CN112654121A - 一种路灯控制系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种路灯控制系统及其控制方法，包括控制中心和若干个终端节点，控制中心和若干个终端节点组成通信网络；终端节点包括无线传输模块、温度检测模块、感光检测模块和开关模块，温度检测模块的输出端与无线传输模块的输入端连接，感光检测模块的输出端与无线传输模块的输入端连接，无线传输模块的输出端与开关模块的输入端连接，开关模块的输出端连接LED灯组连接。本发明通过设置控制中心和终端节点组成通信网络，能够实时、远程监测路灯的运行状况，避免了人工巡查路灯，节省人工管理路灯的成本；而且能够自动开启与关闭路灯，无须人工参与路灯的开启与关闭工作，具有智能化程度高的特点。本发明可以广泛应用于路灯技术领域。

Description

一种路灯控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及路灯技术领域，特别是涉及一种路灯控制系统及其控制方法。
背景技术
路灯照明为人们的出行带来巨大的便利，但在实际生活中，路灯的维护和管理较为困难，例如，需要人工巡查道路两端的路灯是否发生故障，如果路灯发生故障，则进行维修更换，另外，还需要人工去控制路灯的开启与关闭，此种人工检测路灯的方式，浪费较多的人工成本。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种路灯控制系统。
本发明所采取的第一种技术方案是：
一种路灯控制系统，包括控制中心和若干个终端节点，所述控制中心和若干个所述终端节点组成通信网络；
所述终端节点包括无线传输模块、温度检测模块、感光检测模块和开关模块，所述温度检测模块的输出端与所述无线传输模块的输入端连接，所述感光检测模块的输出端与所述无线传输模块的输入端连接，所述无线传输模块的输出端与所述开关模块的输入端连接，所述开关模块的输出端连接所述LED灯组连接。
进一步，所述无线传输模块1采用DL-LN33无线自组网模块。
进一步，所述控制中心包括上位机和GPRS通信模块，所述上位机与所述GPRS通信模块连接，所述GPRS通信模块与所述无线传输模块通信连接。
进一步，所述温度检测模块采用温度传感器。
进一步，所述感光检测模块采用光敏传感器。
进一步，所述开关模块为继电器。
本发明所采取的第二种技术方案是：
一种路灯控制方法，应用于上述的一种路灯控制系统，包括以下步骤：
确定第一光照条件成立，控制所述路灯控制系统运行在单双灯开启模式或随机开灯模式；
确定第二光照条件成立，控制所述路灯控制系统运行在全功率开灯模式；
确定第三光照条件成立，确定所述路灯控制系统运行在半功率开灯模式。
进一步，所述路灯控制方法还包括以下步骤：
确定所述LED灯组故障，将报警信息上传至所述控制中心。
本发明的有益效果是：通过设置控制中心和终端节点组成通信网络，能够实时、远程监测路灯的运行状况，避免了人工巡查路灯，节省人工管理路灯的成本；而且能够自动开启与关闭路灯，无须人工参与路灯的开启与关闭工作，具有智能化程度高的特点。
附图说明
图1为本发明的控制中心和终端节点的模块框图；
图2为本发明一种路灯控制系统的终端节点的电路原理图；
图3为本发明一种路灯控制系统中终端节点的模块在路灯上的分布示意图；
图4为本发明一种路灯控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。
为至少部分地解决上述问题之一，本发明提出了一种路灯控制系统，参照图1和图3，包括控制中心和若干个终端节点，控制中心和若干个终端节点组成通信网络；
终端节点包括无线传输模块1、温度检测模块3、感光检测模块4和开关模块5，无线传输模块1和开关模块5设置在路灯杆6上，温度检测模块3的输出端与无线传输模块1的输入端连接，感光检测模块4的输出端与无线传输模块1的输入端连接，无线传输模块1的输出端与开关模块5的输入端连接，开关模块5的输出端连接LED灯组2连接。
具体地，本申请为每一个路灯配置一个终端节点，该终端节点用于控制路灯的开启与关闭以及采集路灯的LED灯组2的工作状态数据，该工作状态数据主要包括温度检测模块3检测到的LED灯组2的热量数据以及感光检测模块4检测到的光照强度数据，另外，无线传输模块1具有数据处理兼数据转发的功能，开关模块5用于根据无线传输模块1的控制信号来控制LED灯组2的电源的通断。
