CN112291885A - 一种智慧照明功耗控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于照明控制技术领域，具体涉及一种智慧照明功耗控制系统。该控制系统包括设置在道路两侧并均匀布设的一组智慧路灯、与智慧路灯相互通信的控制终端。本发明采用以上控制系统，通过实时检测蓄电池电量等数据灵活地调整供电策略，首选利用太阳能提供电源，能够节约能源，在特定条件下进行外部供电和/或备用电源供电，防止灯光过暗或熄灭，在尽可能节约不可再生能源的条件下，保证达到照明要求；尤其通过一大半进入微弱照明模式的路灯的集体临时供电，防止整组路灯出现集体发暗的情况；本发明还规定了外部供电、备用电源供电的退出条件，减少不可再生能源的使用。

Description

一种智慧照明功耗控制系统

技术领域

本发明属于照明控制技术领域，具体涉及一种智慧照明功耗控制系统。

背景技术

现有的城市智慧照明系统中，通过巡查等方式监测路灯故障，不能及时发现故障。采用市电供电则较为耗电，而采用太阳能供电则灯光更为微弱或者供电时间短。目前现有技术中联合采用市电供电和太阳能供电的方法，其没有规定市电供电等的退出条件，且当太阳能供电和市电供电都不可用时，则无法通过路灯实现照明。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种防止灯光过暗或熄灭、节约能源的智慧照明功耗控制系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：一种智慧照明功耗控制系统，其特征在于，包括设置在道路两侧并均匀布设的一组智慧路灯、与智慧路灯相互通信的控制终端；

每一个智慧路灯包括蓄电池、太阳能光伏板、光照度传感器、第一电量检测模块、控制器、LED灯珠、LED驱动电路，所述的第一电量检测模块用于检测蓄电池的电量；所述的光照度传感器用于采集环境光照度；所述的控制器通过控制LED驱动电路驱动LED灯珠发光；太阳能光伏板给蓄电池供电；

一组智慧路灯还设有备用电源；

控制终端接收每一个智慧路灯检测到的环境光照度信息、蓄电池电量信息以及备用电源的电量信息；

照明开始前，控制终端计算一组智慧路灯的蓄电池的电量的平均值，使每一个智慧路灯的蓄电池电量与一组智慧路灯的蓄电池的电量的平均值进行比较，当某一个智慧路灯的蓄电池电量低于平均值的50%-60%，则由控制终端发出报警信息；

照明过程中，当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量为基准电量的30%以上（含30%，例如蓄电池的实际容量可能大于额定容量，因此，这里不限制上限为基准电量的100%，而以蓄电池实际能达到的最大容量为上限），智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度；

当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于基准电量的30%且高于基准电量的20%，使外部供电系统对蓄电池充电，智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度；

当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于或等于基准电量的20%且大于基准电量的10%，且外部供电系统可用，则进入微弱照明模式，同时保持外部供电系统对蓄电池充电；

当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于或等于基准电量的20%且大于基准电量的10%，且外部供电系统不可用，则进入微弱照明模式，直至该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于或等于基准电量的10%，则进行单独临时供电：通过备用电源对该智慧路灯进行供电；单独临时供电时，备用电源使该智慧路灯保持微弱照明模式（驱动电流20-100mA）；控制终端向微处理器下达单独临时供电指令，因而微处理器控制备用电源对该智慧路灯进行供电。单独临时供电的退出条件为：单独临时供电之后，该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量首次高于基准电量的40%。

