CN104712999A - 适用于路灯的环境检测装置及其环境检测方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于路灯的环境检测装置及其环境检测方法。环境检测方法包括以下步骤。提供路灯所在位置的经纬度。检测路灯所在位置的气象信息。依据气象信息及经纬度产生第一网络封包。传送第一网络封包至服务器。

Description

适用于路灯的环境检测装置及其环境检测方法

技术领域

本发明涉及一种适用于路灯的环境检测装置及其环境检测方法。

背景技术

近年来路灯已为道路的基础建设，也是确保用路人安全的不可或缺的交通设施，路灯的设置具有面积广泛且需求量极大的特性，然而，现有的路灯或户外路灯几乎皆为离线式架构，并缺乏回报的系统。当路灯发生故障时，并无法即时收到得知以进行修复，需通过用路人的发现及通报。再者，由于现有的路灯或户外路灯几乎皆为通过实体线路来连接，难以动态重新配线布线增设额外的系统，例如回报系统等。因此，如何应用路灯的特性，以及如何藉由路灯固有的系统增设附加装置，使路灯替人民生活带来更大效益，并且改善目前路灯所采用的离线式架构的缺点，乃为相关业界所需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于路灯的环境检测装置及其环境检测方法，其利用环境感测装置检测路灯所在位置的经纬度及气象信息，并以无线网络模块将环境感测装置所检测到的信息进行传输，以克服目前路灯所采用的离线式架构的缺点，并增添路灯的功用。

根据本发明的第一方面，提出一种环境检测方法，适用于一路灯。环境检测方法包括以下步骤。提供路灯所在位置的经纬度。检测路灯所在位置的气象信息。依据气象信息及经纬度产生第一网络封包。传送第一网络封包至服务器。

根据本发明的一第二方面，提出一种环境检测装置。环境检测装置通过连接座耦接于路灯上的照明装置，用以管理路灯的照明装置。环境检测装置包括定位模块、气象信息检测模块、处理单元及无线网络模块。定位模块用以判断环境检测装置所在地的经纬度。气象信息检测模块用以检测经纬度的气象信息。处理单元耦接于定位模块及气象信息检测模块。处理单元用以依据气象信息及经纬度产生第一网络封包。无线网络模块耦接于处理单元，无线网络模块传送第一网络封包至服务器。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1绘示第一实施例的路灯100的示意图；

图2绘示第一实施例的环境检测装置70及连接座50的方框图；

图3绘示第一实施例的环境检测方法的流程图。

图4绘示第二实施例的路灯400的示意图。

图5绘示第三实施例的路灯500的示意图。

图6绘示第三实施例的环境检测装置70及连接座50的方框图。

图7绘示第四实施例的环境检测装置70及连接座50的方框图；

图8绘示第四实施例的环境检测方法的流程图；

图9绘示第五实施例的环境检测装置70及连接座50的方框图；

图10绘示第六实施例的环境检测装置70及连接座50的方框图；

图11绘示第七实施例的环境检测装置70及连接座50的方框图。

其中，附图标记

100、400、500：路灯

10：灯杆

30：照明装置

50：连接座

70：环境检测装置

90：时雨量感测器

93：警报装置

20：处理单元

21：电源模块

22：气象信息检测模块

23：定位模块

24：无线网络模块

25：灯具功率与电压检测模块

26：灯具控制模块

27：路灯接口

28：警报产生系统

29：即时影像检测模块

31：移动检测模块

32：基地台

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

第一实施例

请参照图1～图2，图1绘示第一实施例的路灯100的示意图，图2绘示第一实施例的环境检测装置70及连接座50的方框图。路灯100包括灯杆10、照明装置30、连接座50、环境检测装置70。照明装置30为具有照明设备的装置，例如其包含日光灯炮或发光二极管(Light Emitting Diode,LED)。环境检测装置70通过连接座50耦接于照明装置30上。，环境检测装置70用以检测周边的环境信息，以管理路灯100的照明装置30的特性，例如控制照明装置30的开关及/或调整照明装置30的亮度等。连接座50包含路灯接口27，且路灯接口27耦接于路灯100的照明装置30。其中，路灯接口27是为符合标准规格的接口，例如是符合产品类别规则(PCR)、ANSI136.10或NEMA规格的标准接口。

