CN111654957A - 智能路灯控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及照明控制技术领域，特别涉及一种智能路灯控制方法，包括如下步骤：A、根据路灯所在的经纬度确定日出时刻T1和日落时刻T2；B、根据预设的开灯延迟时间、关灯延迟时间计算路灯的时控和光控时段；C、若当前时刻在光控时段内，则根据环境的光线强度控制路灯的点亮和熄灭；若当前时刻在时控时段内，则直接点亮路灯。这里通过经纬度计算出日出和日落时刻，并以此为基础，根据开关灯延迟时间将每天的时间划分为时控时段和光控时段，然后以时控时段为控制基础，光控作为优先级对路灯进行时间和光强的双重控制，该控制逻辑下，路灯的点亮和熄灭更为合理，大大降低了能耗，也保证了雷雨天气等特殊天气时路灯能够可靠的开启。
Description
技术领域
本发明涉及照明控制技术领域，特别涉及一种智能路灯控制方法。
背景技术
路灯是道路、街道以及公众广场上常用的照明设备，可以通过路灯时控器控制路灯按照设定的时间进行开关灯，现在常用的路灯时控器有两种控制方式，一种是定时控制方式，即路灯时控器中预设开关灯时间，从而实现对路灯及相关设备的自动控制；另一种是采用微电脑自动控制技术，通过校正路灯时控器的时钟，预设所在地经纬度，路灯时控器可以自动计算不同季节每日日出日落时间，实现对路灯及相关设备的自动控制。对于第一种定时控制方案，由于开关灯的时间是固定的，所以开关灯的时机并不能设置的很好，也不能在合适的时机打开或关闭路灯。第二种根据经纬度计算出日出和日落的时间，并依据该时间控制路灯的打开或关闭，相较于第一种方案来说，有一定的改进，但是在阴雨或其他阴暗的条件下，即使在白天，也需要打开路灯，这时候仅靠日出日落时间来打开或关闭路灯显然不够合理，并且日出和日落时间有时候并不能准确的对应上路灯的开启或关闭时间，存在一定的误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能路灯控制方法，控制策略更合理且更节能。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种智能路灯控制方法，包括如下步骤：A、根据路灯所在的经纬度确定日出时刻T1和日落时刻T2；B、计算路灯的时控和光控时段，时控时段为(T2+T3)～(T1-T4)，光控时段为(T1-T4)～(T2+T3)，其中T3、T4分别为预设的开灯延迟时间、关灯延迟时间；C、若当前时刻在光控时段内，则根据环境的光线强度控制路灯的点亮和熄灭；若当前时刻在时控时段内，则直接点亮路灯。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：这里通过经纬度计算出日出和日落时刻，并以此为基础，根据开关灯延迟时间将每天的时间划分为时控时段和光控时段，然后以时控时段为控制基础，光控作为优先级对路灯进行时间和光强的双重控制，该控制逻辑下，路灯的点亮和熄灭更为合理，大大降低了能耗，也保证了雷雨天气等特殊天气时路灯能够可靠的开启。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式，对本发明做进一步详细叙述。
一种智能路灯控制方法，包括如下步骤：A、根据路灯所在的经纬度确定日出时刻T1和日落时刻T2；B、计算路灯的时控和光控时段，时控时段为(T2+T3)～(T1-T4)，光控时段为(T1-T4)～(T2+T3)，其中T3、T4分别为预设的开灯延迟时间、关灯延迟时间；C、若当前时刻在光控时段内，则根据环境的光线强度控制路灯的点亮和熄灭；若当前时刻在时控时段内，则直接点亮路灯。这里通过经纬度计算出日出和日落时刻，并以此为基础，根据开关灯延迟时间将每天的时间划分为时控时段和光控时段，然后以时控时段为控制基础，光控作为优先级对路灯进行时间和光强的双重控制，该控制逻辑下，路灯的点亮和熄灭更为合理，大大降低了能耗，也保证了雷雨天气等特殊天气时路灯能够可靠的开启。
