CN112533343B - 一种物联网模式下城市路灯智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，包括数据采集模块、信号传输模块、信号接收模块、中央处理器和指令下达模块；本技术方案实现了城市路灯的物联网智能监控，从路灯故障到维护以及费用管理形成了闭环，既提高了管理、维护效率，也使得路灯的配件费用支出透明化。还包括照度传感器，可以判断自然光线照度，从而实现路灯自动开与关；当有路灯故障时，还以通过两级调光的方式保障故障路灯区域照度要求。还包括GPS定位模块、测试开关以及可摄像的手持终端设备，通过以上技术特征可以提高路灯维修的效率，缩短故障恢复时间。还包括红外线传感器，该技术特征具有实时监控路面车流量信息的有益效果，长期监测可为市政交通规划提供参考。

Description

一种物联网模式下城市路灯智能监控系统

技术领域

本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种物联网模式下城市路灯智能监控系统。

背景技术

路灯在城市道路照明发挥着至关重要的作用，路灯的升级也随着科技的进步逐渐被注重，也在一定程度上反映着一个城市的现代化水平。随着现代化城市进程的加快，大量路灯需要安装和管理，首先需要投入更多的建设成本，其次给维护和管理带来了难度，最后大多路灯起到的作用仅仅还局限于照明且路灯的功能过于单一。因此，路灯的监控管理需要更智能、路灯的作用需要改型升级，是当前伴随科技进步必须做出的调整和攻克的课题。

近几年，随着通信技术的进度，物联网技术已成为一个新的技术突破方向，在这种背景模式下，万物互联已成为不可逆的趋势，对于城市而言，路灯作为常见设备，自然也需要以物联网模式为基础进行创新。而当前的路灯虽在通讯技术上有所提升，但整体监控管理的水平还有待优化和提高。因此，需要提供一种物联网模式下城市路灯智能监控系统让城市路灯变得更智能化和人性化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，以解决上述背景技术中路灯监控管理不够智能化、不够人性化、功能过于单一等问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，包括数据采集模块、信号传输模块、信号接收模块和中央处理器。数据采集模块安装在每组路灯内，每组路灯的每根路灯内均安装一组用于检测路灯是否为正常工作状态的故障检测模块和一组用于存储维修信息的信息录入模块。每组路灯内的数据采集模块将采集到的路灯工作状态信息、故障信息、维修信息信号发送到每组路灯内安装有微处理器和信号传输模块的路灯A中；微处理器对接收到的信号进行处理后，通过信号传输模块将分析结果发送至中控室的信号接收模块，接收模块解码后将信息发送至中央处理器。

中央处理器内设置有信息分析模块、指令下达模块、费用计算模块，信息分析模块对接收到的信息进行分析，然后根据分析的结果传输到指令下达模块进行任务下达，同时中控制显示屏对每组路灯工作状态信息进行显示，工作人员通过显示信息决定是否需要安排维修人员进行维修；还包括市场大数据费用收集模块，信息录入模块可由维修人员现场利用手持终端设备录入需要更换的路灯配件信息，配件信息包括配件名称、配件型号以及配件价格，其中配件价格传输至费用计算模块，并同市场大数据费用收集模块收集到的网上对应配件价格对比，并将配件价格匹配的网上配件信息传输到中控室显示屏。

进一步，还包括路灯中用于检测光照强度的照度传感器，路灯为两级调光路灯，两级功率分别为P₁和P₂，且

设每组路灯共有M根路灯、关闭或开启的照度阈值为H，当环境照度h<H时，路灯开启，此时功率为P₁，当环境照度h≥H时，路灯关闭。当第N根路灯所述故障检测模块检测到故障信息且照度传感器检测到环境照度h<H时，第N-1根路灯和第N+1根路灯同时调光到功率为P₂，且有1<N<M。

更进一步，还包括路灯电路中无线控制的测试开关，当环境照度h≥H时，通过手持终端设备可控制无线控制的测试开关的断开或闭合；当环境照度h<H时，无线控制的测试开关始终处于断开状态。

更优方案，路灯A为每组路灯的M根路灯中任意一根。

进一步，中控室工作人员通过指令下达模块将显示屏显示的网上配件信息发送到维修人员手持终端设备进行确认，维修人员确认的网上配件信息反馈到中央处理器并储存。

以上进一步，网上配件信息通过指令下达模块传输到财务系统进行购买，完成购买的配件信息反馈到中央处理器，且相同配件名称的配件价格会累加储存。

更优方案，还包括安装在每根路灯内的GPS定位模块，手持终端设备可根据GPS定位模块发出的无线信号查找并显示维修人员附近的每根路灯的具体位置。

更优方案，手持终端设备具有拍摄功能，并能通过路灯A中的信号传输模块将实时画面传输给信号接收模块实现中控室显示屏的画面同步。

更优方案，还包括用于监测车流量的红外线传感器，红外线传感器安装在每组路灯中任意几根路灯内，且红外线传感器离地高度范围为100mm≤s≤1400mm。

以上进一步，每组路灯中有y根路灯安装了红外线传感器，设同一时段内，y根路灯内第1到第y根路灯分别监测到的车辆数量为W₁、W₂...W_n，则可以推算出某时段内车流数量

