CN108282931A - 一种基于云计算的路灯管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于云计算的路灯管理系统，包括路灯灯体、云计算管理服务器、数据库服务器和智能终端，所述路灯灯体包括灯杆、路灯照明模块、数据存储模块、主控处理模块、外部信息采集模块、信号预处理模块、执行器模块、照明驱动电路、数据显示模块、广播模块、定位模块和无线通讯模块。本发明结构设计合理，通过合理地规划路灯的布局，合理地控制路灯的开关时间，融入智能化的路灯管理手段，比如光控、流控、场景分析等手段，进一步调整路灯的照明策略，可以有效的节约路灯的能耗。

Description

一种基于云计算的路灯管理系统

技术领域

本发明涉及云计算管理系统领域，特别是一种基于云计算的路灯管理系统。

背景技术

国家的节能减排政策不仅对新能源大力支持，也非常重视工业和生活中照明领域的节能。城市道路照明的规划与管理比较混乱。各个部门交叉管理，存在明显的疏漏之处，缺乏统一的管理与规划。尤其是在后期的路灯维护工作中，路灯故障状态反馈效率低，基本还是采用人工巡检的模式，人力和物力资源浪费严重。目前，道路信息管理仅停留在对变压器的信息管理上，对路灯信息没有进行统一的信息管理。无法实现路灯状态的信息查询，无法实现单灯的路灯状态控制。无法实现路灯状态的信息统计与分析，不支持自动巡检和故障报警，没有综合的业务管理平台和联动机制，建设和维护部门相对独立，没有良好的信息沟通渠道，整体的管理水平偏低。

现有的城市道路照明管理中心，主要采用的还是人工管理的手段，不能够对道路照明用电量信息进行精确的统计，更无法实现针对区域街道的用电量的统计分析，无法对道路照明的建设规划提供科学合理的统计数据及分析决策支持。现有的道路照明管理仍然严重依赖于人工操作，计算机管理的程度较低，无法根据环境因素的变化实现自动的路灯状态控制。无法实现车流、人流及环境光的分析，当路灯出现故障时，无法触发维护保养流程及完成任务分派工作。

目前国内外已经出现了针对路灯管控体系的产品和应用，这类应用都是由工业控制系统演进发展，将传统的组态软件控制系统升级为无线远程遥控系统，其功能仍主要是面向设备控制的功能范畴。另一方面，传统工业控制系统的控制对象数量一般比较有限，应用系统规模一般比较小，应用软件所能提供的数据容量以及计算资源都比较受限。

随着云计算技术的飞速发展与应用，物联网技术得到了迅速的推广普及，智慧城市的概念己经从理论阶段逐步发展到实现的阶段，智慧照明的需求便也应运而生。因此，将城市路灯全面纳入新型的城市物联网体系，运用先进的云计算技术，实现智能化照明控制的发展路线，正是由我国城市建设发展阶段以及新技术发展水平共同决定的。面向智慧照明的路灯物联网系统标准还不明确，国内外开发的技术还不全面，应用还未广泛，这就需要我们继续对这一新兴技术领域进行深入的研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于云计算的路灯管理系统。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种基于云计算的路灯管理系统，包括路灯灯体、云计算管理服务器、数据库服务器和智能终端，所述路灯灯体包括灯杆、路灯照明模块、数据存储模块、主控处理模块、外部信息采集模块、信号预处理模块、执行器模块、照明驱动电路、数据显示模块、广播模块、定位模块和无线通讯模块，所述路灯照明模块、数据存储模块、主控处理模块、外部信息采集模块、信号预处理模块、执行器模块、照明驱动电路、数据显示模块、广播模块、定位模块和无线通讯模块设置于所述灯杆上，所述主控处理模块作为路灯灯体的核心分别与数据存储模块、信号预处理模块、执行器模块、数据显示模块、广播模块、定位模块和无线通讯模块连接，所述外部信息采集模块与所述信号预处理模块连接，所述执行器模块、照明驱动电路、路灯照明模块依次连接，所述数据库服务器用于远程接收无线通讯模块发送来的数据，所述云计算管理服务器用于调取数据库服务器中的数据进行运算管理，所述智能终端用于接收云计算管理服务器的数据结果，所述主控处理模块通过所述无线通讯模块与所述数据库服务器进行数据传输，所述数据库服务器与所述云计算管理服务器连接，所述云计算管理服务器与所述智能终端连接。

进一步地，所述外部信息采集模块用于采集路灯灯体周围的信息，所述外部信息采集模块包括视频监控设备、音频采集设备、气象采集模块、亮度传感器、光强度传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、PM2.5感应器和人体红外感应模块。

进一步地，所述人体红外感应模块包括运算放大器U9，运算放大器为MCP649X；运算放大器U9的正电源端接3.3V电压，负电源端接地；运算放大器U9的两个信号输入端之间互相并联设置有红外接收二极管D8、二极管D6、二极管D7、电阻R26和电容C29，二极管D6和二极管D7方向相反，红外接收二极管D8的正极与运算放大器U9的同相输入端连接；运算放大器U9的同相输入端与正电源端之间串连有R28，同相输入端同时与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端接地；运算放大器U9的输出端与反相输入端之间设置有电阻R25和电容C28，电阻R25和电容C28互相并联；运算放大器U9的输出端输出信号至信号预处理模块。

