CN107155242A - 基于物联网的室外照明系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的室外照明系统，包括无线远程监控模块、配电柜、集中控制模块、单灯控制模块和LED灯具模块，所述集中控制模块包括第三无线通信单元、传感单元和计算单元，所述传感单元包括PM2.5传感器、雨量传感器、雾传感器，所述单灯控制模块包括第四无线通信单元、控制单元和电源单元，所述LED灯具模块设置有两路单独驱动的不同色温白光LED光源，集中控制模块综合判断确定天气能见度状况，实时调整照明光线的光谱，降低散射影响，从而实现足够照度，是保障道路安全，所述无线远程监控模块、配电柜、集中控制模块、单灯控制模块之间采用无线通信方式连接，具有成本低、易于维护升级、能够智能化控制的优势。
Description
技术领域
本发明属于智能照明技术领域，涉及一种基于物联网的室外照明系统。
背景技术
照明一直是城市电力消耗的主要部分之一，我国照明用电占用电总量的14%。路灯是城市生活中辐射面最广的基础设施，据了解，在主干道上，每20-30米就有一盏路灯。LED路灯替换传统路灯，实现了照明用电的大量节约，节能减排效果显著。与此同时，由于LED支持调光功能，结合物联网智能控制技术，室外照明系统能够对灯具按照时段、天气或者其他需求进行调光与控制，并且可以实现灯具的单灯控制与多灯控制，可进一步提升照明品质。对于室外照明，如何在雨、雾、霾等恶劣天气下，提供足够的路面照度，对于保障道路安全有重要意义。漂浮在空气中的微小颗粒（雨滴、水雾、霾颗粒）对光线的散射强弱，与光线的波长相关，短波长散射强，长波长散射弱。因此，根据天气情况，实时调整照明光线的光谱，降低散射影响，从而实现足够照度，是保障道路安全的有效措施。
中国专利CN201620925958.6公开了一种智能可调色温LED起夜灯，包括有MCU控制单元、两路调光驱动模块、双色温LED光源板、红外感应传感器、振动传感器、亮度传感器、电源模块、DC-DC模块和实时时钟模块，红外感应传感器与MCU控制单元连接，振动传感器与MCU控制单元连接，亮度传感器与MCU控制单元连接，两路调光驱动模块与MCU控制单元连接，双色温LED光源板与两路调光驱动模块连接，DC-DC模块与MCU控制单元连接，电源模块与DC-DC模块连接，实时时钟模块与MCU控制单元连接，根据实时时钟模块提供的时间进行光照色温调节。中国专利CN201510515346.X公开了一种移动终端及双色温补偿方法，双色温闪光灯可以输出与环境光线更相适应的光线，提高双色温闪光灯的补光效果，包括处理器、RGB传感器、双色温闪光灯、双通道驱动芯片、以及摄像头，所述RGB传感器连接于所述处理器，所述双通道驱动芯片连接于所述处理器与所述双色温闪光灯之间，所述处理器包括处理单元与存储单元，所述存储单元储存有环境色温-双通道电流参数对照表，所述处理单元根据所述RGB传感器采集的环境色温，查询所述环境色温-双通道电流参数对照表，获取所述环境色温对应的双通道电流参数，输出双通道电流参数至所述双通道驱动芯片。现有基于物联网的照明系统，通常是根据环境光照或者时间段进行色温调节，没有根据天气情况进行照明光谱调节的技术方案。鉴于此，有必要提供一种技术方案能够根据天气情况进行照明光谱的调节。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种基于物联网的室外照明系统，技术方案是：
一种基于物联网的室外照明系统，包括无线远程监控模块、配电柜、集中控制模块、单灯控制模块和LED灯具模块，其特征在于，所述无线远程监控模块与配电柜和集中控制模块连接，所述配电柜为单灯控制模块供电，所述单灯控制模块分别与集中控制模块和LED灯具模块连接；
所述无线远程监控模块包括第一无线通信单元和与其连接的存储单元、人机交互单元，所述配电柜包括第二无线通信单元和与其连接的供电单元，所述集中控制模块包括第三无线通信单元、传感单元和计算单元，计算单元分别与第三无线通信单元和传感单元连接，所述单灯控制模块包括控制单元和与控制单元连接的第四无线通信单元、电源单元，所述LED灯具模块设置有两路单独驱动的不同色温白光LED光源；