所述的控制终端包括集体临时供电模块，当首次监测到一组智慧路灯中50%以上（包括50%）的智慧路灯进入微弱照明模式，集体临时供电模块用于向微处理器发送集体临时供电指令且向已进入微弱照明模式的所有智慧路灯（指上述监测到的50%以上已进入微弱照明模式的智慧路灯，以下同）的控制器发送断开原有LED供电回路指令；当检测到某个被集体临时供电的智慧路灯的蓄电池电量高于基准电量的40%，集体临时供电模块还用于向微处理器发送退出集体供电指令且向该智慧路灯对应的控制器发送重启原有LED供电回路指令；所述的集体临时供电指令使微处理器控制备用电源向已进入微弱照明模式的所有智慧路灯的LED灯珠供电，断开原有LED供电回路指令使已进入微弱照明模式的所有智慧路灯的原有LED供电回路断开；退出集体供电指令使微处理器控制备用电源断开对该智慧路灯的供电，重启原有LED供电回路指令使原有LED供电回路对该智慧路灯进行供电的所有智慧路灯的LED灯珠供电。本段中，该智慧路灯指上述的检测到蓄电池电量高于基准电量的40%的那个被集体临时供电的智慧路灯。选择40%，是因为更高的电量可以使智慧路灯不进入微弱照明模式，能在供电系统突然不可用的情况下保持较长时间供电，集体临时供电过程中第一次检测到该智慧路灯的蓄电池电量高于基准电量的40%即该路灯退出集体临时供电。一个照明周期（例如从傍晚6:00到第二天清晨6:00），集体临时供电的操作仅执行一次（且在每一个接受集体临时供电的智慧路灯达到退出条件前都维持临时供电，且每一个智慧路灯的退出是独立的），这是由控制终端控制实现的，这是因为单独临时供电可以有效辅助智慧路灯照明、防止备用电源消耗过快、防止与临时供电的退出条件相互冲突，更好地平衡能耗与照明条件。50%以上优选为达到50%。

每一个智慧路灯都有专用于该智慧路灯的LED驱动电路、蓄电池、第一电量检测模块、光照度传感器、太阳能光伏板、控制器、LED灯珠，构成原有LED供电回路。每一个智慧路灯都有一个单独的原有LED供电回路，不同智慧路灯的原有LED供电回路不共享、不连接。

所述的基准电量为蓄电池额定容量。

所述的控制终端为远程监控主机。

针对备用电源，一组智慧路灯的所有灯珠之间并联设置；所述的备用电源同时连接一组智慧路灯的所有灯珠；且备用电源与每一个智慧路灯组成的供电回路均由开关控制供电回路的开闭，例如一个开关控制备用电源与智慧路灯1的供电回路的开闭，另一个开关控制备用电源与智慧路灯2的供电回路的开闭。

在一个照明周期内，在未充电情况下，当任一智慧路灯检测到蓄电池电量低于基准电量的30%，都开始通过外部供电系统对该蓄电池进行充电，而任一智慧路灯在开始充电后，外部供电充电的退出条件为：该蓄电池电量达到基准电量的80%（即只要开始充电，需充到80%）。在该照明周期内，如果外部供电系统一直不可用则不充电；在该照明周期内，某智慧路灯充电一段时间后外部供电系统突然不可用，则该次充电在外部供电系统突然不可用时结束，等该智慧路灯下一次检测到蓄电池电量低于基准电量的30%，则再次充电。外部供电系统对一个或多个智慧路灯的蓄电池的充电均由控制终端控制实现。

通过图像采集设备每隔一段时间采集一组智慧路灯的图像，所述的图像传送至控制终端；控制终端通过比较不同时间采集的图像中智慧路灯的亮度变化判断是否有异常。

所述的备用电源也为蓄电池，所述的备用电源同时连接第二电量检测模块和微处理器，当第二电量检测模块检测到备用电源的电量低于基础电量的30%且高于基础电量的20%，基础电量即备用电源的额定容量，则使外部供电系统对备用电源充电；当第二电量检测模块检测到备用电源的电量低于或等于基础电量的20%，则由微处理器向控制终端发送告警信息。

在微弱照明模式下，控制器控制所述LED驱动电路以固定的驱动电流驱动LED灯珠发光；智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度具体为：控制器根据实时采集的环境光照度与设定的标准值比较，计算出LED需要补偿的光照度值，并转化为控制器内PWM寄存器的值，记为当前PWM值，将前PWM寄存器值记为PWM原值，将PWM原值与当前PWM值不断比较递增或递减，使PWM输出跟踪当前PWM值，从而控制LED驱动电路使其输出的电流变化，实现平滑调光。

