CN104936336A

CN104936336A - 一种智慧路灯控制系统与实现方法

Info

Publication number: CN104936336A
Application number: CN201410110853.0A
Authority: CN
Inventors: 陈南宪; 陈泽宇; 杨立梅
Original assignee: HANGZHOU ZHIER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU ZHIER TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2015-09-23

Abstract

本发明公布一种智慧路灯控制系统与实现方法，如图1所示，该系统包括服务器平台、云端平台、网络接入设备、路灯、电脑、手持设备、集中控制器；路灯包括智能通讯控制模块和灯具，集中控制器包括智能通讯控制模块、断路器、交流接触器、中间继电器、熔断器，如图2所示，智能通讯控制模块包括处理器、存储器单元、GPS定位模块、按键、网络通讯单元、电源电压检测单元、电源电流检测单元、电源电量检测单元、传感器以及为整个智能通讯控制模块提供电源及电源管理的电池充、放电管理单元。智能通讯控制模块上设计了服务器服务程序，如web服务、应用程序服务等，用户可以不需通过显示屏和按键也能设置模块的参数，直接通过浏览器或客户端软件对模块的参数进行设置。本发明使用简单、方便、结构简单，是路灯智慧化管理的有效的实现方式。

Description

一种智慧路灯控制系统与实现方法

技术领域

本发明涉及一种互联网技术、控制领域，尤其涉及一种智慧路灯控制系统。

背景技术

路灯是与人们生活息息相关的重要公共基础设施，一方面保证夜间车辆和行人的交通的安全，另一方面承担了整个城市形象美化的重任。目前，我国城市路灯主要采用高压钠灯，存在光效较低、寿命较短和回收造成环境污染等问题；同时，路灯管理的信息化水平较低，管理方式相对落后。因此，通过新的信息化手段和照明技术，基于公共照明进行节能减排和环保，是建设现代效能型社会的一个重要途径。

智慧路灯系统应集硬件、系统、服务和优化管理为一体，完美结合物联网技术与节能技术，使路灯由传统粗放管理模式向智慧管理模式转型升级，大幅节省电力资源，提升路灯管理水平，节省维护成本，并兼容超级钠灯、LED光源，实现了针对不同城市道路照明的节能增效解决方案；现阶段我国的路灯基本上处于智能化水平，无法满足“智慧城市”管理服务需求的发展。

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种智慧路灯控制系统与实现方法，实现对路灯智慧化管理服务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智慧路灯控制系统与实现方法，实现简单、方便地对路灯远程统一管理。

一种智慧路灯的实现方法，其特征在于，其包括云端平台和可与云端平台通讯的手持设备、电脑、路灯、服务器平台，该实现方法包括如下步骤：

1)设置路灯参数：

通过浏览器或客户端软件登陆到路灯的服务器中，对路灯进行参数设置；

2)建立管理账号：

通过浏览器或客户端软件登陆到云端平台，建立管理账号；

3)在管理账号中添加路灯：

在管理账号中添加路灯，路灯与路灯之间支持多层次级联；

4)操控及读取路灯参数：

在网络覆盖区域内，通过浏览器或客户端软件登陆到云端平台，使用管理账号，可以对路灯进行操控以及读取路灯参数。

一种智慧路灯控制系统，用于通过智慧的方式管理路灯，包括云端平台、电脑、手持设备、服务器平台、网络接入设备、路灯，其特征在于，所述的路灯包括智能通讯控制模块和灯具，所述的智能通讯控制模块包括包括处理器、存储器单元、GPS定位模块、按键、网络通讯单元、电源电压检测单元、电源电流检测单元、电源电量检测单元、传感器以及为整个智能通讯控制模块提供电源及电源管理的电池充、放电管理单元。

