CN104080227A - 一种基于无线传感器网络的路灯检测控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明利用无线网络传感器构建了一个用来检测、控制路灯的网络平台，通过该平台不仅可以实时监测和采集网络分布区域内各个路灯节点的状态信息，远程查看每一盏路灯的运行状况，一旦路灯有损坏可以自动报警，还可以根据现场的声音参数、亮度参数自动控制路灯的开关，并可根据实际需要进行人工远程控制路灯的亮灭。从而实现一个高效、可靠、智能的路灯监控系统，做到按时、按需点亮每一盏灯，有效地节省路灯的用电量、延长灯光使用寿命、降低维护成本。

Description

一种基于无线传感器网络的路灯检测控制系统

技术领域

本专利利用无线网络传感器构建了一个用来检测、控制路灯的网络平台，通过该平台不仅可以远程查看每一盏路灯的运行状况，一旦路灯有损坏可以自动报警，还可以根据现场的声音参数、亮度参数自动控制路灯的开关，并可根据实际需要进行人工远程控制路灯的亮灭。

背景技术

目前我国对城市道路路灯和夜景灯的控制和管理缺乏智能化的手段，故障查询依然依赖维护人员的巡检或市民的举报才能发现，在后半夜车流量很小的情况下路灯依然常亮，给社会电力资源带来了极大的浪费。特别是集中亮灯时电流、电压的瞬间变化对变压器和灯具造成的巨大冲击，使设备极易损坏，大大缩短了设备的使用寿命，增加了城市照明的维护成本。随着“节约型社会”观念的逐渐深入，国家十二五规划要求提高路灯控制系统的管理水平，解决传统模式的高能源消耗、高维护成本的问题，实现“分时间、分路段、分情景”的科学按需亮灯模式。

发明内容

本发明的目的是通过搭建一个无线传感器路灯监控数字通信网络系统，实时监测和采集网络分布区域内各个路灯节点的状态信息，将检测、控制集成在一起，从而实现一个高效、可靠、智能的路灯监控系统，做到按时、按需点亮每一盏灯，有效地节省路灯的用电量、延长灯光使用寿命、降低维护成本。

在无线传感器路灯网络监控系统中，通过搭建无线传感器网络实现对每一个路灯的管理和监控，并与GSM网、以太网相连，从而实现对一个全市大范围内的路灯进行监控。整个路灯监控网络分为三级，一级子网以每个变压器为单位，变压器中装配一个Zigbee网关将无线数据转换为串口，通过无线网络传感器实现对路灯状态的检测与控制，各个变压器间相互独立。

二级子网是将一级子网与城市现有的GSM网相连，建立区级路灯控制网络。二级网络层将一级网络采集到的路灯状态传送到区管理中心，同时由区管理中心实现对路灯的远程控制。

三级子网是二级子网再过以太网在全市构建一个完整的市级路灯监控网络，从而实现全市路灯信息的数据查询。通过路灯智能管理平台，路灯的运行状态一目了然，方便管理人员及时、快捷地维护路灯，提高工作效率。其设计主要包括路灯节点和控制器两部分。

为了实现单灯控制，路灯节点与路灯位置一一对应，节点的地址与路灯的实际位置需要建立映射关系。路灯节点主要完成对路灯的检测和控制，可以包括：过压、欠压、过流、过热以及灯具老化等状态 ，各个节点之间可以相互通信。

控制器除了具备协调建立网络、管理网络节点、存储网络节点信息、数据转发等基本功能外，还要实现与GSM模块的控制和通信。考虑到现场可能会人工控制某段路灯的关闭，因此控制器还具备发送指令的功能，收到命令的节点根据指令执行开关操作。硬件框图见附图1所示。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

（1）       利用Zigbee技术构建的路灯节能系统不仅能够节省照明用电量，还能够延长灯具的使用寿命。

（2）       通过声音传感器、亮度传感器采集当前环境的声音参数、亮度参数，当采集不到声音时，则当前路段没有车辆过往，自动关闭路灯，当有车辆来往并且光线亮度不够时，自动打开路灯。这样有效节约了电力资源。

附图说明

图1是本发明提供的网络控制器硬件结构框图；

图2是本发明提供的网络控制器软件流程图；

图3是本发明提供的路灯节点软件流程图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

 

图1是本发明提供的网络控制器硬件结构框图，如图1所示：

控制器安装在变压器处，用来存储每个路灯节点信息，控制板上集成无线收发模块、传感器板上集成声音传感器、亮度传感器，通过声光来控制路灯的亮灭，即在有声音且无光的条件下亮灯，否则灭灯，从而达到节能的效果。

微处理器用来输出开关量完成对路灯开关的控制。

亮度传感器用来感知现场的亮度信息，声音传感器用来感知现场的声音信息，当亮度不够并且有过往车辆的声音时打开路灯，否则关闭路灯。系统在某段路上只需在一个节点上安装声音传感器和亮度传感器，其它节点可通过无线网络传输控制信息，既降低了成本，又实现了对该路段所有节点的智能控制。

考虑到现场需要，键盘用来应对非正常情况下的路灯控制，可以通过键盘输入命令进行人工控制路灯的亮灭。

 

图2是本发明提供的网络控制器软件流程图，如图2所示：

系统初始化：网络控制器上电后，控制模块选择网络中的空闲信道，以广播方式通知已上电运行的路灯节点进行初始化。

等待加入节点：控制器收到路灯节点申请加入网络的请求后，给该节点分配一个16位的网络地址，并将该设备节点的相关信息记录在地址表中，进行网络设备关联。

发送命令：控制器完成对路灯节点开关控制。

 

图3是本发明提供的路灯节点软件流程图，如图3所示：

进入监控状态：路灯节点通常处于监控状态，监测当前节点路灯的运行状态

处理监控信息：一旦监测到路灯节点有异常，则向网络控制器发送报警信息

处理控制命令：当网络控制器向节点发送开关命令时，路灯节点接收到命令后执行相应的开关操作。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于无线传感器网络的路灯检测控制系统，其特征在于：

利用声音传感器和亮度传感器相结合，两种因素特征都符合亮灯条件时方亮灯，大大节省了电力资源。

2. 一种基于无线传感器网络的路灯检测控制系统，其特征在于：

在特殊情况下，可以通过中心对特殊路段进行人工远程干预，进行亮灯或灭灯控制。

3. 一种基于无线传感器网络的路灯检测控制系统，其特征在于：

将短距离的无线传感器网络与GSM相连接，确保无需人工轮巡，在中心控制室即可方便获知每一盏路灯的使用情况，方便维修。