由于每个智慧路灯的照明模式信息也发送至控制终端，因此控制终端知晓一组智慧路灯中有多少进入微弱照明模式。假如一组智慧路灯由10个智慧路灯组成，当控制终端监控到4个智慧路灯处于微弱照明模式，不启动集体临时供电；当控制终端监控到5个智慧路灯处于微弱照明模式（刚满50%），这里的5个为已进入微弱照明模式的所有智慧路灯的数量，即启动集体临时供电。

当某一个智慧路灯先后接收到集体临时供电指令、单独临时供电指令，则在先接收到集体临时供电指令时，开始由备用电源供电，再接收到单独临时供电指令时，保持由备用电源供电，同时该智慧路灯根据单独临时供电进行照明；当某一个智慧路灯先后接收到单独临时供电指令、集体临时供电指令，则在先接收到单独临时供电指令时，开始由备用电源供电，再接收到集体临时供电指令时，保持由备用电源供电，同时该智慧路灯根据集体临时供电进行照明；某一个智慧路灯接收到集体临时供电指令并开始由备用电源供电后，断开备用电源供电的条件为该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量高于基准电量的40%；某一个智慧路灯接收到单独临时供电指令并由备用电源供电后，断开备用电源供电的条件为该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量高于基准电量的40%。

进行单独临时供电时，断开该智慧路灯的原有LED供电回路（控制终端向该智慧路灯对应的控制器发送断开原有LED供电回路指令，从而使该智慧路灯的原有LED供电回路断开）。

还可以有以下替代技术方案：自适应调光模式替换为恒定驱动电流模式；所述的自适应调光模式为：智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度；所述的恒定驱动电流模式为：智慧路灯以300-700mA的驱动电流驱动LED灯珠发光。

综上所述，本发明采用以上系统，通过太阳能供电、外部供电以及备用电源供电三者的供电顺序、供电步骤的改进，通过实时检测蓄电池电量等数据灵活地调整供电策略，首选利用太阳能提供电源，能够节约能源，在特定条件下进行外部供电和/或备用电源供电，保证了照明系统的功耗达到照明要求，防止灯光过暗或熄灭，在尽可能节约不可再生能源的条件下，保证达到照明要求；尤其通过一大半进入微弱照明模式的路灯的集体临时供电，防止整组路灯出现集体发暗的情况，保证达到照明要求；本发明还规定了外部供电、备用电源供电的退出条件，能够减少不可再生能源的使用。

附图说明

图1为智慧照明系统功耗控制示意图；

图2为单个智慧路灯的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

参见图1和图2，一种智慧照明功耗控制系统，包括设置在道路两侧并均匀布设的一组智慧路灯（智慧路灯1，智慧路灯2，智慧路灯3…智慧路灯n）、与智慧路灯相互通信的控制终端；

每一个智慧路灯包括一个蓄电池、一个太阳能光伏板、一个光照度传感器、一个第一电量检测模块、一个控制器、一个LED灯珠、一个LED驱动电路，所述的第一电量检测模块用于检测蓄电池的电量；所述的光照度传感器用于采集环境光照度；所述的控制器通过控制LED驱动电路驱动LED灯珠发光；太阳能光伏板给蓄电池供电；一个蓄电池、第一电量检测模块、控制器、LED驱动电路等均只在一个智慧路灯中使用，不会共用到多个智慧路灯。每一个智慧路灯独立控制。

照明一般在傍晚天黑后，而白天路灯不亮，由太阳能光伏板将太阳能转化为电能，并输送至蓄电池；

一组智慧路灯还设有备用电源；

控制终端接收每一个智慧路灯检测到的环境光照度信息、蓄电池电量信息以及备用电源的电量信息；每一个智慧路灯检测到的环境光照度信息、蓄电池电量信息通过控制器传送至控制终端；备用电源的电量信息通过第二电量检测模块检测得到，并通过微处理器传送至控制终端。

