CN107911912B - 一种led路灯节能照明系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED路灯节能照明系统及方法，包括嵌入式处理单元，其分别与LED模块、图像采集模块、亮度调节模块和亮度检测模块连接；所述图像采集模块反向对着行车方向，用于采集行人和车辆图像信息，并将数据传输至嵌入式处理单元；嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度；减少照明资源浪费并辅助交通和治安管理，实现路灯的智能化控制。
Description
技术领域
本发明涉及LED灯照明领域，特别涉及一种LED路灯节能照明系统及方法。
背景技术
改革开放以来，随着我国经济不断地发展，城市规模的不断扩张，在各个城市照明建设取得很大成就，不断发展和资源的不断消耗，节能成为城市照明中的重要议题，据统计，城市路灯照明占我国照明耗电30％左右的比例，一个一万盏路灯的城市，每年仅在路灯照明上消耗的电能就高达2000万千瓦时以上。长久以来传统的道路照明科技一直在道路照明中起着主导作用，如高压钠灯（HPS）以及部分金属卤化物灯（MH）。但是由于传统光源发光缺少定向性，难以实现对光源配光的控制，导致传统路灯照明存在一些问题，比如：眩光、光强度分布不均匀、向天空反光、光污染以及光能源浪费等。近年来LED照明技术高速发展，LED以长寿命、抗震、高效、对光源良好的控制能力等优点，已经逐步在城市道路照明中广泛应用，但仍存在照明浪费和治安管理及夜间交通安全隐患的问题。
发明内容
针对上述现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于一种多功能的LED路灯节能照明系统及方法。
具体技术方案如下：
一种LED路灯节能照明系统，包括设置于路面两侧灯杆上的LED路灯，其中每个LED路灯包括LED模块、嵌入式处理单元、图像采集模块、亮度调节模块和亮度检测模块；所述的嵌入式处理单元分别与LED模块、图像采集模块、亮度调节模块和亮度检测模块连接；所述图像采集模块反向对着行车方向，用于采集行人和车辆图像信息，并将数据传输至嵌入式处理单元；嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度。
进一步，路面每侧路灯等间距排列，两侧路灯交错布置，路灯间距40m；
进一步，图像采集模块为红外摄像头，用于采集两个路灯间的行人和车辆图像信息；
进一步，每个LED路灯还包括无线通信模块，实现各路灯嵌入式处理单元相互通信，联动控制路灯开关和亮度；
进一步，所述的嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度过程具体为：
当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到行人信息时，嵌入式处理单元点亮LED模块，通过亮度调节模块将亮度调节至最亮模式，并控制无线通信模块向邻近路灯发送开灯指令，邻近路灯接收开灯指令后点亮LED模块，并将亮度调至次亮模式；
进一步，上述过程还包括：
红外摄像头采集行人行走方向，当其沿着道路走向步行时，仅点亮行人侧路灯；
当其横穿路面时，点亮路面两侧路灯；
进一步，所述的嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度过程具体为：
当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到机动车辆信息时，红外摄像头检测机动车辆行驶速度，嵌入式处理单元点亮LED模块，通过亮度调节模块将亮度调节至最亮模式；
当0<车速<30时：点亮车辆前方3根和车辆后方3根路灯；
当30<车速<60时：点亮车辆前方5根和车辆后方3根路灯；
当60<车速<90时：点亮车辆前方7根和车辆后方2根路灯；
当60<车速<90时：点亮车辆前方9根和车辆后方2根路灯；
当90<车速<120时：点亮车辆前方11根和车辆后方2根路灯；
其中车辆前方指车辆行车方向，车辆后方指车辆行车反方向；
进一步，上述过程还包括：
点亮行车侧路灯，反向行车侧路灯间隔点亮；路灯亮度依据离车距离逐渐减弱；