无线传输模块1根据温度检测模块3检测到的热量数据，判定LED灯组2是否存在发热异常的情况，LED灯组2包括LED灯和驱动LED灯的LED驱动模块，散发出大量的热量，当无线传输模块1判断出LED灯组2散发热量较高时，例如当高于某一预设的热量阈值时，无线传输模块1触发控制信号控制开关模块5动作，从而达到断开LED灯的供电电源的目的，并将报警信号以及热量数据上传至控制中心，工作人员在控制中心端远程了解路灯的工作状况，并派遣维修人员对该路灯进行维修，无须定时巡查，进而达到远程监测路灯的目的。
另外，感光检测模块4用于检测外界光线强度，利用该外界光线强度作为路灯的开启条件。例如，当无线传输模块1根据感光检测模块4检测的外界光线强度判断出傍晚时分天空尚有余光，则传输一个傍晚开灯的信号给控制中心，控制中心接收到傍晚开灯的信号后，则向通信网络中的终端节点发送单双灯开启模式的信号，通信网络中，每一个路灯对应的终端节点都设置有编号，单双灯开启模式是指只开启编号为奇数或者只开启编号为偶数的路灯的开灯模式，当终端节点接收到该单双灯开启模式的信号后，会根据自身编号，选择开启或关闭所在的路灯，具体的控制流程为：无线传输模块1根据编号判定出需要控制LED灯组2开启时，则触发控制信号控制开关模块5闭合，使得LED灯组2的电源接通，从而使得路灯点亮。
通过使得编号为偶数的路灯和编号为奇数的路灯轮流开启，能够节约资源，同时也能延长LED灯组2的使用寿命。当然，当判定为夜晚时，此时天完全黑下来，则控制全部的路灯开启，在判定为黎明时，则控制路灯运行在单双灯开启模式。
由上述内容可见，本申请通过设置控制中心和终端节点组成通信网络，能够实时、远程监测路灯的运行状况，避免了人工巡查路灯，节省人工管理路灯的成本；而且能够自动开启与关闭路灯，无须人工参与路灯的开启与关闭工作，具有智能化程度高的特点。
进一步作为可选的实施方式，参照图2，无线传输模块1采用DL-LN33无线自组网模块。
具体地，DL-LN33无线自组网模块是一款以ZigBee为基础的UART接口的无线传输模块1，该DL-LN33无线自组网模块采用TI公司的CC2530芯片，支持无线自组网多条传输，能够与周围的DL-LN33无线自组网模块自动组成一个无线多跳网络，此网络为对等网络，不需要中心节点，而且DL-LN33无线自组网模块会选择最优的路径来传输信号和数据，因此，若干个终端节点利用DL-LN33无线自组网模块组成无线多跳网络。
进一步作为可选的实施方式，参照图1，控制中心包括上位机和GPRS通信模块，上位机与GPRS通信模块连接，GPRS通信模块与无线传输模块1通信连接。
具体地，利用GPRS通信模块与无线传输模块1建立通信连接，从而建立控制中心与终端节点的通信网络，实现了控制中心与终端节点的通信目的，最终实现了控制中心与若干个终端节点通信连接组成通信网络的目的。
进一步作为可选的实施方式，LED灯组2包括LED灯和LED驱动模块，LED驱动模块的输入端与开关模块5的输出端连接，LED驱动模块的输入端还与无线传输模块1的输出端连接，LED驱动模块的输出端与LED灯连接。
具体地，LED驱动模块用于驱动LED灯稳定工作。在本申请实施例中，将LED驱动模块与无线传输模块1连接，无线传输模块1向LED驱动模块输出PWM信号，利用LED驱动模块的PWM调光机制，可将LED灯的功率控制在额定值的一半，起到节约电力的作用。
进一步作为可选的实施方式，参照图2，温度检测模块3采用温度传感器。
具体地，温度检测模块3具有多种实现方式，本申请采用温度传感器作为温度检测模块3的一种实现方式，在一个具体的实施例中，温度检测模块3可采用型号为DS18B20的数字温度传感器，该数字温度传感器具有耐磨耐碰、体积小、精度高、抗干扰能力强的特点，广泛应用于温度测量活动中。
进一步作为可选的实施方式，参照图2，感光检测模块4采用型号为光敏传感器。
具体地，感光检测模块4同样具有多种实现方式，本申请利用光敏传感器来检测外界光照强度，其中，具体可采用型号为SGD5549PKD型号的光敏传感器。
进一步作为可选的实施方式，参照图2，开关模块5为继电器。
具体地，由于继电器具有价格低廉、控制简单的特点，因此，本申请采用继电器作为开关模块5的一个实现方式。当然，开关模块5还可以采用电子开关管、电磁阀等，本申请不做严格地限制。
此外，参照图4，本申请还提供了一种应用于上述路灯控制系统的路灯控制方法，包括以下步骤：
S101、确定第一光照条件成立，控制路灯控制系统运行在单双灯开启模式或随机开灯模式；
S102、确定第二光照条件成立，控制路灯控制系统运行在全功率开灯模式；