在本实施例中，环境检测装置70包括处理单元20、电源模块21、气象信息检测模块22、定位模块23、无线网络模块24、灯具功率与电压检测模块25、灯具控制模块26。处理单元20用以进行各种运算程序与控制程序，例如是微处理芯片、固件电路或储存多组程序码的储存媒体。电源模块21耦接于处理单元20，并用以供应环境检测装置70所需电源。电源模块21例如是一电源供应器。在另一实施例中，电源模块21可耦接于路灯接口27，并由路灯接口27接收外部电源以供应给环境检测装置70使用。换句话说，环境检测装置70的电源模块21可自行供应所需的电源及/或可由外部接收所需的电源，例如：供应给照明装置30的电源亦可通过路灯接口27供应电源给环境检测装置70。气象检测模块22用以检测气象信息，例如其可包含时雨量感测器、亮度检测器、风速检测器、温度湿度检测器、紫外线检测器等等。定位模块23用以定位及传送位置信号，例如其具有全球定位系统(GPS)传送接收模块及天线模块。无线网络模块24用以传送及接收无线网络封包，例如其具有无线网络传输模块及天线模块。灯具功率与电压检测模块25耦接于处理单元20及连接座50的路灯接口27，并用以检测路灯100的照明装置30的输出功率及电压。灯具功率与电压检测模块25例如是功率测量器及电压测量器。灯具控制模块26耦接于处理单元20及连接座50的路灯接口27，并用以传送一控制信号至连接座50以控制路灯100的照明装置30。灯具控制模块26例如是一控制器。

请参照图3，其绘示第一实施例的环境检测方法的流程图。为了清楚说明上述各项元件的运作以及本实施例环境检测方法，以下是搭配一流程图详细说明如下。然而，本发明所属技术领域中具有通常知识者均可了解，本实施例的触控信号读取方法并不局限应用于图2的环境检测装置70及连接座50，也不局限于流程图的各项步骤顺序。

首先，在步骤S310中，定位模块23提供路灯100所在地的一经纬度。例如于此步骤中，利用定位模块23定位出路灯100所在地的经纬度。接着，于步骤S320中，气象信息检测模块22检测路灯100周围的气象信息。例如气象信息检测模块22检测路灯100所在地的气象信息，此气象信息可以是目前的日光亮度、风速、紫外线曝晒程度、温湿度等信息。

此外，于步骤S320后，依实际设计的需求，亦可进一步利用处理单元20执行依据经纬度及气象信息，以判断需启动或关闭照明装置30的步骤。举例而言，若是在傍晚时，且将要日落的情况下，若此时气象信息检测模块22所检测到的日光亮度小于一日光亮度门槛值，则处理单元20判断照明装置30需启动，接着，处理单元20控制灯具控制模块26输出一开启电源的控制信号至连接座50，以启动照明装置30。

接着，于启动照明装置30后，处理单元20会判断照明装置30是否异常，若照明装置30异常，则回报故障信息至服务器，并使照明装置30进入故障模式，其中，故障信息至少包括路灯的经纬度；反之，若照明装置30并非异常，则处理单元20直接依据气象信息及经纬度产生一网络封包。藉此，当路灯一但发生异常，处理单元20可即时地将故障信息回报至控制中心的主机，使得维修人员得以由路灯的经纬度以判断出是哪一盏路灯发生故障，解决以往维修人员仅能得知路灯发生故障的约略区域的问题。

另一方面，若是在清晨时，且将要日出的情况下，若此时气象信息检测模块22所检测到的日光亮度并大于或等于日光亮度门槛值，则处理单元20判断照明装置30需关闭，处理单元20控制灯具控制模块26输出一关闭电源的控制信号至连接座50，以关闭照明装置30。此外，照明装置30不仅局限于依据日光亮度以进行上述步骤，照明装置30亦可依据气象信息检测模块22所检测到的风速、温度湿度、紫外线等信息利用上述方法进行判断。藉此，照明装置30可自动地依据气象信息检测模块22所检测到的气象信息，以判断目前的环境状况下，照明装置30需要开启或关闭或是调整亮度。此外，无线网络模块24亦可将气象信息传送至服务器后，再由服务器控制开启或关闭照明装置30。

