CN107135588A - 路灯节能控制装置、系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路灯节能控制装置、系统及其控制方法，包括一壳体以及设置在壳体内的控制器、继电器驱动模块、继电器、亮度控制模块和通信模块；壳体的外表面沿其周向均匀设置多个红外线传感器，红外线传感器与控制器电连接，继电器接入路灯的供电回路中，控制器的输出端分别与继电器驱动模块、亮度控制模块连接；该控制系统用于控制整个道路的路灯节能控制装置的运行，监视和管理整个道路的路灯节能控制装置中各个设备和路灯的工作状态，并通过智能识别的控制方法，对该系统进行控制；其效果是：使路灯系统的电力得到更加有效的利用的同时，也保障了行人和车辆的通行安全。

Description

路灯节能控制装置、系统及其控制方法

技术领域

本发明属于路灯节能技术领域，具体涉及到一种路灯节能控制装置、系统及其控制方法。

背景技术

目前，我国提倡建立资源节约型、环境友好型社会，而随着城市建设的进一步发展，照明设备的应用越来越多，由于照明设备造成的能源浪费情况也越来越严重，如果路灯亮一整夜，则能源利用率低；如果路灯只亮前半夜，行车安全性不够。

现有技术中，路灯的开关利用定时和光控方式，白天自动关灯，晚上自动开灯，如果白天的天气原因造成亮度不够时，自动开灯；在夜晚凌晨时关闭部分路灯。通过在夜晚凌晨时关闭部分路灯，达到节约部分能源的目的，但是路上路灯的光线亮度会忽暗忽亮，对开车的驾驶员来说更难看清暗区的障碍物，特别是在高速行驶的车辆，对夜晚出行的人来说也存在着一定的安全隐患。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供的路灯节能控制装置、系统及其控制方法，解决了现有路灯系统中电力浪费严重的问题，提供一种更加节能环保的路灯节能控制装置、系统及其控制方法，同时又避免了因减少部分路灯对行人和车辆造成的安全隐患。

本发明采取的一种技术方案为：路灯节能控制装置，包括一壳体以及设置在壳体内的控制器、继电器驱动模块、继电器、亮度控制模块和通信模块；所述壳体的外表面沿其周向均匀设置多个红外线传感器，所述红外线传感器与控制器电连接，所述继电器接入路灯的供电回路中，控制器的输出端分别与继电器驱动模块、亮度控制模块连接；所述亮度控制模块用于根据控制器输出的信号，调节路灯的亮度；所述继电器驱动模块用于控制继电器线圈电源的通断，从而实现路灯的供电回路的通断。

所述路灯节能控制装置内还设有一选择开关，所述选择开关与控制器电连接，用于切换路灯的手/自动控制；选择开关的一静触点端与继电器电连接，控制继电器线圈电源的通断；另一静触点端接入控制器的输入端，通过选择开关，使该装置的控制方式更加灵活，可按现场的实际情况进行选择。

所述壳体包括两个镜像对称的半环形组件，所述两个半环形组件固定连接形成环形组件，所述环形组件的内径与路灯灯杆的外径相适配，便于方便的将该路灯节能控制装置安装在路灯灯杆上。

所述半环形组件的外表面向外延伸有一喇叭状圆筒，所述圆筒最里端安装定向亮度传感器和视觉传感器，所述圆筒开口朝下与地面形成夹角，亮度感应器安装在所述环形组件上，这样定向亮度传感器和视觉传感器用于检测汽车灯光的有无信号，亮度感应器用于检测外界的亮度情况，通过这样设置使检测的更加准确、全面。

本发明采取的另一种技术方案为：路灯节能控制系统，包括上面所述的路灯节能控制装置和节能控制管理中心；所述路灯节能控制装置安装在路灯灯杆上；

路灯节能控制装置通过通信模块，将路灯节能控制装置中各设备的工作状态上传到节能控制管理中心，并接收节能控制管理中心下发的控制指令；

所述节能控制管理中心，用于控制整个道路的路灯节能控制装置的运行，监视和管理整个道路的路灯节能控制装置中各个设备和路灯的工作状态，便于及时、准确的发现可能存在的设备故障，提高管理者的管理效率。

