CN110493924A - 一种城市照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及照明技术领域，旨在提供一种城市照明控制系统，其技术方案要点是包括控制模块，用于接收和处理信号；导航模块，用于获取城市的路径信息并向控制模块输入触发信号；灯光模块，用于给车辆或者行人照明并灯光导航，仅使位于为车辆或者行人规划的路径内的照明灯处于工作状态；启动模块，用于设定灯光模块的工作时间为暗光线时，灯光模块仅在设定的时间内处于工作状态；启动模块、导航模块与控制模块的输入端电性连接，灯光模块与控制模块的输出端电性连接。本发明适用于城市照明。

Description

一种城市照明控制系统

技术领域

本发明涉及照明技术领域，更具体地说，它涉及一种城市照明控制系统。

背景技术

城市道路上的照明路灯在夜间给车辆和行人提供必要的能见度，供车辆和行人顺利通行，被广泛运用于各种需要照明的地方。

随着我国城市建设的飞速发展，城市规模不断扩大，城市道路上的路灯数量成倍增长，因此，在现代城市的管理中，城市路灯照明管理是资金、科技含量较高、难度较大的一项工作，它需要投入大量的人力和物力。城市照明控制系统为各市区路灯建设和管理增添了新的活力，同时，也增强了城市路灯防盗设施的监控和管理，使城市道路照明朝节能控制和自动化管理方向发展，使城市更显现代化气息。

但是，现有的城市照明控制系统对路灯的照明控制仍存在耗费电能的缺点；且当城市的道路复杂、交叉路口较多时，司机或者行人容易迷路，即使有照明路灯的照明，车辆和行人也难以顺利通行。

发明内容

本发明的目的是提供一种城市照明控制系统，其能为司机或者行人规划路径并在规划的路径上为车辆或者行人进行照明，在无车辆或者行人通行的道路上则不进行照明，以使城市照明控制系统达到节约电能和协助车辆、行人顺利通行的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种城市照明控制系统，包括控制模块，用于接收和处理信号；导航模块，用于获取城市的路径信息并向控制模块输入触发信号；灯光模块，用于给车辆或者行人照明并灯光导航，仅使位于为车辆或者行人规划的路径内的照明灯处于工作状态；启动模块，用于设定灯光模块的工作时间为暗光线时，所述灯光模块仅在设定的时间内处于工作状态；所述启动模块、所述导航模块与所述控制模块的输入端电性连接，所述灯光模块与所述控制模块的输出端电性连接。

通过采用上述技术方案，导航模块用于获取城市的路径信息，启动模块用于设定灯光模块的工作时间为暗光线时，控制模块接收导航模块和启动模块的输出信号并控制灯光模块在设定的工作时间内为车辆或者行人进行照明和灯光导航，进而城市照明控制系统能为司机或者行人规划路径并在规划的路径上为车辆或者行人进行照明，在无车辆或者行人通行的道路上则不进行照明，以使城市照明控制系统达到节约电能和协助车辆、行人顺利通行的目的。

优选的，所述导航模块包括安装在车辆或者行人上的用户端，所述用户端内设置有GPS接收机，导航时，所述GPS接收机发出信号，经地面天线传输至卫星天线，全球定位系统经卫星天线向地面天线返回司机或者行人当前位置信息；司机或者行人在所述用户端内输入目的地地址，当前位置信息和目的地地址均输入所述导航模块内，所述导航模块向所述用户端输出已规划的路径信息，以实现获取城市路径信息的目的。

通过采用上述技术方案，车辆或者行人的用户端内的GPS接收机发出信号，经地面天线传输至卫星天线，全球定位系统经卫星天线向地面天线实时返回当前的位置信息，司机或者行人在用户端内输入目的地地址，导航模块向用户端输出已规划的路径信息。

优选的，所述用户端包括智能手表或者手机或者电脑或者平板。

通过采用上述技术方案，用户端包括智能手表或者手机或者电脑或者平板，智能手表或者手机方便行人携带，智能手表或者手机或者电脑或者平板可安装于车辆内，适用性更强。

优选的，所述导航模块由起匹配作用的转换模块与所述控制模块电性连接。

通过采用上述技术方案，转换模块使得导航模块与控制模块的电性连接，操作方便，利于导航模块和控制模块共同控制灯光模块。

优选的，所述导航模块规划的路径信息可由用户自定义。

通过采用上述技术方案，导航模块规划的路径信息可由用户自定义，操作更灵活，用户可自行选择想要通行的路径，设计更人性化。

优选的，道路上间隔安装有用于检测行驶车辆速度的微波车辆检测器，所述微波车辆检测器经转换模块与所述控制模块连接，所述控制模块接收所述微波车辆检测器的输出信号，所述控制模块向所述灯光模块发出控制信号，控制所述灯光模块的照明时间。

