CN106211481B - 一种led无线智能路灯地图管控系统 - Google Patents
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Abstract
一种LED无线智能路灯地图管控系统，包括计算机路灯管控平台程序程序模块(1)、GSM/GPRS基站通讯程序模块(2)、路灯控制转发器程序模块(3)、路灯无线控制器程序模块(4)、路灯管控数据库程序模块(5)、地图覆盖物程序模块(6)；所述计算机路灯管控平台程序程序模块(1)通过USB接口从GSM/GPRS基站通讯程序模块获得路灯运行状态、故障报警数据，同时通过USB接口向GSM/GPRS基站通讯程序模块发出调光程序指令；所述路灯控制转发器程序模块(3)对每一条道路路灯的路灯无线控制器程序模块(4)进行433M自组网进行通讯，并承担路灯通电后对管辖的每一盏路灯巡检。
Description
技术领域
本发明属于LED技术领域，尤其涉及一种LED无线智能路灯地图管控系统。
背景技术
LED具有单向发光、低功耗、长寿命等特点，是道路照明或其它气体光源最有发展前景的替代光源。传统的气体灯由于360度发光，造成了50％以上的能源浪费。如果LED路灯的成熟度能够达到传统高压钠灯的技术水平，采用等照度LED路灯替换高压钠灯，节电率超过60％，经济效益十分显著。
传统高压钠灯采用人工故障巡检，具有故障维修部及时，浪费大量人力物力及维护费用。本发明通过LED路灯无线智能地图管控系统对城市LED路灯实现无线智能管控，包括故障处理、程序调光、电力线路损坏、灯具丢失、故障报警。其中故障报警包括：系统运行状态、故障原因、故障路灯地址、故障路灯在地图上GPS坐标、故障部件名称、故障发生时间、故障修复时间。以上所述功能通过物联网得以实现，摈弃了传统的人工路灯故障巡查，提高了路灯管理水平和工作效率，降低了维护费用，节省了大量人力物力。
发明内容
本发明提供一种LED无线智能路灯地图管控系统，运用到移动通信网、物联网、433M自组通信网及其它软件实现了对城市LED路灯在地图上进行智能管控，包括每一盏路灯的运行状态、故障报警，程序调光，其中故障报警内容包括：故障路灯所在城市，故障路灯所在道路名称，工作路灯所在杆位(GPS坐标定位)，卫星地图位置显示；系统自动启动，并进行巡检，且有效减少无线通讯系统信道堵塞造成系统崩溃。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供一种LED无线智能路灯地图管控系统，包括：计算机路灯管控平台程序程序模块(1)、GSM/GPRS基站通讯程序模块(2)、路灯控制转发器程序模块(3)、路灯无线控制器程序模块(4)、路灯管控数据库程序模块(5)、地图覆盖物程序模块(6)；
所述计算机路灯管控平台程序程序模块(1)通过USB接口从GSM/GPRS基站通讯程序模块获得路灯运行状态、故障报警数据，同时通过USB接口向GSM/GPRS基站通讯程序模块发出调光程序指令；所述GSM/GPRS基站通讯程序模块(2)以USB接口与上位机进行通讯，同时通过GSM/GPRS移动网建立与路灯控制转发器程序模块(3)进行数据传递；所述路灯控制转发器程序模块(3)对每一条道路路灯的路灯无线控制器程序模块(4)进行433M自组网进行通讯，并承担路灯通电后对管辖的每一盏路灯巡检，对电力线故障、路灯无线控制器故障进行判断，并将故障及故障路灯地址依序回传至计算机路灯管控平台。
特别的，路灯控制转发器程序模块(3)巡检程序，为了解决级联线性机制中会出现产问题，设计6个路灯无线控制器的容错机制。任一当前路灯无线控制器出现故障时，会通过连续3次询问，判断后级路灯无线控制器是否故障；如出现故障则询问下下级路灯无线控制器。
特别的，路灯控制转发器程序模块(3)巡检程序，在当前路灯无线控制器发送信息后，后级6个路灯无线控制器同时启动延时发送机制，当有一路灯无线控制器发送成功后，其它5个路灯无线控制器关闭发送。
