CN111928174A - 一种多功能模块化智慧灯杆及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能模块化智慧灯杆及其实现方法，涉及基于4G/5G物联网通讯灯控技术领域，为解决对附近人员提供的帮助有限，智慧灯杆的使用需求效果不佳，不能满足使用需求的问题。所述智能电源模块设置有智能交流电源模块和智能直流电源模块，所述用电设备设置有交流用电设备和直流用电设备，且智能交流电源模块和智能直流电源模块分别与交流用电设备和直流用电设备电性连接，所述智能电源模块、灯杆控制器模块、环境监测模块、灯杆充电桩模块、应急救助模块和灯杆显示屏模块均设置在灯杆的内部，所述智能交流电源模块和智能直流电源模块均包括电流、电压功率检测和过流、过压保护。

Description

一种多功能模块化智慧灯杆及其实现方法
技术领域
本发明涉及基于4G/5G物联网通讯灯控技术领域，具体为一种多功能模块化智慧灯杆及其实现方法。
背景技术
智慧灯杆作为一个新生事物，能集成多种设备，减少杆件的数量，节约资源。智慧灯杆是指通过应用先进、高效、可靠的电力线载波通信技术和4G/5G、LoRa、NB-lot等低功耗物联网通讯技术等，4G/5G即移动通信网络，是一种蜂窝移动通信技术，其性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接，实现对路灯的远程集中控制与管理的路灯，智慧路灯具有根据车流量自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能，能够大幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，节省维护成本。
目前，所使用的智慧灯杆主要都是为了节省电力资源，在使用过程中通常具备自动调节亮度、远程照明控制的功能，其它的功能需求不佳，对附近人员提供的帮助有限，智慧灯杆的使用需求效果不佳，不能满足使用需求。因此市场上急需一种多功能模块化智慧灯杆及其实现方法来解决这些问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能模块化智慧灯杆及其实现方法，以解决上述背景技术中提出对附近人员提供的帮助有限，智慧灯杆的使用需求效果不佳，不能满足使用需求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多功能模块化智慧灯杆，包括灯杆、智能电源模块、灯杆控制器模块、环境监测模块、灯杆充电桩模块、用电设备、应急救助模块、灯杆显示屏模块、灯杆通信网关模块和通信网络平台，所述智能电源模块设置有智能交流电源模块和智能直流电源模块，所述用电设备设置有交流用电设备和直流用电设备，且智能交流电源模块和智能直流电源模块分别与交流用电设备和直流用电设备电性连接，所述智能电源模块、灯杆控制器模块、环境监测模块、灯杆充电桩模块、应急救助模块和灯杆显示屏模块均设置在灯杆的内部，且智能电源模块、灯杆控制器模块、环境监测模块、灯杆充电桩模块、应急救助模块和灯杆显示屏模块均与通信网络平台之间均通过灯杆通信网关模块双向数据连接，所述智能交流电源模块和智能直流电源模块均包括电流、电压功率检测和过流、过压保护。
优选的，所述灯杆控制器模块包括定时开关控制、调光控制和灯头运行状态监控；
其中，定时开关控制用于对两路灯头进行定时开关控制管理；
调光控制用于对两路灯头的灯光亮度进行调节控制管理；
灯头运行状态监控用于对两路灯头的运行状态进行监控。
优选的，所述环境监测模块包括温湿度传感器、大气压强传感器、PM2.5传感器、紫外线传感器、风速传感器和噪声传感器；
其中，温湿度传感器用于对周围的空气中的温湿度检测；
大气压强传感器用于对空气的大气压力进行检测；
PM2.5传感器用于对空气中含有悬浮的颗粒物含量浓度进行进行检测；
紫外线传感器用于对照射到空气中的紫外线强度进行检测；
风速传感器用于对周围空气中气流流动的流速和流向进行检测；
噪声传感器用于对周围环境中的声音分贝大小进行检测。
优选的，所述灯杆充电桩模块采用高度节约化设计原则，实现了新能源电动汽车充电和计量功能的高度集成，所述应急救助模块用于提供一键救助功能，在灯杆附近的行人遇到紧急情况时只需一键即可报警求助。