接着，执行步骤S330。在步骤S330中，处理单元20依据气象信息及经纬度产生网络封包。例如，处理单元20依据气象信息检测模块22检测路灯100所在地的日光亮度及经纬度，以产生网络封包。于步骤S340中，无线网络模块24传送网络封包至一服务器。通过上述步骤，只要有移动网络的地方，即可利用无线网络模块24将网络封包通过移动网络进行传输，由于现今移动网络覆盖率相当高，故不仅不用重新配线，更可适应性地需要回报周围环境信息的路灯上，加装方便拆卸的连接座50，并于连接座50上配置环境检测装置70，以藉由检测气象数据，进而即时性地控制照明装置30。此外，以往路灯几乎是以分区来做控制，藉由上述利用无线网络模块24传送网络封包，可达到单独控制某一特定路灯的开关及亮度的功效。

另外，于步骤S340后，依实际设计的需求，亦可进一步利用处理单元20判断目前时间是否达到一预定时间。例如，处理单元20被设定于预定时间5:00时传送网络封包至服务器，若目前时间已达5:00，则处理单元20控制无线网络模块24传送网络封包至服务器。接着，处理单元20进一步判断无线网络模块24是否接收到服务器的一控制命令，若无线网络模块24接收到服务器的控制命令，则处理单元20进行对应控制命令20的动作。相反地，若无线网络模块24未接收到服务器的控制命令，则气象信息检测模块22重新进入步骤S320，检测环境感测装置70所在位置的气象信息。

反之，若处理单元20被设定于预定时间5:00时传送网络封包至服务器，而目前时间为4:50，则尚未达到预定时间，因此处理单元20暂不传送网络封包至服务器，并且直接判断无线网络模块24是否接收到服务器的控制命令。若无线网络模块24接收到服务器的控制命令，则处理单元20进行对应控制命令的动作。相反地，若无线网络模块24未接收到服务器的控制命令，则气象信息检测模块22重新检测环境感测装置70所在位置的气象信息。其中，控制命令是由服务器端下判断而进行控制与调整，例如当服务器端藉由接收到的气象信息，以判断天气状况出现沙尘暴时，则传送一开启照明装置30或调亮照明装置30的控制命令至无线网络模块24，以确保用路人的安全。如此一来，处理单元20仅在使用者设定的预设时间进行传送网络封包，可减少因为过于频繁的传送网络封包而产生的耗电量。

此外，请参照图4，其绘示第二实施例的路灯400的示意图。图4与图1的路灯不同之处在于图4更具有一时雨量感测器90，当下雨时，雨水会经过时雨量感测器90而滑入环境检测装置70后排出，此时，雨量感测器将接收到的雨水的流量转为一电压，以取得与雨水相关的一雨量电压值，并可将雨量电压值及此路灯的经纬度回传至服务器，而位于服务器端的使用者可由雨量电压值推估出此路灯的经纬度的雨量值，因此，路灯400除照明的用途外，已俨然具有一小型的气象观测站的功效。

第三实施例

请参照同时图5～图6，图5绘示第三实施例的路灯500的示意图，图6绘示第三实施例的环境检测装置70及连接座50的方框图。本实施例的路灯500与第一实施例的路灯100不同之处在于本实施例的路灯500更包含一警报装置93，且本实施例的环境检测装置70更包含一警报产生系统28及一即时影像检测模块29。其中，警报装置93设置于路灯100的灯杆10上，当警报装置93被触发后，警报装置93送出一警报信号至处理单元20，处理单元20通过警报产生系统28以发出一警示光源或一警示音效。此外，警报产生系统28可包含一警示光源模块及一警示音效模块，警示光源模块例如为一发光二极管，警示音效模块例如为一声音广播装置。此外，处理单元20可进一步地通过即时影像检测模块29以控制置于路灯500上的一影像撷取装置，并将影像撷取装置的摄像镜头转动至可撷取到路灯500下方的影像画面的位置，接着，处理单元20依据警报信号及路灯500的经纬度产生一网络封包，并传送网络封包至服务器。