通过采用上述技术方案，微波车辆检测器用于检测行驶车辆的速度，控制模块接收微波车辆检测器的输出信号并向灯光模块发出控制信号，控制灯光模块的照明时间，控制灯光模块内位于规划路径内的路灯的照明时间，节约电能。

优选的，道路上间隔安装有摄像机，所述摄像机经转换模块与所述控制模块的输入端电性连接，所述控制模块还连接有用于识别行人图像为青年人或中年人或老年人的后台，所述后台根据识别结果向所述控制模块输出电信号，控制所述灯光模块的照明时间。

通过采用上述技术方案，摄像机将拍摄到的行人图像传输至后台内，由后台识别行人图像并根据识别的结果向控制模块输入控制信号，控制灯光模块内位于规划路径内的路灯的照明时间，节约电能。

优选的，所述灯光模块延时关灯。

通过采用上述技术方案，灯光模块延时关灯，以减轻灯光模块内位于规划路径内路灯的照明时间设定不合理时对车辆或者行人的影响，尽量较小照明时间设定不合理产生的影响。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

汽车行驶或者行人行走时，利用导航模块获取已规划的路径信息并向控制模块输入电信号。

同时，天色变暗时，启动模块将电信号输入至控制模块内，即灯光模块处于可工作状态。

此时，位于已规划路径内的灯光模块发光，为行驶的车辆或者行人提供照明和灯光导航。

微波车辆检测器根据车辆的行驶速度设定灯光模块的照明时间；或者摄像机将拍摄到的行人图像经后台进行识别后，根据识别结果和已规划的路径长度向控制模块输出电信号，设定灯光模块的照明时间。

当灯光模块工作达到照明时间后，控制模块向灯光模块输出关闭信号，灯光模块延时关闭。

进而城市照明控制系统能为司机或者行人规划路径并在规划的路径上为车辆或者行人进行照明，在无车辆或者行人通行的道路上则不进行照明，以使城市照明控制系统达到节约电能和协助车辆、行人顺利通行的目的。

附图说明

图1是一种城市照明控制系统的功能模块示意图；

图2是一种城市照明控制系统的电路连接关系示意图。

图中：1、后台；2、摄像机；3、微波车辆检测器；4、导航模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种城市照明控制系统，包括用于接收和处理信号的控制模块、用于获取城市的路径信息并向控制模块输入触发信号的导航模块4、用于给车辆或者行人照明并进行灯光导航的灯光模块、用于设定灯光模块的工作时间为暗光线时的启动模块。

启动模块与控制模块的输入端电性连接，灯光模块与控制模块的输出端电性连接。

控制模块经起匹配作用的转换模块连接有后台1，后台1与导航模块4无线连接。

参照图2，控制模块的型号为STC12C5A60S2。

启动模块包括运算放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和光敏电阻Rt，电阻R1的一端连接电源VCC，另一端经光敏电阻Rt接地，光敏电阻Rt的输出端与运算放大器U1的正向输入端相连，电阻R2为可变电位器，电阻R2的一端连接电源VCC，另一端接地，电阻R2的滑动端与运算放大器U1的反向输入端相连，运算放大器U1的输出端经电阻R3和电容C1接地，电阻R3和电容C1串联，运算放大器U1的输出端连接有运算放大器U2，运算放大器U2的正向输入端与运算放大器U1的输出端连接，运算放大器U2的反向输入端连接有电阻R4，电阻R4为可变电位器，电阻R4的一端连接电源VCC，另一端接地，电阻R4的滑动端与运算放大器U2的反向输入端相连，运算放大器U2的输出端经电阻R5连接有三极管VT1，三极管VT1的发射极接地，三极管VT1的集电极与控制模块的P1.0管脚连接。

运算放大器U1和运算放大器U2的型号为LM324。

当天色变暗时，电阻R2的阻值升高，经电阻R1分压后运算放大器U1输出高电平，经电阻R3分压后使运算放大器U2输出高电平，经电阻R5使三极管VT1导通，启动模块将电信号输入至控制模块内，即灯光模块处于可工作状态；当天色变亮时，电阻R2的阻值减小，经电阻R1分压后运算放大器U1输出低电平，电容C1向电阻R3放电，5分钟后使运算放大器U2输出低电平，经电阻R5使三极管VT1截止，启动模块将电信号输入至控制模块内，即灯光模块处于可非工作状态。