所述第一无线通信单元通过无线通信方式分别与第二无线通信单元和第三无线通信单元连接，所述第三无线通信单元通过无线通信方式与第四无线通信单元连接。
本技术方案进一步的，所述传感单元包括PM2.5传感器、PM10传感器、雨量传感器和雾传感器。
本技术方案进一步的，所述传感器单元还包括PM10传感器。
本技术方案进一步的，所述无线通信方式采用Lora协议。
本技术方案进一步的，所述无线远程监控模块还包括GPRS模块，所述GPRS模块与人机交互单元连接。
本技术方案进一步的，所述配电柜还包括GPS模块，所述GPS模块与第二无线通信单元连接。
本技术方案进一步的，所述两路单独驱动的不同色温白光LED光源的色温范围分别为7000K-8000K和4000K以下。
所述PM2.5传感器和PM10传感器测量大气环境中的漂浮颗粒物浓度，雨量传感器测量降雨量，雾传感器测量能见度，根据四个传感器的测量值综合判断天气情况，作为调节两种色温白光LED光源功率的依据。
所述传感单元输出至计算单元的信号值为档位代码。根据PM2.5传感器、PM10传感
器、雨量传感器、雾传感器测量值的高低，分别用五个档位代码表示对应区间的测量值。
| 档位代码 | PM2.5传感器测量值 | 雨量传感器测量值 | 雾传感器测量值 |
| L | 0~35微克每立方米 | 0~10毫米 | 60-80米 |
| LM | 35~75微克每立方米 | 10~25毫米 | 80-100米 |
| M | 75~115微克每立方米 | 25~50毫米 | 100~200米 |
| MH | 115~150微克每立方米 | 50~100毫米 | 200~500米 |
| H | 150~250微克每立方米 | 100毫米以上 | 500米以上 |
本发明的有益效果是：
PM2.5传感器、PM10传感器、雨量传感器、雾传感器的实时监测结果，综合判断确定天气能见度状况，实时调整照明光线的光谱，降低散射影响，从而实现足够照度，是保障道路安全，所述无线远程监控模块、配电柜、集中控制模块、单灯控制模块之间采用无线通信方式连接，具有成本低、易于维护升级、能够智能化控制的优势。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。其中：
图1是本发明基于物联网的室外照明系统架构图。
具体实施方式
一种基于物联网的室外照明系统，请参考图1，包括无线远程监控模块101、配电柜102、集中控制模块103、单灯控制模块104和LED灯具模块105，所述无线远程监控模块101包括第一无线通信单元111、存储单元112和人机交互单元113，所述配电柜102包括第二无线通信单元122、供电单元121，所述集中控制模块103包括第三无线通信单元134、传感单元131和计算单元132，所述传感单元131包括PM2.5传感器135、雨量传感器136、雾传感器137，所述单灯控制模块104包括第四无线通信单元141、控制单元142和电源单元143，所述LED灯具模块105设置有两路单独驱动的不同色温白光LED光源；
所述第一无线通信单元111通过无线通信方式200分别与第二无线通信单元122和第三无线通信单元134连接，所述第三无线通信单元134通过无线通信方式200与多个第四无线通信单元141连接；
所述传感单元131的输出端与计算单元132的输入端连接，所述计算单元132与第三无线通信单元134连接，所述控制单元142的输入端与第四无线通信单元141的输出端连接，所述控制单元142的输出端与电源单元143的输入端连接，所述电源单元143的输出端与LED灯具模块105之间通过电源线连接，所述电源单元143的输入端与供电单元121的输出端之间通过电源线连接；
所述计算单元132接收传感单元131提供的PM2.5传感器135、雨量传感器136、雾传感器137信号值，输出控制信号至第三无线通信单元134，所述控制信号由第三无线通信134单元和第四无线通信单元141传输并最终送达控制单元142，所述控制单元142根据控制信号分别设置两路不同色温白光LED光源对应的电源单元功率大小。
所述单灯控制模块104与LED灯具模块105之间一对一连接，每个单灯控制模块104固定连接一个LED灯具模块105。
所述无线通信方式200采用Lora协议。
控制单元142输出PWM信号至电源单元143，改变电源单元输出的功率大小。
