一种智慧社区内公共照明设施分区节能用电控制系统
技术领域
本发明属于公共照明领域,涉及一种节能用电控制技术,具体是一种智慧社区内公共照明设施分区节能用电控制系统。
背景技术
现有的社区公共照明自熄灯是为了传递社区管理部门的管理信息和百姓生活相关的信息。社区公共照明自熄灯一般是分体安装,把开关与灯体分离;主光源为单灯口;开关只适用一种性质的光源负载。
对比文件CN110492599B公开了包括:市网充电单元,用于利用市电电网供电对蓄电单元进行充电,以使所述蓄电单元保持满电量待用状态;蓄电单元,与公共设施输电单元和业主住宅输电单元连接,所述蓄电单元用于通过所述公共设施输电单元和业主住宅输电单元对外供电;公共设施输电单元,用于向社区公共设施进行供电;业主住宅输电单元,用于向业主住宅进行供电;物联网供电控制中心,用于监测所述蓄电单元的剩余电量以及所述业主住宅的累积用电量,并控制通过所述公共设施输电单元和业主住宅输电单元的供电。本发明在物联网的基础上实现对整个应急自主供电系统的智能化调控。
而在当前,现有的智慧社区内的公共照明设施使用过程中,不能合理分析出各个区域居民对路灯需求的程度,根据用电控制系统分配的合理开启高功率路灯、中功率路灯、低功率路灯,调节路灯亮度,使得该智慧社区内公共照明设施分区在使用时,达到了节能控制的效果,获取智慧社区内的公共照明设施各个区域的电量调配值,并通过电量调配模块对路灯配电室为各个区域的检测点分配电量,从而实现区域化的用电控制,提升了社区公共照明设施分区用电的安全性;为解决上述缺陷,现提供一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智慧社区内公共照明设施分区节能用电控制系统,通过数据采集模块采集社区公共照明设施的耗电信息,通过出行分析模块采集分析社区各个区域居民的出行值,检测点的人物流动值,利用NFC感应器感应检测点的人物流动值,并将居民手机终端信息的初始时间和结束时间进行匹配,得到检测点的居民个人出行时长,从而利用公式计算得到居民出行总值,从而在该智慧社区内的公共照明设施使用过程中,合理分析出各个区域居民对路灯需求的程度,提升了该用电控制系统分配的合理性;
本发明通过出行分析模块将检测点居民的出行总值发送至控制器进行储存,通过路灯调节模块根据接收的出行总值对检测点的路灯开启进行调节,将检测点分为第一等级检测点、第二等级检测点、第三等级检测点、控制器对相应的检测点开启高功率路灯、中功率路灯、低功率路灯,使得该智慧社区内公共照明设施分区在使用时,合理调节路灯的亮度情况,达到了节能控制的效果;
同时本发明通过数据采集模块,记录各个检测点路灯开启时间区间中NFC感应器识别居民手机终端的次数,当当前时间区间的次数超过预设次数阈值时,将当前时间区间设为高频出行时间区间,当当前时间区间的次数没有超过预设次数阈值时,将当前时间区间设为低频出行时间区间,通过电量计算模块计算路灯配电室为各个区域的检测点计算预设用电电量,利用公式获取得到高频出行时间区间和低频出行时间区间中,各个区域检测点分别预设用电的计算值,利用公式获取得到区域的电量调配值,并通过电量调配模块对路灯配电室为各个区域的检测点分配电量,从而实现区域化的用电控制,提升了社区公共照明设施分区用电的安全性。
本发明所要解决的技术问题为:
(1):如何设计一种合理的系统,在智慧社区内的公共照明设施使用过程中,合理分析出各个区域居民对路灯需求的程度,根据用电控制系统分配的合理开启高功率路灯、中功率路灯、低功率路灯,调节路灯亮度,使得该智慧社区内公共照明设施分区在使用时,达到了节能控制的效果。