S103、确定第三光照条件成立，确定路灯控制系统运行在半功率开灯模式。
其中，第一光照条件为确定当前时刻处于傍晚时分的光照条件，例如，终端节点的无线传输模块1判断感光检测模块4检测的光线强度低于某一阈值并且逐渐变弱并时，即可确定当前时间为傍晚时分，则传输一个傍晚开灯的信号给控制中心，控制中心接收到傍晚开灯的信号后，则向通信网络中的各个终端节点发送单双灯开启模式或随机开灯模式的信号，其中，随机开灯模式是指随机开启固定数量的路灯的一种开灯模式，例如，可以设置80％的路灯随机亮起，由于路灯是随机亮起的，不会影响到整体的照明情况。
第二光照条件为确定当前时刻处于黑夜的光照条件，例如，无线传输模块1判断感光检测模块4的光线强度一直低于某一阈值，则可判断当前时刻处于黑夜，则传输一个功率调整的信号给控制中心，控制中心接收到功率调整的信号后，输出确定功率调整的信号至各个终端节点，终端节点的无线传输模块1向LED驱动模块输出PWM信号，利用LED驱动模块的PWM调光机制，可将LED灯的功率控制在最大功率状态，达到亮度最大、照明效果好的目的。
第三光照条件为确定当前时刻处于黎明时刻的光照条件，无线传输模块1判断感光检测模块4检测的光线强度高于某一阈值并且逐渐变强并时，即可判定当前时刻为黎明时分，则传输一个半功率调整的信号给控制中心，控制中心接收到半功率调整的信号后，输出确定半功率调整的信号至各个终端节点，则无线传输模块1向LED驱动模块输出PWM信号，利用LED驱动模块的PWM调光机制，可将LED灯的功率控制在最大功率的一半，节约电力。路灯控制系统工作在半功率模式的时间达到某一阈值时间后，控制中心还会向各个终端节点发送关灯的控制信号，各个终端节点的无线传输模块1接收到该关灯的控制信号，即触发控制信号控制开关模块断开，从而控制LED灯组熄灭。
由上述内容可见，利用不同的光照条件，来确定路灯控制系统的工作模式，使得路灯调控变得简单、方便、科学，避免了人工参与路灯开启与关闭的工作，节约了人工成本。
进一步作为可选的实施方式，确定LED灯组故障，将报警信息上传至控制中心。
具体地，可利用温度检测模块检测LED灯组的发热情况，从而判断是否LED灯组是否故障，当判定出LED灯组故障时，则将报警信息传输至控制中心，工作人员可以在控制中心侧确定故障路灯的编号等信息，从而派遣维修人员前去处理。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种路灯控制系统，应用于路灯，所述路灯包括LED灯组，其特征在于，包括控制中心和若干个终端节点，所述控制中心和若干个所述终端节点组成通信网络；
所述终端节点包括无线传输模块、温度检测模块、感光检测模块和开关模块，所述温度检测模块的输出端与所述无线传输模块的输入端连接，所述感光检测模块的输出端与所述无线传输模块的输入端连接，所述无线传输模块的输出端与所述开关模块的输入端连接，所述开关模块的输出端连接所述LED灯组。
2.根据权利要求1所述的一种路灯控制系统，其特征在于，所述无线传输模块采用DL-LN33无线自组网模块。
3.根据权利要求2所述的一种路灯控制系统，其特征在于，所述控制中心包括上位机和GPRS通信模块，所述上位机与所述GPRS通信模块连接，所述GPRS通信模块与所述无线传输模块通信连接。
4.根据权利要求1所述的一种路灯控制系统，其特征在于，所述LED灯组包括LED灯和LED驱动模块，所述LED驱动模块的输入端与所述开关模块的输出端连接，所述LED驱动模块的输入端还与所述无线传输模块的输出端连接，所述LED驱动模块的输出端与所述LED灯连接。
5.根据权利要求1所述的一种路灯控制系统，其特征在于，所述温度检测模块采用温度传感器。
6.根据权利要求1所述的一种路灯控制系统，其特征在于，所述感光检测模块采用光敏传感器。
7.根据权利要求1所述的一种路灯控制系统，其特征在于，所述开关模块为继电器。
8.一种路灯控制方法，其特征在于，应用于如权利要求4所述的一种路灯控制系统，包括以下步骤：
确定第一光照条件成立，控制所述路灯控制系统运行在单双灯开启模式或随机开灯模式；
确定第二光照条件成立，控制所述路灯控制系统运行在全功率开灯模式；
确定第三光照条件成立，控制所述路灯控制系统运行在半功率开灯模式。
9.根据权利要求8所述的一种路灯控制方法，其特征在于，所述路灯控制方法还包括以下步骤：
确定所述LED灯组故障，将报警信息上传至所述控制中心。
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