本发明所述的一种智慧路灯控制系统与实现方法，所有路灯通过云端平台统一管理，共享服务器平台、云端平台以及与云端联接的其它设备的资源，实现简单，使用方便。

步骤1)中，通过浏览器或客户端软件登陆到路灯的服务器中，对路灯进行参数设置；

步骤2)中，通过管理账号对路灯进行统一管理；

步骤3)中，路灯与路灯之间支持多层次级联；

步骤4)中，所述的网络覆盖区域包括互联网、局域网、3G、4G的一种或多种；

步骤4)中，所述的操控包括定时开关、场景设置、场景控制、组合设置、组合控制、亮度调节的一种或多种功能。

作为优选，所述的网络通讯单元为有线网络通讯、无线网络通讯的一种或两种。有线网络通讯是通过有线的方式与互联网、局域网等网络联接；无线网络通讯是通过无线的方式与互联网、局域网等网络联接；路灯直接接入网络接入设备时，网络通讯单元只需要具备有线网络通讯或无线网络通讯的一种；路灯多层次级联时，集中控制器需具备接入网络接入设备以及为路灯提供接入的网络通讯功能，路灯需具备接入上一层级以及为下一层级路灯提供接入的网络通讯功能。

作为优选，所述的路灯之间支持多层次级联功能，级联方式是有线网络方式、无线网络方式的一种或两种；所述的路灯为太阳能路灯；所述的路灯内有电池，在没有外面电源的情况下，路灯也能正常工作；所述的路灯具有电源电压检测、电源电流检测、电源电量检测的功能。所述的路灯具有太阳能路灯的特性和功能；所述的路灯之间支持多层次级联是指一些路灯不直接联接网络接入设备，多层次级联是指集中控制器(如图4、图5所示)直接联接网络接入设备，第一个路灯与集中控制器联接，第二个路灯与第一个路灯联接，第三个路灯与第二个路灯联接，以此类推，组成级联路灯网络。

进一步优选，所述的无线网络通讯为wifi、3G、4G、GPRS、zigbee、蓝牙、NFC、红外的一种或多种；所述的有线网络通讯为串口、485、USB、Can、Profi Bus、DeviceNet、FF、LonWorks、WorldFIP、ControlNet、Ethernet、PLC电力线载波的一种或多种。所述的无线网络通讯，采用wifi方便接入互联网或局域以太网网络，采用zigbee方便接入zigbee网络，与zigbee节点互联互通，采用蓝牙方便接入蓝牙网络，与蓝牙设备互联互通，采用3G、4G方便接入移动网络，与移动设备互联互通，采用NFC方便与射频设备互联互通，采用红外方便与红外设备互联互通；所述的有线网络通讯，采用USB方便与USB设备互联互通，采用Ethernet方便与互联网或局域以太网设备互联互通，采用工业总线，方便与工业总线接口的设备互联互通。

作为优选，所述的网络接入设备为有线路由器、无线路由器、通讯基站的一种或多种；所述的服务器平台为局域网服务器或互联网服务器的一种或两种。电脑等设备通过Ethernet的方式接入互联网、局域网时，网络接入设备为有线路由器；电脑等设备通过WIFI的方式接入互联网、局域网时，网络接入设备为无线路由器；电脑等设备通过3G或4G的方式接入互联网、局域网时，网络接入设备为通讯基站；路灯之间级联时，采用工业总线时，可以不需要网络接入设备。

作为优选，所述的智能通讯控制模块具有服务器服务功能，通过浏览器或客户端软件对所述的智能通讯控制模块进行参数设置，其中服务器服务功能包括web服务、应用程序服务的一种或两种；所述的智能通讯控制模块具有WPS功能。用浏览器或客户端软件进行参数设置，方便用户操作，可以方便对路灯进行读、写操作，轻松的让路灯工作在理想状态，也可以轻松获取路灯的状态；路由器有一个WPS功能按键，同时按所述的智能通讯控制模块与路由器的WPS按键，能方便的把路灯接入到路由器。