(2):如何实现获取智慧社区内的公共照明设施各个区域的电量调配值,并通过电量调配模块对路灯配电室为各个区域的检测点分配电量,从而实现区域化的用电控制,提升了社区公共照明设施分区用电的安全性;
本发明的目的可以通过以下技术方案实现,一种智慧社区内公共照明设施分区节能用电控制系统,包括数据采集模块、出行分析模块、电量调配模块、路灯调节模块、电量计算模块和控制器:
所述数据采集模块用于通过物联网采集社区公共照明设施的耗电信息;公共照明设施包括路灯、路灯配电室、变压器、灯杆等;耗电信息包括路灯的位置、用电的开始时间、结束时间和用电量;所述数据采集模块将采集的耗电信息发送至控制器内进行存储,所述出行分析模块用于采集分析社区各个区域居民的出行值,具体分析步骤如下:
步骤一:将社区划分成若干个区域,并标记为Ai,i=1…n,n为正整数;各个区域包括若干个出行检测点,并将其标记为Aij;j=1…n;在各个区域对应的出行检测点处安装NFC感应器,并对NFC感应器进行坐标编号;居民将手机终端贴在NFC感应器;通过NFC感应器识别居民手机终端信息并发送至出行分析模块;
步骤二:出行分析模块根据居民的手机终端信息识别出该社区居民,并根据检测点安装的NFC感应器获取得到对应的坐标编号并标记为初始检测点;同时将接收居民手机终端信息的手机标记为初始时间;
步骤三:居民出行到达另一个检测点时,利用手机终端贴在该检测点的NFC感应器上,通过NFC感应器识别该居民手机终端的信息并发送至出行分析模块;
步骤四:出行分析模块根据居民的手机终端信息识别出居民,并根据检测点安装的NFC感应器获取得到对应的坐标编号并标记为结束检测点,同时将接收居民手机终端信息的手机标记为结束时间;该初始检测点和结束检测点的人物流动值均增加一次;
步骤五:设定检测点Aij的人物流动值为DtAij;t=1…n,n为正整数,将NFC感应器接收居民手机终端信息的初始时间和结束时间进行匹配,得到检测点Aij的居民个人出行时长,设定为GtAij;t=1…n,将检测点Aij对应的居民出行值标记为KtAij;t=1…n,利用公式KtAij=a1*GtAij+a2*DtAij计算得到居民出行值,式中,a1和a2均为预设比例系数固定值;
步骤六:在路灯开启时间段,对检测点Aij居民的出行值进行求和,得到检测点Aij居民的出行总值,设为Zk;
步骤七:利用公式
获取得到居民的出行总值Zk;其中a3为预设比例系数固定值;a4为误差修正系数,取值为3.7854;
所述出行分析模块将检测点Aij居民的出行总值发送至控制器进行储存,路灯调节模块根据接收的出行总值对检测点的路灯开启进行调节,具体调节步骤如下:
S1:将各检测点按照出行总值由高到低依次排序;从出行总值最高的检测点开始标记;
S2:将出行总值靠前数量为T1的检测点标记为第一等级检测点;
从剩余的出行总值最高开始标记,将出行总值靠前数量为T2的检测点标记为第二等级检测点;
再从剩余的出行总值最高开始标记,剩余的检测点直接标记为第三等级检测点;
S3:各个等级检测点在到路灯开启时间段时,控制器开启不同功率的路灯;
控制器对第一等级检测点开启高功率路灯;
控制器对第二等级检测点开启中功率路灯;
控制器对第三等级检测点开启低功率路灯。
进一步地,将路灯开启时间分为x个区间,x=1…n,x为正整数,数据采集模块记录各个检测点路灯开启时间区间中NFC感应器识别居民手机终端的次数,记为C1,设定各个时间区间的预设次数阈值C0,当当前时间区间的次数超过预设次数阈值时,将当前时间区间设为高频出行时间区间,当当前时间区间的次数没有超过预设次数阈值时,将当前时间区间设为低频出行时间区间。
进一步地,所述电量计算模块计算路灯配电室为各个区域的检测点计算预设用电电量,具体计算步骤如下:
步骤一:设定路灯配电室中的电量调度等级,将调度等级划分为第一等级、第二等级、第三等级和第四等级四个等级;分别记为D1、D2、D3、D4;
步骤二:计算调度等级的对应的数量,Ai个区域中设有j个出行检测点,设定区域中平均j个检测点中的变压器处理后的交流电电网产生的电量记为Di,i=1……n;
步骤三:利用公式
获取得到预设用电的计算值;R为预设比例系数固定值,R取r1或r2,当当前时间区间设为高频出行时间区间时取r1,当当前时间区间设为低频出行时间区间时取r2。
进一步地,所述电量调配模块通过路灯配电室为各个区域的检测点分配电量,具体调配步骤如下:
步骤一:将各个区域按照计算值由高到低依次排序;计算值相同时,按照检测点个数大小排序,当检测点个数相同,按照变压器个数大小排序;从计算值最高开始标记;
步骤二:将计算值靠前数量为M1的区域与电量调度等级D1进行配对;从剩余的计算值最高开始标记,将计算值靠前数量为M2的区域与电量调度等级D2进行配对;再从剩余的计算值最高开始标记,将计算值靠前数量为M3的区域与电量调度等级D3进行配对;剩余的区域直接与电量调度等级D4进行配对;
步骤三:各个区域电量调度等级的电量不同,且第一等级区域的调度电量大于第二等级区域的调度电量,依次类推,第二等级区域的调度电量大于第三等级的调度电量;第三等级区域的调度电量大于第四等级区域的调度电量;且第四等级区域的调度电量为零,即电量调配模块控制第四等级区域停电;
步骤五:电量调配模块调度电量结束后,设定路灯开启时间为Ki;设定等级区域的调度系数记为Pz,z=1……4,且P1>P2>P3>0>P4;
步骤六:利用公式Qc=Ki*Pz获取得到区域的电量调配值Qc。
进一步地,所述数据采集模块为安装在公共照明设施中的数据采集单元,数据采集单元包括电量数据采集器、计时器和发送单元;所述电量数据采集器用于采集路灯配电室及变压器的耗电量、计时器用于统计当前时间;发送单元用于发送电量数据采集器采集的耗电量和计时器统计的当前时间。
本发明的有益效果:
(1)本发明通过数据采集模块采集社区公共照明设施的耗电信息,通过出行分析模块采集分析社区各个区域居民的出行值,检测点的人物流动值,利用NFC感应器感应检测点的人物流动值,并将居民手机终端信息的初始时间和结束时间进行匹配,得到检测点的居民个人出行时长,从而利用公式计算得到居民出行总值,从而在该智慧社区内的公共照明设施使用过程中,合理分析出各个区域居民对路灯需求的程度,提升了该用电控制系统分配的合理性;
(2)本发明通过出行分析模块将检测点居民的出行总值发送至控制器进行储存,通过路灯调节模块根据接收的出行总值对检测点的路灯开启进行调节,将检测点分为第一等级检测点、第二等级检测点、第三等级检测点、控制器对相应的检测点开启高功率路灯、中功率路灯、低功率路灯,使得该智慧社区内公共照明设施分区在使用时,合理调节路灯的亮度情况,达到了节能控制的效果;
(3)同时本发明通过数据采集模块,记录各个检测点路灯开启时间区间中NFC感应器识别居民手机终端的次数,当当前时间区间的次数超过预设次数阈值时,将当前时间区间设为高频出行时间区间,当当前时间区间的次数没有超过预设次数阈值时,将当前时间区间设为低频出行时间区间,通过电量计算模块计算路灯配电室为各个区域的检测点计算预设用电电量,利用公式获取得到高频出行时间区间和低频出行时间区间中,各个区域检测点分别预设用电的计算值,利用公式获取得到区域的电量调配值,并通过电量调配模块对路灯配电室为各个区域的检测点分配电量,从而实现区域化的用电控制,提升了社区公共照明设施分区用电的安全性。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
