CN105911903A - 基于智慧城市建设的智慧照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于智慧城市建设的智慧照明装置，该智慧照明装置主要由照明模块、图像采集模块、环境采集模块、充电模块、无线模块、微基站、信息播报模块、主控制器模块及电源模块组成；所述照明模块、图像采集模块、环境采集模块、无线模块、微基站、信息播报模块均与主控制器模块连接；本发明在实现基本照明功能的同时，还能进行区域图像采集、环境数据采集、电动车充电、信号增强及信息播报的功能，并自成节点网络完成数据交互，方便市民使用和了解实时信息，并可将交通、气象及区域影像资料等信息通过无线网络发送给远端服务器、交通管理部门、气象局、市政局或安全部门等相关部门，以便实时掌控相应信息，快速处理相关问题。

Description

基于智慧城市建设的智慧照明装置
技术领域
本发明涉及一种电光调制器，属智能照明领域，更具体的说是涉及一种兼具检测、通信、充电、照明等功能的智慧照明装置。
背景技术
从上世纪70年代起，中国城市的发展速度越来越快，城市的规模也逐步扩大，城市化的水平显著提高。截止2011年，中国城市化率已突破50%，正处于城市化高速发展的时期，并已经进入以城市社会为主导的发展阶段，面临多种城市病的困扰。到2020年，中国城市化率预计达到60%。不断加速的城市化进程给社会带来发展经济与改善民生的同时，城市病也越来越体现。以市政建设为例，路灯杆、监控杆、信息杆及移动基站等市政用杆重复建设，不仅造成城市管理成本的上升，也给人民的生活造成不便。
智慧城市作为未来城市发展的最新理念，并已经初步得到实践。智慧城市是继数字城市和智能城市之后城市高速信息化的体现形态，是信息化、工业化和城镇化的深度融合。从本质上看，智慧城市理念反映的是城市发展既要在技术上透彻感知、互联互通和深入智能，更要实现城市经济、医疗、交通、市政、环保、城管等部分间的信息是分割的，各部门的信息体统、系统基本是单独搭建，自主管理，相互之间并没有很完整的信息交互平台。因此，建设高度信息化和智慧化的新型城市，就是要将上述各种智能系统整合到一个平台上，需要花费大量人力物力来重新构建网络，这就需要城市改建、铺设通信专线或者规划场地，在实施中存在诸多不便和困难。
在城市、区县或乡镇及道路中照明路灯是必不可少的生活设施，基本遍布整个生活区域，从而形成纵横交错的网络。但是，现在的照明路灯城市建设中为路灯留有专门的电力资源（箱式变压器），路灯白天不供电，晚上供电，因此调配给路灯的电力资源并没有完全利用，整体利用率基本为50%，并且路灯只实现照明功能，但却占据了大量的资源，造成了资源的浪费，因此鉴于路灯用电量较低以及建设的普遍化，利用路灯的剩余电量和路灯杆体结构的多变性，用于支撑其它设备的实施，使照明路灯作为载体，进行智慧城市的设施建设。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种基于智慧城市建设的智慧照明装置，该智慧照明装置可实现照明、监控、数据采集显示和显示、交通管理及移动信号增强等诸多功能，从而满足智慧城市的建设需求。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
基于智慧城市建设的智慧照明装置，该智慧照明装置主要由照明模块、图像采集模块、环境采集模块、充电模块、无线模块、微基站、信息播报模块、网络硬盘、主控制器模块及电源模块组成；其中，
照明模块,用于提供正常照明；
图像采集模块，用于采集所在区域的动态视频和图像，并可将采集到的动态视频和图像进行存储和上传；
环境采集模块，用于采集环境数据，并可将采集到的环境数据进行存储和上传；
充电模块，用于对外部设备进行充电；