特别的，路灯控制转发器程序模块(3)巡检程序，在路灯工作环境恶劣，在现场环境中如果出现掉电，强力的外界干扰，恶劣的雷雨环境，等等情况会出现，为解决数据巡检回报不成功，当开机3小时没有巡检成功，系统自动产生二次巡检。
特别的，所述路灯管控数据库程序模块(5)数据来源于计算机路灯管控平台程序程序模块(1)，数据包括故障数据和系统每一盏等的工作状态，维护维修数据，数据库还包括故障路灯发生故障时间和修复时间，同时发生故障路灯的道路名称，发生故障路灯的地址(GPS坐标)。
特别的，所述地图覆盖物程序模块(6)特征在于：开发环境及语言：Eclipse，JavaScript。运行环境：IE11，Tomcat JDK。LED路灯地图管理系统通过已创建的路灯节点信息表(路灯标号、物理坐标等信息)在地图上添加路灯标识即地图覆盖物；正常运行路灯用绿色覆盖物标记，故障路灯用红色覆盖物标记，并做闪烁提醒。数据库故障信息撤销，故障路灯闪烁提示跟随撤销。
特别的，根据权利要求1所述的一种LED无线智能路灯地图管控系统，其特征在于：本系统使用多重信道抗干扰技术，即频分复用、码分复用、时分复用混合使用机制，解决了信道之间的干扰，可以满足覆盖任何城市的所有路灯的管控，其特征在于：
1)同一频率的2个子系统使用距离大于2公里；
2)相距20公里以内的相同频率点，使用2个道路编码地址；
3)相邻2条路灯之间的频率差为3MHZ；
5)使用频率点：0x10-0x70包含的频率点个数为：(0x70-0x60)*16＝96个频率点；
7)可以使用的道路编码00-ff：包含的道路编码数为：255盏(路灯数量)，可以增加8位编码地址，扩充路灯管控数量；
8)20公里以内容纳条道路数量为：
道路数量＝(总频率/相差频率点)×道路编码＝(96/3)×255＝8160(道路数量)
本发明的有益效果为：
本发明通过LED路灯无线智能地图管控系统对城市LED路灯实现无线智能管控，包括故障处理、程序调光、电力线路损坏、灯具丢失、故障报警。其中故障报警包括：系统运行状态、故障原因、故障路灯地址、故障路灯在地图上GPS坐标、故障部件名称、故障发生时间、故障修复时间。以上所述功能通过物联网得以实现，摈弃了传统的人工路灯故障巡查，提高了路灯管理水平和工作效率，降低了维护费用，节省了大量人力物力。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是本发明的计算机软件系统结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
图中1-计算机路灯管控平台程序程序模块、2-GSM/GPRS基站通讯程序模块、3-路灯控制转发器程序模块、4-路灯无线控制器程序模块、5-路灯管控数据库程序模块、6-固地图覆盖物程序模块。实施例：
本发明包括：计算机路灯管控平台程序程序模块(1)、GSM/GPRS基站通讯程序模块(2)、路灯控制转发器程序模块(3)、路灯无线控制器程序模块(4)、路灯管控数据库程序模块(5)、地图覆盖物程序模块(6)；
所述计算机路灯管控平台程序程序模块(1)通过USB接口从GSM/GPRS基站通讯程序模块获得路灯运行状态、故障报警数据，同时通过USB接口向GSM/GPRS基站通讯程序模块发出调光程序指令；所述GSM/GPRS基站通讯程序模块(2)以USB接口与上位机进行通讯，同时通过GSM/GPRS移动网建立与路灯控制转发器程序模块(3)进行数据传递；所述路灯控制转发器程序模块(3)对每一条道路路灯的路灯无线控制器程序模块(4)进行433M自组网进行通讯，并承担路灯通电后对管辖的每一盏路灯巡检，对电力线故障、路灯无线控制器故障进行判断，并将故障及故障路灯地址依序回传至计算机路灯管控平台。
路灯控制转发器程序模块(3)巡检程序，为了解决级联线性机制中会出现产问题，设计6个路灯无线控制器的容错机制。任一当前路灯无线控制器出现故障时，会通过连续3次询问，判断后级路灯无线控制器是否故障；如出现故障则询问下下级路灯无线控制器。
路灯控制转发器程序模块(3)巡检程序，在当前路灯无线控制器发送信息后，后级6个路灯无线控制器同时启动延时发送机制，当有一路灯无线控制器发送成功后，其它5个路灯无线控制器关闭发送。
