一结构示意图。与图2所示装置不同的是，图3所示装置还包括： 

第二存储器301，用于存储光照强度的阈值； 

第一比较器302，与所述第二存储器301和所述光照强度传感器102相连，用于将光照强度传感器102得到的光照强度信息与光照强度的阈值进行比较，得到第一比较结果； 

其中，所述第一处理器103在第一比较结果为光照强度信息小于光照强度的阈值时，连续发送所述第一监测信号，用以指示照明节点存在安全隐患，直到收到外部对该第一监测信号作出的响应。 

实施例三提供的装置，通过将传感器得到的结果与对应的阈值进行比较，可以得出该照明节点是否存在安全隐患，并在得出存在安全隐患的结果后，通过连续发送监测信号给予管理人员以提醒，实现简单。 

实施四 

与上述实施例不同的是，本实施例还包括： 

温度传感器，用于监测照明节点的温度； 

第二存储器，用于存储所述照明节点的识别信息； 

第二处理器，与所述温度传感器和第二存储器相连，用于获取所述照明节点的温度信息，并生成包括该照明节点的识别信息和温度信息的第二监测信号； 

第二发送器，与所述第二处理器相连，用于发送所述第二监测信号。 

可选的，所述装置还包括： 

第二定时器，用于记录单位时间内第二处理器工作的时间； 

第二开关控制电路，与所述第二定时器和第二处理器相连，用于在第二定时器启动时，启动所述第二处理器，以及，在所述第二定时器到时时，关闭所述第二处理器。 

可选的，所述装置还包括： 

第二存储器，用于存储温度的阈值； 

第二比较器，与所述第二存储器和所述温度传感器相连，用于将温度传感器得到的温度信息与温度的阈值进行比较，得到第二比较结果； 

其中，所述第二处理器在第二比较结果为温度信息小于温度的阈值时，连续发送所述第二监测信号，用以指示照明节点存在安全隐患，直到收到外部对该第二监测信号作出的响应。 

本实例中组件之间的连接关系与实施例一至三中组件的连接关系相似，省略附图。 

实施例四提供的装置，通过对照明节点表面的温度进行管理并将其发送出去，使得用户无需进行现场查看，就能实时得到景观灯的运行信息，且数据具有良好的实时性，同时又减少了人力投入，降低了运营维护成本。 

实施例五 

本发明还提供一种照明节点的监测系统，包括： 

如实施例1至4任一所述的装置； 

网关，接收所述装置发送的监测信号； 

服务器，与所述网关相连，展示所述监测信号所携带的信息。 

优选的，在监测系统覆盖范围较大时，为满足，所述系统还包括： 

中继，与所述装置和所述网关相连，接收所述装置发送的监测信号，并将接收到的监测信号发送给网关。 

其中，所述中继与所述装置组成的网络为星型网络，所述中继与所述网关组成的网络为无线网格网络。 

本发明提供的监测系统，应用于大范围照明节点监测，当设备发生故障时，将及时报警告知用户，具有完备的日志统计系统对照明节点整体运行情况能尽享较好的监测。同时，使用简单方便，节能高效，便于维护，成本很低，对系统整体没有任何影响。 

下面结合一应用实例对上述实施例进行说明： 

本应用实例提供一应用于嵌入式无线传感器网络技术进行照明节点监测的系统，其中该系统具体包括以下几方面： 

在需要进行监测的目标区域放置若干监测节点。所有节点均采用电池供电，无需安装，防尘防潮。节点具有光照强度和温度监测的能力。对采集到的光照强度和温度数据按照配置的周期发送至网关(或中继)。其余时间，处于休眠状态，以节省能耗，延长使用时间； 

中继为可选设备，根据现场环境和节点部署密度来选择是否安装中继。若安装中继，中继的作用是将节点数据转发至网管，以增大网络的覆盖面积，增加网络中节点的数量。 

网关用于接收节点(中继)发送的数据。具有互联网接入能力，提供基础的web访问能力。用户可能通过浏览器登录，查看该网关所覆盖的节点数 据。同时将数据发送至远程服务器，用于长期保存。 

服务器用于展示从网关接收到的数据。 

本设计的网络化嵌入式景观照明监测系统具有无线自组网、环境参数监测等功能。与其它同类产品相比，具有网络化、低成本、低功耗、安装维护简单、性能稳定等有点。 

监测节点完全采用低功耗设计，由工业级电池作为电源。平时，处于休眠状态；工作时，通过传感器采集光照强度和温度，并通过无线传感网向网关发送。如果数据异常，则减小休眠周期，向网关报告异常。直至收到网关响应。用户根据网关的异常报警信息能了解整体景观照明系统的运行状况。根据有无报警，能分辨出景观照明系统是否有异常。每个节点具有全球唯一的节点号，根据发生报警的节点号，能快速定位出现异常的位置，尽快维护，避免事故发生，达到监测效果。 

根据实际安装情况决定是否需要安装中继。当节点设备部署比较集中，景观照明灯规模比较小时，可以不安装中继，以节省成本。当照明节点规模较大，节点部署的相对分散的时候需要部署中继。中继对于节点采用星型网络结构，对于网关采用全mesh网络结构，需要单独提供电源。中继接收星型网络中的节点数据，更改数据包头，对数据进行封装后发送给网关；同时从mesh网络中接收，网关的控制命令，对命令包解析后，通过星型网络发送给相应的节点，完成控制功能。 