所述通信模块为无线通信模块，便于数据的远距离的传输。

本发明采取的另一种技术方案为：路灯节能控制系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

S1、判断当前是否处于开灯时间，并根据设定的开灯时间，进入智能节能模式；

S2、当路灯进入智能节能模式时，任一红外线传感器检测到有行人或车辆时，控制路灯开启，在开启的过程中，灯光由暗逐步变亮；

S3、当检测到行人或车辆离开时，控制路灯关闭；

S4、当路灯处于非开灯时间，但路灯节能控制装置上的传感器检测到外部亮度值到达预设的开启值时，路灯进入智能节能模式。

优选的，在步骤S3中，当路灯节能控制装置识别到有行人或车辆时，自动开灯，并通过通信模块将开灯的路灯编号和路灯位置信息，上传到节能控制管理中心，节能控制管理中心通过分析对应路灯编号开启的时间，确定行人或车辆前进的方向，并下发控制命令，根据距离的远近，自动设定开灯的亮度，并根据距离的变化更新开灯的亮度，当检测到行人或车辆离开时，控制路灯关闭。

优选的，路灯节能控制装置通过两边喇叭状圆筒上设有的定向亮度传感器检测特定的方向上是否有车辆灯光信号，同时视觉传感器通过拍照，识别在特定的方向上，是否有车辆灯光的存在，从而判断是否有车辆，进而提高检测的准确性和及时性，保证车辆通行所需的照明强度。

优选的，路灯节能控制装置上的红外线传感器未检测到行人或车辆，同时定向亮度传感器在定向方向上未检测到车辆的灯光信号，并且视觉传感器通过定向拍照，未识别到有车辆灯光的存在，则判断为行人或车辆已离开，并通过通信模块将行人或车辆离开的信息，上传到节能控制管理中心，节能控制管理中心下发关闭路灯的命令给路灯节能控制装置，控制路灯按照预设的延迟时间延迟后关闭，从而保证了行人或车辆周围具有足够的照明强度，能对周围环境有清楚的视野，保证了行人或车辆的通行安全。

通过智能识别是否有车辆或行人通过，实现自动开灯、关灯和调整灯光亮度，在车辆高峰期，全部开启路灯，在车辆少的时段，减少路灯开启的时间，在到达节能的作用的同时，实时通过传感器上传的信号，控制器开启或关闭行人或车辆前进方向的路灯，保证了车辆、行人的通行安全。

本发明的有益效果是：本发明提出的路灯节能控制装置、系统及其控制方法，装置中各个传感器实时检测外部信号，并通过通信模块，将各设备的工作状态上传到节能控制管理中心，并将节能控制管理中心下发的各种控制指令传送给所述控制器，在实现了对电力节约的同时，又保证了行人和车辆的通行安全。

附图说明

图1为本发明中路灯节能控制装置的俯视图；

图2为本发明中路灯节能控制装置的剖视图；

图3为本发明中路灯节能控制装置的控制电路图；

图4为本发明的系统框图；

图5为本发明系统的一种工作原理示意图；

图6为本发明系统中控制方法的流程图。

附图标记说明：

1—壳体；2—螺丝；3—红外线传感器；4—圆筒；5—灯杆杆孔。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参照图1、图2、图3所示，路灯节能控制装置，包括一壳体1以及设置在壳体内的控制器、继电器驱动模块、继电器、亮度控制模块和通信模块；所述壳体1包括两个镜像对称的半环形组件，所述半环形组件的外表面向外延伸设有一喇叭状圆筒4，所述圆筒4最里端安装定向亮度传感器和视觉传感器，所述圆筒4开口朝下与地面形成夹角，亮度感应器安装在所述环形组件上；

所述两个半环形组件通过螺丝2连接形成环形组件，或者采用卡扣的方式连接，所述环形组件的外表面沿其周向均匀设置多个红外线传感器3，所述红外线传感器3与控制器电连接，所述继电器接入路灯的供电回路中，控制器的输出端分别与继电器驱动模块、亮度控制模块连接；所述亮度控制模块用于根据控制器输出的信号，调节路灯的亮度；所述继电器驱动模块用于控制继电器线圈电源的通断，从而实现路灯的供电回路的通断；

参照图1所示，为了便于该路灯节能控制装置与灯杆之间的安装，所述环形组件的内径与路灯灯杆的外径相适配，也就是与灯杆杆孔5的大小相适配。

参照图3所示，所述路灯节能控制装置内还设有一选择开关，所述选择开关与控制器电连接，用于切换路灯的手/自动控制；选择开关的一静触点端与继电器电连接，控制继电器线圈电源的通断；另一静触点端接入控制器的输入端；并且该路灯节能控制装置中通信模块采用GSM通信模块，并且带有通讯天线，保证了控制器与外界其他设备的通信传输。