作为优选，所述的传感器为人体移动感应传感器、车辆移动感应传感器、环境温湿度传感器、环境PM2.5传感器的一种或多种。通过人体移动感应传感器，路灯能感知到附近有人经过，通过车辆移动感应传感器，路灯能感知到附近有车经过，通过环境温湿度传感器，路灯能感知所处环境的温湿度，通过环境PM2.5传感器，路灯能检测出所处环境的PM2.5浓度。

作为优选，所述的路灯具有定位功能，定位功能包括定位路灯所处的位置以及为周围人们提供位置提示服务两方面功能。通过GPS定位模块定位路灯所处的位置，路灯自动在地图上找到自己的位置，不仅方便用户操作，而且可以防盗以及方便维修定位等；为周围的人们提供位置提示服务，对不熟悉地形的人们来说是非常有意义的，特别在景区，外地游客通过这个功能，清楚的知道所处的位置，在110报警方面，能非常快速的找到报警者所处的位置。

本发明操作简单、扩展性强，为路灯控制提供一种便捷的、低成本的、高效的方案。

附图说明

图1是基于本发明的智能通讯控制模块的示意图。

图2是基于本发明的基于wifi的一种智慧路灯控制系统的示意图。

图3是基于本发明的基于4G或3G的一种智慧路灯控制系统的示意图。

图4是基于本发明的基于wifi级联的一种智慧路灯控制系统的示意图。

图5是基于本发明的基于4G或3G级联的一种智慧路灯控制系统的示意图。

具体实施方式

下列结合附图以示例的方式对本方案的实施进行说明。

1.实施例1：

图2是基于本发明的基于wifi的一种智慧路灯控制系统的示意图。图1是基于本发明的智能通讯控制模块的示意图。图1所示，所述智能通讯控制模块的处理器以Cortex M3内核的处理器STM32F105为核心，GPS定位模块用通用的GPS模块，通过串口与处理单元连接，按键用来输入命令和数据，存储单元用来保存数据与系统运行时参数，网络通讯单元采用通用的无线wifi模块，无线wifi模块与处理单元通过串口连接，人体移动感应传感器采用以松下的AMN44121为核心，车辆移动感应传感器采用雷达感应模块，环境温湿度传感器采用以DHT11为核心，环境PM2.5传感器采用霍尼韦尔PM2.5传感器，电源电压检测单元主要功能检测路灯电源的电压值，采用以TI的TLC1543为核心、电源电流检测单元采用电流互感器、电源电量检测单元采用以计量芯片BL6523A为核心。

路灯主要包括智能通讯控制模块、灯具、太阳能功能部件，图2所示，所有的路灯直接接入城市免费WIFI，当然，也可以接入其它WIFI，路灯上只需布置电力线，为路灯提供电能。路灯之间不需要直接通讯联接。工作流程如下：

1)设置路灯参数：

通过浏览器或客户端软件登陆到路灯的服务器中，对路灯进行参数设置。设置路灯参数可以在现场进行，如果已知WIFI接入端的SSID，也可以在出厂时完成。在路灯接入WIFI后，也可以通过远程设置参数。

2)建立管理账号：

通过浏览器或客户端软件登陆到云端平台，建立管理账号。

3)在管理账号中添加路灯：

在管理账号中添加所有欲操控的路灯。

4)操控及读取路灯参数：

以上工作完成后，就可以对路灯进行操控。

此施例主要应用在城市的智慧路灯管理上，具有操作简单、路灯施工方便、维护方便、管理智慧化的特点。

2.实施例2：

图3是基于本发明的基于4G或3G的一种智慧路灯控制系统的示意图。图1是基于本发明的智能通讯控制模块的示意图。图1所示，所述智能通讯控制模块的处理器以Cortex M3内核的处理器STM32F105为核心，GPS定位模块用通用的GPS模块，通过串口与处理单元连接，按键用来输入命令和数据，存储单元用来保存数据与系统运行时参数，网络通讯单元采用通用的4G模块，也可以使用3G模块，模块与处理单元通过串口连接，人体移动感应传感器采用以松下的AMN44121为核心，车辆移动感应传感器采用雷达感应模块，环境温湿度传感器采用以DHT11为核心，环境PM2.5传感器采用霍尼韦尔PM2.5传感器，电源电压检测单元主要功能检测路灯电源的电压值，采用以TI的TLC1543为核心、电源电流检测单元采用电流互感器、电源电量检测单元采用以计量芯片BL6523A为核心。

