CN110769572B - 一种基于gis和手机定位的灯光控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种基于GIS和手机定位的灯光控制系统，包括：GIS定位子系统、云端智能控制平台和与各路灯对应设置的灯光终端控制器；GIS定位子系统用于获取各手机的定位信息、判断行人的移动方向和移动速度；云端智能控制平台内存储有各路灯对应的照明区域；云端智能控制平台用于根据定位信息获得当前时刻各照明区域内的手机数量作为当前人流量，并结合各手机的定位信息、移动方向和移动速度计算第一时间后的各照明区域内的手机数量作为预测人流量；灯光终端控制器根据人流量的变化来控制灯光开启与关闭。本发明实现了根据人流量实时控制灯光，即满足了交通照明需求，又避免了灯光长时间维持强照明的浪费。

Description

一种基于GIS和手机定位的灯光控制系统和方法

技术领域

本发明涉及技术领域，尤其涉及一种基于GIS和手机定位的灯光控制系统和方法。

背景技术

四十年来，随着社会经济的快速发展，城市化进程不断加快，城市化水平不断提高，城市对灯光的需求越来越多、依赖也越来越强，人们所生活的小区、行走的道路、工作的园区、休闲的景点等都配备有路灯或景观灯，随之带来的路灯或景观灯的经济节能、高效管理等问题也越来越突出。

目前，本着实用、节能的原则，根据不同交通量时期对照度的不同的要求，设计采用光控与时控相结合的控制方法。即在天黑以后交通量较大的时段，点亮所有路灯以保证行人及车辆的安全通行；半夜以后，随着交通量的减少，以时钟控制方式关掉一侧所有路灯，在保证正常交通的前提下达到较经济的节能效果。这种灯光控制是半自动控制方法，能实现一定的节能效果和管理需求，但对交通量的变化、移动方向、移动速度等不能实时获取，只是经验地确定某些时段是交通高峰期需要灯光全开、某些时段交通量少时要关掉一侧灯光。不能根据人行走在哪一侧点亮哪一侧的灯光、不能根据人行走的方向点亮前方的灯光和关闭后方的灯光、不能判断当无人行走时关闭两侧所有灯光等。

当前，随着科技的发展，特别是互联网、云计算、大数据、5G、人工智能等新一代信息化技术的发展，使得更智能的灯光控制方法的出现成为了可能。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于GIS和手机定位的灯光控制系统和方法。

本发明提出的一种基于GIS和手机定位的灯光控制系统，包括：GIS定位子系统、云端智能控制平台和与各路灯对应设置的灯光终端控制器；

云端智能控制平台与GIS定位子系统连接，GIS定位子系统用于获取各手机的定位信息、移动方向和移动速度，并上传给云端智能控制平台；

云端智能控制平台内存储有各路灯对应的照明区域；云端智能控制平台用于根据定位信息获得当前时刻各照明区域内的手机数量作为当前人流量，并用于结合各手机的定位信息、移动方向和移动速度计算第一时间后的各照明区域内的手机数量作为预测人流量，第一时间为预设时间长度；

灯光终端控制器与云端智能控制平台连接，用于上传路灯对应的照明区域和当前灯光状态，还用于根据云端智能控制平台下发的控制指令控制路灯工作，控制指令包括当前人流量和预测人流量，灯光终端控制器根据人流量的变化控制灯光开启与关闭。

优选的，灯光终端控制器用于根据当前人流量和预测人流量中较大者控制路灯工作。

优选的，每一个灯光终端控制器中均设有至少包括灯光开启状态和灯光关闭状态的多个工作状态，且每一个工作状态均设有对应的人流量区间；灯光终端控制器用于根据当前人流量和预测人流量中较大者所在的人流量区间对应的工作状态控制路灯工作。