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明在每组或每组中的每根路灯内设置数据采集模块、信号传输模块、信号接收模块和中央处理器等检测、通讯以及处理模块，然后与中控室中央处理器形成局域网数据处理系统，工作人员可以根据中控室显示屏获得每一根路灯的工作状态、故障情况以及是否需要维修等信息，大大提高了管理效率和缩短了故障恢复的时间。

2.本发明当中控室工作人员获得有路灯故障的信息后，通过令下达模块将故障路灯的基本信息发送给维修人员，维修人员携带手持终端到现场将故障配件信息通过路灯A中的处理器和传输模块反馈回中控室中央处理器，中央处理器根据配件价格与市场大数据费用收集模块收集到的配件信息匹配比对，并获得网上配件信息，最终通过维修人员确认后发送到财务进行购买，并将该配件信息中的费用进行累计储存。该技术方案既能够形成闭环维护管理，又能形成闭环费用管理。使得所有配件价格信息透明、避免了工作人员贪污现象，同时提高了维护管理的效率，还便于所有故障和维护信息的记录查询。

3.本发明还包括检测光照强度的照度传感器，且路灯为两级调光路灯，当有路灯发生故障时，则其前后的路灯均转换到较高功率工作状态，以提高该区域的照度。相比现有技术，本技术方案弥补了从中控制工作人员得知路灯故障到维修人员到现场修好路灯这段时间的照明不足问题，具有避免故障路灯区域行人和车辆因照明不足发生安全事故的有益效果。

4.本发明还包括无线控制的测试开关，当维修人员到达现场后，如果是白天，维修人员无法准确快速的判断是哪根路灯发生了故障，所以本技术方案通过测试开关可以现场瞬时点亮路灯，如果测试开关闭合后路灯还是不能被点亮就可判断该路灯发生了故障，便于及时维修。

5.本发明还包括安装在每根路灯内的GPS定位模块，维修人员的手持终端设备可根据GPS定位模块发出的无线信号查找并显示维修人员附近的每根路灯的具体位置，从而可以在大量路灯中快速准确追踪到需要找的路灯，以提高维护效率。

6.本发明手持终端设备具有拍摄功能，并能通过路灯A中的信号传输模块将实时画面传输给信号接收模块实现中控室显示屏的画面同步。当现场故障比较复杂，现场维修人员无法及时排除故障、恢复供电时，可以利用手持终端设备和中控室显示屏同步显示故障现场，和中控室的专家一起讨论故障原因，从而提高了检修的专业性和效率。

7.本发明还包括用于监测车流量的红外线传感器，红外线传感器可以监测某路段的车流量，长期的监测数据收集和分析有助于市政提前规划该区域交通，从而保障各道路一直处于畅通状态。

8.本发明基于城市路灯利用物联网技术建立智能监控系统，既能高效管控路灯信息，又能利用路灯本身作为载体实现更多的功能，发挥更大的作用。因此，本发明技术方案具有广阔的应用空间和良好的实施价值。

附图说明

图1为本发明一种物联网模式下城市路灯智能监控系统的原理结构框图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1，本发明一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，包括数据采集模块、信号传输模块、信号接收模块和中央处理器。数据采集模块安装在每组路灯内，每组路灯的每根路灯内均安装一组用于检测路灯是否为正常工作状态的故障检测模块和一组用于存储维修信息的信息录入模块。每组路灯内的数据采集模块将采集到的路灯工作状态信息、故障信息、维修信息信号发送到每组路灯内安装有微处理器和信号传输模块的路灯A中；微处理器对接收到的信号进行处理后，通过信号传输模块将分析结果发送至中控室的信号接收模块，接收模块解码后将信息发送至中央处理器。

本发明在每组或每组中的每根路灯内设置数据采集模块、信号传输模块、信号接收模块和中央处理器等检测、通讯以及处理模块，然后与中控室中央处理器形成局域网数据处理系统，工作人员可以根据中控室显示屏获得每一根路灯的工作状态、故障情况以及是否需要维修等信息，大大提高了管理效率和缩短了故障恢复的时间。

