CN105578659B - 一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及路灯控制技术领域，特别涉及一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统，包括路灯、路灯节点控制单元、网关单元以及服务器；所述的网关单元包括命令控制模块、策略控制模块，命令控制模块接收服务器发出的控制命令并将控制命令转换成执行命令，策略控制模块接收服务器发出的控制策略并将控制策略转换成执行命令；路灯节点控制单元接收命令控制模块和策略控制模块发出的执行命令后控制路灯点亮或熄灭。命令控制模块可实现对单个路灯节点控制单元的控制，当需要对多个路灯节点控制单元进行控制时，服务器只需要发送一个控制策略，然后通过策略控制模块将其转换成执行命令，这样保证了命令传达的准确性和及时性。
Description
技术领域
本发明涉及路灯控制技术领域，特别涉及一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统。
背景技术
图1中所示的是现有技术中常用的路灯照明控制系统，包括路灯、路灯网关、服务器以及计算机，路灯设置有多组，可以将一条街道上的所有路灯划分为一组，也可以将一排路灯划分为一组；路灯网关安装在道路电箱中，具有通讯功能，可以接收服务器的发出的命令；路灯网关根据接收到的命令对多组路灯的回路进行控制从而实现对每一组路灯的开灯、关灯操作，同时，路灯网关可以对路灯的能耗进行采集并上传至服务器；计算机与服务器进行通讯，方便操作人员发出控制命令或采集相关数据。这样的路灯照明控制系统存在一个不足之处：服务器所发出的命令一般都是针对一组路灯的，这样虽然能够实现单组路灯的控制，但是当需要对多组路灯进行控制的时候，就需要发出多条命令，这样会影响到命令传达的准确性和及时性，在控制多组路灯时可能会发生控制失误的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统，能够准确的对路灯进行控制。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统，包括路灯、路灯节点控制单元、网关单元以及服务器；所述的网关单元包括命令控制模块、策略控制模块，命令控制模块接收服务器发出的控制命令并将控制命令转换成执行命令，策略控制模块接收服务器发出的控制策略并将控制策略转换成执行命令；路灯节点控制单元接收命令控制模块和策略控制模块发出的执行命令后控制路灯点亮或熄灭。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：命令控制模块可实现对单个路灯节点控制单元的控制，当需要对多个路灯节点控制单元进行控制时，服务器只需要发送一个控制策略，然后通过策略控制模块将其转换成执行命令，这样保证了命令传达的准确性和及时性。
附图说明
图1是现有技术的原理框图；
图2是本发明的原理框图；
图3是本发明各模块的原理框图。
具体实施方式
下面结合图2、图3，对本发明做进一步详细叙述。
参阅图2、图3，一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统，包括路灯、路灯节点控制单元、网关单元以及服务器；所述的网关单元包括命令控制模块、策略控制模块，命令控制模块接收服务器发出的控制命令并将控制命令转换成执行命令，策略控制模块接收服务器发出的控制策略并将控制策略转换成执行命令；路灯节点控制单元接收命令控制模块和策略控制模块发出的执行命令后控制路灯点亮或熄灭。通过设置路灯节点控制单元，可以实现对单个路灯的控制，控制起来更为方便、精确。当需要对路灯进行策略控制时，比如在某个时间段关闭所有的路灯，现有的方案是服务器到该时间段发出控制命令给网关单元，然后执行关灯动作，这样所传输的控制命令较多，既占用资源，又容易出错，准确度不高。本发明中，服务器只要将发送控制策略给网关单元，再由网关单元中的策略控制模块对控制策略进行解析，转换成执行命令，这样所传输的数据就比较少，不容易出错，且响应快。策略控制模块需要事先配置好才能实现将控制策略转换成执行命令。一般来说，策略包括经纬度、时间或者两者的混合。