路灯控制转发器程序模块(3)巡检程序，在路灯工作环境恶劣，在现场环境中如果出现掉电，强力的外界干扰，恶劣的雷雨环境，等等情况会出现，为解决数据巡检回报不成功，当开机3小时没有巡检成功，系统自动产生二次巡检。
所述路灯管控数据库程序模块(5)数据来源于计算机路灯管控平台程序程序模块(1)，数据包括故障数据和系统每一盏等的工作状态，维护维修数据，数据库还包括故障路灯发生故障时间和修复时间，同时发生故障路灯的道路名称，发生故障路灯的地址(GPS坐标)。
所述地图覆盖物程序模块(6)特征在于：开发环境及语言：Eclipse，JavaScript。运行环境：IE11，Tomcat JDK。LED路灯地图管理系统通过已创建的路灯节点信息表(路灯标号、物理坐标等信息)在地图上添加路灯标识即地图覆盖物；正常运行路灯用绿色覆盖物标记，故障路灯用红色覆盖物标记，并做闪烁提醒。数据库故障信息撤销，故障路灯闪烁提示跟随撤销。
本系统使用多重信道抗干扰技术，即频分复用、码分复用、时分复用混合使用机制，解决了信道之间的干扰，可以满足覆盖任何城市的所有路灯的管控，其特征在于：
1)同一频率的2个子系统使用距离大于2公里；
2)相距20公里以内的相同频率点，使用2个道路编码地址；
3)相邻2条路灯之间的频率差为3MHZ；
5)使用频率点：0x10-0x70包含的频率点个数为：(0x70-0x60)*16＝96个频率点；
7)可以使用的道路编码00-ff：包含的道路编码数为：255盏(路灯数量)，可以增加8位编码地址，扩充路灯管控数量；
8)20公里以内容纳条道路数量为：
道路数量＝(总频率/相差频率点)×道路编码＝(96/3)×255＝8160(道路数量)
本发明采用256盏灯为一个末端子系统，由一个路灯控制转发器对子系统进行控制和管理。所有子系统依序将数据发送到GSM/GPRS基站，获得的数据通过USB口进入计算机路灯管控平台，经过处理的数据经地图覆盖物程序转换，将路灯运行状态、故障报警、故障路灯坐标反演在计算机屏幕上。地图放大和缩小是随意的，路灯位置在地图上的误差不超过1米。
在路灯通电1小时后，计算机路灯管控平台程序程序模块(1)向排序1号道路路灯控制转发器程序模块(3)发出回传巡检结果指令，指令通过移动通信网进行传输的。回传的数据进入GSM/GPRS基站通讯程序模块(2)，再通过USB接口送入计算机路灯管控平台程序程序模块(1)，该数据被自动存入路灯管控数据库程序模块(5)，数据库文件被地图IE软件、地图IE软件、路灯坐标信息表、路灯故障信息表调用后，计算机路灯管控平台屏幕上显示。地图上红色闪烁为故障路灯，绿色为正常运行路灯。路灯管控数据库可以同时打开，记录数据是可以打印的。
巡检软件流程：
灯通电后等待巡检：路灯控制转发器程序模块(3)等待20分钟，开始发送巡检命令
第1步：1号询问2号路灯0xbb 0x01 0X01
第2步：2号路灯回复1号路灯：0XCC 0X02 0XF1
第3步：1号路灯收到2号路灯回复再次发送0Xbb 0x01 0x01
第4步：2号路灯收到1号路灯回复，发送3号路灯询问：0xbb 0x02 0x01
第5步：3号路灯收到2号路灯询问，回复0XCC 0x03 0xFl
………………………………
按以上方式巡检到最后一台路灯
最后：回报故障0xdd回报路灯信息，每隔离6台路灯作为下一跳回传数据，以此加快了数据传输速度，即巡检是逐一的，回传是6灯跳传，提高了6倍回传速度。
假定3号路灯发生故障巡检软件流程示意图；
路灯通电后等待巡检：集中器等待20分钟，开始发送巡检命令
笫一步：1号询问2号路灯0xbb 0x01 0X01
第二步：2号路灯回复1号路灯：0XCC 0X02 0XF1
第三步：1号路灯收到2号路灯回复再次发送0Xbb 0x01 0x01
第四步：2号路灯收到1号路灯回复，发送3号路灯询问：0xbb 0x02 0x01
第五六步：2号路灯等待1s钟，再次发送3号路灯询问：0xbb 0x02 0x01