进一步，所述的嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度过程具体为：
当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到行人骑自行车、摩托车或其他代步工具时，采用和机动车辆相同的照明方式；
进一步，所述的红外摄像头检测机动车辆行驶速度过程包括：以路灯或路面的行车线为参照物，检测车辆穿过间隔路灯或行车线的时间，并依据路灯或行车线间距测算出车辆速度；
进一步，当检测出车辆超速时，所述的嵌入式处理单元通过无线通信模块，将识别的车牌号和图片信息，传输至交通控制中心；
进一步，所述交通控制中心可以通过无线通信模块，实时调取并存储图像采集模块视频信息；
一种LED路灯节能照明方法，基于上述LED路灯节能照明系统；
嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度；
当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到行人信息时，嵌入式处理单元点亮LED模块，通过亮度调节模块将亮度调节至最亮模式，并控制无线通信模块向邻近路灯发送开灯指令，邻近路灯接收开灯指令后点亮LED模块，并将亮度调至次亮模式；
进一步，上述过程还包括：
红外摄像头采集行人行走方向，当其沿着道路走向步行时，仅点亮行人侧路灯；
当其横穿路面时，点亮路面两侧路灯；
进一步，当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到机动车辆信息时，红外摄像头检测机动车辆行驶速度，嵌入式处理单元点亮LED模块，通过亮度调节模块将亮度调节至最亮模式；
当0<车速<30时：点亮车辆前方3根和车辆后方3根路灯；
当30<车速<60时：点亮车辆前方5根和车辆后方3根路灯；
当60<车速<90时：点亮车辆前方7根和车辆后方2根路灯；
当60<车速<90时：点亮车辆前方9根和车辆后方2根路灯；
当90<车速<120时：点亮车辆前方11根和车辆后方2根路灯；
其中车辆前方指车辆行车方向，车辆后方指车辆行车反方向；
进一步，上述过程还包括：
点亮行车侧路灯，反向行车侧路灯间隔点亮；路灯亮度依据离车距离逐渐减弱；
进一步，所述的红外摄像头检测机动车辆行驶速度过程包括：以路灯或路面的行车线为参照物，检测车辆穿过间隔路灯或行车线的时间，并依据路灯或行车线间距测算出车辆速度；
进一步，当检测出车辆超速时，所述的嵌入式处理单元通过无线通信模块，将识别的车牌号和图片信息，传输至交通控制中心；
进一步，所述交通控制中心可以通过无线通信模块，实时调取并存储图像采集模块视频信息；
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明所述的LED路灯节能照明系统，提供了多功能的智能照明控制，使得路灯照明更加、安全和省电。
2、通过视频分析行人行进路径，精确控制路灯开关，避免资源浪费。
3、综合考虑车辆车速、司机反应速度和制动距离，经过多次试验可以得出上述不同车速情况下，车辆前后方距离点亮的路灯数量，实现了路灯依据不同车速的精确开关控制，并通过与车辆距离远近控制路灯明暗，进一步减少资源浪费。
4、辅助交通控制中心的交通管控，防止超速造成事故的隐患。辅助交通控制中心的监控管理，降低犯罪率，并有助于交通事故后的取证，实现路灯节能照明的多功能化。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明路灯布置示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种LED路灯节能照明系统，包括设置于路面两侧灯杆上的LED路灯，其中每个LED路灯包括LED模块、嵌入式处理单元、图像采集模块、亮度调节模块和亮度检测模块；所述的嵌入式处理单元分别与LED模块、图像采集模块、亮度调节模块和亮度检测模块连接；所述图像采集模块反向对着行车方向，用于采集行人和车辆图像信息，并将数据传输至嵌入式处理单元；嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度。
进一步，路面每侧路灯等间距排列，两侧路灯交错布置，路灯间距40m；路灯交错布置，从而解决了现有技术中，路面两侧路灯相对布置带来的明暗交错，路面亮度不均匀给行人，尤其是司机带来了用眼疲劳，造成交通隐患；