照明开始前（例如，路灯傍晚6点开始照明；这里的“照明开始前”设定为傍晚5点半至6点之间，不包括6点），控制终端计算一组智慧路灯的蓄电池的电量的平均值，使每一个智慧路灯的蓄电池电量与一组智慧路灯的蓄电池的电量的平均值进行比较，当某一个智慧路灯的蓄电池电量低于平均值的50%-60%（优选为50%），则由控制终端发出报警信息（这是智慧路灯的蓄电池电量报警，提示维护人员进行检修，例如是否太阳能光伏板角度不对、是否蓄电池老化需更换、是否有其它部件故障等）；这样的比较方式更为简单直观，且能够在照明开始前即发现路灯的问题、可能的故障。

值得一提的是，本发明中，不管是自适应调光模式还是微弱照明模式，只要外部供电系统在对蓄电池进行充电，第一电量检测模块检测到的蓄电池电量一定会增加（即所充电能大于所耗电能）。

以下对单个智慧路灯（独立控制）在一个照明周期内的照明过程中的各种情况一一罗列（在不考虑集体临时供电的情况下）。

情况一：当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量为基准电量的30%以上（含30%），智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度；这里蓄电池电量较为充足，因此，可以实现自适应调光，可以根据环境光照度调节路灯的功耗（所耗电能）；

情况二：1）当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于基准电量的30%且高于基准电量的20%，控制器使外部供电系统对蓄电池充电（例如，外部供电系统是市电），智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度；这里持续保持充电，电量能保证较为充足，因此，仍可以实现自适应调光，可以根据环境光照度调节路灯的功耗（所耗电能）。2）当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于基准电量的30%且高于基准电量的20%，如果外部供电系统不可用，则不能充电，智慧路灯仍然根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度。

情况三：当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于或等于基准电量的20%且大于基准电量的10%，且外部供电系统可用，则控制器使智慧路灯进入微弱照明模式，同时保持外部供电系统对蓄电池充电。由于在微弱照明模式下所耗电能较少且处于充电状态，因此，再过一段时间（假如仍然处于规定照明时间内，例如晚上6点至第二天清晨6点之间）该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量能高于基准电量的20%，此时，控制器使智慧路灯退出微弱照明模式，保持充电且智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度（自适应调光模式）。由于自适应调光模式中实时充电电量也大于路灯所耗电量（即所充电能大于所耗电能），再过一段时间（假如仍然处于照明时间内），该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量达到基准电量的80%（这里取第一次检测到的达到80%的蓄电池电量，例如上次检测到79.8%，这次检测到80.1%（可停止充电），选择此数值可以保证蓄电池一次充电较为充分，且给太阳能预留充电空间），则停止充电，在此过程中仍然采用自适应调光模式。此后继续自适应调光模式。如果停止充电后一段时间，该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于基准电量的30%，再次进行充电。依此类推。

情况四：当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于或等于基准电量的20%且大于基准电量的10%，且外部供电系统不可用，则控制器使智慧路灯进入微弱照明模式，直至该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于或等于基准电量的10%，则进行单独临时供电：通过备用电源对该智慧路灯进行供电（此时断开该智慧路灯的原有LED供电回路，原有LED供电回路指该智慧路灯的蓄电池、LED灯珠组成的供电回路）。值得一提的是，这里第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于或等于基准电量的10%发送至控制器，由控制器将此信息发送至控制终端，再由控制终端向微处理器下发单独临时供电指令，使备用电源与该智慧路灯组成的供电回路的开关闭合，备用电源对该智慧路灯供电（这里只是一个智慧路灯的供电，不是多个路灯的供电）。在照明过程中，当外部供电系统由不可用变成可用，则外部供电系统对智慧路灯蓄电池充电；此时，断开备用电源供电的条件为在某个时刻该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量高于基准电量的40%；断开备用电源供电后，仍由原有LED供电回路对该智慧路灯进行供电。