所述传感单元131分时段依次向计算单元132输出PM2.5传感器135、雨量传感器136、雾传感器137的信号值。需要说明的是，本发明的传感单元131不限于上述传感器，还包括PM10传感器，PM10传感器用于检测可吸入颗粒物，通常是指粒径在10微米以下的颗粒物。
控制单元142根据控制信号分别设置两路不同色温白光LED光源对应的电源单元功率大小，并保持总功率不变。
所述两路单独驱动的不同色温白光LED光源，分为分别为3000K和8000K。
所述PM2.5传感器135测量大气环境中的漂浮颗粒物浓度，雨量传感器136测量降雨量，雾传感器137测量能见度，计算单元132根据三个传感器的测量值综合判断天气情况，作为调节两种色温白光LED光源功率的依据。
所述传感单元131输出至计算单元132的信号值为档位代码。根据PM2.5传感器
135、雨量传感器136、雾传感器137测量值的高低，分别用五个档位代码表示对应区间的测
量值。
| 档位代码 | PM2.5传感器测量值 | 雨量传感器测量值 | 雾传感器测量值 |
| L | 0~35微克每立方米 | 0~10毫米 | 60-80米 |
| LM | 35~75微克每立方米 | 10~25毫米 | 80-100米 |
| M | 75~115微克每立方米 | 25~50毫米 | 100~200米 |
| MH | 115~150微克每立方米 | 50~100毫米 | 200~500米 |
| H | 150~250微克每立方米 | 100毫米以上 | 500米以上 |
计算单元132对两种色温白光LED光源功率进行调节的逻辑为，档位代码的优先级
从高到底排序为：H、MH、M、LH和L；当算单元132接受到PM2.5传感器135、雨量传感器136、雾
传感器137的档位代码后，以三个档位代码中优先级排序最高的档位代码作为选择3000K色
温白光LED151和8000K色温白光LED152电源功率输出模式的依据。电源功率输出模式与档
位代码的对应关系如下：
| 档位代码 | 3000K色温白光LED的PWM百分比 | 8000K色温白光LED的PWM百分比 |
| L | 10% | 90% |
| LM | 30% | 70% |
| M | 50% | 50% |
| MH | 70% | 30% |
| H | 90% | 10% |
Claims (7)
1.一种基于物联网的室外照明系统，包括无线远程监控模块、配电柜、集中控制模块、单灯控制模块和LED灯具模块，其特征在于，所述无线远程监控模块与配电柜和集中控制模块连接，所述配电柜为单灯控制模块供电，所述单灯控制模块分别与集中控制模块和LED灯具模块连接；
所述无线远程监控模块包括第一无线通信单元和与其连接的存储单元、人机交互单元，所述配电柜包括第二无线通信单元和与其连接的供电单元，所述集中控制模块包括第三无线通信单元、传感单元和计算单元，计算单元分别与第三无线通信单元和传感单元连接，所述单灯控制模块包括控制单元和与控制单元连接的第四无线通信单元、电源单元，所述LED灯具模块设置有两路单独驱动的不同色温白光LED光源；
所述第一无线通信单元通过无线通信方式分别与第二无线通信单元和第三无线通信单元连接，所述第三无线通信单元通过无线通信方式与第四无线通信单元连接。
2.根据权利要求1所述基于物联网的室外照明系统，其特征在于，所述传感单元包括PM2.5传感器、雨量传感器和雾传感器。
3.根据权利要求2所述基于物联网的室外照明系统，其特征在于，所述传感器单元还包括PM10传感器。
4.根据权利要求1所述基于物联网的室外照明系统，其特征在于，所述无线通信方式采用Lora协议。
5.根据权利要求1所述基于物联网的室外照明系统，其特征在于，所述无线远程监控模块还包括GPRS模块，所述GPRS模块与人机交互单元连接。
6.根据权利要求1所述基于物联网的室外照明系统，其特征在于，所述配电柜还包括GPS模块，所述GPS模块与第二无线通信单元连接。
7.根据权利要求1所述基于物联网的室外照明系统，其特征在于，所述两路单独驱动的不同色温白光LED光源的色温范围分别为7000K-8000K和4000K以下。
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