进一步，图像采集模块为红外摄像头，用于采集两个路灯间的行人和车辆图像信息；
进一步，每个LED路灯还包括无线通信模块，实现各路灯嵌入式处理单元相互通信，联动控制路灯开关和亮度；从而解决了现有技术中，路灯一开全开或各自独立工作，造成的资源浪费问题；
进一步，所述的嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度过程具体为：
当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到行人信息时，嵌入式处理单元点亮LED模块，通过亮度调节模块将亮度调节至最亮模式，并控制无线通信模块向邻近路灯发送开灯指令，邻近路灯接收开灯指令后点亮LED模块，并将亮度调至次亮模式；从而解决了现有技术中，路灯一开全开没有行人的地方路灯照明浪费问题；
进一步，上述过程还包括：
红外摄像头采集行人行走方向，当其沿着道路走向步行时，仅点亮行人侧路灯；
当其横穿路面时，点亮路面两侧路灯；从而实现路灯依据行人行进方向逐步点亮，减少资源浪费。
进一步，所述的嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度过程具体为：
当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到机动车辆信息时，红外摄像头检测机动车辆行驶速度，嵌入式处理单元点亮LED模块，通过亮度调节模块将亮度调节至最亮模式；
当0<车速<30时：点亮车辆前方3根和车辆后方3根路灯；
当30<车速<60时：点亮车辆前方5根和车辆后方3根路灯；
当60<车速<90时：点亮车辆前方7根和车辆后方2根路灯；
当60<车速<90时：点亮车辆前方9根和车辆后方2根路灯；
当90<车速<120时：点亮车辆前方11根和车辆后方2根路灯；
其中车辆前方指车辆行车方向，车辆后方指车辆行车反方向；
进一步，上述过程还包括：
点亮行车侧路灯，反向行车侧路灯间隔点亮；路灯亮度依据离车距离逐渐减弱；
综合考虑车辆车速、司机反应速度和制动距离，经过多次试验可以得出上述不同车速情况下，车辆前后方距离点亮的路灯数量，实现了路灯依据不同车速的精确开关控制，并通过与车辆距离远近控制路灯明暗，进一步减少资源浪费。
进一步，所述的嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度过程具体为：
当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到行人骑自行车、摩托车或其他代步工具时，采用和机动车辆相同的照明方式；
进一步，所述的红外摄像头检测机动车辆行驶速度过程包括：以路灯或路面的行车线为参照物，检测车辆穿过间隔路灯或行车线的时间，并依据路灯或行车线间距测算出车辆速度；从而仅依靠红外摄像头实现车速测量，减少雷达等测速部件设置，降低建设成本。
进一步，当检测出车辆超速时，所述的嵌入式处理单元通过无线通信模块，将识别的车牌号和图片信息，传输至交通控制中心；从而辅助交通控制中心的交通管控，防止超速造成事故的隐患。
进一步，所述交通控制中心可以通过无线通信模块，实时调取并存储图像采集模块视频信息；从而辅助交通控制中心的监控管理，降低犯罪率，并有助于交通事故后的取证，实现路灯节能照明的多功能化。
一种LED路灯节能照明方法，基于上述LED路灯节能照明系统；
嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度；
当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到行人信息时，嵌入式处理单元点亮LED模块，通过亮度调节模块将亮度调节至最亮模式，并控制无线通信模块向邻近路灯发送开灯指令，邻近路灯接收开灯指令后点亮LED模块，并将亮度调至次亮模式；
进一步，上述过程还包括：
红外摄像头采集行人行走方向，当其沿着道路走向步行时，仅点亮行人侧路灯；
当其横穿路面时，点亮路面两侧路灯；
进一步，当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到机动车辆信息时，红外摄像头检测机动车辆行驶速度，嵌入式处理单元点亮LED模块，通过亮度调节模块将亮度调节至最亮模式；