作为本发明的优选方案，所述的网关单元包括数据解析模块，服务器发出的控制命令和控制策略采用JSON格式定义，数据解析模块对服务器发出的数据进行解析后再发送给命令控制模块和策略控制模块。JSON格式是网络通信中最简洁、同时也是非常简单的格式化标准，ZigBee需要更短的数据以减少数据传输的失败几率，因此采用帧格式的方式。
进一步地，所述的路灯节点控制单元包括路灯开关/调光模块和路灯数据采集模块，路灯开关/调光模块接收到执行命令后控制路灯点亮或熄灭或对路灯的亮度进行调节，路灯数据采集模块用于采集路灯的运行参数；所述的网关单元包括数据格式化模块，数据格式化模块接收路灯数据采集模块输出的数据并将该数据转换成JSON格式后发送给服务器。现在的路灯多采用LED灯，故可以很方便的调节其亮度，这里不仅仅对路灯的开关进行控制，还对路灯的亮度进行调节，从而实现节能的目的，路灯开关/调光模块接收到执行命令后通过PWM接口对LED灯进行调节。路灯数据采集模块是用于采集路灯运行时的各种参数，包括电压、电流、工作温度、有功功率、无功功率等等，采集这些数据一方面是对路灯的工作状态进行监测，另一方面是对这些数据进行分析进而能够获得路灯的能耗、使用寿命等信息。这里同样将数据转换成JSON格式的之后再进行传输，这样传输的速度和准确度都会有所提高。
当路灯出现故障需要进行维修的时候，一般都是通过服务器对网关单元发出控制命令，然后再通过网关单元转换成执行命令发送到路灯开关/调光模块进行操作，在路灯现场的维修人员很难通过服务器发送控制命令，带来维修的不便。本实施例中优选地，该系统还包括移动终端，所述的服务器包括应用接口模块，移动终端通过应用接口模块与服务器进行通讯，用户通过移动终端上安装的应用发出控制命令或控制策略或获取所采集到的路灯运行参数。通过设置移动终端，这样就能随时随地对路灯进行控制，控制起来非常的方便，也能方便的获取到路灯的参数，对于维修、检测来说，非常的方便。应用接口模块也即服务器定义系统各类服务的接口供移动APP应用管理系统使用，这些包括各类设备信息查询、设备状态查询、设备位置查询、统计数据查询、分析数据查询、告警查询、运行维护查询等，同时包括各类添加、修改、删除操作接口。
同样地，为了方便操作人员对系统的控制和监控，本实施例中还包括计算机，所述的服务器包括WEB接口模块，计算机通过WEB接口模块与服务器进行通讯，用户通过计算机上安装的软件发出控制命令或控制策略或获取所采集到的路灯运行参数。计算机与移动终端相比，功能更强大，但是便携性差一点，计算机一般布置在控制室中。WEB接口模块也即服务器定义系统各类服务的接口供PC端EB管理系统使用，这些包括各类设备信息查询、设备状态查询、设备位置查询、统计数据查询、分析数据查询、告警查询、运行维护查询等，同时包括各类添加、修改、删除操作接口。
优选地，所述的网关单元包括远程升级模块和故障诊断模块；远程升级模块通过Dthing Java虚拟机远程应用管理功能从服务器上下载新的功能用于实现命令控制模块、策略控制模块、数据解析模块、数据格式化模块功能的更新；故障诊断模块用于监测命令控制模块、策略控制模块、数据解析模块、数据格式化模块的运行状态并将监测结果发送至服务器。通过设置远程升级模块，对命令控制模块、策略控制模块、数据解析模块、数据格式化模块中的功能进行更新，提高了网关单元的可扩展性。故障诊断模块的设置，可以对命令控制模块、策略控制模块、数据解析模块、数据格式化模块的工作状态进行监控，及时发现这些模块运行时的错误，诊断模块还可以实现Log打印、网关watchdog的管理功能，同时还能下载新的诊断程序到网关设备上，单独对某一节点或某些灯控节点进行控制、诊断。
作为本发明的优选方案，所述的服务器包括Netty接入模块、事务处理模块、存储模块、数据库控制模块、统计模块、第一数据分析模块；各网关单元通过Netty接入模块与事务处理模块进行通讯；事务处理模块用于发出控制命令和控制策略并对Netty接收到的数据进行处理；存储模块用于存储事务处理模块处理后的数据；数据库控制模块用于创建、删除、修改存储模块中数据库以及增加、修改、删除数据表项；统计模块用于对数据库的内容进行统计；第一数据分析模块用于分析路灯的能耗、使用寿命。Netty接入模块支持大量并发访问的能力，同时没有对系统资源有过高的要求，Netty是由JBOSS提供的一个java开源框架，能提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具，用以快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序。通过设置存储模块，用于数据进行存储，方便用户日后查看、统计、分析。
