CN109521739B - 一种自适应自诊断激光车辆检测物联网节能管控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应自诊断激光车辆检测物联网节能管控系统，包括激光检测系统、微波检测系统、光照检测系统、物联网智能网关、云服务器、照明回路控制箱、物联网自诊断系统和远程物联网智能电表；其中，激光检测系统、微波车辆检测系统及光照检测系统均与物联网智能网关连接，物联网智能网关、物联网自诊断系统及远程物联网智能电表均与云服务器连接，云服务器与照明回路控制箱连接；物联网智能网关能够连接终端采集设备与服务器之间的通信，实时查看所有终端设备的工作状态及节能数据；云服务器根据控制策略自动下发指令至物联网智能网关以便网关自适应控制照明回路控制箱；照明回路控制箱执行对隧道内照明回路开启关闭或者调亮调暗指令。
Description
技术领域
本发明属于隧道照明能耗监测与节能领域，具体涉及一种自适应自诊断激光车辆检测物联网节能管控系统。
背景技术
随着我国经济水平不断增长，交通运输路网建设飞速发展，数据显示截止2017年末，全国公路总里程达477.35万公里，全国公路隧道16229处、1528.51万米，增加1048处、124.54万米，其中特长隧道902处、401.32万米，长隧道3841处、659.93万米。
隧道是公路运营管理的重点和难点，同时也是电力消耗的主力军，高速公路运营能源消耗的85％发生在隧道内，有效降低隧道的电力消耗，也就解决了山区高速公路的电力消耗问题。
由于驾驶员进入隧道内易出现“黑洞”和“白洞”视觉问题，目前我国对隧道照明的设计是以全年洞外最大亮度和最高行车时速来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度的，控制方式较单一，不能满足各时段复杂的自然光线变化，同时考虑到部分时段无车辆通行，隧道照明存在电能浪费的问题，因此隧道照明面临着为驾驶员提供充足照明和节能降耗的双重要求，现有隧道照明无法满足当下及未来的使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种自适应自诊断激光车辆检测物联网节能管控系统，该系统使用激光检测系统和微波检测系统检测是否有车辆即将驶入隧道，使用激光检测系统检测隧道内车辆通信情况，使用光照检测系统检测隧道内外的光照度信息，三个系统检测到的数据信息通过物联网智能网关传输至网关和云服务器，由云服务器根据控制策略自动下发指令至照明回路控制箱，控制箱完成指令，物联网自诊断系统在线诊断隧道灯光整体开关状态的正确与否和单体灯光运行状态，同时记录隧道环境内车辆行驶状况，远程物联网智能电表统计用电数据并传输至云服务器生成数据分析图表。该系统使隧道照明系统即满足安全需求，又能达到节能效果，解决隧道照明系统现有不足。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种自适应自诊断激光车辆检测物联网节能管控系统，包括激光检测系统、微波检测系统、光照检测系统、物联网智能网关、云服务器、照明回路控制箱、物联网自诊断系统和远程物联网智能电表；其中，
激光检测系统、微波车辆检测系统及光照检测系统均与物联网智能网关连接，物联网智能网关、物联网自诊断系统及远程物联网智能电表均与云服务器连接，云服务器与照明回路控制箱连接；
物联网智能网关能够连接终端采集设备与服务器之间的通信，实时查看所有终端设备的工作状态及节能数据；云服务器根据控制策略自动下发指令至物联网智能网关以便网关自适应控制照明回路控制箱；照明回路控制箱执行对隧道内照明回路开启关闭或者调亮调暗指令；
物联网自诊断系统由物联网摄像头通过智能网关与云服务器连接，使用图像自动搜索功能来实现灯光锁定，实时对隧道内照明设备开关或调亮调暗执行情况诊断、设备故障诊断、交通状况诊断及其他突发状况诊断；