优选的，所述灯杆显示屏模块用于各种灯杆设备的数据收集和整理，并转发至云平台，所述通信网络平台将5G/4G、WiFi、LoRa、NB等通信基站与灯杆融合，构建时空物联网数据通信平台。
优选的，所述灯杆的一侧设置有充电桩，且充电桩与灯杆设置为一体结构，所述灯杆的下方设置有安装座，且安装座与灯杆通过螺钉连接，所述灯杆的一侧设置有多媒体信息板，所述灯杆的两侧均设置有安装架，且安装架和多媒体信息板均与灯杆通过螺钉连接。
优选的，所述灯杆的一侧设置有百叶箱，所述灯杆的另一侧设置有监控摄像头，且百叶箱和监控摄像头均与安装架通过螺钉连接，所述灯杆的上方设置有灯头座，且灯头座与灯杆通过螺钉连接，所述灯头座的下方设置有照明灯，且照明灯与灯头座通过螺钉连接。
优选的，所述充电桩的一侧设置有充电枪，且充电枪与充电桩榫接，所述充电枪的上方设置有救助按键，所述救助按键的上方设置有挡雨板，且挡雨板和救助按键均与充电桩通过螺钉连接，所述多媒体信息板设置在离地高为2M至3M的位置处，所述多媒体信息板的一侧设置有显示屏和蜂鸣器，且显示屏和蜂鸣器均与多媒体信息板通过螺钉连接。
一种多功能模块化智慧灯杆的实现方法，包括如下步骤：
步骤1：借助设置的智能交流电源模块和智能直流电源模块对灯杆内的用电设备进行供电和管理，对用电设备的电流和电压功率进行检测，在电流和电压功率过大时及时进行过流、过压保护，并对每个设备的用电状态进行监控，并可以将监控数据转发至云平台对其进行运行计划管理功能，从而可以实现定时启动关闭，远程启动关闭的功能需求；
步骤2：灯杆控制器模块可以对两路灯头进行控制管理，借助定时开关控制可以对两路灯头实现定时开关切换，调光控制可以根据需求进行灯光色彩和亮度进行调节，灯头运行状态监控对灯头运行状态进行监控同时可以采集灯杆内其他设备的数据并通过网口转发至云平台，便于对灯头进行控制管理；
步骤3：环境监测模块中的温湿度传感器、大气压强传感器、PM2.5传感器、紫外线传感器、风速传感器和噪声传感器可以分别对空气中的温湿度、大气压强、PM2.5含量、紫外线强度、风速风向和环境噪声进行检测，并将采集的数据并通过网口转发至云平台，从而可以实现对周围环境的监控；
步骤4：当新能源电动汽车续航电量不足时，可以借助灯杆充电桩模块对新能源电动汽车进行充电；
步骤5：当灯杆附近的行人遇到紧急情况时，可以通过按下救助按键触发应急救助模块进行报警求助，从而实现了一键救助功能；
步骤6：借助灯杆显示屏模块可以进行多媒体信息展示功能，进行广告播放、信息发布，可以提高了信息的传播效率，实现了智慧灯杆信息展示传递的功能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.该发明装置通过智能电源模块的设置，借助智能电源模块可以对灯杆内部的用电设备进行供电和管理，对用电设备进行电流和电压功率检测，且还能对每个设备的用电状态进行监控，在通电异常时及时进行过流、过压保护功能，对用电设备起到保护的作用，并能够对用电设备进行定时启动关闭，远程启动关闭行计划管理。解决了可以对用电设备进行供电和管理，提高了用电设备使用安全性确保稳定使用的问题。
2.该发明装置通过灯杆控制器模块的设置，借助灯杆控制器模块可以对两路灯头进行控制管理，从而对两路灯头的使用需求进行工作状态进行调节，并能够将采集数据转发至云平台。解决了可以对两路灯头进行定时开关控制、调光控制、灯头运行状态监控的问题。
3.该发明装置通过环境监测模块和灯杆显示屏模块的设置，借助环境监测模块可以对空气中温湿度、大气压、PM2.5、紫外线强度、风速风向和环境噪声进行检测，并将采集数据转发至云平台，而灯杆显示屏模块则能进行多媒体信息展示功能。解决了可以对智慧灯杆周围的工作状态进行检测，实现了智慧灯杆多功能需求的问题。
4.该发明装置通过灯杆充电桩模块和应急救助模块的设置，借助灯杆充电桩模块可以对新能源电动汽车进行充电，且灯杆充电桩模块采用高度节约化设计，占用空间不会太大，而应急救助模块则能对灯杆附近的行人遇到紧急情况时提供一键救助功能。解决了可以有效的增加新能源电动汽车的续航时间和对附近的行人提供一键救助的问题。
附图说明