藉此，当行人于路灯500下方发生紧急事故时，例如，同行的友人突然晕倒，则清醒的另一人可即时按下警报装置93，使得警报产生系统28发出警示光源或警示音效，让旁人能够注意到以协助救助。此外，位于远端的服务器亦会收到警报信号并利用路灯500的经纬度，得知位于路灯500下方发生紧急事故，而位于服务器端的操控人员可立刻派遣救护车前往路灯500的位置，以达到立即协助处理紧急事故的功效。另外，影像检测模块29亦可以传送的路灯500下方的影像画面至服务器，使服务器端得以及时观看事故现场以了解紧急事故的情形，据此，本实施例利用路灯的广布的特性，使其可被应用至社会安全的各个层面。

第四实施例

请参照同时图7～图8，图7绘示第四实施例的环境检测装置70及连接座50的方框图，图8绘示第四实施例的环境检测方法的流程图。本实施例与第一实施例的环境检测装置70的不同之处在于本实施例的环境检测装置70更包括一即时影像检测模块29，即时影像检测模块29耦接于处理单元20，而本实施例的环境检测方法与第一实施例的不同之处在于本实施例的步骤S820及S830取代步骤S320及S330，进一步地检测一影像画面，并依据气象信息、经纬度及影像画面以产生网络封包。而步骤S810、S840与第一实施例的步骤S310、S340相同，此处不再重复叙述。如此一来，服务器端可接收到影像感测装置所检测到的气象信息、经纬度及影像画面，故此路灯除了提供经纬度及监测到的气象信息外，更具有与监视器相同的功效。

第五实施例

请参照图9，图9绘示第五实施例的环境检测装置70及连接座50的方框图。本实施例与第四实施例的环境检测装置70的不同之处在于本实施例的环境检测装置70更包括一移动检测模块31，移动检测模块31耦接于处理单元20，用以检测影像画面中的至少一移动物体，接着，处理单元20判断影像画面中的至少一移动物体的数量是否大于一移动数量门槛值，并产生一判断结果。处理单元20可根据判断结果决定是否调整照明装置30。例如，若影像画面中的至少一移动物体的数量大于移动数量门槛值，则调整照明装置30的亮度，若影像画面中的至少一移动物体的数量若不大于移动数量门槛值，则维持照明装置30的目前亮度。此外，本实施例的其余部分与第三实施例相同，此处不再重复叙述。

举例而言，当天气出现沙尘暴的情形时，即使于白天，气象检测模块所22测得的环境亮度仍较低，且路上行人较少，此时若处理单元20藉由移动检测模块31判断影像画面中的移动的物体的数量大于一移动数量门槛值时，则可调亮照明装置30的亮度。其中，移动的物体可以是行人或车辆，藉此，可达到提供用路人安全且合适的亮度，且于没有行人或车辆经过时，使照明装置30无需开启较亮的亮度，以达到省电的效果。

第六实施例

请参照图10，其绘示第六实施例的环境检测装置70及连接座50的方框图。本实施例与第一实施例的环境检测装置70的不同之处在于本实施例的环境检测装置70更包括一基地台32，用以传输及/或接收一信号，当服务器判断一地理区域内的所有路灯皆异常时，服务器传输一区域异常信号。此外，本实施例的其余部分与第一实施例相同，此处不再重复叙述。

举例而言，基地台32可由电源模块21供应电源，以传送或发送信号，此外，当服务器接收到多个路灯皆为异常的情况，并非单一路灯损坏，且此些异常的路灯的经纬度皆十分靠近时，很可能是整个地理区域内的电缆被剪断，因此，可藉由服务器传送区域异常信号给基地台所属的电信业者，此外，服务器亦可由未受影响的基地台，以传送区域异常信号给基地台所属的电信业者，藉由上述方法可达到有安全且效率的控管各个基地台的功效。