路灯主要包括智能通讯控制模块、灯具、太阳能功能部件，图3所示，所有的路灯直接接入通讯基站，路灯上只需布置电力线，为路灯提供电能。路灯之间不需要直接通讯联接。工作流程如下：

1)设置路灯参数：

每个路灯内都有一张4G或3G卡，通过浏览器或客户端软件登陆到路灯的服务器中，对路灯进行参数设置。设置路灯参数可以在现场进行，也可以通过远程设置参数。

2)建立管理账号：

通过浏览器或客户端软件登陆到云端平台，建立管理账号。

3)在管理账号中添加路灯：

在管理账号中添加所有欲操控的路灯。

4)操控及读取路灯参数：

以上工作完成后，就可以对路灯进行操控。

此施例主要应用在非城市区域，无线WIFI覆盖比较困难的区域，具有操作简单、路灯施工方便、维护方便、管理智慧化的特点，但是使用成本要比实施例1高一些。

3.实施例3：

图4是基于本发明的基于wifi级联的一种智慧路灯控制系统的示意图。图4所示，集中控制器包括智能通讯控制模块、断路器、交流接触器、中间继电器、熔断器等，图1是基于本发明的智能通讯控制模块的示意图。图1所示，集中控制器内的智能通讯控制模块的处理器以Cortex A8内核的处理器Am335x为核心，GPS定位模块用通用的GPS模块，通过串口与处理单元连接，按键用来输入命令和数据，存储单元用来保存数据与系统运行时参数，网络通讯单元与网络接入设备之间采用通用的无线wifi模块联接，无线wifi模块与处理单元通过串口连接，网络通讯单元与路灯之间采用通用的PLC电力线载波模块联接(用zigbee模块也行)，PLC电力线载波模块与处理单元通过串口连接，人体移动感应传感器采用以松下的AMN44121为核心，车辆移动感应传感器采用雷达感应模块，环境温湿度传感器采用以DHT11为核心，环境PM2.5传感器采用霍尼韦尔PM2.5传感器，电源电压检测单元主要功能检测路灯电源的电压值，采用以TI的TLC1543为核心、电源电流检测单元采用电流互感器、电源电量检测单元采用以计量芯片BL6523A为核心。

路灯主要包括智能通讯控制模块、灯具、太阳能功能部件，图1所示，路灯内的智能通讯控制模块的处理器以Cortex M3内核的处理器STM32F105为核心，GPS定位模块用通用的GPS模块，通过串口与处理单元连接，按键用来输入命令和数据，存储单元用来保存数据与系统运行时参数，路灯的网络通讯单元与上一层级之间采用PLC电力线载波模块联接，PLC电力线载波模块与处理单元通过串口连接，路灯的网络通讯单元与下一层级路灯之间采用的PLC电力线载波模块联接，PLC电力线载波模块与处理单元通过串口连接，人体移动感应传感器采用以松下的AMN44121为核心，车辆移动感应传感器采用雷达感应模块，环境温湿度传感器采用以DHT11为核心，环境PM2.5传感器采用霍尼韦尔PM2.5传感器，电源电压检测单元主要功能检测路灯电源的电压值，采用以TI的TLC1543为核心、电源电流检测单元采用电流互感器、电源电量检测单元采用以计量芯片BL6523A为核心。

图4所示，所有的集中控制器直接接入城市免费wifi，当然也可以接入到其它wifi，路灯上布置电力线，为路灯提供电能，路灯之间采用级联的方式，即第一个路灯与集中控制器联接，第二个路灯与第一个路灯联接，第三个路灯与第二个路灯联接，以此类推，在此案例中，采用PLC电力线载波的方式级联，当然也可以采用zigbee、工业总线的方式级联。工作流程如下：

