CN111417243A - 一种智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法 - Google Patents

一种智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法 Download PDF

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葛长武
杨永镌
文中梁
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Abstract

本发明提供一种智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,所述单灯控制运用方法用于的单灯控制系统包括:装饰灯、单灯控制器、数据集中器、城市灯光管理系统以及移动管理终端,所述装饰灯与所述单灯控制器串联,所述数据集中器与所述城市灯光管理系统连接,所述移动管理终端通过B/S结构或APP对所述城市灯光管理系统进行控制;其中,所述单灯控制器与所述数据集中器并行连接,并通过电力载波的通讯方式由所述数据集中器统一管理并联下的所有单灯控制器;所述单灯控制器分别与所述装饰灯和数据集中器之间的通信均采用带有高频信号的电力载波方式。本发明能够对诸如红灯笼和中国结等节日装饰灯提高其管理效率,实现了对运行数据和状态的实时监控。

Description

一种智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法
技术领域
本发明涉及一种灯光控制系统,尤其涉及一种智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法。
背景技术
在我国的节假日中,各大城市为营造节假日气氛,经常在路灯杆上吊红灯笼和中国结等装饰灯,但是现有技术并无法精确管理和保障这些装饰灯的运行,只能批量开启或者关闭;无法低成本的实现远程控制装饰灯的预约开关和立即开关等;无法满足既能够节约能耗,又能够保障节假日气氛的实际应用需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够提高管理效率并实时监控运行数据和状态的智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法。
对此,本发明提供一种智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,所述单灯控制运用方法用于单灯控制系统,所述单灯控制系统包括:装饰灯、单灯控制器、数据集中器、城市灯光管理系统以及移动管理终端,所述装饰灯与所述单灯控制器串联连接,所述数据集中器与所述城市灯光管理系统通过私域VPN或者公网的方式进行连接,所述移动管理终端通过B/S结构或APP对所述城市灯光管理系统进行控制;其中,所述单灯控制器与所述数据集中器并行连接,并通过电力载波的通讯方式由所述数据集中器统一管理并联下的所有单灯控制器;所述单灯控制器分别与所述装饰灯和数据集中器之间的通信均采用带有高频信号的电力载波方式。
本发明的进一步改进在于,所述单灯控制器通过电力载波的通讯方式由所述数据集中器统一管理并联下的所有单灯控制器的过程如下:
步骤S1,将信号调制成40~500kHz的高频信号;
步骤S2,将所述高频信号经过高压电力线路实现传送;
步骤S3,将传送的信号进行解调还原成模拟电路信号。
本发明的进一步改进在于,所述步骤S1中,所述数据集中器将从所述城市灯光管理系统获取的TCP/IP数据经过内部的电力载波调制模块,将该TCP/IP数据转换为40~500kHz的高频信号;所述步骤S2中,将所述TCP/IP数据对应的40~500kHz的高频信号经调制解调器装载到一相或两相高压电力线路的电力传输介质中,并传送至所述单灯控制器;所述步骤S3中,所述单灯控制器在在电力回路内使用电力载波配对模块获取高频信号,然后对高频信号进行解调。
本发明的进一步改进在于,所述单灯控制器将控制信号调制成40~500kHz的高频信号,所述装饰灯使用电力载波结合配对后,将所述控制信号对应的40~500kHz的高频信号实现解调,进而调节所述装饰灯灯丝的电流和电压,以实现所述单灯控制器对所述装饰灯使用电力载波的方式进行开关和调光管理,其中,所述控制信号包括开关、调光、电流和电压信号。
本发明的进一步改进在于,所述电力载波的方式指的是利用电线传送高频信号,把载有信息的高频信号加载于电流上,然后利用电力传输,进而实现所述单灯控制器与所述装饰灯之间的一对一串行回路,以实现对每一盏装饰灯的信息传输和控制。
本发明的进一步改进在于,所述数据集中器与所述城市灯光管理系统之间的通信过程如下:
步骤A1,所述数据集中器在获取了所述单灯控制器的数据和运行状态以后,将每一个单灯控制器的高频信号转换为TCP/IP数据;
步骤A2,所述数据集中器使用自带的4G传输模块,在4G物联网卡的辅助下与所述城市灯光管理系统进行数据传输;
步骤A3,所述城市灯光管理系统使用4G运营商有线网络连接至因特网,进而获取所述数据集中器所发送的数据。
本发明的进一步改进在于,所述城市灯光管理系统与所述数据集中器之间的通信过程如下:
步骤B1,所述城市灯光管理系统将系统管理员的操作数据转换为TCP/IP数据;
步骤B2,所述城市灯光管理系统将所述TCP/IP数据通过运营商网络传输至因特网;
步骤B3,所述数据集中器使用自带的4G传输模块,在4G物联网卡的辅助下与所述城市灯光管理系统进行数据连接,以获取所述城市灯光管理系统的TCP/IP数据。
本发明的进一步改进在于,所述移动管理终端对所述城市灯光管理系统的控制过程如下:
步骤C1,所述移动管理终端通过正确的用户名和密码登录城市灯光管理系统;
步骤C2,所述移动管理终端将操作命令发送至所述城市灯光管理系统;
步骤C3,所述城市灯光管理系统在接收到所述操作命令后,下发至所述数据集中器。
本发明的进一步改进在于,所述单灯控制器控制所述装饰灯的电路开关和电路电压大小,以完成对所述装饰灯的开关和调光;同时,所述单灯控制器会实时记录所述装饰灯的电流和电压大小,以便与所述数据集中器连接通讯。
本发明的进一步改进在于,每一个所述单灯控制器具有唯一编号SN,所述数据集中器对所述唯一编号SN及所述城市灯光管理系统的授权密匙进行组合加密,完成各部分数据与所述城市灯光管理系统的连接与网络通讯;其中,所述授权密匙的组合加密 方式采用设备ID来表达,包括:地/电话+区号+厂商编号+ 序列号。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:将所述单灯控制器与所述数据集中器并行连接,并通过电力载波的通讯方式由所述数据集中器统一管理并联下的所有单灯控制器,而且,所述单灯控制器分别与所述装饰灯和数据集中器之间的通信均采用带有高频信号的电力载波方式,进而能够对诸如红灯笼和中国结等节日装饰灯提高其管理效率,并利用现有条件进行了改进,实现了对运行数据和状态的实时监控,进而便于在节约能耗的基础上,保障节假日装饰灯的可控性。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1所示,本例提供一种智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,所述单灯控制运用方法用于单灯控制系统,所述单灯控制系统包括:装饰灯、单灯控制器、数据集中器、城市灯光管理系统以及移动管理终端,所述装饰灯与所述单灯控制器串联连接,所述数据集中器与所述城市灯光管理系统通过私域VPN或者公网的方式进行连接,所述移动管理终端通过B/S结构或APP对所述城市灯光管理系统进行控制;其中,所述单灯控制器与所述数据集中器并行连接,并通过电力载波的通讯方式由所述数据集中器统一管理并联下的所有单灯控制器;所述单灯控制器分别与所述装饰灯和数据集中器之间的通信均采用带有高频信号的电力载波方式。
本例所述装饰灯与所述单灯控制器的连接及网络通讯,其连接方法是使用电路直接串联,首先所述单灯控制器要管理到末端的装饰灯,既电流由所述单灯控制器流向所述装饰灯方向。
本例所述单灯控制器将控制信号调制成40~500kHz的高频信号,所述装饰灯使用电力载波结合配对后,将所述控制信号对应的40~500kHz的高频信号实现解调,进而调节所述装饰灯灯丝的电流和电压,以实现所述单灯控制器对所述装饰灯使用电力载波的方式进行开关和调光管理,其中,所述控制信号包括开关、调光、电流和电压信号。
本例所述电力载波的方式指的是利用电线传送高频信号,把载有信息的高频信号加载于电流上,然后利用电力传输,进而实现所述单灯控制器与所述装饰灯之间的一对一串行回路,以实现对每一盏装饰灯的信息传输和控制。
本例所述单灯控制器通过电力载波的通讯方式由所述数据集中器统一管理并联下的所有单灯控制器的过程如下:
步骤S1,将信号调制成40~500kHz的高频信号;
步骤S2,将所述高频信号经过高压电力线路实现传送;
步骤S3,将传送的信号进行解调还原成语音信号。
更为具体的,本例所述步骤S1中,所述数据集中器将从所述城市灯光管理系统获取的TCP/IP数据经过内部的电力载波调制模块,将该TCP/IP数据转换为40~500kHz的高频信号;所述步骤S2中,将所述TCP/IP数据对应的40~500kHz的高频信号经调制解调器装载到一相或两相高压电力线路的电力传输介质中,并传送至所述单灯控制器;所述步骤S3中,所述单灯控制器在在电力回路内使用电力载波配对模块获取高频信号,然后对高频信号进行解调。