如图1所示,一种智慧社区内公共照明设施分区节能用电控制系统,包括数据采集模块、出行分析模块、电量调配模块、路灯调节模块、电量计算模块和控制器:
所述数据采集模块用于通过物联网采集社区公共照明设施的耗电信息;公共照明设施包括路灯、路灯配电室、变压器、灯杆等;耗电信息包括路灯的位置、用电的开始时间、结束时间和用电量;所述数据采集模块将采集的耗电信息发送至控制器内进行存储,所述出行分析模块用于采集分析社区各个区域居民的出行值,具体分析步骤如下:
步骤一:将社区划分成若干个区域,并标记为Ai,i=1…n,n为正整数;各个区域包括若干个出行检测点,并将其标记为Aij;j=1…n;在各个区域对应的出行检测点处安装NFC感应器,并对NFC感应器进行坐标编号;居民将手机终端贴在NFC感应器;通过NFC感应器识别居民手机终端信息并发送至出行分析模块;
步骤二:出行分析模块根据居民的手机终端信息识别出该社区居民,并根据检测点安装的NFC感应器获取得到对应的坐标编号并标记为初始检测点;同时将接收居民手机终端信息的手机标记为初始时间;
步骤三:居民出行到达另一个检测点时,利用手机终端贴在该检测点的NFC感应器上,通过NFC感应器识别该居民手机终端的信息并发送至出行分析模块;
步骤四:出行分析模块根据居民的手机终端信息识别出居民,并根据检测点安装的NFC感应器获取得到对应的坐标编号并标记为结束检测点,同时将接收居民手机终端信息的手机标记为结束时间;该初始检测点和结束检测点的人物流动值均增加一次;
步骤五:设定检测点Aij的人物流动值为DtAij;t=1…n,n为正整数,将NFC感应器接收居民手机终端信息的初始时间和结束时间进行匹配,得到检测点Aij的居民个人出行时长,设定为GtAij;t=1…n,将检测点Aij对应的居民出行值标记为KtAij;t=1…n,利用公式KtAij=a1*GtAij+a2*DtAij计算得到居民出行值,式中,a1和a2均为预设比例系数固定值;
步骤六:在路灯开启时间段,对检测点Aij居民的出行值进行求和,得到检测点Aij居民的出行总值,设为Zk;
步骤七:利用公式
获取得到居民的出行总值Zk;其中a3为预设比例系数固定值;a4为误差修正系数,取值为3.7854;
所述出行分析模块将检测点Aij居民的出行总值发送至控制器进行储存,路灯调节模块根据接收的出行总值对检测点的路灯开启进行调节,具体调节步骤如下:
S1:将各检测点按照出行总值由高到低依次排序;从出行总值最高的检测点开始标记;
S2:将出行总值靠前数量为T1的检测点标记为第一等级检测点;
从剩余的出行总值最高开始标记,将出行总值靠前数量为T2的检测点标记为第二等级检测点;
再从剩余的出行总值最高开始标记,剩余的检测点直接标记为第三等级检测点;
S3:各个等级检测点在到路灯开启时间段时,控制器开启不同功率的路灯;
控制器对第一等级检测点开启高功率路灯;
控制器对第二等级检测点开启中功率路灯;
控制器对第三等级检测点开启低功率路灯。
进一步地,将路灯开启时间分为x个区间,x=1…n,x为正整数,数据采集模块记录各个检测点路灯开启时间区间中NFC感应器识别居民手机终端的次数,记为C1,设定各个时间区间的预设次数阈值C0,当当前时间区间的次数超过预设次数阈值时,将当前时间区间设为高频出行时间区间,当当前时间区间的次数没有超过预设次数阈值时,将当前时间区间设为低频出行时间区间。
进一步地,所述电量计算模块计算路灯配电室为各个区域的检测点计算预设用电电量,具体计算步骤如下:
步骤一:设定路灯配电室中的电量调度等级,将调度等级划分为第一等级、第二等级、第三等级和第四等级四个等级;分别记为D1、D2、D3、D4;
步骤二:计算调度等级的对应的数量,Ai个区域中设有j个出行检测点,设定区域中平均j个检测点中的变压器处理后的交流电电网产生的电量记为Di,i=1……n;
步骤三:利用公式
获取得到预设用电的计算值;R为预设比例系数固定值,R取r1或r2,当当前时间区间设为高频出行时间区间时取r1,当当前时间区间设为低频出行时间区间时取r2。
进一步地,所述电量调配模块通过路灯配电室为各个区域的检测点分配电量,具体调配步骤如下:
步骤一:将各个区域按照计算值由高到低依次排序;计算值相同时,按照检测点个数大小排序,当检测点个数相同,按照变压器个数大小排序;从计算值最高开始标记;
步骤二:将计算值靠前数量为M1的区域与电量调度等级D1进行配对;从剩余的计算值最高开始标记,将计算值靠前数量为M2的区域与电量调度等级D2进行配对;再从剩余的计算值最高开始标记,将计算值靠前数量为M3的区域与电量调度等级D3进行配对;剩余的区域直接与电量调度等级D4进行配对;
步骤三:各个区域电量调度等级的电量不同,且第一等级区域的调度电量大于第二等级区域的调度电量,依次类推,第二等级区域的调度电量大于第三等级的调度电量;第三等级区域的调度电量大于第四等级区域的调度电量;且第四等级区域的调度电量为零,即电量调配模块控制第四等级区域停电;
步骤五:电量调配模块调度电量结束后,设定路灯开启时间为Ki;设定等级区域的调度系数记为Pz,z=1……4,且P1>P2>P3>0>P4;
步骤六:利用公式Qc=Ki*Pz获取得到区域的电量调配值Qc。
进一步地,所述数据采集模块为安装在公共照明设施中的数据采集单元,数据采集单元包括电量数据采集器、计时器和发送单元;所述电量数据采集器用于采集路灯配电室及变压器的耗电量、计时器用于统计当前时间;发送单元用于发送电量数据采集器采集的耗电量和计时器统计的当前时间。
一种智慧社区内公共照明设施分区节能用电控制系统,通过数据采集模块采集社区公共照明设施的耗电信息,通过出行分析模块采集分析社区各个区域居民的出行值,检测点的人物流动值,利用NFC感应器感应检测点的人物流动值,并将居民手机终端信息的初始时间和结束时间进行匹配,得到检测点的居民个人出行时长,从而利用公式计算得到居民出行总值,从而在该智慧社区内的公共照明设施使用过程中,合理分析出各个区域居民对路灯需求的程度,提升了该用电控制系统分配的合理性;
本发明通过出行分析模块将检测点居民的出行总值发送至控制器进行储存,通过路灯调节模块根据接收的出行总值对检测点的路灯开启进行调节,将检测点分为第一等级检测点、第二等级检测点、第三等级检测点、控制器对相应的检测点开启高功率路灯、中功率路灯、低功率路灯,使得该智慧社区内公共照明设施分区在使用时,合理调节路灯的亮度情况,达到了节能控制的效果;
同时本发明通过数据采集模块,记录各个检测点路灯开启时间区间中NFC感应器识别居民手机终端的次数,当当前时间区间的次数超过预设次数阈值时,将当前时间区间设为高频出行时间区间,当当前时间区间的次数没有超过预设次数阈值时,将当前时间区间设为低频出行时间区间,通过电量计算模块计算路灯配电室为各个区域的检测点计算预设用电电量,利用公式获取得到高频出行时间区间和低频出行时间区间中,各个区域检测点分别预设用电的计算值,利用公式获取得到区域的电量调配值,并通过电量调配模块对路灯配电室为各个区域的检测点分配电量,从而实现区域化的用电控制,提升了社区公共照明设施分区用电的安全性。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。