上面的第一数据分析模块可以是操作人员自己定义的，也可以将原始数据库数据传输至云计算系统进行分析处理，并将运算结果返回给数据库。云计算系统包括云切割模块和云集群计算模块，云切割模块利用百度云的基础技术进行二次开发提供针对智能照明领域的云切割服务，切割后的服务空间和运行独立，并且切割后自动配置好智能照明云系统服务，同时支持用户的二次开发，进行再次切割。云集群计算模块提供可配置的集群计算技术利用百度的BMR技术，并增加智能照明能耗分析模型和预测模型快速的对大量数据库表项进行计算得出最终结果，最后将结果返回给第一数据分析模块。
本系统中，不仅对路灯的能耗进行了统计、分析，还对路灯的使用时长、使用寿命进行监测分析，这样就能预测出每盏路灯的预计更换时间，从而能够及时的通知维修人员预先做好更换路灯的准备，对于重要路段，对于预计需要更换的路灯予以提前更换，避免路灯使用时出现故障。同时，还能根据监测结果分析路灯的产品质量。
移动终端和计算机上的功能可以根据需要进行配置，下面提供较为优选的实施例供参考：
所述的移动终端为智能手机或平板或笔记本电脑，移动终端包括二维码扫描模块，用于通过扫描二维码添加网关单元和路灯节点控制单元，并将移动终端的经纬度作为所添加设备的经纬度；设备状态查询模块，用于查询网关单元以及网关单元下的路灯节电控制单元的列表；第一地图显示模块，用于在地图上显示网关单元和路灯节点控制单元的地理位置；策略管理模块，用于增加、修改、删除、列表显示控制策略；节点控制模块，用于发送控制命令对路灯节点控制单元进行开灯、关灯、调光操作；第一告警模块，用于显示系统的所有告警信息。
所述的计算机包括第二地图显示模块，用于在地图上显示网关单元和路灯节点控制单元的地理位置；资产管理模块，用于增加、修改、删除数据库表项；智能控制模块，用于控制网关单元和路灯节点控制单元并对策行配置；数据查询模块，用于查询网关单元、路灯节点控制单元的数据；第二数据分析模块，用于显示各网关单元、路灯节点控制单元的能耗总量；第二告警模块，用于显示系统的所有告警信息并生成维修单；用户管理模块，用于创建用户；权限管理模块，用于分配、修改用户权限。
需要注意的是，上述所提及的移动终端和计算机上所包含的功能模块只是一些常用的功能，用户可以根据自己的需求进行功能配置，建立合适的功能模块，这里就不再一一赘述。
优选地，所述的路灯节点控制单元包括ZigBee组网模块，网关单元包括ZigBee协调器模块、GPRS/3G/4G通讯模块；ZigBee组网模块通过ZigBee协议加上安全通信标准连接各路灯节点控制单元以及连接路灯节点控制单元和网关单元；ZigBee组网协调器模块用于负责ZigBee网络的组织和状态更新、节点加入和认证；网关单元通过GPRS/3G/4G通讯模块与服务器建立无线通讯功能。本发明中，采用了ZigBee协议作为各路灯节点控制单元之间的通讯协议，ZigBee网络的节点理论可以有65535个，这足够满足目前的需求，同时ZigBee网络节点可以随时组网，断网满足路灯维修和扩展问题，ZigBee组成的网络可以无限延伸，这同样满足路灯的地理范围广、距离长的问题，非常适用于现有的路灯系统。本发明中，路灯节点控制单元之间、路灯节点控制单元和网关单元之间、网关单元与服务器之间、服务器与计算机或移动终端之间都是保持双向连接，这种连接不仅支持命令的控制，还支持数据的传输，真正做到对每个路灯的实时控制和状态的监控。
Claims (8)
1.一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统，其特征在于：包括路灯、路灯节点控制单元、网关单元以及服务器；所述的网关单元包括命令控制模块、策略控制模块，命令控制模块接收服务器发出的控制命令并将控制命令转换成执行命令，策略控制模块接收服务器发出的控制策略并将控制策略转换成执行命令；路灯节点控制单元接收命令控制模块和策略控制模块发出的执行命令后控制路灯点亮或熄灭；
所述的网关单元包括数据解析模块，服务器发出的控制命令和控制策略采用JSON格式定义，数据解析模块对服务器发出的数据进行解析后再发送给命令控制模块和策略控制模块；