进一步地，所述信号预处理模块用于将外部信息采集模块采集的信号滤波、放大和模数转换处理，所述信号预处理模块包括信号滤波电路、信号放大电路和模数转换电路，所述信号滤波电路、信号放大电路、模数转换电路依次连接。

进一步地，所述路灯灯体还包括供电电源模块，所述供电电源模块包括电源模块、供电管理模块、充电管理模块和电池检测模块，所述电源模块通过所述供电管理模块给路灯灯体供电，所述电源模块通过所述充电管理模块与城市电网连接用于充电，所述电源模块为蓄电池，所述电池检测模块与所述蓄电池连接用于检测电池电量、电压、电流等数据。

进一步地，所述路灯照明模块为LED阵列，所述广播模块为扬声器。

进一步地，所述数据存储模块为微存储芯片用于存储外部信息采集模块所采集的各种数据，所述数据显示模块为多媒体显示器用于调用播放微存储芯片中的音视频数据。

进一步地，所述定位模块用于采集路灯灯体的地理信息，所述定位模块为GPS定位系统、北斗定位系统和无线基站定位系统中的一种或多种。

进一步地，所述无线通讯模块用于将主控处理模块的电子数据传输至数据库服务器，所述无线通讯模块为运营商定制的LPWA蜂窝通信网络。

进一步地，所述智能终端为智能手机、数码相机、电脑和平板中的一种或多种。

本发明具有以下优点：

结构设计合理，通过合理地规划路灯的布局，合理地控制路灯的开关时间，融入智能化的路灯管理手段，比如光控、流控、场景分析等手段，进一步调整路灯的照明策略，可以有效的节约路灯的能耗。于此同时，加强路灯数据的管理和分析工作，延长路灯的使用寿命，降低路灯的管理成本和维护费用，同时利用路灯道路分布广的特点，集成了视频监控和气象数据采集，解决城市的安防、气象生活、高质量通信以及节能出行的一系列问题。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为人体红外感应模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种基于云计算的路灯管理系统，包括路灯灯体、云计算管理服务器、数据库服务器和智能终端，所述路灯灯体包括灯杆、路灯照明模块、数据存储模块、主控处理模块、外部信息采集模块、信号预处理模块、执行器模块、照明驱动电路、数据显示模块、广播模块、定位模块和无线通讯模块，所述路灯照明模块、数据存储模块、主控处理模块、外部信息采集模块、信号预处理模块、执行器模块、照明驱动电路、数据显示模块、广播模块、定位模块和无线通讯模块设置于所述灯杆上，所述主控处理模块作为路灯灯体的核心分别与数据存储模块、信号预处理模块、执行器模块、数据显示模块、广播模块、定位模块和无线通讯模块连接，所述外部信息采集模块与所述信号预处理模块连接，所述执行器模块、照明驱动电路、路灯照明模块依次连接，所述数据库服务器用于远程接收无线通讯模块发送来的数据，所述云计算管理服务器用于调取数据库服务器中的数据进行运算管理，所述智能终端用于接收云计算管理服务器的数据结果，所述主控处理模块通过所述无线通讯模块与所述数据库服务器进行数据传输，所述数据库服务器与所述云计算管理服务器连接，所述云计算管理服务器与所述智能终端连接。

进一步地，所述外部信息采集模块用于采集路灯灯体周围的信息，所述外部信息采集模块包括视频监控设备、音频采集设备、气象采集模块、亮度传感器、光强度传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、PM2.5感应器和人体红外感应模块。

进一步地，所述人体红外感应模块包括运算放大器U9，运算放大器为MCP649X；运算放大器U9的正电源端接3.3V电压，负电源端接地；运算放大器U9的两个信号输入端之间互相并联设置有红外接收二极管D8、二极管D6、二极管D7、电阻R26和电容C29，二极管D6和二极管D7方向相反，红外接收二极管D8的正极与运算放大器U9的同相输入端连接；运算放大器U9的同相输入端与正电源端之间串连有R28，同相输入端同时与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端接地；运算放大器U9的输出端与反相输入端之间设置有电阻R25和电容C28，电阻R25和电容C28互相并联；运算放大器U9的输出端输出信号至信号预处理模块。

进一步地，所述信号预处理模块用于将外部信息采集模块采集的信号滤波、放大和模数转换处理，所述信号预处理模块包括信号滤波电路、信号放大电路和模数转换电路，所述信号滤波电路、信号放大电路、模数转换电路依次连接。

进一步地，所述路灯灯体还包括供电电源模块，所述供电电源模块包括电源模块、供电管理模块、充电管理模块和电池检测模块，所述电源模块通过所述供电管理模块给路灯灯体供电，所述电源模块通过所述充电管理模块与城市电网连接用于充电，所述电源模块为蓄电池，所述电池检测模块与所述蓄电池连接用于检测电池电量、电压、电流等数据。