情况五：当刚开始照明时（例如傍晚6点）某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于或等于基准电量的10%，且外部供电系统不可用，则进行单独临时供电：通过备用电源对该智慧路灯进行供电；单独临时供电时，备用电源使该智慧路灯保持微弱照明模式（驱动电流20-100mA）；

当刚开始照明时某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于或等于基准电量的10%，且外部供电系统可用，则进行单独临时供电：通过备用电源对该智慧路灯进行供电；同时，外部供电系统对蓄电池充电，外部供电充电的退出条件为：该蓄电池电量达到基准电量的80%或外部供电系统突然不可用；

情况五中，断开备用电源供电的条件也为在某个时刻该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量高于基准电量的40%。

所述的基准电量为蓄电池额定容量。

所述的控制终端为远程监控主机。

针对备用电源，一组智慧路灯的所有灯珠之间并联设置；所述的备用电源同时连接一组智慧路灯的所有灯珠；且备用电源与每一个智慧路灯组成的供电回路由开关控制供电回路的开闭，而微处理器则控制开关的开闭。

蓄电池电量、环境光照度等的检测可以每间隔一段时间即检测一次，例如每隔10s或每隔1min检测一次（间隔时间可以为0.1s-5min）。

假设智慧路灯1在傍晚开始照明的6点整检测到蓄电池电量为基准电量的30%以上且外部供电系统可用，那么在傍晚6点到第二天凌晨6点之间（这是假设）的整个照明时间段里有以下几种可能：1整晚都是情况一，即每次检测蓄电池电量均为基准电量的30%以上；2一开始是情况一，后来变成情况二1），如果在情况二1）过程中蓄电池电量又检测达到基准电量的80%，则停止充电回到情况一。

假设智慧路灯2在傍晚开始照明的6点整检测到蓄电池电量为基准电量的30%以上且外部供电系统不可用，那么在傍晚6点到第二天凌晨6点之间（这是假设）的整个照明时间段里，有以下几种可能：1整晚都是情况一，即每次检测蓄电池电量均为基准电量的30%以上；2一开始是情况一，后来变成情况二2）；3一开始是情况一，后来是情况二2），然后是情况四。

假设智慧路灯3在傍晚开始照明的6点整检测到蓄电池电量低于基准电量的30%且高于基准电量的20%且外部供电系统不可用，那么在傍晚6点到第二天凌晨6点之间（这是假设）的整个照明时间段里，有以下几种可能：1整晚都是情况二2）；2一开始是情况二2），后来变成情况四。

假设智慧路灯4在傍晚开始照明的6点整检测到蓄电池电量低于基准电量的30%且高于基准电量的20%且外部供电系统可用，那么在傍晚6点到第二天凌晨6点之间（这是假设）的整个照明时间段里，有以下几种可能：1整晚都是情况二1）；2一开始是情况二1），后来变成情况一。

假设智慧路灯5在傍晚开始照明的6点整检测到蓄电池低于或等于基准电量的20%且大于基准电量的10%且外部供电系统可用，那么在傍晚6点到第二天凌晨6点之间（这是假设）的整个照明时间段里，适用于情况三。

假设智慧路灯n在傍晚开始照明的6点整检测到蓄电池低于或等于基准电量的20%且大于基准电量的10%且外部供电系统不可用，那么在傍晚6点到第二天凌晨6点之间（这是假设）的整个照明时间段里，适用于情况四。

通过图像采集设备每隔一段时间采集一组智慧路灯的图像，所述的图像传送至控制终端；控制终端通过比较不同时间采集的图像中智慧路灯的亮度变化判断是否有异常。例如，一组智慧路灯中，其中一盏灯特别暗或熄灭，需要考虑其是否有故障。亮度变化可以是：在一张图像中灯熄灭；另一张图像中灯有亮度，两张图像的采样时间较为靠近。或者，两张图像中灯亮度明显不同，且两张图像的采样时间较为靠近。