参照图3所示，所述控制器的输入端还连接一视频处理模块，通过该模块对视觉传感器接收的外界图像信号进行分析、处理。

参照图4所示，本发明中的路灯节能控制系统，包括上述的路灯节能控制装置和节能控制管理中心；所述路灯节能控制装置安装在路灯灯杆上；

路灯节能控制装置通过通信模块，将各设备的工作状态上传到节能控制管理中心，并接收节能控制管理中心下发的控制指令；

所述节能控制管理中心，用于控制整个道路的路灯节能控制装置的运行，监视和管理整个道路的路灯节能控制装置中各个设备和路灯的工作状态。

参照图5所示，当系统开始正常工作，在亮灯时间内，红外线传感器3检测到，有行人通过时，或侧板3上定向亮度传感器检测到汽车车头的灯光，并且视觉传感器也检测到汽车车灯的灯光时，实现路灯的自动开启，并将开启路灯的编号通过通信模块，上传到节能控制管理中心。

在具体实施例中，控制器为单片机，定向亮度传感器为光敏三极管，亮度感应器为光敏二极管，视觉传感器为摄像头；

通信模块还可采用Zigbee通信模块、2.4G无线模块，将多个路灯节能控制装置连接起来，通过设立一无线网络点，与节能控制管理中心进行无线连接；所述节能控制中心与节能装置之间还可以通过同轴电缆、网线、光纤等有线通信的方式进行通信连接。

参照图6所示，还采用了一种路灯节能控制系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

S1、判断当前是否处于开灯时间，并根据设定的开灯时间，进入智能节能模式；

S2、当路灯进入智能节能模式时，任一红外线传感器检测到有行人或车辆时，控制路灯开启，在开启的过程中，灯光由暗逐步变亮；

S3、当检测到行人或车辆离开时，控制路灯关闭；

S4、当路灯处于非开灯时间，但路灯节能控制装置上的传感器检测到外部亮度值到达预设的开启值时，路灯进入智能节能模式，也就是说，如果因天气变化、或者地理位置等原因，造成光线变暗，也会开启相应的路灯，不受其亮灯时间的限制，使该系统更加灵活和智能。

在步骤S3中，当路灯节能控制装置识别到有行人或车辆时，自动开灯，并通过通信模块将开灯的路灯编号和路灯位置信息，上传到节能控制管理中心，节能控制管理中心通过分析对应路灯编号开启的时间，确定行人或车辆前进的方向，并下发控制命令，根据距离的远近，自动设定开灯的亮度，并根据距离的变化更新开灯的亮度，当检测到行人或车辆离开时，控制路灯关闭。

进一步地，路灯节能控制装置通过两边喇叭状圆筒上设有的定向亮度传感器检测特定的方向上是否有车辆灯光信号，同时视觉传感器通过拍照，识别在特定的方向上，是否有车辆灯光的存在，从而判断是否有车辆。

进一步地，路灯节能控制装置上的红外线传感器3未检测到行人或车辆，同时定向亮度传感器在定向方向上未检测到车辆的灯光信号，并且视觉传感器通过定向拍照，未识别到有车辆灯光的存在，则判断为行人或车辆已离开，并通过通信模块将行人或车辆离开的信息，上传到节能控制管理中心，节能控制管理中心下发关闭路灯的命令给路灯节能控制装置，控制路灯按照预设的延迟时间延迟后关闭。

所述亮灯时段包括高峰时间、平峰时间、平地时间和低谷时间，每个时段预设有固定的亮灯时间，具体参照下表所示：

如果每小时开灯时间60分钟用1表示，则每小时开灯时间30分钟为0.5，低谷时间的开灯时间只有0.1或者更少，按此理论计算，可节约电能60％以上，以上时间根据车辆流量估算。

在具体实施中，夜晚的亮灯时间和白天的关灯时间，可以根据天文台数据设置每天的开灯时间和关灯时间，节能控制管理中心可以控制全部的开灯和关灯，通过若干路灯节能控制装置中，各传感器检测的车辆信号和外界亮灯信号，节能控制管理中心根据车流量的大小与预设值进行比较，自动将各个路灯接入到节能控制系统中；

当亮灯时段为非高峰时间时，路灯节能控制装置上的红外线传感器识别到有行人时，自动开灯，并将路灯的编号通过GSM通讯上传到节能控制管理中心，系统通过GSM通讯自动依次序打开此路灯前后各100米内的路灯提供照明，当行人离开时，路灯延迟5分钟后自动关灯；当有车辆开过来时，车前方路灯上的定向亮度传感器识别到车头的灯光，并且视觉传感器识别到车头灯光的亮点时，自动开灯，同时通过GSM通讯上传到节能控制管理中心，通过对应编号路灯收到车头灯光的时间先后，确定车辆行驶的方向，系统自动依次序打开车辆前方1000米内路灯提供照明，当车辆继续向前行驶时，前方的路灯相继识别到车头的灯光，车辆前方1000米范围内的路灯根据车辆行驶的速度依次开灯，保证车辆前方1000米范围内的灯光亮度，当检测到车辆离开时，路灯延迟10秒后，自动关灯。