1)设置路灯参数：

通过浏览器或客户端软件登陆到集中控制器的服务器中，对集中控制器进行参数设置。设置集中控制器参数可以在现场进行；在已知接入wifi的SSID的情况下，也可以在出厂时完成设置；在集中控制器接入wifi后，也可以通过远程设置参数。

2)建立管理账号：

通过浏览器或客户端软件登陆到云端平台，建立管理账号。

3)在管理账号中添加路灯：

在管理账号中添加所有欲操控的集中控制器以及其下面的路灯。

4)操控及读取路灯参数：

以上工作完成后，就可以对集中控制器及其下面的路灯进行操控。

此施例主要应用在无线WIFI有覆盖，但覆盖面不大的的区域，具有操作简单、路灯施工方便、维护方便、管理智慧化的特点，但是材料成本要比实施例1、实施例2高一些。

4.实施例4：

图5是基于本发明的基于4G或3G级联的一种智慧路灯控制系统的示意图。图5所示，集中控制器包括智能通讯控制模块、断路器、交流接触器、中间继电器、熔断器等，图1是基于本发明的智能通讯控制模块的示意图。图1所示，集中控制器内的智能通讯控制模块的处理器以Cortex A8内核的处理器Am335x为核心，GPS定位模块用通用的GPS模块，通过串口与处理单元连接，按键用来输入命令和数据，存储单元用来保存数据与系统运行时参数，集中控制器的网络通讯单元与网络接入设备之间采用通用的4G模块联接(也可以采用3G模块)，模块与处理单元通过串口连接，集中控制器的网络通讯单元与下一层级路灯之间采用zigbee模块模块联接，(PLC电力线载波模块也行)，zigbee模块与处理单元通过串口连接，人体移动感应传感器采用以松下的AMN44121为核心，车辆移动感应传感器采用雷达感应模块，环境温湿度传感器采用以DHT11为核心，环境PM2.5传感器采用霍尼韦尔PM2.5传感器，电源电压检测单元主要功能检测路灯电源的电压值，采用以TI的TLC1543为核心、电源电流检测单元采用电流互感器、电源电量检测单元采用以计量芯片BL6523A为核心。

路灯主要包括智能通讯控制模块、灯具、太阳能功能部件，图1所示，路灯内的智能通讯控制模块的处理器以Cortex M3内核的处理器STM32F105为核心，GPS定位模块用通用的GPS模块，通过串口与处理单元连接，按键用来输入命令和数据，存储单元用来保存数据与系统运行时参数，路灯的网络通讯单元与上一层级之间采用zigbee模块联接，zigbee模块与处理单元通过串口连接，路灯的网络通讯单元与下一层级路灯之间采用的zigbee模块联接，zigbee模块与处理单元通过串口连接，人体移动感应传感器采用以松下的AMN44121为核心，车辆移动感应传感器采用雷达感应模块，环境温湿度传感器采用以DHT11为核心，环境PM2.5传感器采用霍尼韦尔PM2.5传感器，电源电压检测单元主要功能检测路灯电源的电压值，采用以TI的TLC1543为核心、电源电流检测单元采用电流互感器、电源电量检测单元采用以计量芯片BL6523A为核心。

图5所示，所有的集中控制器直接接入通讯基站，路灯上布置电力线，为路灯提供电能，路灯之间采用级联的方式，即第一个路灯与集中控制器联接，第二个路灯与第一个路灯联接，第三个路灯与第二个路灯联接，以此类推，在此案例中，采用zigbee的方式级联，当然也可以采用PLC电力线载波、工业总线的方式级联。工作流程如下：

1)设置路灯参数：

每个集中控制器内都有一张4G或3G卡，通过浏览器或客户端软件登陆到路灯的服务器中，对集中控制器进行参数设置。设置集中控制器参数可以在现场进行，也可以通过远程设置参数。