无线模块，通过无线方式与云平台或远端控制系统进行信息交互，并可将图像采集模块和环境采集模块采集的数据上传；
微基站，为周围区域提供无线信号覆盖从而实现数据连通，并作为无线模块的信号传输节点；
信息播报模块，具有文字动静态显示和语音播放功能，用于推送文字信息和播放实时广播；
主控制器模块，用于控制各模块的工作，并通过指令对交互的信息和数据进行处理分析；
电源模块，转换市电，用于对上述所有模块提供工作电压，保证各模块正常使用；
所述照明模块、图像采集模块、环境采集模块、无线模块、微基站、信息播报模块、网络硬盘均与主控制器模块连接；
优选的，述照明模块包括依次连接的光电传感器、AD转换器、节能控制电路及LED路灯。
优选的，所述环境采集模块包括空气温湿度传感器、风速风向传感器、粉尘传感器以及环境噪声传感器中的一种或多种的组合。
优选的，所述充电模块包括充电控制器，充电控制器连接有人机交互触摸屏、国标充电接口、断路器及计费模块，所述人机交互触摸屏连接有状态指示灯、刷卡器、扫码器及电子式多功能电能表，所述计费模块还连接有无线gprs模块。
优选的，所述信息播报模块包括文字显示模块和语音播报模块。
优选的，所述主控制器模块连接有外接USB接口。
优选的，所述主控制器模块还连接有报警模块，报警模块包括线路报警模块和人工报警模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在实现基本照明功能的同时，还能进行区域图像采集、环境数据采集、电动车充电、信号增强及信息播报的功能，并自成节点网络完成数据交互，方便市民使用和了解实时信息，并可将交通、气象及区域影像资料等信息通过无线网络发送给远端服务器、交通管理部门、气象局、市政局或安全部门等相关部门，以便实时掌控相应信息，快速处理相关问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
如图1所示，基于智慧城市建设的智慧照明装置，该智慧照明装置主要由照明模块、图像采集模块、环境采集模块、充电模块、无线模块、微基站、信息播报模块、网络硬盘、主控制器模块及电源模块组成；其中，
照明模块,用于提供正常照明；
图像采集模块，用于采集所在区域的动态视频和图像，并可将采集到的动态视频和图像进行存储和上传；
环境采集模块，用于采集环境数据，并可将采集到的环境数据进行存储和上传；
充电模块，用于对外部设备进行充电；
无线模块，通过无线方式与云平台或远端控制系统进行信息交互，并可将图像采集模块和环境采集模块采集的数据上传；
微基站，为周围区域提供无线信号覆盖从而实现数据连通，并作为无线模块的信号传输节点；
信息播报模块，具有文字动静态显示和语音播放功能，用于推送文字信息和播放实时广播；
主控制器模块，用于控制各模块的工作，并通过指令对交互的信息和数据进行处理分析；
电源模块，转换市电，用于对上述所有模块提供工作电压，保证各模块正常使用；
所述照明模块、图像采集模块、环境采集模块、无线模块、微基站、信息播报模块、网络硬盘均与主控制器模块连接；
本发明的工作原理如下：
本发明各个模块相互独立工作，但相互之间又可进行数据交互，通过主控制器模块对各模块发出指令进行动态协调和控制，各模块共同完成环境数据采集、图像影像信息采集、信息播报及照明功能，并通过无线模块与云平台或远端服务器进行信息交互，方便市民、交通管理部门、气象局、市政局或安全部门等相关部门实时掌控相应信息，快速处理相关问题，从而起到信息采集、疏导交通及气象预警播报等作用。
本发明中的微基站可为周围区域提供无线信号覆盖，从而增强无线信号，保证城市网络的连接和覆盖，并且，在进行数据交互时，微基站可作为信息交互的节点和中转站，各个照明装置的微基站组成一个完整的网络，从而保证信息的传递。本发明中的网络硬盘还可存储采集到的图像和环境数据，并可随时上传和定期清理，从而保存一段时间的数据，以便保证数据的完整性。