第七步：2号路灯等待1s钟，记录3号主机故障，发送4号路灯询问：0xbb 0x02 0x02
笫八步：4号路灯收到2号路灯的询问：回复2号路灯：0xCC 0x04 0XF2
第九步：2号路灯收到4号路灯询问，回复4号路灯：0XBB 0X02 0X02
第十步：4号路灯收到2号路灯回复，4号路灯询问5号路灯：0xbb 0x04 0X01
…………………………
按以上方式巡检到最后一台路灯
最后：回报故障0xdd回报路灯包含故障主机信息每隔离6台路灯作为下一跳回传数据
以上通过实施例对本发明的进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。
Claims (3)
1.一种LED无线智能路灯地图管控系统，其特征在于：包括计算机路灯管控平台程序程序模块(1)、GSM/GPRS基站通讯程序模块(2)、路灯控制转发器程序模块(3)、路灯无线控制器程序模块(4)、路灯管控数据库程序模块(5)、地图覆盖物程序模块(6)；
所述计算机路灯管控平台程序程序模块(1)通过USB接口从GSM/GPRS基站通讯程序模块获得路灯运行状态、故障报警数据，同时通过USB接口向GSM/GPRS基站通讯程序模块发出调光程序指令；所述GSM/GPRS基站通讯程序模块(2)以USB接口与上位机进行通讯，同时通过GSM/GPRS移动网建立与路灯控制转发器程序模块(3)进行数据传递；所述路灯控制转发器程序模块(3)对每一条道路路灯的路灯无线控制器程序模块(4)进行433M自组网进行通讯，并承担路灯通电后对管辖的每一盏路灯巡检，对电力线故障、路灯无线控制器故障进行判断，并将故障及故障路灯地址依序回传至计算机路灯管控平台；
路灯控制转发器程序模块(3)巡检程序，为了解决级联线性机制中会出现产问题，设计6个路灯无线控制器的容错机制；任一当前路灯无线控制器出现故障时，会通过连续3次询问，判断后级路灯无线控制器是否故障；如出现故障则询问下下级路灯无线控制器；
路灯控制转发器程序模块(3)巡检程序，在当前路灯无线控制器发送信息后，后级6个路灯无线控制器同时启动延时发送机制，当有一路灯无线控制器发送成功后，其它5个路灯无线控制器关闭发送；
路灯控制转发器程序模块(3)巡检程序，在路灯工作环境恶劣，在现场环境中如果出现掉电，强力的外界干扰，恶劣的雷雨环境的情况，为解决数据巡检回报不成功，当开机3小时没有巡检成功，系统自动产生二次巡检；
所述路灯管控数据库程序模块(5)数据来源于计算机路灯管控平台程序程序模块(1)，数据包括故障数据和系统每一盏灯 的工作状态，维护维修数据，数据库还包括故障路灯发生故障时间和修复时间，同时发生故障路灯的道路名称，发生故障路灯的地址。
2.根据权利要求1所述的一种LED无线智能路灯地图管控系统，其特征在于：所述地图覆盖物程序模块(6)特征在于：开发环境及语言：Eclipse，JavaScript；运行环境：IE11，Tomcat JDK；LED路灯地图管理系统通过已创建的路灯节点信息表在地图上添加路灯标识即地图覆盖物；正常运行路灯用绿色覆盖物标记，故障路灯用红色覆盖物标记，并做闪烁提醒；数据库故障信息撤销，故障路灯闪烁提示跟随撤销。
3.根据权利要求1所述的一种LED无线智能路灯地图管控系统，其特征在于：本系统使用多重信道抗干扰技术，即频分复用、码分复用、时分复用混合使用机制，解决了信道之间的干扰，可以满足覆盖任何城市的所有路灯的管控，其特征在于：
1)同一频率的2个子系统使用距离大于2公里；
2)相距20公里以内的相同频率点，使用2个道路编码地址；
3)相邻2条路灯之间的频率差为3MHZ；
5)使用频率点：0x10-0x70包含的频率点个数为：(0x70-0x60)*16＝96个频率点；
7)可以使用的道路编码00-ff：包含的道路编码数为：255盏，可以增加8位编码地址，扩充路灯管控数量；
8)20公里以内容纳条道路数量为：
道路数量＝(总频率/相差频率点)×道路编码＝(96/3)×255＝8160(道路数量)。
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