远程物联网智能电表对用电数据实时计量并上传至云服务器，用来绘制节电数据分析图表。
本发明进一步的改进在于，激光检测系统由大视场红外激光发射器、玻璃微珠反光带和大视场激光接收光电传感器组成；大视场红外激光发射器发射红外线，玻璃微珠反光带对红外线进行反射后，信号由大视场激光光电传感器接收，用于检测车辆通行情况。
本发明进一步的改进在于，微波检测系统由微波车辆检测器组成，微波检测系统通过微波车辆检测器发射微波和雷达信号检测车辆通行情况。
本发明进一步的改进在于，光照检测系统由环境光传感器组成，光照检测系统由环境光传感器对环境光照度数据进行采集，并具有光强自适应功能来补偿因为环境变化带来的误差，同时通过物联网智能网关将采集信息上传至网关和云服务器。
本发明进一步的改进在于，在隧道外500米设置激光检测系统和微波检测系统，进而实现双重检测是否有车辆即将进入隧道。
本发明进一步的改进在于，在隧道内两侧同时安装激光检测系统，准确检测出隧道内车辆通行状况。
本发明进一步的改进在于，光照检测系统分别采集隧道内外环境光线数据，计算出各个时间点隧道内理想的光照度。
本发明进一步的改进在于，物联网自诊断系统由物联网摄像头通过图像处理方式自动在线诊断隧道灯光整体开关状态和单体灯光运行状态，判断是否存在灯具损坏，如有损坏灯具则触发异常报警。
本发明具有如下有益的技术效果：
本发明提供一种自适应自诊断激光车辆检测物联网节能管控系统，具有突出优势，使用激光、微波、光照、图像处理等多种技术对隧道内外车辆通行情况、光照度情况进行信息收集，通过智能网关和云服务器对终端设备采集到的信息进行分析处理，计算出隧道各种状况下适宜的光照度，生成匹配的灯光控制指令，对隧道照明设施进行控制，达到保障驾驶需要和节能需要的双重目标。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明中激光检测系统的原理框图；
图3为本发明中照明回路控制箱的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
参见图1，本发明提供的一种自适应自诊断激光车辆检测物联网节能管控系统，包括激光检测系统、微波检测系统、光照检测系统、物联网智能网关、云服务器、照明回路控制箱、物联网自诊断系统和远程物联网智能电表。
其中，激光检测系统、微波车辆检测系统及光照检测系统均与物联网智能网关连接，物联网智能网关、物联网自诊断系统及远程物联网智能电表均与云服务器连接，云服务器与照明回路控制箱连接；物联网智能网关能够连接终端采集设备与服务器之间的通信，实时查看所有终端设备的工作状态及节能数据；云服务器根据控制策略自动下发指令至物联网智能网关以便网关自适应控制照明回路控制箱；照明回路控制箱执行对隧道内照明回路开启关闭或者调亮调暗指令；物联网自诊断系统由物联网摄像头通过智能网关与云服务器连接，使用图像自动搜索功能来实现灯光锁定，实时对隧道内照明设备开关或调亮调暗执行情况诊断、设备故障诊断、交通状况诊断及其他突发状况诊断；远程物联网智能电表对用电数据实时计量并上传至云服务器，用来绘制节电数据分析图表。
实施例
以500米为控制路段照明回路进行节能管控设计，在隧道洞口外(称之为A点)布置微波车辆检测系统和激光车辆检测系统，两种检测方式并行以确保驶入车辆检测无误，依次类推后面每500米设置一个激光车辆检测器(称之为B、C.....)，A点的车辆检测器关联B-C之间的照明回路。当车辆驶近A点时，B-C段照明回路打开，在设置的延时关闭时间内没有检测到再次有车辆通过，B-C段照明回路自动关闭。为应对隧道内每个照明回路中间偶尔发生的堵车、突发状况，而对应的检测点没有来车的现象，所以在控制路段的照明回路之间可增加1-2个辅助车辆检测点。