具体的，所述照明模块包括依次连接的光电传感器、AD转换器、节能控制电路及LED路灯。光电传感器可以感应外界光亮强度，并可通过AD转换器将光信号转换成电信号，并通过主控制器模块控制节能控制电路，通过节能控制电路调节LED路灯电流，控制LED路灯的放光亮度，从而可根据环境实时调节LED路灯亮度，可用于道路及广场照明使用，节约能源。
具体的，所述环境采集模块包括空气温湿度传感器、风速风向传感器、粉尘传感器以及环境噪声传感器中的一种或多种的组合。环境采集模块可根据实际需要，选用空气温湿度传感器、风速风向传感器、粉尘传感器以及环境噪声传感器中的一种或多种的组合，从而对相应的环境数据进行采集，并存储或上传至服务器、云平台或相关气象部门，用于实时掌握气象变化，便于气象数据收集、预警或播报。对于一些特殊区域，还可增加雨量传感器、雾气传感器或光传感器等传感器，检测相应数据，全面了解气候环境数据。
具体的，所述充电模块包括充电控制器，充电控制器连接有人机交互触摸屏、国标充电接口、断路器及计费模块，所述人机交互触摸屏连接有状态指示灯、刷卡器、扫码器及电子式多功能电能表，所述计费模块还连接有无线gprs模块。
具体的，所述信息播报模块包括文字显示模块和语音播报模块。文字显示模块可通过云平台或远端服务器通过文字推送平台将需要播放的文字下传并显示，主控制器模块也可根据指令控制文字显示模块显示相应的固定内嵌的文字，而同理语音播报模块则可以播放语音信息。
具体的，所述主控制器模块连接有外接USB接口。外接USB接口可外接电脑、手机、IPAD等智能设备，用于对照明装置进行故障检测，也可连接智能设备和照明装置进行数据交互，方便使用和维护。
具体的，所述主控制器模块还连接有报警模块，报警模块包括线路报警模块和人工报警模块。报警模块用于发出报警信号，其中，线路报警模块可在线路故障时自动提供报警信号，并通过主控制器模块处理上传，提醒相关部门及时维修；而人工报警模块则是通过人工操作发出报警信号，该人工报警模块不仅可针对线路故障进行报警，还可用于防盗、紧急求救、交通事故等突发情况，并通过主控制器模块处理上传，以通知交通、安全或医院等相关部门进行及时处理。
为了更好的实施本发明，下面将结合具体内容对本发明进行详细说明。
基于智慧城市建设的智慧照明装置，该智慧照明装置主要由照明模块、图像采集模块、环境采集模块、充电模块、无线模块、微基站、信息播报模块、主控制器模块及电源模块组成；
其中，
照明模块包括依次连接的光电传感器、AD转换器、节能控制电路及LED路灯。光电传感器可采用台流亿光的ALS-PT17-51C系列的环境光传感器，节能控制电路可以根据AD转换器的电信号调节电流大小，从而调节LED路灯的亮度大小，用于适应外界亮度变化，大幅度降低路灯的电耗，有效提高节能率，降低二氧化碳排放量。
图像采集模块可采用高清日夜型球机摄像头进行图像采集，如松下WV-CW590 型室外高清日夜型高速智能球机，在任何情况下均能完成视频和图像采集，并可将数据暂时存储在网络硬盘，也可通过主控制器模块和无线模块进行数据上传调取，可与环境监测系统及路灯故障报警系统协同配合，更加方便市政部门的日常管理。
环境采集模块包括空气温湿度传感器、风速风向传感器、粉尘传感器以及环境噪声传感器，用于收集空气温湿度、风速风向、PM2.5、噪音分贝等数据，通过网络硬盘存储或者通过无线模块将数据上传给相关部门。
信息播报模块包括LED显示屏和语音广播，LED显示屏可以将采集的数据进行滚动播放，并且可以将远端服务器推送的文字消息通过无线模块发送到LED显示屏上实时显示，而语音广播则可以实时广播，用于播放环境、交通、安全等消息，或用于预警、防灾、发布通知等广播消息。