第七实施例

请参照图11，图11绘示第七实施例的环境检测装置70及连接座50的方框图。本实施例与第一实施例的环境检测装置70的不同之处在于本实施例更包括基地台32、移动检测模块31、即时影像检测模块29、警报产生系统28。此外，本实施例的上述部分的相关实施方法已于前述第一～第五实施例详述之，此处不再重复叙述。

虽然上述实施例是分为第一～第七实施例为例作说明，然而其中第一～第六实施例可同时或选择性地实施于同一路灯100上。因此，本发明发明藉由上述方法可利用无线传输方式，可独立控制每一个照明装置30的开关与调整其亮度，亦避免为了回报路灯状态而需要重新布线的问题。且本发明发明并通过环境检测装置70以检测路灯周边的气象信息，使路灯除了具有照明效果外，更可将环境检测装置70所检测到的环境状态回传至控制中心主机或服务器，以达到依据此些环境状态以进一步动态地控制照明装置30的功效。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (25)

1.一种环境检测方法，适用于一路灯，其特征在于，该环境检测方法包括:

提供该路灯所在位置的一经纬度；

检测该路灯所在位置的一气象信息；

依据该气象信息及该经纬度产生一第一网络封包；以及

传送该第一网络封包至一服务器。

2.根据权利要求1所述的环境检测方法，其特征在于，在检测该路灯所在位置的一气象信息的步骤后，更包括:

依据该经纬度及该气象信息，判断需启动或关闭该路灯的一照明装置；

若该路灯的该照明装置需启动，则启动该路灯的该照明装置并判断该路灯的该照明装置是否异常，若该路灯的该照明装置异常，则回报故障信息至该服务器，并使该路灯的该照明装置进入故障模式；以及

若该路灯的该照明装置需关闭，则关闭该路灯的该照明装置。

3.根据权利要求1所述的环境检测方法，其特征在于，在依据该气象信息及该经纬度产生一第一网络封包的步骤后，更包括：

判断一目前时间是否达到一预定时间；

若该目前时间已达到该预定时间，则传送该第一网络封包至该服务器；以及

若该目前时间尚未达到该预定时间，则不传送该第一网络封包至该服务器。

4.根据权利要求1所述的环境检测方法，其特征在于，在依据该气象信息及该经纬度产生一第一网络封包的步骤后，更包括：

判断该环境感测装置是否接收到该服务器的一控制命令，若该环境感测装置接收到该服务器的该控制命令，则进行对应该控制命令的动作。

5.根据权利要求1所述的环境检测方法，更包括：

接收一流体；

当该流体流经一时雨量感测器时，该时雨量感测器将该流体的流量转为一电压，以取得与该流体相关的一雨量电压值。

6.根据权利要求1所述的环境检测方法，其特征在于，更包括:

依据该环境感测装置所测得的该气象信息，以调整该路灯的一照明装置。

7.根据权利要求1所述的环境检测方法，其特征在于，当该环境感测装置接收到一警报信号后，该环境感测装置利用一警报产生系统以发出一警示光源或一警示音效。

8.根据权利要求7所述的环境检测方法，其特征在于，更包括:

依据该警报信号及该经纬度产生一第二网络封包；以及

传送该第二网络封包至该服务器。

9.根据权利要求1所述的环境检测方法，其特征在于，该环境感测装置利用一即时影像检测模块以检测一影像画面，并依据该影像画面产生一第二网络封包，并传送该第二网络封包至该服务器。

10.根据权利要求1所述的环境检测方法，更包括:

藉由一即时影像检测模块以检测一影像画面；

藉由一移动检测模块以检测该影像画面中的至少一移动物体；

判断该影像画面中的该至少一移动物体的数量是否大于一移动数量门槛值，并产生一判断结果；以及

根据该判断结果决定是否调整该路灯的一照明装置。

11.根据权利要求1所述的环境检测方法，其特征在于，更包括:

藉由设置于该环境感测装置上的一基地台传输及/或接收一信号。

12.根据权利要求11所述的环境检测方法，其特征在于，当该服务器判断一地理区域内的所有路灯皆异常时，该服务器传送一区域异常信号。

13.一种环境检测装置，通过一连接座耦接于一路灯的一照明装置上，用以管理该路灯的该照明装置；其特征在于，

该环境检测装置包括:

一定位模块，用以提供该环境检测装置所在地的一经纬度；

一气象信息检测模块，用以检测该经纬度的一气象信息；

一处理单元，耦接于该定位模块及该气象信息检测模块，该处理单元用以依据该气象信息及该经纬度产生一第一网络封包；以及

一无线网络模块，耦接于该处理单元，该无线网络模块传送该第一网络封包至一服务器。

14.根据权利要求13所述的环境检测装置，其特征在于，更包括:

一电源模块，耦接于该处理单元，该电源模块用以供应或接收一电源；

一灯具功率与电压检测模块，耦接于该连接座及该处理单元，该灯具功率与电压检测模块用以检测该路灯的该照明装置的输出功率及电压；以及

一灯具控制模块，耦接于该连接座及该处理单元，该灯具控制模块用以传送一控制信号至该连接座。

15.根据权利要求14所述的环境检测装置，其特征在于，该处理单元更依据该经纬度及该气象信息，以判断需启动或关闭该路灯的该照明装置；

若该路灯的该照明装置需启动，则该处理单元控制该灯具控制模块输出一开启电源的控制信号至该连接座，以启动该路灯的该照明装置，且该处理单元判断该路灯的该照明装置是否异常，若该路灯的该照明装置异常，则回报故障信息至该服务器，并使该路灯的该照明装置进入故障模式；以及

若该路灯的该照明装置需关闭，则该处理单元控制该灯具控制模块输出一关闭电源的控制信号至该连接座，以关闭该路灯的该照明装置。

16.根据权利要求13所述的环境检测装置，其特征在于，该处理单元更判断一目前时间是否达到一预定时间；

若该目前时间已达到该预定时间，则该处理单元控制该无线网络模块传送该第一网络封包至该服务器；以及

若该目前时间尚未达到该预定时间，则不传送该第一网络封包至该服务器。

17.根据权利要求13所述的环境检测装置，其特征在于，该处理单元判断该无线网络模块是否接收到该服务器的一控制命令；

若该无线网络模块接收到该服务器的该控制命令，则该处理单元进行对应该控制命令的动作。

18.根据权利要求13所述的环境检测装置，其特征在于，更包括：

一时雨量感测器，用以接收一流体，当该流体流经该时雨量感测器，该时雨量感测器将该流体的流量转为一电压，以取得与该流体相关的一雨量电压值。

19.根据权利要求14所述的环境检测装置，其特征在于，该处理单元依据该气象信息以控制该灯具控制模块，并由该灯具控制模块送出该控制信号至该连接座，藉由该连接座调整该路灯的该照明装置。

20.根据权利要求13所述的环境检测装置，其特征在于，更包括:

一警报装置，设置于该路灯的一灯杆上，当该警报装置被触发后，该警报装置送出一警报信号至该处理单元，该处理单元通过一警报产生系统以发出一警示光源或一警示音效。

21.根据权利要求20所述的环境检测装置，其特征在于，当该警报装置被触发后，该处理单元依据该警报信号及该经纬度产生一第二网络封包，并传送该第二网络封包至该服务器。

22.根据权利要求13所述的环境检测装置，其特征在于，更包括:

一即时影像检测模块，耦接于该处理单元，用以检测一影像画面；以及

该处理单元依据该影像画面产生一第二网络封包，并传送该第二网络封包至该服务器。

23.根据权利要求13所述的环境检测装置，其特征在于，更包括:

一即时影像检测模块，耦接于该处理单元，用以检测一影像画面；以及

一移动检测模块，耦接于该处理单元，用以检测该影像画面中的至少一移动物体；

其中该处理单元判断该影像画面中的该至少一移动物体的数量是否大于一移动数量门槛值，并产生一判断结果；以及根据该判断结果决定是否调整该路灯的该照明装置。

24.根据权利要求13所述的环境检测装置，其特征在于，更包括:

一基地台，设置于该路灯，用以传输及/或接收一信号。

25.根据权利要求24所述的环境检测装置，其特征在于，当该服务器判断一地理区域内的所有路灯皆异常时，该服务器传送一区域异常信号。