假设某个地方的路灯，根据经纬度计算出其日出时刻T1为6点，日落时刻T2为18:00，当我们设置开灯延迟时间T3、关灯延迟时间T4的时间均为1h的时候，我们可以根据步骤B得知：时控时段为19:00～5:00，光控时段为5:00～19:00。这里的两个端点5:00和19:00可以任意归结到时控时段或光控时段。下面以这个时段为例说明路灯具体的点亮或熄灭状态：(1)当17:00时，突然下暴雨天黑了，时控还没到19:00不执行开灯，但是光控检测到需要开灯了，路灯打开。(2)当18:00时，光控检测到不需要开灯了，且时控也没到开灯的时间，路灯关闭。(3)当19:00时，光控检测到不需要开灯，但是此时，已经到达时控需要开灯的时刻，路灯开启。(4)当早上4:00时，光控检测到不需要开灯了，但是此时，时控仍处于控制开灯的阶段，则路灯开启。(5)当早上6:00时，时控要求关闭路灯，但是此时，若光控检测仍然需要开启路灯，则路灯由时控改为光控，路灯继续开启。即在时控的时间区间内，按时控的时刻表进行控制，在非时控时刻表的时间区间内，以光控为优先级控制。
以上步骤中，由于日出时刻T1和日落时刻T2一般都是确定的，那么开灯延迟时间T3、关灯延迟时间T4就显得尤为重要，选择合适的T3和T4，能让路灯的控制更为合理，一般来说，我们设定一个固定的值即可，但这样灵活度不高，本发明中优选地，会根据路灯的点亮或熄灭状态自动调整开灯延迟时间T3、关灯延迟时间T4，这样即使开始设置的开灯延迟时间T3、关灯延迟时间T4不是非常的合理，但会在后续的控制过程中逐渐调整数值使得这两个数值更精准。
具体地，所述的步骤C中，根据设定的时间阈值T5，按如下步骤调节开灯延迟时间T3和关灯延迟时间T4：C11、监测(T2+T3-T5)～(T2+T3)的时段路灯是否持续点亮，若连续N天都是，则将开灯延迟时间T3自减Δt；C12、监测(T1-T4)～(T1-T4+T5)的时段内路灯是否持续点亮，若连续N天都是，则将关灯延迟时间T4自减Δt。
下面继续以上方的例子来进行说明，上方的示例中，我们计算出的时控时段为19:00～5:00，光控时段为5:00～19:00，这里以T5等于20min、N等于3、Δt等于10min为例。
假设连续三天，我们发现18:40～19:00时间段内，路灯总是会点亮，说明开灯延迟时间T3可以缩短一点，我们可以将其自减Δt，即由原来的1h减少10min，调整后的开灯延迟时间T3等于50min，此时时控时段变为18:50～5:00，光控时段变为5:00～18:50。同理，假设我们发现5:00～5:20时间段内，路灯总是会点亮，说明关灯延迟时间T4可以缩短一点，调整后时控时段变为18:50～5:10，光控时段变为5:10～18:50。这样，持续运行一段时间后，开灯延迟时间T3、关灯延迟时间T4会变得更精准，整体控制逻辑也会更合理。
以上都是自动进行控制的，实际使用过程中，难免会有较为特殊的时刻导致路灯未在合适的时机点亮或熄灭，故本发明中优选地，所述的步骤C中，若接收到人工打开/关闭路灯的控制信号，则控制该路灯点亮/熄灭并持续设定的时间T6或持续至下一次人工控制信号的输入。这里引入了人工控制，并且人工控制的优先级最高，不论时控和光控输出的控制逻辑是点亮路灯还是熄灭路灯，如果人工控制路灯关闭，则路灯会熄灭并持续时间T6，在路灯熄灭的持续时间T6内，如果再次接收到人工控制指令，会再次按照人工控制指令执行。有了该步骤后，可以避免少数特殊情况下，路灯未及时点亮或熄灭。
由于上述方案中可以进行人工控制，故会出现时控时段内存在路灯熄灭的情况，此时就要考虑开灯延迟时间T3、关灯延迟时间T4是否设置的过小了。本发明中优选地，所述的步骤C中，根据设定的时间阈值T7，按如下步骤调节开灯延迟时间T3和关灯延迟时间T4：C21、监测(T2+T3)～(T2+T3+T7)的时段路灯是否持续熄灭，若连续N天都是，则将开灯延迟时间T3自增Δt；C22、监测(T1-T4-T7)～(T1-T4)的时段内路灯是否持续熄灭，若连续N天都是，则将关灯延迟时间T4自增Δt。这里同样是为了让开灯延迟时间T3、关灯延迟时间T4的设置更为合理，之前的调整方法只提供了自减的调整方案，这里添加了自增的调整方案，使得开灯延迟时间T3、关灯延迟时间T4的值更合理，而不是一味的减小，还可以增大。上述已经对自减方案进行了详细的阐述，这里对自增方案就不再详细赘述。