在隧道外20米处设置光照检测系统，对自然光照进行检测，在隧道内设置光照检测系统，对隧道内光照度进行检测，通过光强自适应功能来补偿计算因为环境变化带来的误差，然后将数据经物联网智能网关传输至云服务器，由云服务器根据控制策略计算出此时隧道入口出口处适宜的光照度和对应的照明灯数量，随后将灯光控制命令发送至控制箱，此时控制箱将执行灯光开启关闭或调亮调暗指令，且隧道内光照强度合适，避免视觉延时干扰驾驶员安全驾驶。在隧道内设置物联网自诊断系统，通过物联网摄像头图像处理方式自动锁定隧道内所需控制光照设备，将图像实时上传云服务器，经云服务器图像数据比对计算来判断所需控制光照设备是否控制正常，若控制失败可远端自动报警，同时判断隧道所需控制光照设备是否损坏，当出现设备损坏时可远端自动报警并提供损坏设备的位置。
优选的，在隧道洞口500米设置微波检测系统，用于检测是否有车辆即将驶入隧道。
优选的，在隧道洞口500米设置激光检测系统，用于检测是否有车辆即将驶入隧道。
优选的，通过在隧道口外500米处设置微波检测系统和激光检测系统，双重保障，确保准确检测即将驶入隧道情况。
优选的，在隧道口外20米和隧道口内20米设置光照检测系统，采集隧道内外不同环境下的光照数据。
优选的，在隧道内设置激光检测系统，采取双侧等距穿插的方式，即隧道一侧的红外激光器位于对面侧的两个红外激光器中间位置，用以避免隧道内发生车辆拥堵时检测系统出现误判。
优选的，在隧道内设置物联网自诊断系统，用以判断所需控制光照设备是否执行控制指令，若控制失败将自动报警，同时判断隧道照明灯具是否损坏，如有损坏报警并提示设备所在位置。
Claims (4)
1.一种自适应自诊断激光车辆检测物联网节能管控系统，其特征在于，包括激光检测系统、微波检测系统、光照检测系统、物联网智能网关、云服务器、照明回路控制箱、物联网自诊断系统和远程物联网智能电表；其中，
激光检测系统、微波检测系统及光照检测系统均与物联网智能网关连接，物联网智能网关、物联网自诊断系统及远程物联网智能电表均与云服务器连接，云服务器与照明回路控制箱连接；激光检测系统由大视场红外激光发射器、玻璃微珠反光带和大视场激光接收光电传感器组成；大视场红外激光发射器发射红外线，玻璃微珠反光带对红外线进行反射后，信号由大视场激光光电传感器接收，用于检测车辆通行情况；微波检测系统由微波车辆检测器组成，微波检测系统通过微波车辆检测器发射微波和雷达信号检测车辆通行情况；在隧道外500米设置激光检测系统和微波检测系统，进而实现双重检测是否有车辆即将进入隧道；在隧道内两侧同时安装激光检测系统，准确检测出隧道内车辆通行状况；
物联网智能网关能够连接终端采集设备与服务器之间的通信，实时查看所有终端设备的工作状态及节能数据；云服务器根据控制策略自动下发指令至物联网智能网关以便网关自适应控制照明回路控制箱；照明回路控制箱执行对隧道内照明回路开启关闭或者调亮调暗指令；
物联网自诊断系统由物联网摄像头通过智能网关与云服务器连接，使用图像自动搜索功能来实现灯光锁定，实时对隧道内照明设备开关或调亮调暗执行情况诊断、设备故障诊断、交通状况诊断及其他突发状况诊断；
远程物联网智能电表对用电数据实时计量并上传至云服务器，用来绘制节电数据分析图表。
2.根据权利要求1所述的一种自适应自诊断激光车辆检测物联网节能管控系统，其特征在于，光照检测系统由环境光传感器组成，光照检测系统由环境光传感器对环境光照度数据进行采集，并具有光强自适应功能来补偿因为环境变化带来的误差，同时通过物联网智能网关将采集信息上传至网关和云服务器。
3.根据权利要求1所述的一种自适应自诊断激光车辆检测物联网节能管控系统，其特征在于，光照检测系统分别采集隧道内外环境光线数据，计算出各个时间点隧道内理想的光照度。
4.根据权利要求1所述的一种自适应自诊断激光车辆检测物联网节能管控系统，其特征在于，物联网自诊断系统由物联网摄像头通过图像处理方式自动在线诊断隧道灯光整体开关状态和单体灯光运行状态，判断是否存在灯具损坏，如有损坏灯具则触发异常报警。
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