当0<车速<30时：点亮车辆前方3根和车辆后方3根路灯；
当30<车速<60时：点亮车辆前方5根和车辆后方3根路灯；
当60<车速<90时：点亮车辆前方7根和车辆后方2根路灯；
当60<车速<90时：点亮车辆前方9根和车辆后方2根路灯；
当90<车速<120时：点亮车辆前方11根和车辆后方2根路灯；
其中车辆前方指车辆行车方向，车辆后方指车辆行车反方向；
进一步，上述过程还包括：
点亮行车侧路灯，反向行车侧路灯间隔点亮；路灯亮度依据离车距离逐渐减弱；
进一步，当检测出车辆超速时，所述的嵌入式处理单元通过无线通信模块，将识别的车牌号和图片信息，传输至交通控制中心；
进一步，所述交通控制中心可以通过无线通信模块，实时调取并存储图像采集模块视频信息；
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变组合删减，而不脱离本发明权利要求书所限定的专利范围。
Claims (2)
1.一种LED路灯节能照明系统，包括设置于路面两侧灯杆上的LED路灯，其特征在于：其中每个LED路灯包括LED模块、嵌入式处理单元、图像采集模块、亮度调节模块、亮度检测模块；所述的嵌入式处理单元分别与LED模块、图像采集模块、亮度调节模块和亮度检测模块连接；所述图像采集模块反向对着行车方向，用于采集行人和车辆图像信息，并将数据传输至嵌入式处理单元；嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度；
每个LED路灯还包括无线通信模块，实现各路灯嵌入式处理单元相互通信，联动控制路灯开关和亮度；防止路灯一开全开或各自独立工作，造成的资源浪费问题；
路面每侧路灯等间距排列，两侧路灯交错布置，路灯间距40m；从而防止路面两侧路灯相对布置带来的明暗交错，路面亮度不均匀给行人和司机带来了用眼疲劳，造成交通隐患；
图像采集模块为红外摄像头，用于采集两个路灯间的行人和车辆图像信息；
所述的嵌入式处理单元接收亮度调节模块的亮度信息并根据采集的行人和车辆图像信息，控制路灯开关和亮度过程具体为：
当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到行人信息时，嵌入式处理单元点亮LED模块，通过亮度调节模块将亮度调节至最亮模式，并控制无线通信模块向邻近路灯发送开灯指令，邻近路灯接收开灯指令后点亮LED模块，并将亮度调至次亮模式；
红外摄像头采集行人行走方向，当其沿着道路走向步行时，仅点亮行人侧路灯；当其横穿路面时，点亮路面两侧路灯；从而实现路灯依据行人行进方向逐步点亮，减少资源浪费；
当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到行人骑自行车或摩托车时，采用和机动车辆相同的照明方式；
当亮度调节模块检测的亮度低于阈值，且红外摄像头采集到机动车辆信息时，红外摄像头检测机动车辆行驶速度，嵌入式处理单元点亮LED模块，通过亮度调节模块将亮度调节至最亮模式；
当0<车速<30时：点亮车辆前方3根和车辆后方3根路灯；
当30<车速<60时：点亮车辆前方5根和车辆后方3根路灯；
当60<车速<90时：点亮车辆前方7根和车辆后方2根路灯；
当90<车速<120时：点亮车辆前方11根和车辆后方2根路灯；
其中车辆前方指车辆行车方向，车辆后方指车辆行车反方向；
点亮行车侧路灯，反向行车侧路灯间隔点亮；路灯亮度依据离车距离逐渐减弱；
仅依靠红外摄像头实现车速测量，所述的红外摄像头检测机动车辆行驶速度过程包括：以路灯或路面的行车线为参照物，检测车辆穿过间隔路灯或行车线的时间，并依据路灯或行车线间距测算出车辆速度；
当检测出车辆超速时，所述的嵌入式处理单元通过无线通信模块，将识别的车牌号和图片信息，传输至交通控制中心；
所述交通控制中心可以通过无线通信模块，实时调取并存储图像采集模块视频信息。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括太阳能电池模块，所述太阳能电池模块白天采集太阳能，辅助除LED模块外的各部件供电。
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