光控的逻辑有很多种，一般都是根据光照强度进行路灯的控制。为了保证控制的准确性，本发明中优选地，所述的步骤C中，光控时段按如下步骤进行路灯的控制：C31、设置多个光敏传感器检测路灯周围的环境光照度，每隔一定时间T8采集一次光敏传感器输出的光照度；C32、若当前路灯为熄灭状态，则当接收到的光照度小于等于设定的开灯光照度阈值X1时光敏传感器的逻辑变为开灯；若当前路灯为点亮状态，则当接收到的光照度大于等于设定的关灯光照度阈值X2时光敏传感器的逻辑变为关灯；其中X1＜X2；C33、超过半数的光敏传感器的逻辑为开灯/关灯时，则控制该路灯点亮/熄灭，步骤C33这种写法是下面两句话的缩写形式：超过半数的光敏传感器的逻辑为开灯时，则控制该路灯点亮，超过半数的光敏传感器的逻辑为关灯时，则控制该路灯熄灭。后面采用这种写法的都可以这样理解。这里通过设置多个光敏传感器，再根据多数原则来判断是否需要点亮/熄灭，判断结果更准确，不会因为某个光敏传感器的损坏或被遮挡导致光控不准确；并且，光照传感器的逻辑判断是依据开灯光照度阈值X1和关灯光照度阈值X2进行的，这样就可以避免在采用单一判断阈值时，在阈值附近光照传感器的逻辑会频繁改变的现象，保证可以更精确的控制路灯的开和关。
进一步地，为了避免极端情况下，光控逻辑在开灯和关灯之间反复切换导致路灯反复点亮或熄灭这种情况的出现，本发明中进一步地，所述的步骤C33替换为如下步骤：C33'、超过半数的光敏传感器的逻辑为开灯/关灯时，则该路灯的控制逻辑为开灯/关灯；若路灯的控制逻辑连续M次或在持续时间T9内都判定为开灯/关灯时，则控制该路灯点亮/熄灭。这里通过设置次数M或者时间T9，光控的逻辑就变为：连续M次或连续T9时间内多数光敏传感器都认为需要开灯/关灯，才会点亮/熄灭路灯。
进一步地，很多路段在夜间行人或车辆非常少，对照明的需求会下降，为了节能，所述的步骤C中，时控时段按如下步骤进行路灯的控制：将时控时段分为节能时段和非节能时段，路灯在节能时段和非节能时段内按照不同的亮度点亮。比如时控时段为19:00～5:00，我们可以将0:00～3:00设置为节能时段，路灯的亮度调低；19:00～0:00以及3:00～5:00设置为非节能时段，路灯按照正常亮度点亮。
进一步地，所述的步骤B中，T3和T4的取值范围是[0.5h,3h]，优选地，可以先设置为1h。时间阈值T5和T7均大于等于Δt，T5和T7的取值范围为[10min,0.5h]，T5的取值一般稍微大于Δt一点即可；Δt的取值范围为[5min,0.5h]，其代表的是每次T3和T4增减量；N的取值范围为[2,5]。
进一步地，所述的步骤C32中，X1的取值范围是[8lx,12lx]，X2的取值范围是[20lx,40lx]，最佳地：X1＝10lx，X2＝20lx，这里的lx是勒克斯的法定符号，其是照度的单位，被光均匀照射的物体，在1平方米面积上的光通量是1流明时，它的照度就是1勒克斯。
所述光敏传感器的个数为3个或5个或7个，优选地设置5个，其中，朝东和朝西的位置都要至少设置一个，可以准确的接收早晨太阳升起之后的光照和傍晚太阳降下之前的光照；T8取值范围为[5s,20s]，这个数值对应的是采集光敏传感器读数的周期，数值越小，则采集的越频繁，对光敏传感器的要求也就越高，数值太大了，则光照度采集不够及时。M的取值范围是[20,60]；T9的取值范围为[2min,10min]，这两个数值一般取一个即可，因为当设置M的数值后，根据采样周期T8，我们可以计算出对应的时间，本发明中优选地，光敏传感器每5秒采集一次数据，当连续40次或连续3min内都判定需要开灯或关灯，才会真正的执行开灯或关灯动作。
Claims (10)
1.一种智能路灯控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、根据路灯所在的经纬度确定日出时刻T1和日落时刻T2；
B、计算路灯的时控和光控时段，时控时段为(T2+T3)～(T1-T4)，光控时段为(T1-T4)～(T2+T3)，其中T3、T4分别为预设的开灯延迟时间、关灯延迟时间；
C、若当前时刻在光控时段内，则根据环境的光线强度控制路灯的点亮和熄灭；若当前时刻在时控时段内，则直接点亮路灯。
2.如权利要求1所述的智能路灯控制方法，其特征在于：所述的步骤C中，根据设定的时间阈值T5，按如下步骤调节开灯延迟时间T3和关灯延迟时间T4：
C11、监测(T2+T3-T5)～(T2+T3)的时段路灯是否持续点亮，若连续N天都是，则将开灯延迟时间T3自减Δt；
C12、监测(T1-T4)～(T1-T4+T5)的时段内路灯是否持续点亮，若连续N天都是，则将关灯延迟时间T4自减Δt。
3.如权利要求2所述的智能路灯控制方法，其特征在于：所述的步骤C中，若接收到人工打开/关闭路灯的控制信号，则控制该路灯点亮/熄灭并持续设定的时间T6或持续至下一次人工控制信号的输入。