当控制模块向灯光模块发出关灯信号时，灯光模块延时关灯，通过设置电阻R3、电阻R4和电容C1的数值大小可自定义灯光模块的延迟时间，如延时时间为5分钟，以尽量较小照明时间设定不合理对车辆和行人产生的影响，同时，也可减小环境光线由暗变亮时的临界不稳定状态对电路的干扰。

控制模块的P3.7管脚经电阻R6连接有三极管VT2，电阻R6与三极管VT2的基极连接，三极管VT2的基极与三极管VT2的发射极之间连接有电阻R7和电容C4，电阻R7和电容C4并联，三极管VT2的发射极接地，三极管VT2的集电极经时间继电器KT1连接电源VCC，即三极管VT2间接控制时间继电器KT1的通断。

时间继电器KT1的延时断开常开触点KT1-1连接于导航模块4规划的路径内的照明灯组LED1所在的通电回路，延时断开常开触点KT1-1的一端连接电源VCC，另一端经照明灯组LED1接地。

灯光模块由位于不同路径内的照明灯组LED1组成，灯光模块仅使位于为车辆或者行人规划的路径内的照明灯且照明灯处在设定的工作时间内时处于工作状态。

仅当设定时间内的灯光模块处于可工作状态，且灯光模块内的照明灯组位于导航模块4规划的路径内时，控制模块向P3.7管脚输出电信号，三极管VT2导通，时间继电器KT1通电，延时断开常开触点KT1-1闭合，照明灯组LED1所在的通电回路导通，照明灯组LED1为司机或者行人提供照明和灯光导航。

控制模块的XTAL1管脚和XTAL2管脚之间跨接有石英晶体振荡器X1，石英晶体振荡器X1的大小为12MHZ，石英晶体振荡器X1的一端连接有电容C2，另一端连接有电容C3，电容C2和电容C3的一端均接地，电容C2和电容C3的数值大小为30pF。

石英晶体振荡器X1、电容C2和电容C3组成时钟模块，通过控制石英晶体振荡器X1的振荡信号从控制模块的XTAL2管脚送入内部时钟电路，以产生两相时钟信号供控制模块使用，以控制灯光模块的有效工作时间。

道路上间隔安装有摄像机2，摄像机2通过视频采集卡与后台1无线连接，控制模块的串口经芯片CH340G与后台1连接，芯片CH340G为转换模块，控制模块的P3.0管脚经二极管LED2与芯片CH340G的TXD端口连接，二极管LED2的正极与芯片CH340G连接，控制模块的P3.1管脚经电阻R8和芯片CH340G的RXD端口连接，芯片CH340G的XI管脚和XO管脚之间跨接有石英晶体振荡器X2，石英晶体振荡器X2的一端连接有电容C4，另一端连接有电容C5，电容C4和电容C5并联，电容C4和电容C5的一端和芯片CH340G的VCC管脚之间连接有并联设置的电容C6和电容C7，电容C7为极性电容，电容C7的正极与后台1的USB端口连接，电容C7的负极接地。

后台1用于识别行人图像为青年人或中年人或老年人，后台1内已存储的数据有青年人的步行速度0.62-2.25m/s、均值是1.25m/s；中年人的步行速度是0.52-2.06m/s、均值是1.13m/s；老年人的步行速度是0.50m/s-2.00m/s、均值是1.02m/s，后台1根据识别结果和已规划的路径长度向控制模块输出电信号，控制灯光模块的照明时间。

道路上间隔安装有用于检测行驶车辆速度的微波车辆检测器3，微波车辆检测器3的型号为JS637-CSR-LD。微波车辆检测器3与后台1的RS-232接口无线连接，并经芯片CH340G将处理后的信号通过P3.0管脚和P3.1管脚传输至控制模块内，控制模块向灯光模块发出控制信号，控制灯光模块的照明时间。

微波车辆检测器3实时检测交通流量、平均车速、车型及车道占用率等交通数据,一般采用侧挂式。工作时，在扇形区域内发射连续的低功率调制微波,向道路的路面投影形成一个可以分为254个层面的椭圆形波束。它的车速检测原理是根据特定区域的所有车型假定一个固定的车长，通过感应投影区域内的车辆的进入与离开经历的时间来计算车速。一台侧挂可同时检测8个车道的车流量、道路占有率和车速。

微波车辆检测器3根据被检测车辆返回的回波，经后台1测算出车辆的车速和车辆通过已规划路径的时间后，向控制模块发送电信号，设定灯光模块的照明时间。

导航模块4包括安装在车辆或者行人上的用户端、设置在用户端内的GPS接收机和地面天线，用户端包括智能手表或者手机或者电脑或者平板，用户端与后台1的RS-232接口无线连接。