微基站，采用华为Easymacro技术搭建，从而实现移动信号增强，同时可提供WIFI热点，在道路、停车场、公园及小区可提供无线网络环境，更加方便市民。并且微基站相互之间作为网络传输节点，从而通过多个照明装置的微基站实现网络的蛛网式分布，保证照明装置数据的传输。
无线模块使用GPRS或者3G网络实现无线数据传输，并可利用微基站作为传输节点，实现超远距离的数据传输，并且可传输给不同的云平台或服务器，方便市民和各部门的使用。
主控制器模块的控制器可采用STM32F103RCT6型单片机作为主控制器。
环境采集模块与LED显示屏可形成联动机制，用以城市污染治理，当环境采集模块的粉尘传感器监测到附近区域粉尘含量突然增大时，图像采集模块的球机摄像头会自动扫描装置周围的视频情况，方便用户对环境污染信息作出及时响应。
LED显示屏可与语音广播系统形成联动机制，用于发布紧急信息及预警信息等。当发生突然事件，城市管理者需要大面积发出预警信息时，可在LED显示屏上远程输入预警信息，装置内置的城市广播系统会同步播放预警信息，从而实现紧急信息的高效率大面积传送。
如上所述即为本发明的实施例。前文所述为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.基于智慧城市建设的智慧照明装置，其特征在于：该智慧照明装置主要由照明模块、图像采集模块、环境采集模块、充电模块、无线模块、微基站、信息播报模块、网络硬盘、主控制器模块及电源模块组成；其中，
照明模块,用于提供正常照明；
图像采集模块，用于采集所在区域的动态视频和图像，并可将采集到的动态视频和图像进行存储和上传；
环境采集模块，用于采集环境数据，并可将采集到的环境数据进行存储和上传；
充电模块，用于对外部设备进行充电；
无线模块，通过无线方式与云平台或远端控制系统进行信息交互，并可将图像采集模块和环境采集模块采集的数据上传；
微基站，为周围区域提供无线信号覆盖从而实现数据连通，并作为无线模块的信号传输节点；
信息播报模块，具有文字动静态显示和语音播放功能，用于推送文字信息和播放实时广播；
主控制器模块，用于控制各模块的工作，并通过指令对交互的信息和数据进行处理分析；
电源模块，转换市电，用于对上述所有模块提供工作电压，保证各模块正常使用；
所述照明模块、图像采集模块、环境采集模块、无线模块、微基站、信息播报模块、网络硬盘均与主控制器模块连接。
2. 根据权利要求1所述的基于智慧城市建设的智慧照明装置，其特征在于：所述照明模块包括依次连接的光电传感器、AD转换器、节能控制电路及LED路灯。
3.根据权利要求1所述的基于智慧城市建设的智慧照明装置，其特征在于：所述环境采集模块包括空气温湿度传感器、风速风向传感器、粉尘传感器以及环境噪声传感器中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的基于智慧城市建设的智慧照明装置，其特征在于：所述充电模块包括充电控制器，充电控制器连接有人机交互触摸屏、国标充电接口、断路器及计费模块，所述人机交互触摸屏连接有状态指示灯、刷卡器、扫码器及电子式多功能电能表，所述计费模块还连接有无线gprs模块。
5.根据权利要求1所述的基于智慧城市建设的智慧照明装置，其特征在于：所述信息播报模块包括文字显示模块和语音播报模块。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于智慧城市建设的智慧照明装置，其特征在于：所述主控制器模块连接有外接USB接口。
7.根据权利要求6所述的基于智慧城市建设的智慧照明装置，其特征在于：所述主控制器模块还连接有报警模块，报警模块包括线路报警模块和人工报警模块。
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