2)建立管理账号：

通过浏览器或客户端软件登陆到云端平台，建立管理账号。

3)在管理账号中添加路灯：

4)操控及读取路灯参数：

此施例主要应用在无线WIFI无法覆盖的区域，具有操作简单、路灯施工方便、维护方便、管理智慧化的特点。

以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种智慧路灯控制系统，用于通过智慧的方式管理路灯，包括云端平台、电脑、手持设备、服务器平台、网络接入设备、路灯、集中控制器，其特征在于，所述的路灯包括智能通讯控制模块和灯具，所述的集中控制器包括智能通讯控制模块、断路器、交流接触器、中间继电器、熔断器，所述的智能通讯控制模块包括包括处理器、存储器单元、GPS定位模块、按键、网络通讯单元、电源电压检测单元、电源电流检测单元、电源电量检测单元、传感器以及为整个智能通讯控制模块提供电源及电源管理的电池充、放电管理单元。

2.如权利要求1所述的一种智慧路灯控制系统，其特征在于，所述的网络通讯单元为有线网络通讯、无线网络通讯的一种或两种。

3.如权利要求1所述的一种智慧路灯控制系统，其特征在于，所述的路灯之间支持多层次级联功能，级联方式是有线网络方式、无线网络方式的一种或两种；所述的路灯为太阳能路灯；所述的路灯内有电池，在没有外面电源的情况下，路灯也能正常工作；所述的路灯具有电源电压检测、电源电流检测、电源电量检测的功能。

4.如权利要求2、权利要求3所述的一种智慧路灯控制系统，其特征在于，所述的无线网络通讯为wifi、3G、4G、GPRS、zigbee、蓝牙、NFC、红外的一种或多种；所述的有线网络通讯为串口、485、USB、Can、Profi Bus、DeviceNet、FF、LonWorks、WorldF IP、ControlNet、Ethernet、PLC电力线载波的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种智慧路灯控制系统，其特征在于，所述的网络接入设备为有线路由器、无线路由器、通讯基站的一种或多种；所述的服务器平台为局域网服务器或互联网服务器的一种或两种。

6.如权利要求1所述的一种智慧路灯控制系统，其特征在于，所述的智能通讯控制模块具有服务器服务功能，通过浏览器或客户端软件对所述的智能通讯控制模块进行参数设置，其中服务器服务功能包括web服务、应用程序服务的一种或两种；所述的智能通讯控制模块具有WPS功能。

7.如权利要求1所述的一种智慧路灯控制系统，其特征在于，所述的传感器为人体移动感应传感器、车辆移动感应传感器、环境温湿度传感器、环境PM2.5传感器的一种或多种。

8.如权利要求1所述的一种智慧路灯控制系统，其特征在于，所述的路灯具有定位功能，定位功能包括定位路灯所处的位置以及为周围人们提供位置提示服务两方面功能。

9.一种智慧路灯的实现方法，其特征在于，其包括云端平台和可与云端平台通讯的手持设备、电脑、路灯、服务器平台，该实现方法包括如下步骤：

1)设置路灯参数：

2)建立管理账号：

通过浏览器或客户端软件登陆到云端平台，建立管理账号；

3)在管理账号中添加路灯：

在管理账号中添加路灯，路灯与路灯之间支持多层次级联；

4)操控及读取路灯参数：

10.如权利要求9所述的一种智慧路灯的实现方法，其特征在于，所述的步骤1)中，通过浏览器或客户端软件登陆到路灯的服务器中，对路灯进行参数设置；所述的步骤2)中，通过管理账号对路灯进行统一管理；所述的步骤3)中，路灯与路灯之间支持多层次级联；所述的步骤4)中，所述的网络覆盖区域包括互联网、局域网、3G、4G的一种或多种；所述的步骤4)中，所述的操控包括定时开关、场景设置、场景控制、组合设置、组合控制、亮度调节的一种或多种功能。