所述的备用电源也为蓄电池，所述的备用电源同时连接第二电量检测模块和微处理器，当第二电量检测模块检测到备用电源的电量低于基础电量的30%且高于基础电量的20%，基础电量即备用电源的额定容量，则使外部供电系统对备用电源充电；当第二电量检测模块检测到备用电源的电量低于或等于基础电量的20%，则由微处理器向控制终端发送告警信息。

在微弱照明模式下，控制器控制所述LED驱动电路以固定的驱动电流（20-100mA）驱动LED灯珠发光；

智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度具体为：控制器根据实时采集的环境光照度与设定的标准值（标准光照度值）比较，计算出LED需要补偿的光照度值，并转化为控制器内PWM寄存器的值，记为当前PWM值，将前PWM寄存器值记为PWM原值，将PWM原值与当前PWM值不断比较递增或递减，使PWM输出很小的步长跟踪当前PWM值，从而控制LED驱动电路使其输出的电流变化，实现平滑调光。自适应调光为恒照度自适应调光。此外，也可采用现有技术中的其它根据环境光照度值进行调光的方法。

所述的控制终端包括集体临时供电模块，当一组智慧路灯中50%以上的智慧路灯进入微弱照明模式，集体临时供电模块用于向微处理器发送集体临时供电指令且向已进入微弱照明模式的所有智慧路灯的控制器发送断开原有LED供电回路指令；当检测到某个被集体临时供电的智慧路灯的蓄电池电量高于基准电量的40%，集体临时供电模块还用于向微处理器发送退出集体供电指令且向该智慧路灯对应的控制器发送重启原有LED供电回路指令；所述的集体临时供电指令使微处理器控制备用电源向已进入微弱照明模式的所有智慧路灯的LED灯珠供电（对每个已进入微弱照明模式的智慧路灯的LED灯珠供电的驱动电流可以为300-700mA，实际通过集体临时供电，已经不是微弱照明模式），断开原有LED供电回路指令使已进入微弱照明模式的所有智慧路灯的原有LED供电回路断开（即，当某智慧路灯被集体临时供电，其原有LED供电回路需断开）；退出集体供电指令使微处理器控制备用电源断开对该智慧路灯的供电，重启原有LED供电回路指令使原有LED供电回路对该智慧路灯进行供电。在集体临时供电过程中，如果有额外的智慧路灯进入了微弱照明模式（先前不在微弱照明和集体临时供电的那批智慧路灯中），额外的智慧路灯则适用蓄电池电量低于或等于10%时的单独临时供电，不适用集体临时供电；

在集体临时供电过程中，只要外部供电系统可用，控制终端使外部供电系统持续为发出集体临时供电指令前进入微弱照明模式50%以上（包含50%）的智慧路灯供电。当外部供电系统可用，在集体临时供电过程中，当某个被集体临时供电的智慧路灯首次检测到蓄电池电量高于基准电量的40%，则立刻断开备用电源对该智慧路灯的供电，采用原有LED供电回路对智慧路灯进行供电（切换为自适应调光模式，且保持充电直至蓄电池电量达到基准电量的80%）。因此，在集体临时供电后，退出供电并非集体同时退出，而是根据每一个智慧路灯的蓄电池电量确定是否独立地退出。