中央处理器内设置有信息分析模块、指令下达模块、费用计算模块，信息分析模块对接收到的信息进行分析，然后根据分析的结果传输到指令下达模块进行任务下达，同时中控制显示屏对每组路灯工作状态信息进行显示，工作人员通过显示信息决定是否需要安排维修人员进行维修；还包括市场大数据费用收集模块，信息录入模块可由维修人员现场利用手持终端设备录入需要更换的路灯配件信息，配件信息包括配件名称、配件型号以及配件价格，其中配件价格传输至费用计算模块，并同市场大数据费用收集模块收集到的网上对应配件价格对比，并将配件价格匹配的网上配件信息传输到中控室显示屏。

更优的方案，中控室工作人员通过指令下达模块将显示屏显示的网上配件信息发送到维修人员手持终端设备进行确认，维修人员确认的网上配件信息反馈到中央处理器并储存。

以上进一步，网上配件信息通过指令下达模块传输到财务系统进行购买，完成购买的配件信息反馈到中央处理器，且相同配件名称的配件价格会累加储存。

本发明当中控室工作人员获得有路灯故障的信息后，通过令下达模块将故障路灯的基本信息发送给维修人员，维修人员携带手持终端到现场将故障配件信息通过路灯A中的处理器和传输模块反馈回中控室中央处理器，中央处理器根据配件价格与市场大数据费用收集模块收集到的配件信息匹配比对，并获得网上配件信息，最终通过维修人员确认后发送到财务进行购买，并将该配件信息中的费用进行累计储存。该技术方案既能够形成闭环维护管理，又能形成闭环费用管理。使得所有配件价格信息透明、避免了工作人员贪污现象，同时提高了维护管理的效率，还便于所有故障和维护信息的记录查询。

进一步，还包括路灯中用于检测光照强度的照度传感器，路灯为两级调光路灯，两级功率分别为P₁和P₂，且

设每组路灯共有M根路灯、关闭或开启的照度阈值为H，当环境照度h<H时，路灯开启，此时功率为P₁，当环境照度h≥H时，路灯关闭。当第N根路灯所述故障检测模块检测到故障信息且照度传感器检测到环境照度h<H时，第N-1根路灯和第N+1根路灯同时调光到功率为P₂，且有1<N<M。另外，每组路灯中第1根路灯或最后1根路灯故障熄灭时，就近路灯也可以被调亮。

进一步，路灯A为每组路灯的M根路灯中任意一根。

以上技术方案，路灯为两级调光路灯，当有路灯发生故障时，则其前后的路灯均转换到较高功率工作状态，以提高该区域的照度。相比现有技术，本技术方案弥补了从中控制工作人员得知路灯故障到维修人员到现场修好路灯这段时间的照明不足问题，具有避免故障路灯区域行人和车辆因照明不足发生安全事故的有益效果。当自然光线不足的时候，路灯会自动开启，当自然光线充足的时候，路灯会自动熄灭，既提高了照明开启的及时性，又能恰当的节约电能。

更进一步，还包括安装在路灯电路中可以无线控制的测试开关，当环境照度h≥H时，通过手持终端设备可控制无线控制的测试开关的断开或闭合；当环境照度h<H时，无线控制的测试开关始终处于断开状态。

更优方案，还包括安装在每根路灯内的GPS定位模块，手持终端设备可根据GPS定位模块发出的无线信号查找并显示维修人员附近的每根路灯的具体位置。

更优方案，手持终端设备具有拍摄功能，并能通过路灯A中的信号传输模块将实时画面传输给信号接收模块实现中控室显示屏的画面同步。

以上技术方案具有以下提高维修效率的有益效果：

当维修人员到达现场后，如果是白天，维修人员无法准确快速的判断是哪根路灯发生了故障，所以本技术方案通过测试开关可以现场瞬时点亮路灯，如果测试开关闭合后路灯还是不能被点亮就可判断该路灯发生了故障，便于及时维修。

另外一种方案，维修人员的手持终端设备可根据GPS定位模块发出的无线信号查找并显示维修人员附近的每根路灯的具体位置，从而可以在大量路灯中快速准确追踪到需要找的路灯，以提高维护效率。

手持终端设备能通过路灯A中的信号传输模块将实时画面传输给信号接收模块实现中控室显示屏的画面同步。当现场故障比较复杂，现场维修人员无法及时排除故障、恢复供电时，可以利用手持终端设备和中控室显示屏同步显示故障现场，和中控室的专家一起讨论故障原因，从而提高了检修的专业性和效率。

更优方案，还包括用于监测车流量的红外线传感器，红外线传感器安装在每组路灯中任意几根路灯内，最好均匀间隔路灯内安装，不能安装的太低，因为容易会被遮挡，也不能超过小轿车的高度，最好红外线传感器离地高度范围为100mm≤s≤1400mm。