本例所使用的所述数据集中器并联在管理节日装饰灯的电力控制箱内,通过电路并联的方式,使用电力载波的管理变电箱1KM以内的单灯控制器。本例对所述单灯控制器分别与所述装饰灯和数据集中器之间的通信均采用带有高频信号的电力载波方式,即优选调制成40~500kHz的高频信号来实现电力载波传输,除了非常适合装饰灯的使用环境外,也充分利用了现有的装饰灯系统,因为现有的装饰灯都是通过有线电线进行连接的,本例这样的设计,既保留了原来的装饰灯系统,又能够很好地加入单灯控制和集中管理的设计,并且性能稳定,灵活可控。
本例所述数据集中器与所述城市灯光管理系统之间的通信过程如下:
步骤A1,所述数据集中器在获取了所述单灯控制器的数据和运行状态以后,将每一个单灯控制器的高频信号转换为TCP/IP数据;
步骤A2,所述数据集中器使用自带的4G传输模块,在4G物联网卡的辅助下与所述城市灯光管理系统进行数据传输;
步骤A3,所述城市灯光管理系统使用4G运营商有线网络连接至因特网,进而获取所述数据集中器所发送的数据。
本例所述城市灯光管理系统与所述数据集中器之间的通信过程如下:
步骤B1,所述城市灯光管理系统将系统管理员的操作数据转换为TCP/IP数据;
步骤B2,所述城市灯光管理系统将所述TCP/IP数据通过运营商网络传输至因特网;
步骤B3,所述数据集中器使用自带的4G传输模块,在4G物联网卡的辅助下与所述城市灯光管理系统进行数据连接,以获取所述城市灯光管理系统的TCP/IP数据。
本例所述城市灯光管理系统是管理城市照明和用电的集控平台软件,一方面执行和反馈城市照明管理者的运行命令,另一方面与众多数据集中器通讯,下发各个数据集中器应该执行的操作并将数据收集处理。数据集中器将本身及所属下面的单灯控制器的实时数据和状态发送到城市灯光管理系统,并且实时处理城市灯光系统下发的命令。
本例所述移动管理终端对所述城市灯光管理系统的控制过程如下:
步骤C1,所述移动管理终端通过正确的用户名和密码登录城市灯光管理系统;
步骤C2,所述移动管理终端将操作命令发送至所述城市灯光管理系统;
步骤C3,所述城市灯光管理系统在接收到所述操作命令后,下发至所述数据集中器。
本例所述城市灯光管理系统的对外访问入口分为PC端B/S结构的终端软件和移动端APP终端软件,两种方式均可查看城市灯光管理系统下属所有灯光设备的数据情况和运行情况。管理员通过操作终端软件可对城市灯光管理系统下的所有管理设备,所有装饰灯进行数据监测和状态监测。同时可指定每一盏或者某一管理设备下属的装饰灯进行开关和调光操作。
本例所述单灯控制器控制所述装饰灯的电路开关和电路电压大小,以完成对所述装饰灯的开关和调光;同时,所述单灯控制器会实时记录所述装饰灯的电流和电压大小,以便与所述数据集中器连接通讯。
本例中,每一个所述单灯控制器具有唯一编号SN,所述数据集中器对所述唯一编号SN及所述城市灯光管理系统的授权密匙进行组合加密,完成各部分数据与所述城市灯光管理系统的连接与网络通讯;其中,所述授权密匙的组合加密方式采用设备ID来表达,包括:地/电话+区号+厂商编号+ 序列号。
值得说明的是,本例所述数据集中器与该数据计中计并联下的所有单灯控制器的通讯过程中,由于电流、电压以及功率等数据组合起来后数据太长,而本例采用的是电力载波的方式实现传输,但是,电力载波在传输长数据时容易因电流波动而破坏长数据,因此,本例所述数据集中器与所述单灯控制器的数据连接采用预设时间间隔的定时通讯方式,所述预设时间间隔指的是预先设置的稳定时长间隔,并且在预设时间间隔的定时通讯的通讯数据中加入时间戳,所述时间戳放置在所述通讯数据的头部和尾部,以便判断整条数据是否完整,这一点,是没有在电力载波中使用过的,是本申请结合了实际的应用环境而设计的,其效果非常显著,在满足对装饰灯进行单灯控制且灵活监控的基础上,其传输的稳定可靠性也得到了有效保障。
综上所述,本例将所述单灯控制器与所述数据集中器并行连接,并通过电力载波的通讯方式由所述数据集中器统一管理并联下的所有单灯控制器,而且,所述单灯控制器分别与所述装饰灯和数据集中器之间的通信均采用带有高频信号的电力载波方式,进而能够对诸如红灯笼和中国结等节日装饰灯提高其管理效率,并利用现有条件进行了改进,实现了对运行数据和状态的实时监控,进而便于在节约能耗的基础上,保障节假日装饰灯的可控性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,其特征在于,所述单灯控制运用方法用于单灯控制系统,所述单灯控制系统包括:装饰灯、单灯控制器、数据集中器、城市灯光管理系统以及移动管理终端,所述装饰灯与所述单灯控制器串联连接,所述数据集中器与所述城市灯光管理系统通过私域VPN或者公网的方式进行连接,所述移动管理终端通过B/S结构或APP对所述城市灯光管理系统进行控制;其中,所述单灯控制器与所述数据集中器并行连接,并通过电力载波的通讯方式由所述数据集中器统一管理并联下的所有单灯控制器;所述单灯控制器分别与所述装饰灯和数据集中器之间的通信均采用带有高频信号的电力载波方式。