优选的，灯光终端控制器还用于在当前人流量和预测人流量均为0时延时第二时间后控制灯光关闭，第二时间为预设时间长度。

优选的，第二时间为t2，5min≤t2≤30min。

优选的，灯光终端控制器内还设有时间控制策略，当路灯终端控制器与云端智能控制平台断开连接，路灯终端控制器用于根据时间控制策略调整路灯的工作状态；

时间控制策略为：路灯在预设的照明时间段开启，并在预设的非照明时间段关闭。

一种基于GIS和手机定位的灯光控制方法，包括：

S1、根据手机定位信息获取当前时刻手机分布图，同时获取各手机的移动速度；

S2、根据当前时刻手机分布图提取各手机移动方向，并结合当前时刻手机分布图、各手机移动方向和移动速度获得预设第一时间后的手机分布图作为手机分布预测图；

S3、根据当前时刻手机分布图和手机分布预测图，分别获取各路灯对应的照明区域内的人流量，并根据人流量控制对应的路灯工作。

优选的，步骤S1中，以第一时间为周期，并周期性获取当前时刻手机分布图。

优选的，第一时间为t1，0.1s≦t1≦60s。

优选的，每一个路灯均设有至少两个工作状态，即开启状态和关闭状态；且每一个路灯的每一个工作状态均设有对应的人流量区间；

步骤S3具体为：对应每一个路灯，获取当前时刻手机分布图中人流量和手机分布预测图中人流量中的较大者作为人流量目标值，并根据人流量目标值所在的人流量区间对应的工作状态控制路灯工作。

本发明提出的一种基于GIS和手机定位的灯光控制系统和方法，实现了根据人流量实时控制灯光，即满足了交通照明需求，又避免了灯光长时间维持强照明的浪费。

本发明提出的一种基于GIS和手机定位的灯光控制系统中，云端智能控制平台以手机作为人流判断的依据，充分利用了现代人手一机以及手机信号全面覆盖的信息网络优势，实现了通过手机信号监控人流，提高了人流监控的效率，从而有利于提高灯光控制的响应效率。本发明中，通过GIS定位子系统监控手机信号，通过GIS定位的精确度，保证了获得的手机定位、移动方向和移动速度的精确，从而保证了云端智能控制平台获得的各照明区域的当前人流量和预测人流量的精确。本发明中，云端智能控制平台以照明区域为单位进行灯光控制，保证了各路灯灯光控制的相互独立，从而有利于保证整个照明系统工作的可靠性，避免路灯控制的相互干扰。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于GIS和手机定位的灯光控制系统结构图；

图2为本发明提出的一种基于GIS和手机定位的灯光控制方法流程图。

具体实施方式

参照图1，本发明提出的一种基于GIS和手机定位的灯光控制系统，包括：GIS定位子系统、云端智能控制平台和与各路灯对应设置的灯光终端控制器。

云端智能控制平台与GIS定位子系统连接，GIS定位子系统用于获取各手机的定位信息、移动方向和移动速度，并上传给云端智能控制平台。

云端智能控制平台内存储有各路灯对应的照明区域。云端智能控制平台用于根据定位信息获得当前时刻各照明区域内的手机数量作为当前人流量，并用于结合各手机的定位信息、移动方向和移动速度计算第一时间后的各照明区域内的手机数量作为预测人流量，第一时间为预设时间长度。

如此，本实施方式中，云端智能控制平台以手机作为人流判断的依据，充分利用了现代人手一机以及手机信号全面覆盖的信息网络优势，实现了通过手机信号监控人流，提高了人流监控的效率，从而有利于提高灯光控制的响应效率。

本实施方式中，通过GIS定位子系统监控手机信号，通过GIS定位的精确度，保证了获得的手机定位、移动方向和移动速度的精确，从而保证了云端智能控制平台获得的各照明区域的当前人流量和预测人流量的精确。

本实施方式中，云端智能控制平台以照明区域为单位进行灯光控制，保证了各路灯灯光控制的相互独立，从而有利于保证整个照明系统工作的可靠性，避免路灯控制的相互干扰。

灯光终端控制器与云端智能控制平台连接，用于上传路灯对应的照明区域和当前灯光状态，还用于根据云端智能控制平台下发的控制指令控制路灯工作，控制指令包括当前人流量和预测人流量，灯光终端控制器根据人流量的变化控制灯光开启与关闭。