导航时，GPS接收机发出信号，经地面天线传输至卫星天线，全球定位系统接收到信号后，经卫星天线向地面天线返回司机或者行人当前位置信息。

当司机或者行人在用户端内输入目的地地址时，司机或者行人的当前位置信息和目的地地址均输入导航模块4内，导航模块4向用户端输出已规划的路径信息并向控制模块输入电信号。导航模块4规划的路径信息也可由用户自定义。

利用全球定位系统在全球范围内实时进行定位，低成本、导航信息精度高。全球定位系统工作时通过21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上，以位于全球内的24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息。

本实施例的实施原理为：

汽车行驶或者行人行走时，利用用户端内的GPS接收机发出信号，经地面天线传输至卫星天线，全球定位系统接收到信号后，经卫星天线向地面天线返回司机或者行人当前位置信息。

同时，司机或者行人在用户端内输入目的地地址时，司机或者行人的当前位置信息和目的地地址均输入导航模块4内，导航模块4向用户端输出已规划的路径信息并向控制模块输入电信号。

同时，天色变暗，电阻R2的阻值升高，经电阻R1分压后运算放大器U1输出高电平，经电阻R3分压后使运算放大器U2输出高电平，经电阻R5使三极管VT1导通，电信号输入至控制模块内，即灯光模块处于可工作状态。

此时，延时断开常开触点KT1-1闭合，照明灯组LED1所在的通电回路导通，位于已规划路径内的照明灯组LED1发光，为行驶的车辆或者行人提供照明和灯光导航。

微波车辆检测器3根据车辆的行驶速度设定灯光模块的照明灯组LED1的照明时间；或者摄像机2将拍摄到的行人图像经后台1进行识别，后台1根据识别结果和已规划的路径长度向控制模块输出电信号，控制灯光模块的照明灯组LED1的照明时间。

当照明灯组LED1工作达到照明时间后，控制模块向照明灯组LED1输出关闭信号，经电阻R4和电容C1的延时作用，照明灯组LED1延时5分钟后关闭。

进而城市照明控制系统能为司机或者行人规划路径并在规划的路径上为车辆或者行人进行照明，在无车辆或者行人通行的道路上则不进行照明，以使城市照明控制系统达到节约电能和协助车辆、行人顺利通行的目的。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种城市照明控制系统，其特征是：包括

控制模块，用于接收和处理信号；

导航模块(4)，用于获取城市的路径信息并向控制模块输入触发信号；

灯光模块，用于给车辆或者行人照明并灯光导航，仅使位于为车辆或者行人规划的路径内的照明灯处于工作状态；

启动模块，用于设定灯光模块的工作时间为暗光线时，所述灯光模块仅在设定的时间内处于工作状态；

所述启动模块、所述导航模块(4)与所述控制模块的输入端电性连接，所述灯光模块与所述控制模块的输出端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种城市照明控制系统，其特征是：所述导航模块(4)包括安装在车辆或者行人上的用户端，所述用户端内设置有GPS接收机，导航时，所述GPS接收机发出信号，经地面天线传输至卫星天线，全球定位系统经卫星天线向地面天线返回司机或者行人当前位置信息；司机或者行人在所述用户端内输入目的地地址，当前位置信息和目的地地址均输入所述导航模块(4)内，所述导航模块(4)向所述用户端输出已规划的路径信息。

3.根据权利要求2所述的一种城市照明控制系统，其特征是：所述用户端包括智能手表或者手机或者电脑或者平板。

4.根据权利要求1所述的一种城市照明控制系统，其特征是：所述导航模块(4)由起匹配作用的转换模块与所述控制模块电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种城市照明控制系统，其特征是：所述导航模块(4)规划的路径信息可由用户自定义。

6.根据权利要求4所述的一种城市照明控制系统，其特征是：道路上间隔安装有用于检测行驶车辆速度的微波车辆检测器(3)，所述微波车辆检测器(3)经转换模块与所述控制模块连接，所述控制模块接收所述微波车辆检测器(3)的输出信号，所述控制模块向所述灯光模块发出控制信号，控制所述灯光模块的照明时间。

7.根据权利要求6所述的一种城市照明控制系统，其特征是：道路上间隔安装有摄像机(2)，所述摄像机(2)经转换模块与所述控制模块的输入端电性连接，所述控制模块还连接有用于识别行人图像为青年人或中年人或老年人的后台(1)，所述后台(1)根据识别结果向所述控制模块输出电信号，控制所述灯光模块的照明时间。

8.根据权利要求7所述的一种城市照明控制系统，其特征是：所述灯光模块延时关灯。