2.根据权利要求1所述的智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,其特征在于,所述单灯控制器通过电力载波的通讯方式由所述数据集中器统一管理并联下的所有单灯控制器的过程如下:
步骤S1,将信号调制成40~500kHz的高频信号;
步骤S2,将所述高频信号经过高压电力线路实现传送;
步骤S3,将传送的信号进行解调还原成模拟电路信号。
3.根据权利要求2所述的智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述数据集中器将从所述城市灯光管理系统获取的TCP/IP数据经过内部的电力载波调制模块,将该TCP/IP数据转换为40~500kHz的高频信号;所述步骤S2中,将所述TCP/IP数据对应的40~500kHz的高频信号经调制解调器装载到一相或两相高压电力线路的电力传输介质中,并传送至所述单灯控制器;所述步骤S3中,所述单灯控制器在在电力回路内使用电力载波配对模块获取高频信号,然后对高频信号进行解调。
4.根据权利要求2所述的智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,其特征在于,所述单灯控制器将控制信号调制成40~500kHz的高频信号,所述装饰灯使用电力载波结合配对后,将所述控制信号对应的40~500kHz的高频信号实现解调,进而调节所述装饰灯灯丝的电流和电压,以实现所述单灯控制器对所述装饰灯使用电力载波的方式进行开关和调光管理,其中,所述控制信号包括开关、调光、电流和电压信号。
5.根据权利要求4所述的智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,其特征在于,所述电力载波的方式指的是利用电线传送高频信号,把载有信息的高频信号加载于电流上,然后利用电力传输,进而实现所述单灯控制器与所述装饰灯之间的一对一串行回路,以实现对每一盏装饰灯的信息传输和控制。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,其特征在于,所述数据集中器与所述城市灯光管理系统之间的通信过程如下:
步骤A1,所述数据集中器在获取了所述单灯控制器的数据和运行状态以后,将每一个单灯控制器的高频信号转换为TCP/IP数据;
步骤A2,所述数据集中器使用自带的4G传输模块,在4G物联网卡的辅助下与所述城市灯光管理系统进行数据传输;
步骤A3,所述城市灯光管理系统使用4G运营商有线网络连接至因特网,进而获取所述数据集中器所发送的数据。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,其特征在于,所述城市灯光管理系统与所述数据集中器之间的通信过程如下:
步骤B1,所述城市灯光管理系统将系统管理员的操作数据转换为TCP/IP数据;
步骤B2,所述城市灯光管理系统将所述TCP/IP数据通过运营商网络传输至因特网;
步骤B3,所述数据集中器使用自带的4G传输模块,在4G物联网卡的辅助下与所述城市灯光管理系统进行数据连接,以获取所述城市灯光管理系统的TCP/IP数据。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,其特征在于,所述移动管理终端对所述城市灯光管理系统的控制过程如下:
步骤C1,所述移动管理终端通过正确的用户名和密码登录城市灯光管理系统;
步骤C2,所述移动管理终端将操作命令发送至所述城市灯光管理系统;
步骤C3,所述城市灯光管理系统在接收到所述操作命令后,下发至所述数据集中器。
9.根据权利要求1至5任意一项所述的智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,其特征在于,所述单灯控制器控制所述装饰灯的电路开关和电路电压大小,以完成对所述装饰灯的开关和调光;同时,所述单灯控制器会实时记录所述装饰灯的电流和电压大小,以便与所述数据集中器连接通讯。
10.根据权利要求1至5任意一项所述的智慧城市灯光装饰的单灯控制运用方法,其特征在于,每一个所述单灯控制器具有唯一编号SN,所述数据集中器对所述唯一编号SN及所述城市灯光管理系统的授权密匙进行组合加密,完成各部分数据与所述城市灯光管理系统的连接与网络通讯;其中,所述授权密匙的组合加密方式采用设备ID来表达,包括:地/电话+区号+厂商编号+ 序列号。
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