图1为本发明的智慧灯杆的整体结构示意图；
图2为本发明的整体原理示意图；
图3为本发明的智能电源模块与用电设备原理连接示意图；
图4为本发明的环境监测模块的原理示意图；
图5为本发明的灯杆控制器模块的原理示意图。
图中：1、灯杆；2、安装座；3、充电桩；4、充电枪；5、挡雨板；6、救助按键；7、多媒体信息板；8、显示屏；9、蜂鸣器；10、百叶箱；11、安装架；12、监控摄像头；13、灯头座；14、照明灯；15、智能电源模块；16、灯杆显示屏模块；17、灯杆控制器模块；18、环境监测模块；19、灯杆通信网关模块；20、用电设备；21、应急救助模块；22、智能交流电源模块；23、智能直流电源模块；24、交流用电设备；25、直流用电设备；26、温湿度传感器；27、大气压强传感器；28、PM2.5传感器；29、紫外线传感器；30、风速传感器；31、噪声传感器；32、定时开关控制；33、调光控制；34、灯头运行状态监控；35、通信网络平台；36、灯杆充电桩模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种多功能模块化智慧灯杆，包括灯杆1、智能电源模块15、灯杆控制器模块17、环境监测模块18、灯杆充电桩模块36、用电设备20、应急救助模块21、灯杆显示屏模块16、灯杆通信网关模块19和通信网络平台35，智能电源模块15设置有智能交流电源模块22和智能直流电源模块23，用电设备20设置有交流用电设备24和直流用电设备25，且智能交流电源模块22和智能直流电源模块23分别与交流用电设备24和直流用电设备25电性连接，智能电源模块15、灯杆控制器模块17、环境监测模块18、灯杆充电桩模块36、应急救助模块21和灯杆显示屏模块16均设置在灯杆1的内部，且智能电源模块15、灯杆控制器模块17、环境监测模块18、灯杆充电桩模块36、应急救助模块21和灯杆显示屏模块16均与通信网络平台35之间均通过灯杆通信网关模块19双向数据连接，智能交流电源模块22和智能直流电源模块23均包括电流、电压功率检测和过流、过压保护，智能电源模块15可以监控用电设备20的用电状态，对用电设备20的电流、电压功率进行检测并提供过流、过压保护，对用电设备20运行计划管理功能，同时对用电设备20进行定时启动关闭、远程启动关闭，智能电源模块15可以确保灯杆1内部的用电设备20供电正常，提高了用电设备20使用的安全性能。
进一步，灯杆控制器模块17包括定时开关控制32、调光控制33和灯头运行状态监控34；
其中，定时开关控制32用于对两路灯头进行定时开关控制32管理；
调光控制33用于对两路灯头的灯光亮度进行调节控制管理；
灯头运行状态监控34用于对两路灯头的运行状态进行监控。
进一步，环境监测模块18包括温湿度传感器26、大气压强传感器27、PM2.5传感器28、紫外线传感器29、风速传感器30和噪声传感器31；
其中，温湿度传感器26用于对周围的空气中的温湿度检测；
大气压强传感器27用于对空气的大气压力进行检测；
PM2.5传感器28用于对空气中含有悬浮的颗粒物含量浓度进行进行检测；
紫外线传感器29用于对照射到空气中的紫外线强度进行检测；
风速传感器30用于对周围空气中气流流动的流速和流向进行检测；
噪声传感器31用于对周围环境中的声音分贝大小进行检测。
进一步，灯杆充电桩模块36采用高度节约化设计原则，实现了新能源电动汽车充电和计量功能的高度集成，应急救助模块21用于提供一键救助功能，在灯杆1附近的行人遇到紧急情况时只需一键即可报警求助。
进一步，灯杆显示屏模块16用于各种灯杆设备的数据收集和整理，并转发至云平台，通信网络平台35将5G/4G、WiFi、LoRa、NB等通信基站与灯杆融合，构建时空物联网数据通信平台。
进一步，灯杆1的一侧设置有充电桩3，且充电桩3与灯杆1设置为一体结构，灯杆1的下方设置有安装座2，且安装座2与灯杆1通过螺钉连接，灯杆1的一侧设置有多媒体信息板7，灯杆1的两侧均设置有安装架11，且安装架11和多媒体信息板7均与灯杆1通过螺钉连接。
进一步，灯杆1的一侧设置有百叶箱10，灯杆1的另一侧设置有监控摄像头12，且百叶箱10和监控摄像头12均与安装架11通过螺钉连接，灯杆1的上方设置有灯头座13，且灯头座13与灯杆1通过螺钉连接，灯头座13的下方设置有照明灯14，且照明灯14与灯头座13通过螺钉连接。