具体的，本实施方式中，每一个灯光终端控制器中均设有至少包括灯光开启状态和灯光关闭状态的多个工作状态，且每一个工作状态均设有对应的人流量区间；灯光终端控制器用于根据当前人流量和预测人流量中较大者所在的人流量区间对应的工作状态控制路灯工作。

具体的，本实施方式中，灯光终端控制器获取当前人流量和预测人流量中较大者所在的人流量区间对应的工作状态作为目标工作状态，然后判断路灯的当前工作状态是否为目标工作状态，是，则不对路灯进行操作；不是，则将路灯切换到目标工作状态。

具体的，本实施方式中，对于钨丝灯等不可调节亮度的灯光，则工作状态仅包括灯光开启状态和灯光关闭状态；对于LED灯等智能路灯，则可设置灯光开启状态和灯光关闭状态，并可进一步将灯光开启状态分割为多个灯光亮度模式，每一个灯光亮度模式均对应一个人流量区间，以实现根据人流量进行灯光亮度控制，从而实现灯光的节能控制。

如此，本实施方式中，实现了根据人流量实时控制灯光，即满足了交通照明需求，又避免了灯光长时间维持强照明的浪费。且，本实施方式中，根据当前人流量和预测人流量中较大者对路灯进行控制，实现了人流量大小过渡时间段上的强照明，避免人流量突变时期由于灯光突然变暗造成的交通风险。

本实施方式中，灯光关闭状态对应的人流量区间为[0]，灯光终端控制器还用于在当前人流量和预测人流量均为0时延时控制灯光关闭。具体的，本实施方式中，在当前人流量和预测人流量均为0时延时第二时间t2后控制灯光关闭，第二时间t2为预设时间长度，5min≤t2≤30min。如此，实现了无人流区域的路灯的延时关闭，即避免了路灯的无意义照明，又避免了人流低谷时期路灯频繁开关的损伤。

本实施方式中，灯光终端控制器内还设有时间控制策略，当路灯终端控制器与云端智能控制平台断开连接，路灯终端控制器用于根据时间控制策略调整路灯的工作状态。时间控制策略为：路灯在预设的照明时间段开启，并在预设的非照明时间段关闭。如此，保证了断网状态下，路灯的正常工作。

参照图2、，本发明还提出了一种基于GIS和手机定位的灯光控制方法，包括：

S1、根据手机定位信息获取当前时刻手机分布图，同时获取各手机的移动速度。具体的，本步骤中，获取各手机在最近的长度为第一时间的时间段上的最大移动速度作为手机的移动速度。具体的，可通过手机实时自测移动速度并上传，也可根据手机移动距离监控获得手机移动速度。

S2、根据当前时刻手机分布图提取各手机移动方向，并结合当前时刻手机分布图、各手机移动方向和移动速度获得预设第一时间后的手机分布图作为手机分布预测图。

具体的，本实施方式中，当前时刻手机分布图上标明手机所占道路，以方便根据手机定位的道路判断手机移动方向。手机移动速度可由手机实时上传，也可根据最近获取的至少两幅当前时刻手机分布图获得手机移动距离和移动时间，从而计算手机的移动速度。

S3、根据当前时刻手机分布图和手机分布预测图，分别获取各路灯对应的照明区域内的人流量，并根据人流量控制对应的路灯工作。

具体的，本实施方式中，每一个路灯均设有至少两个工作状态，即开启状态和关闭状态；且每一个路灯的每一个工作状态均设有对应的人流量区间。步骤S3具体为：对应每一个路灯，获取当前时刻手机分布图中人流量和手机分布预测图中人流量中的较大者作为人流量目标值，并根据人流量目标值所在的人流量区间对应的工作状态控制路灯工作。