所述的服务器包括Netty接入模块、事务处理模块、存储模块、数据库控制模块、统计模块、第一数据分析模块；各网关单元通过Netty接入模块与事务处理模块进行通讯；事务处理模块用于发出控制命令和控制策略并对Netty接收到的数据进行处理；存储模块用于存储事务处理模块处理后的数据；数据库控制模块用于创建、删除、修改存储模块中数据库以及增加、修改、删除数据表项；统计模块用于对数据库的内容进行统计；第一数据分析模块用于分析路灯的能耗、使用寿命。
2.如权利要求1所述的一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统，其特征在于：所述的路灯节点控制单元包括路灯开关/调光模块和路灯数据采集模块，路灯开关/调光模块接收到执行命令后控制路灯点亮或熄灭或对路灯的亮度进行调节，路灯数据采集模块用于采集路灯的运行参数；所述的网关单元包括数据格式化模块，数据格式化模块接收路灯数据采集模块输出的数据并将该数据转换成JSON格式后发送给服务器。
3.如权利要求1所述的一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统，其特征在于：包括移动终端，所述的服务器包括应用接口模块，移动终端通过应用接口模块与服务器进行通讯，用户通过移动终端上安装的应用发出控制命令或控制策略或获取所采集到的路灯运行参数。
4.如权利要求1所述的一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统，其特征在于：包括计算机，所述的服务器包括WEB接口模块，计算机通过WEB接口模块与服务器进行通讯，用户通过计算机上安装的软件发出控制命令或控制策略或获取所采集到的路灯运行参数。
5.如权利要求1所述的一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统，其特征在于：所述的网关单元包括远程升级模块和故障诊断模块；远程升级模块通过Dthing Java虚拟机远程应用管理功能从服务器上下载新的功能用于实现命令控制模块、策略控制模块、数据解析模块、数据格式化模块功能的更新；故障诊断模块用于监测命令控制模块、策略控制模块、数据解析模块、数据格式化模块的运行状态并将监测结果发送至服务器。
6.如权利要求3所述的一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统，其特征在于：所述的移动终端为智能手机或平板或笔记本电脑，移动终端包括：
二维码扫描模块，用于通过扫描二维码添加网关单元和路灯节点控制单元，并将移动终端的经纬度作为所添加设备的经纬度；
设备状态查询模块，用于查询网关单元以及网关单元下的路灯节电控制单元的列表；
第一地图显示模块，用于在地图上显示网关单元和路灯节点控制单元的地理位置；
策略管理模块，用于增加、修改、删除、列表显示控制策略；节点控制模块，用于发送控制命令对路灯节点控制单元进行开灯、关灯、调光操作；
第一告警模块，用于显示系统的所有告警信息。
7.如权利要求4所述的一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统，其特征在于：所述的计算机包括：
第二地图显示模块，用于在地图上显示网关单元和路灯节点控制单元的地理位置；
资产管理模块，用于增加、修改、删除数据库表项；
智能控制模块，用于控制网关单元和路灯节点控制单元并对策略进行配置；
数据查询模块，用于查询网关单元、路灯节点控制单元的数据；
第二数据分析模块，用于显示各网关单元、路灯节点控制单元的能耗总量；
第二告警模块，用于显示系统的所有告警信息并生成维修单；
用户管理模块，用于创建用户；
权限管理模块，用于分配、修改用户权限。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种应用于路灯照明领域的智能照明控制系统，其特征在于：所述的路灯节点控制单元包括ZigBee组网模块，网关单元包括ZigBee协调器模块、GPRS/3G/4G通讯模块；ZigBee组网模块通过ZigBee协议加上安全通信标准连接各路灯节点控制单元以及连接路灯节点控制单元和网关单元；ZigBee组网协调器模块用于负责ZigBee网络的组织和状态更新、节点加入和认证；网关单元通过GPRS/3G/4G通讯模块与服务器建立无线通讯功能。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20180216 Termination date: 20210204 |