当某一个智慧路灯先后接收到集体临时供电指令、单独临时供电指令（一般来说，这个时候外部供电系统不可用，但是不代表后面一直不能用），则在先接收到集体临时供电指令时，开始由备用电源供电，断开原有LED供电回路（集体临时供电，驱动电流为300-700mA）,再接收到单独临时供电指令时，保持由备用电源供电，切换为单独临时供电（驱动电流为20-100mA）。以上这种先接收到集体临时供电指令、后收到单独临时供电指令的情况非常少，因为先接到集体临时供电指令时，其电量一般大于10%，原有LED供电回路断开后蓄电池电量自然衰减且不再用于灯泡供电，只有在少数情况下后面电量才低于或等于10%。当某一个智慧路灯先后接收到单独临时供电指令、集体临时供电指令（供电系统不可用，或者一开始不可用后来可用，一开始不可用后来可用的情况中，外部供电时间较短因此发出集体临时供电指令时该智慧路灯的蓄电池电量未超过基准电量的20%），则在先接收到单独临时供电指令时，开始由备用电源供电，断开原有LED供电回路（执行单独临时供电（驱动电流为20-100mA）），再接收到集体临时供电指令时，保持由备用电源供电（切换为集体临时供电，驱动电流为300-700mA）。某一个智慧路灯接收到集体临时供电指令后，断开备用电源供电的条件为在某个时刻该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量高于基准电量的40%，断开后采用原有LED供电回路对智慧路灯进行供电。某一个智慧路灯接收到单独临时供电指令后，断开备用电源供电的条件为在某个时刻该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量高于基准电量的40%，断开后采用原有LED供电回路对智慧路灯进行供电。当某一个智慧路灯先后接收到集体临时供电指令、单独临时供电指令，断开备用电源供电的条件为在某个时刻该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量高于基准电量的40%，断开后采用原有LED供电回路对智慧路灯进行供电。当某一个智慧路灯先后接收到单独临时供电指令、集体临时供电指令，断开备用电源供电的条件为在某个时刻该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量高于基准电量的40%，断开后采用原有LED供电回路对智慧路灯进行供电。

集体临时供电和单独临时供电的区别是：1驱动电流不同；2单独临时供电仍为微弱照明模式，而集体临时供电则不是微弱照明模式。

在其它实施例中，还可以有以下替代技术方案：自适应调光模式替换为恒定驱动电流模式；所述的自适应调光模式为：智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度；所述的恒定驱动电流模式为：智慧路灯以300-700mA的驱动电流驱动LED灯珠发光。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。上述实施例仅是本发明的较佳实施例，凡是依据本发明所做的任何修改和改变，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种智慧照明功耗控制系统，其特征在于，包括设置在道路两侧并均匀布设的一组智慧路灯、与智慧路灯相互通信的控制终端；

每一个智慧路灯包括蓄电池、太阳能光伏板、光照度传感器、第一电量检测模块、控制器、LED灯珠、LED驱动电路，所述的第一电量检测模块用于检测蓄电池的电量；所述的光照度传感器用于采集环境光照度；所述的控制器通过控制LED驱动电路驱动LED灯珠发光；太阳能光伏板给蓄电池供电；

一组智慧路灯还设有备用电源；

控制终端接收每一个智慧路灯检测到的环境光照度信息、蓄电池电量信息以及备用电源的电量信息；

照明开始前，控制终端计算一组智慧路灯的蓄电池的电量的平均值，使每一个智慧路灯的蓄电池电量与一组智慧路灯的蓄电池的电量的平均值进行比较，当某一个智慧路灯的蓄电池电量低于平均值的50%-60%，则由控制终端发出报警信息；

照明过程中，当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量为基准电量的30%以上，智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度；

当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于基准电量的30%且高于基准电量的20%，使外部供电系统对蓄电池充电，智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度；

当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于或等于基准电量的20%且大于基准电量的10%，且外部供电系统可用，则进入微弱照明模式，同时保持外部供电系统对蓄电池充电；

当某个智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于或等于基准电量的20%且大于基准电量的10%，且外部供电系统不可用，则进入微弱照明模式，直至该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量低于或等于基准电量的10%，则进行单独临时供电：通过备用电源对该智慧路灯进行供电；单独临时供电时，备用电源使该智慧路灯保持微弱照明模式；