本实施方式中，关闭状态对应的人流量区间为[0]，且当人流量目标值为0 时，延时第二时间控制路灯切换到关闭状态，第二时间为预设时间长度。

本实施方式中，根据当前时刻手机分布图和手机分布预测图，分别获取各路灯对应的照明区域内的手机数量，并根据手机数量控制对应的路灯工作。如此，本实施方式中，在灯光控制时，兼顾了各照明区域内的当前人流量和第一时间后的预测人流量，实现了高照明强度的提前实现和延时降低，保证了充足的照明强度和照明时间。

本实施方式，在步骤S1中，以第一时间为周期，并周期性获取当前时刻手机分布图，以实现对灯光的周期性调整，实现灯光的实施调控。本实施方式中，第一时间为t1，0.1s≦t1≦60s。

以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于GIS和手机定位的灯光控制系统，其特征在于，包括： GIS定位子系统、云端智能控制平台和与各路灯对应设置的灯光终端控制器；

云端智能控制平台与GIS定位子系统连接，GIS定位子系统用于获取各手机的定位信息、移动方向和移动速度，并上传给云端智能控制平台；

云端智能控制平台内存储有各路灯对应的照明区域；云端智能控制平台用于根据定位信息获得当前时刻各照明区域内的手机数量作为当前人流量，并用于结合各手机的定位信息、移动方向和移动速度计算第一时间后的各照明区域内的手机数量作为预测人流量，第一时间为预设时间长度；

灯光终端控制器与云端智能控制平台连接，用于上传路灯对应的照明区域和当前灯光状态，还用于根据云端智能控制平台下发的控制指令控制路灯工作，控制指令包括当前人流量和预测人流量，灯光终端控制器根据人流量的变化控制灯光开启与关闭；

灯光终端控制器用于根据当前人流量和预测人流量中较大者控制路灯工作；

每一个灯光终端控制器中均设有至少包括灯光开启状态和灯光关闭状态的多个工作状态，且每一个工作状态均设有对应的人流量区间；灯光终端控制器用于根据当前人流量和预测人流量中较大者所在的人流量区间对应的工作状态控制路灯工作。

2.如权利要求1所述的基于GIS和手机定位的灯光控制系统，其特征在于，灯光终端控制器还用于在当前人流量和预测人流量均为0时延时第二时间后控制灯光关闭，第二时间为预设时间长度。

3.如权利要求2所述的基于GIS和手机定位的灯光控制系统，其特征在于，第二时间为t2， 5min≤t2≤30min。

4.如权利要求1所述的基于GIS和手机定位的灯光控制系统，其特征在于，灯光终端控制器内还设有时间控制策略，当路灯终端控制器与云端智能控制平台断开连接，路灯终端控制器用于根据时间控制策略调整路灯的工作状态；

时间控制策略为：路灯在预设的照明时间段开启，并在预设的非照明时间段关闭。

5.一种基于GIS和手机定位的灯光控制方法，其特征在于，包括：

S1、根据手机定位信息获取当前时刻手机分布图，同时获取各手机的移动速度；

S2、根据当前时刻手机分布图提取各手机移动方向，并结合当前时刻手机分布图、各手机移动方向和移动速度获得预设第一时间后的手机分布图作为手机分布预测图；

S3、根据当前时刻手机分布图和手机分布预测图，分别获取各路灯对应的照明区域内的人流量，并根据人流量控制对应的路灯工作；

每一个路灯均设有至少两个工作状态，即开启状态和关闭状态；且每一个路灯的每一个工作状态均设有对应的人流量区间；

步骤S3具体为：对应每一个路灯，获取当前时刻手机分布图中人流量和手机分布预测图中人流量中的较大者作为人流量目标值，并根据人流量目标值所在的人流量区间对应的工作状态控制路灯工作。

6.如权利要求5所述的基于GIS和手机定位的灯光控制系统，其特征在于，步骤S1中，以第一时间为周期，并周期性获取当前时刻手机分布图。

7.如权利要求6所述的基于GIS和手机定位的灯光控制系统，其特征在于，第一时间为t1，0.1s≦t1≦60s。

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