进一步地，所述路灯照明模块为LED阵列，所述广播模块为扬声器。

进一步地，所述数据存储模块为微存储芯片用于存储外部信息采集模块所采集的各种数据，所述数据显示模块为多媒体显示器用于调用播放微存储芯片中的音视频数据。

进一步地，所述定位模块用于采集路灯灯体的地理信息，所述定位模块为GPS定位系统、北斗定位系统和无线基站定位系统中的一种或多种。

进一步地，所述无线通讯模块用于将主控处理模块的电子数据传输至数据库服务器，所述无线通讯模块为运营商定制的LPWA蜂窝通信网络。

进一步地，所述智能终端为智能手机、数码相机、电脑和平板中的一种或多种。

Claims (10)

1.一种基于云计算的路灯管理系统，其特征在于：所述路灯管理系统包括路灯灯体、云计算管理服务器、数据库服务器和智能终端，所述路灯灯体包括灯杆、路灯照明模块、数据存储模块、主控处理模块、外部信息采集模块、信号预处理模块、执行器模块、照明驱动电路、数据显示模块、广播模块、定位模块和无线通讯模块，所述路灯照明模块、数据存储模块、主控处理模块、外部信息采集模块、信号预处理模块、执行器模块、照明驱动电路、数据显示模块、广播模块、定位模块和无线通讯模块设置于所述灯杆上，所述主控处理模块作为路灯灯体的核心分别与数据存储模块、信号预处理模块、执行器模块、数据显示模块、广播模块、定位模块和无线通讯模块连接，所述外部信息采集模块与所述信号预处理模块连接，所述执行器模块、照明驱动电路、路灯照明模块依次连接，所述数据库服务器用于远程接收无线通讯模块发送来的数据，所述云计算管理服务器用于调取数据库服务器中的数据进行运算管理，所述智能终端用于接收云计算管理服务器的数据结果，所述主控处理模块通过所述无线通讯模块与所述数据库服务器进行数据传输，所述数据库服务器与所述云计算管理服务器连接，所述云计算管理服务器与所述智能终端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的路灯管理系统，其特征在于：所述外部信息采集模块用于采集路灯灯体周围的信息，所述外部信息采集模块包括视频监控设备、音频采集设备、气象采集模块、亮度传感器、光强度传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、PM2.5感应器和人体红外感应模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于云计算的路灯管理系统，其特征在于：所述人体红外感应模块包括运算放大器U9，运算放大器为MCP649X；运算放大器U9的正电源端接3.3V电压，负电源端接地；运算放大器U9的两个信号输入端之间互相并联设置有红外接收二极管D8、二极管D6、二极管D7、电阻R26和电容C29，二极管D6和二极管D7方向相反，红外接收二极管D8的正极与运算放大器U9的同相输入端连接；运算放大器U9的同相输入端与正电源端之间串连有R28，同相输入端同时与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端接地；运算放大器U9的输出端与反相输入端之间设置有电阻R25和电容C28，电阻R25和电容C28互相并联；运算放大器U9的输出端输出信号至信号预处理模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于云计算的路灯管理系统，其特征在于：所述信号预处理模块用于将外部信息采集模块采集的信号滤波、放大和模数转换处理，所述信号预处理模块包括信号滤波电路、信号放大电路和模数转换电路，所述信号滤波电路、信号放大电路、模数转换电路依次连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于云计算的路灯管理系统，其特征在于：所述路灯灯体还包括供电电源模块，所述供电电源模块包括电源模块、供电管理模块、充电管理模块和电池检测模块，所述电源模块通过所述供电管理模块给路灯灯体供电，所述电源模块通过所述充电管理模块与城市电网连接用于充电，所述电源模块为蓄电池，所述电池检测模块与所述蓄电池连接用于检测电池电量、电压、电流等数据。

6.根据权利要求1所述的一种基于云计算的路灯管理系统，其特征在于：所述路灯照明模块为LED阵列，所述广播模块为扬声器。

7.根据权利要求1所述的一种基于云计算的路灯管理系统，其特征在于：所述数据存储模块为微存储芯片用于存储外部信息采集模块所采集的各种数据，所述数据显示模块为多媒体显示器用于调用播放微存储芯片中的音视频数据。

8.根据权利要求1所述的一种基于云计算的路灯管理系统，其特征在于：所述定位模块用于采集路灯灯体的地理信息，所述定位模块为GPS定位系统、北斗定位系统和无线基站定位系统中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种基于云计算的路灯管理系统，其特征在于：所述无线通讯模块用于将主控处理模块的电子数据传输至数据库服务器，所述无线通讯模块为运营商定制的LPWA蜂窝通信网络。

10.根据权利要求1所述的一种基于云计算的路灯管理系统，其特征在于：所述智能终端为智能手机、数码相机、电脑和平板中的一种或多种。