以上进一步，每组路灯中有y根路灯安装了红外线传感器，设同一时段内，y根路灯内第1到第y根路灯分别监测到的车辆数量为W₁、W₂...W_n，则可以推算出某时段内车流数量

红外线传感器可以监测某路段的车流量，长期的监测数据收集和分析有助于市政提前规划该区域交通，从而保障各道路一直处于畅通状态。因为红外线传感器监测车辆是否通过时是通过红外线是否被阻断判断的，但由于道路车道往往同方向有几条道，难免监测时会有车辆被旁边车辆遮挡而没有被监测到的情况。因此，更优的方案即是在同一段路的多根路灯设置红外线传感器，利用加权平均数的方法获得某时段某区域较为准确的车流量信息。这些数据通过数据采集模块最终传送到中控制，可让工作人员得知路面实时车流量信息。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，包括数据采集模块、信号传输模块、信号接收模块和中央处理器，其特征在于：所述数据采集模块安装在每组路灯内，所述每组路灯的每根路灯内均安装一组用于检测路灯是否为正常工作状态的故障检测模块和一组用于存储维修信息的信息录入模块；每组路灯内的数据采集模块将采集到的路灯工作状态信息、故障信息、维修信息信号发送到每组路灯内安装有微处理器和信号传输模块的路灯A中；所述微处理器对接收到的信号进行处理后，通过信号传输模块将分析结果发送至中控室的信号接收模块，接收模块解码后将信息发送至中央处理器；

所述中央处理器内设置有信息分析模块、指令下达模块、费用计算模块，所述信息分析模块对接收到的信息进行分析，然后根据分析的结果传输到指令下达模块进行任务下达，同时中控室显示屏对每组路灯工作状态信息进行显示，工作人员通过显示信息决定是否需要安排维修人员进行维修；还包括市场大数据费用收集模块，所述信息录入模块可由维修人员现场利用手持终端设备录入需要更换的路灯配件信息，配件信息包括配件名称、配件型号以及配件价格，其中配件价格传输至费用计算模块，并同市场大数据费用收集模块收集到的网上对应配件价格对比，并将配件价格匹配的网上配件信息传输到中控室显示屏。

2.根据权利要求1所述的一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，其特征在于：还包括路灯中用于检测光照强度的照度传感器，路灯为两级调光路灯，两级功率分别为P₁和P₂，且

设所述每组路灯共有M根路灯、关闭或开启的照度阈值为H，当环境照度h<H时，路灯开启，此时功率为P₁，当环境照度h≥H时，路灯关闭；当第N根路灯所述故障检测模块检测到故障信息且照度传感器检测到环境照度h<H时，第N-1根路灯和第N+1根路灯同时调光到功率为P₂，且有1<N<M。

3.根据权利要求2所述的一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，其特征在于：还包括路灯电路中无线控制的测试开关，当环境照度h≥H时，通过所述手持终端设备可控制无线控制的测试开关的断开或闭合；当环境照度h<H时，无线控制的测试开关始终处于断开状态。

4.根据权利要求2所述的一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，其特征在于：所述路灯A为每组路灯的M根路灯中任意一根。

5.根据权利要求1所述的一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，其特征在于：中控室工作人员通过所述指令下达模块将显示屏显示的网上配件信息发送到维修人员手持终端设备进行确认，维修人员确认的网上配件信息反馈到中央处理器并储存。

6.根据权利要求5所述的一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，其特征在于：所述网上配件信息通过指令下达模块传输到财务系统进行购买，完成购买的配件信息反馈到中央处理器，且相同配件名称的配件价格会累加储存。

7.根据权利要求1所述的一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，其特征在于：还包括安装在每根路灯内的GPS定位模块，所述手持终端设备可根据GPS定位模块发出的无线信号查找并显示维修人员附近的每根路灯的具体位置。

8.根据权利要求1所述的一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，其特征在于：所述手持终端设备具有拍摄功能，并能通过所述路灯A中的信号传输模块将实时画面传输给信号接收模块实现中控室显示屏的画面同步。

9.根据权利要求1所述的一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，其特征在于：还包括用于监测车流量的红外线传感器，所述红外线传感器安装在每组路灯中任意几根路灯内，且红外线传感器离地高度范围为100mm≤s≤1400mm。

10.根据权利要求9所述的一种物联网模式下城市路灯智能监控系统，其特征在于：所述每组路灯中有y根路灯安装了红外线传感器，设同一时段内，y根路灯内第1到第y根路灯分别监测到的车辆数量为W₁、W₂...W_n，则可以推算出某时段内车流数量

Images