进一步，充电桩3的一侧设置有充电枪4，且充电枪4与充电桩3榫接，充电枪4的上方设置有救助按键6，救助按键6的上方设置有挡雨板5，且挡雨板5和救助按键6均与充电桩3通过螺钉连接，多媒体信息板7设置在离地高为2M至3M的位置处，多媒体信息板7的一侧设置有显示屏8和蜂鸣器9，且显示屏8和蜂鸣器9均与多媒体信息板7通过螺钉连接。
一种多功能模块化智慧灯杆的实现方法，包括如下步骤：
步骤1：借助设置的智能交流电源模块22和智能直流电源模块23对灯杆内的用电设备20进行供电和管理，对用电设备20的电流和电压功率进行检测，在电流和电压功率过大时及时进行过流、过压保护，并对每个设备的用电状态进行监控，并可以将监控数据转发至云平台对其进行运行计划管理功能，从而可以实现定时启动关闭，远程启动关闭的功能需求；
步骤2：灯杆控制器模块17可以对两路灯头进行控制管理，借助定时开关控制32可以对两路灯头实现定时开关切换，调光控制33可以根据需求进行灯光色彩和亮度进行调节，灯头运行状态监控34对灯头运行状态进行监控同时可以采集灯杆内其他设备的数据并通过网口转发至云平台，便于对灯头进行控制管理；
步骤3：环境监测模块18中的温湿度传感器26、大气压强传感器27、PM2.5传感器28、紫外线传感器29、风速传感器30和噪声传感器31可以分别对空气中的温湿度、大气压强、PM2.5含量、紫外线强度、风速风向和环境噪声进行检测，并将采集的数据并通过网口转发至云平台，从而可以实现对周围环境的监控；
步骤4：当新能源电动汽车续航电量不足时，可以借助灯杆充电桩模块36对新能源电动汽车进行充电；
步骤5：当灯杆附近的行人遇到紧急情况时，可以通过按下救助按键6触发应急救助模块21进行报警求助，从而实现了一键救助功能；
步骤6：借助灯杆显示屏模块16可以进行多媒体信息展示功能，进行广告播放、信息发布，可以提高了信息的传播效率，实现了智慧灯杆信息展示传递的功能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种多功能模块化智慧灯杆，包括灯杆（1）、智能电源模块（15）、灯杆控制器模块（17）、环境监测模块（18）、灯杆充电桩模块（36）、用电设备（20）、应急救助模块（21）、灯杆显示屏模块（16）、灯杆通信网关模块（19）和通信网络平台（35），其特征在于：所述智能电源模块（15）设置有智能交流电源模块（22）和智能直流电源模块（23），所述用电设备（20）设置有交流用电设备（24）和直流用电设备（25），且智能交流电源模块（22）和智能直流电源模块（23）分别与交流用电设备（24）和直流用电设备（25）电性连接，所述智能电源模块（15）、灯杆控制器模块（17）、环境监测模块（18）、灯杆充电桩模块（36）、应急救助模块（21）和灯杆显示屏模块（16）均设置在灯杆（1）的内部，且智能电源模块（15）、灯杆控制器模块（17）、环境监测模块（18）、灯杆充电桩模块（36）、应急救助模块（21）和灯杆显示屏模块（16）均与通信网络平台（35）之间均通过灯杆通信网关模块（19）双向数据连接，所述智能交流电源模块（22）和智能直流电源模块（23）均包括电流、电压功率检测和过流、过压保护。
2.根据权利要求1所述的一种多功能模块化智慧灯杆，其特征在于：所述灯杆控制器模块（17）包括定时开关控制（32）、调光控制（33）和灯头运行状态监控（34）；
其中，定时开关控制（32）用于对两路灯头进行定时开关控制（32）管理；
调光控制（33）用于对两路灯头的灯光亮度进行调节控制管理；
灯头运行状态监控（34）用于对两路灯头的运行状态进行监控。
3.根据权利要求1所述的一种多功能模块化智慧灯杆，其特征在于：所述环境监测模块（18）包括温湿度传感器（26）、大气压强传感器（27）、PM2.5传感器（28）、紫外线传感器（29）、风速传感器（30）和噪声传感器（31）；
其中，温湿度传感器（26）用于对周围的空气中的温湿度检测；
大气压强传感器（27）用于对空气的大气压力进行检测；
PM2.5传感器（28）用于对空气中含有悬浮的颗粒物含量浓度进行进行检测；