可将本发明的路灯节能控制装置、系统及其控制方法应用于所有户外照明灯，根据不同的应用环境，设置不同的亮度以达到节能效果，例如在高速公路上，通过对各个路灯的联网，节能控制管理中心根据每个路灯的编号和定位，实现由关灯状态到开灯状态的数据统计，并通过路灯依次打开的时间差，还可以计算出车辆的行驶速度，从而判断行驶中的车辆是否存在超速行驶的情况。

最后需要说明的是，上述描述为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种路灯节能控制装置，其特征在于：包括一壳体以及设置在壳体内的控制器、继电器驱动模块、继电器、亮度控制模块和通信模块；所述壳体的外表面沿其周向均匀设置多个红外线传感器，所述红外线传感器与控制器电连接，所述继电器接入路灯的供电回路中，控制器的输出端分别与继电器驱动模块、亮度控制模块连接；所述亮度控制模块用于根据控制器输出的信号，调节路灯的亮度；所述继电器驱动模块用于控制继电器线圈电源的通断，从而实现路灯的供电回路的通断。

2.根据权利要求1所述的路灯节能控制装置，其特征在于：所述路灯节能控制装置内还设有一选择开关，所述选择开关与控制器电连接，用于切换路灯的手/自动控制；选择开关的一静触点端与继电器电连接，控制继电器线圈电源的通断；另一静触点端接入控制器的输入端。

3.根据权利要求1所述的路灯节能控制装置，其特征在于：所述壳体包括两个镜像对称的半环形组件，所述两个半环形组件固定连接形成环形组件，所述环形组件的内径与路灯灯杆的外径相适配。

4.根据权利要求3所述的路灯节能控制装置，其特征在于：所述半环形组件的外表面向外延伸有一喇叭状圆筒，所述圆筒最里端安装定向亮度传感器和视觉传感器，所述圆筒开口朝下与地面形成夹角，亮度感应器安装在所述环形组件上。

5.一种路灯节能控制系统，其特征在于，包括权利要求1-4中任一权利要求所述的路灯节能控制装置和节能控制管理中心；所述路灯节能控制装置安装在路灯灯杆上；

路灯节能控制装置通过通信模块，将各设备的工作状态上传到节能控制管理中心，并接收节能控制管理中心下发的控制指令；

所述节能控制管理中心，用于控制整个道路的路灯节能控制装置的运行，监视和管理整个道路的路灯节能控制装置中各个设备和路灯的工作状态。

6.根据权利要求5所述的路灯节能控制系统，其特征在于：所述通信模块为无线通信模块。

7.一种用于权利要求6所述的路灯节能控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

S1、判断当前是否处于开灯时间，并根据设定的开灯时间，进入智能节能模式；

S2、当路灯进入智能节能模式时，任一红外线传感器检测到有行人或车辆时，控制路灯开启，在开启的过程中，灯光由暗逐步变亮；

S3、当检测到行人或车辆离开时，控制路灯关闭；

S4、当路灯处于非开灯时间，但路灯节能控制装置上的传感器检测到外部亮度值到达预设的开启值时，路灯进入智能节能模式。

8.根据权利要求7所述的路灯节能控制系统的控制方法，其特征在于：在步骤S3中，当路灯节能控制装置识别到有行人或车辆时，自动开灯，并通过通信模块将开灯的路灯编号和路灯位置信息，上传到节能控制管理中心，节能控制管理中心通过分析对应路灯编号开启的时间，确定行人或车辆前进的方向，并下发控制命令，根据距离的远近，自动设定开灯的亮度，并根据距离的变化更新开灯的亮度，当检测到行人或车辆离开时，控制路灯关闭。

9.根据权利要求8所述的路灯节能控制系统的控制方法，其特征在于：路灯节能控制装置通过两边喇叭状圆筒上设有的定向亮度传感器检测特定的方向上是否有车辆灯光信号，同时视觉传感器通过拍照，识别在特定的方向上，是否有车辆灯光的存在，从而判断是否有车辆。

10.根据权利要求9所述的路灯节能控制系统的控制方法，其特征在于：路灯节能控制装置上的红外线传感器未检测到行人或车辆，同时定向亮度传感器在定向方向上未检测到车辆的灯光信号，并且视觉传感器通过定向拍照，未识别到有车辆灯光的存在，则判断为行人或车辆已离开，并通过通信模块将行人或车辆离开的信息，上传到节能控制管理中心，节能控制管理中心下发关闭路灯的命令给路灯节能控制装置，控制路灯按照预设的延迟时间延迟后关闭。