网关是整套系统中最上层的设备。通过浏览器，用户直接与网关进行数据交互。网关能提供多种网络接入能力，如果有网线，则网关能直接使用以太网。如果不方便使用网线，可以使用wifi或者3G的方式联入网络。通过网络接入，网关运行了一个web服务器，通过web的方式，向用户展示该网关所覆盖节点的数据。同时，网关将数据通过网络发送到远端服务器。一方面，远端服务器，存储所有数据，用于数据查询与分析；另一方面，远端服务器运行了一个独立的web服务，将所有网关的数据进行汇总，展示。用户通过登录远端服务器，能查看系统中所有网关、中继和节点的信息。网关同时装配了两种不同的无线传感网模块，能同时接收节点和中继的数据。必要 时，能替代中继。 

图4为本发明应用实例提供的管理系统的结构示意图。在图4所示系统中，节点11部署在目标区域的多个位置，测量光照强度和温度，然后将参数发送给中继12或者网关13。中继12组成mesh网络，将数据转发至网关13。网关13最终汇集数据，并集中展示，同时转存远程服务器。 

图5为图4所示系统中监测节点的结构示意图。图5所示节点中，节点由处理器21、传感器22、通讯模块23和电源模块24组成。其中，电源模块为电池，根据需要安装一节或者两节工业电池(单节电池能工作3年)。处理器21处于休眠状态，定时器定时唤醒处理器21。处理器21从传感器22读取数据，如果数据异常，则连续发送，产生报警信息；如果数据正常，则发送一包采集到的数据后进入休眠状态。 

图6为图4所示系统中中继的结构示意图。在图6所示中继中，中继由处理器31、通讯模块32、通讯模块33和电源模块34组成。处理器31通过通讯模块32与星型网络中的节点通讯，通过通讯模块33与mesh网络中的网关通信。通讯模块32和通讯模块33是不同的射频模块，工作在不同的频段。 

图7为图4所示系统中网关的结构示意图。在图6所示网关中，网关由处理器41、通讯模块42、通讯模块43、以太网44和电源模块45组成。其中通讯模块42用于和节点直接通讯，通讯模块43用于和中继通讯。这样的结构使得在网络规模较小时，使用网关代替中继，即提高效率又节省成本；即使在使用中继的情况下，也能使节点获得较好的覆盖效果。相比同类产品，另一个优势就是，网关提供了web服务器，用户通过浏览器登录网关，就能直接查看网关数据。 

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。 

Claims (9)

1.一种管理照明节点的装置，其特征在于，包括：

光照强度传感器，用于监测照明节点的光照强度；

第一存储器，用于存储所述照明节点的识别信息；

第一处理器，与所述光照强度传感器和第一存储器相连，用于获取所述照明节点的光照强度信息，并生成包括该照明节点的识别信息和光照强度信息的第一监测信号；

第一发送器，与所述第一处理器相连，用于发送所述第一监测信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一定时器，用于记录单位时间内第一处理器工作的时间；

第一开关控制电路，与所述第一定时器和第一处理器相连，用于在第一定时器启动时，启动所述第一处理器，以及，在所述第一定时器到时时，关闭所述第一处理器。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二存储器，用于存储光照强度的阈值；

第一比较器，与所述第二存储器和所述光照强度传感器相连，用于将光照强度传感器得到的光照强度信息与光照强度的阈值进行比较，得到第一比较结果；

其中，所述第一处理器在第一比较结果为光照强度信息小于光照强度的阈值时，连续发送所述第一监测信号，用以指示照明节点存在安全隐患，直到收到外部对该第一监测信号作出的响应。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

温度传感器，用于监测照明节点的温度；

第二存储器，用于存储所述照明节点的识别信息；

第二处理器，与所述温度传感器和第二存储器相连，用于获取所述照明节点的温度信息，并生成包括该照明节点的识别信息和温度信息的第二监测信号；

第二发送器，与所述第二处理器相连，用于发送所述第二监测信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二定时器，用于记录单位时间内第二处理器工作的时间；

第二开关控制电路，与所述第二定时器和第二处理器相连，用于在第二定时器启动时，启动所述第二处理器，以及，在所述第二定时器到时时，关闭所述第二处理器。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二存储器，用于存储温度的阈值；

第二比较器，与所述第二存储器和所述温度传感器相连，用于将温度传感器得到的温度信息与温度的阈值进行比较，得到第二比较结果；

其中，所述第二处理器在第二比较结果为温度信息小于温度的阈值时，连续发送所述第二监测信号，用以指示照明节点存在安全隐患，直到收到外部对该第二监测信号作出的响应。

7.一种管理照明节点的系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至6任一所述的装置；

网关，用于接收所述装置发送的监测信号；

服务器，与所述网关相连，用于展示所述监测信号所携带的信息。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

中继，与所述装置和所述网关相连，用于接收所述装置发送的监测信号，并将接收到的监测信号发送给网关。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述中继与所述装置组成的网络为星型网络，所述中继与所述网关组成的网络为无线网格网络。

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