所述的基准电量为蓄电池额定容量；

所述的控制终端包括集体临时供电模块，当一组智慧路灯中50%以上的智慧路灯进入微弱照明模式，集体临时供电模块用于向微处理器发送集体临时供电指令且向已进入微弱照明模式的所有智慧路灯的控制器发送断开原有LED供电回路指令；当检测到某个被集体临时供电的智慧路灯的蓄电池电量高于基准电量的40%，集体临时供电模块还用于向微处理器发送退出集体供电指令且向该智慧路灯对应的控制器发送重启原有LED供电回路指令；所述的集体临时供电指令使微处理器控制备用电源向已进入微弱照明模式的所有智慧路灯的LED灯珠供电，断开原有LED供电回路指令使已进入微弱照明模式的所有智慧路灯的原有LED供电回路断开；退出集体供电指令使微处理器控制备用电源断开对该智慧路灯的供电，重启原有LED供电回路指令使原有LED供电回路对该智慧路灯进行供电。

2.根据权利要求1所述的一种智慧照明功耗控制系统，其特征在于，所述的控制终端为远程监控主机。

3.根据权利要求1所述的一种智慧照明功耗控制系统，其特征在于，针对备用电源，一组智慧路灯的所有灯珠之间并联设置；所述的备用电源同时连接一组智慧路灯的所有灯珠；且备用电源与每一个智慧路灯组成的供电回路由开关控制供电回路的开闭。

4.根据权利要求1所述的一种智慧照明功耗控制系统，其特征在于，通过图像采集设备每隔一段时间采集一组智慧路灯的图像，所述的图像传送至控制终端；控制终端通过比较不同时间采集的图像中智慧路灯的亮度变化判断是否有异常。

5.根据权利要求1所述的一种智慧照明功耗控制系统，其特征在于，所述的备用电源也为蓄电池，所述的备用电源同时连接第二电量检测模块和微处理器，当第二电量检测模块检测到备用电源的电量低于基础电量的30%且高于基础电量的20%，基础电量即备用电源的额定容量，则使外部供电系统对备用电源充电；当第二电量检测模块检测到备用电源的电量低于或等于基础电量的20%，则由微处理器向控制终端发送告警信息。

6.根据权利要求1所述的一种智慧照明功耗控制系统，其特征在于，在微弱照明模式下，控制器控制所述LED驱动电路以固定的驱动电流驱动LED灯珠发光；固定的驱动电流为20-100mA；

智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度具体为：控制器根据实时采集的环境光照度与设定的标准值比较，计算出LED需要补偿的光照度值，并转化为控制器内PWM寄存器的值，记为当前PWM值，将前PWM寄存器值记为PWM原值，将PWM原值与当前PWM值不断比较递增或递减，使PWM输出跟踪当前PWM值，从而控制LED驱动电路使其输出的电流变化，实现平滑调光。

7.根据权利要求1所述的一种智慧照明功耗控制系统，其特征在于，当某一个智慧路灯先后接收到集体临时供电指令、单独临时供电指令，则在先接收到集体临时供电指令时，开始由备用电源供电，再接收到单独临时供电指令时，保持由备用电源供电；当某一个智慧路灯先后接收到单独临时供电指令、集体临时供电指令，则在先接收到单独临时供电指令时，开始由备用电源供电，再接收到集体临时供电指令时，保持由备用电源供电；某一个智慧路灯接收到集体临时供电指令后，断开备用电源供电的条件为该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量高于基准电量的40%；某一个智慧路灯接收到单独临时供电指令后，断开备用电源供电的条件为该智慧路灯的第一电量检测模块检测到的蓄电池电量高于基准电量的40%。

8.根据权利要求1所述的一种智慧照明功耗控制系统，其特征在于，进行单独临时供电时，断开该智慧路灯的原有LED供电回路。

9.根据权利要求1所述的一种智慧照明功耗控制系统，其特征在于，自适应调光模式替换为恒定驱动电流模式；所述的自适应调光模式为：智慧路灯根据检测到的环境光照度信息，由控制器和LED驱动电路自适应调节LED灯珠亮度；所述的恒定驱动电流模式为：智慧路灯以300-700mA的驱动电流驱动LED灯珠发光。

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