4.如权利要求3所述的智能路灯控制方法，其特征在于：所述的步骤C中，根据设定的时间阈值T7，按如下步骤调节开灯延迟时间T3和关灯延迟时间T4：
C21、监测(T2+T3)～(T2+T3+T7)的时段路灯是否持续熄灭，若连续N天都是，则将开灯延迟时间T3自增Δt；
C22、监测(T1-T4-T7)～(T1-T4)的时段内路灯是否持续熄灭，若连续N天都是，则将关灯延迟时间T4自增Δt。
5.如权利要求1-4任一项所述的智能路灯控制方法，其特征在于：所述的步骤C中，光控时段按如下步骤进行路灯的控制：
C31、设置多个光敏传感器检测路灯周围的环境光照度，每隔一定时间T8采集一次光敏传感器输出的光照度；
C32、若当前路灯为熄灭状态，则当接收到的光照度小于等于设定的开灯光照度阈值X1时光敏传感器的逻辑变为开灯；若当前路灯为点亮状态，则当接收到的光照度大于等于设定的关灯光照度阈值X2时光敏传感器的逻辑变为关灯；其中X1＜X2；
C33、超过半数的光敏传感器的逻辑为开灯/关灯时，则控制该路灯点亮/熄灭。
6.如权利要求5所述的智能路灯控制方法，其特征在于：所述的步骤C33替换为如下步骤：
C33'、超过半数的光敏传感器的逻辑为开灯/关灯时，则该路灯的控制逻辑为开灯/关灯；若路灯的控制逻辑连续M次或在持续时间T9内都判定为开灯/关灯时，则控制该路灯点亮/熄灭。
7.如权利要求1-4任一项所述的智能路灯控制方法，其特征在于：所述的步骤C中，时控时段按如下步骤进行路灯的控制：将时控时段分为节能时段和非节能时段，路灯在节能时段和非节能时段内按照不同的亮度点亮。
8.如权利要求4所述的智能路灯控制方法，其特征在于：所述的步骤B中，T3和T4的取值范围是[0.5h,3h]；时间阈值T5和T7均大于等于Δt，T5和T7的取值范围为[10min,0.5h]，Δt的取值范围为[5min,0.5h]，N的取值范围为[2,5]。
9.如权利要求5所述的智能路灯控制方法，其特征在于：所述的步骤C32中，X1的取值范围是[8lx,12lx]，X2的取值范围是[20lx,40lx]。
10.如权利要求6所述的智能路灯控制方法，其特征在于：所述光敏传感器的个数为3个或5个或7个；T8取值范围为[5s,20s]；M的取值范围是[20,60]；T9的取值范围为[2min,10min]。
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Effective date of registration: 20240112 Address after: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province Patentee after: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd. Address before: 510642, 483, five mountain road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District, China Patentee before: SOUTH CHINA AGRICULTURAL University |
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Effective date of registration: 20240204 Address after: No. 2, Jinxiu Road, Yuncheng District, Yunfu City, Guangdong Province 527300 Patentee after: Yunfu Mingliang Street Lamp Management Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province Patentee before: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd. Country or region before: China |
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