紫外线传感器（29）用于对照射到空气中的紫外线强度进行检测；
风速传感器（30）用于对周围空气中气流流动的流速和流向进行检测；
噪声传感器（31）用于对周围环境中的声音分贝大小进行检测。
4.根据权利要求1所述的一种多功能模块化智慧灯杆，其特征在于：所述灯杆充电桩模块（36）采用高度节约化设计原则，实现了新能源电动汽车充电和计量功能的高度集成，所述应急救助模块（21）用于提供一键救助功能，在灯杆（1）附近的行人遇到紧急情况时只需一键即可报警求助。
5.根据权利要求1所述的一种多功能模块化智慧灯杆，其特征在于：所述灯杆显示屏模块（16）用于各种灯杆设备的数据收集和整理，并转发至云平台，所述通信网络平台（35）将5G/4G、WiFi、LoRa、NB等通信基站与灯杆融合，构建时空物联网数据通信平台。
6.根据权利要求1所述的一种多功能模块化智慧灯杆，其特征在于：所述灯杆（1）的一侧设置有充电桩（3），且充电桩（3）与灯杆（1）设置为一体结构，所述灯杆（1）的下方设置有安装座（2），且安装座（2）与灯杆（1）通过螺钉连接，所述灯杆（1）的一侧设置有多媒体信息板（7），所述灯杆（1）的两侧均设置有安装架（11），且安装架（11）和多媒体信息板（7）均与灯杆（1）通过螺钉连接。
7.根据权利要求6所述的一种多功能模块化智慧灯杆，其特征在于：所述灯杆（1）的一侧设置有百叶箱（10），所述灯杆（1）的另一侧设置有监控摄像头（12），且百叶箱（10）和监控摄像头（12）均与安装架（11）通过螺钉连接，所述灯杆（1）的上方设置有灯头座（13），且灯头座（13）与灯杆（1）通过螺钉连接，所述灯头座（13）的下方设置有照明灯（14），且照明灯（14）与灯头座（13）通过螺钉连接。
8.根据权利要求6所述的一种多功能模块化智慧灯杆，其特征在于：所述充电桩（3）的一侧设置有充电枪（4），且充电枪（4）与充电桩（3）榫接，所述充电枪（4）的上方设置有救助按键（6），所述救助按键（6）的上方设置有挡雨板（5），且挡雨板（5）和救助按键（6）均与充电桩（3）通过螺钉连接，所述多媒体信息板（7）设置在离地高为2M至3M的位置处，所述多媒体信息板（7）的一侧设置有显示屏（8）和蜂鸣器（9），且显示屏（8）和蜂鸣器（9）均与多媒体信息板（7）通过螺钉连接。
9.一种多功能模块化智慧灯杆的实现方法，基于权利要求1-8任意一项一种可编程数字化机器视觉检测平台实现，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：借助设置的智能交流电源模块（22）和智能直流电源模块（23）对灯杆内的用电设备（20）进行供电和管理，对用电设备（20）的电流和电压功率进行检测，在电流和电压功率过大时及时进行过流、过压保护，并对每个设备的用电状态进行监控，并可以将监控数据转发至云平台对其进行运行计划管理功能，从而可以实现定时启动关闭，远程启动关闭的功能需求；
步骤2：灯杆控制器模块（17）可以对两路灯头进行控制管理，借助定时开关控制（32）可以对两路灯头实现定时开关切换，调光控制（33）可以根据需求进行灯光色彩和亮度进行调节，灯头运行状态监控（34）对灯头运行状态进行监控同时可以采集灯杆内其他设备的数据并通过网口转发至云平台，便于对灯头进行控制管理；
步骤3：环境监测模块（18）中的温湿度传感器（26）、大气压强传感器（27）、PM2.5传感器（28）、紫外线传感器（29）、风速传感器（30）和噪声传感器（31）可以分别对空气中的温湿度、大气压强、PM2.5含量、紫外线强度、风速风向和环境噪声进行检测，并将采集的数据并通过网口转发至云平台，从而可以实现对周围环境的监控；
步骤4：当新能源电动汽车续航电量不足时，可以借助灯杆充电桩模块（36）对新能源电动汽车进行充电；
步骤5：当灯杆附近的行人遇到紧急情况时，可以通过按下救助按键（6）触发应急救助模块（21）进行报警求助，从而实现了一键救助功能；
步骤6：借助灯杆显示屏模块（16）可以进行多媒体信息展示功能，进行广告播放、信息发布，可以提高了信息的传播效率，实现了智慧灯杆信息展示传递的功能。
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