CN113316290A - 一种基于边缘计算的一体化智慧灯杆 - Google Patents

Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种基于边缘计算的一体化智慧灯杆。所述智慧灯杆包括：灯杆主体，设置有照明设备；监控感知设备，被配置为采集监测感知信息数据；边缘物联代理装置，设置于所述灯杆主体上，被配置为接收所述监测感知设备发送的所述监测感知信息数据，对所述监测感知信息数据进行处理生成播报信息；播报设备，被配置为接收所述边缘物联代理装置发送的所述播报信息实现播报。本说明书实施例所述智慧灯杆能够节约资源并实现信息的共享。

Description

一种基于边缘计算的一体化智慧灯杆

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于边缘计算的一体化智慧灯杆。

背景技术

随着电网基建感知层建设的逐步开展，越来越多感知设备、监控设备安装部署在基建现场。

目前各类设备由厂家各自提供、各自安装、各自维护，各自协调站址资源、用电资源和网络资源，数据采集、使用和设备后期维护也互不相干；这对资源造成极大的浪费，后续维护也需投入较大成本；同时信息也无法有效汇集、有效共享。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种基于边缘计算的一体化智慧灯杆，以解决资源浪费以及信息无法共享的问题。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种基于边缘计算的一体化智慧灯杆，包括：

灯杆主体，设置有照明设备；

监控感知设备，被配置为采集监测感知信息数据；

边缘物联代理装置，设置于所述灯杆主体上，被配置为接收所述监测感知设备发送的所述监测感知信息数据，对所述监测感知信息数据进行处理生成播报信息；

播报设备，被配置为接收所述边缘物联代理装置发送的所述播报信息实现播报。

可选的，所述边缘物联代理装置包括：

通信控制单元，与所述监控感知设备连接，被配置为接收所述监测感知信息数据，并将所述播报信息发送至所述播报设备；

主控制器，与所述通信控制单元连接，被配置为对所述监测感知信息数据进行处理以生成所述播报信息；

供电单元，分别与所述通信控制单元、所述主控制器连接，被配置为为所述通信控制单元、所述主控制器供电。

可选的，所述通信控制单元设置有NB-IoT模块、Lora模块、Zigbee模块、Wifi模块、BLE模块、RS485模块、4G无线及有线模块、5G无线及有线模块，用于实现与所述监控感知设备的通信连接。

可选的，所述监控感知设备包括视频监控装置、移动布控球、环境监测装置、有毒气体检测仪、边坡监测装置、雷达监测装置、深基坑监测装置、沉降传感器、拉力传感器、倾角传感器、智能安全帽以及智能手环中的至少一个。

可选的，所述监控感知设备包括多个，所述主控制器被配置为：

联合调试多个所述监控感知设备以实现多个所述监控感知设备的监测信息互通，并基于多个所述监控感知设备的各自的监测信息获取所述播报信息。

可选的，所述主控制器被配置为：

获取所述视频监控装置、所述移动布控球及所述智能安全帽中至少一个的视频监控信息，对所述视频监控信息进行识别，获取所述视频监控信息中的违章信息；

获取所述拉力传感器的拉力信息及所述倾角传感器的倾角信息，根据所述拉力信息及所述倾角信息确定抱杆的受力或倾角存在的异常隐患信息；

获取所述环境监测装置、所述有毒气体检测仪中至少一个设备的环境状态信息，对所述环境状态信息进行处理获取异常环境信息；

获取所述深基坑监测装置、所述沉降传感器中至少一个设备的监测信息，对所述监测信息进行处理获取危险施工信息；

获取所述智能安全帽、智能手环监测的工人生命体征信息，根据所述工人生命体征信息确定工人的身体状况异常信息；

基于所述违章信息、所述异常隐患信息、所述异常环境信息、所述危险施工信息以及所述身体状况异常信息中的至少一个生成所述播报信息。

可选的，所述播报信息还包括：与述违章信息、所述异常隐患信息、所述异常环境信息、所述危险施工信息以及所述身体状况异常信息中的至少一个对应的安全作业信息、规章制度信息、施工进度信息。

可选的，还包括与所述边缘物联代理装置连接的告警设备，所述主控制器还被配置为：

基于违章信息、所述异常隐患信息、所述异常环境信息以及所述危险施工信息中的至少一个生成告警信息发送给所述告警设备，以使所述告警设备基于所述告警信息进行告警。

可选的，还包括：

基站，设置于所述灯杆主体上且与所述主控制器连接，被配置为使所述边缘物联代理装置与云端服务器通信连接。

可选的，还包括：

通电线路，设置于所述灯杆主体上，被配置为为所述照明设备、所述监控感知设备、所述边缘物联代理装置及所述播报设备供电。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的基于边缘计算的一体化智慧灯杆，使用高度一体化、集约化的智慧型灯杆，在一根灯杆上集成用于采集边监测感知数据的监控感知设备，为各监控感知设备以及电力系统提供统一有效的现场资源接口，再通过缘物联代理装置实现对信息的汇集、共享以及分析，可有效减轻数据冗余，给现场用户呈现关键数据和分析解雇；可有效减轻数据冗余，给现场用户呈现关键数据和分析；同时通过播报设备播报现场一线直接相关的安全作业、规章制度、施工进度、告警等信息，直接服务于作业现场。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书一个或多个实施例所述基于边缘计算的一体化智慧灯杆的结构示意图；

图2为本说明书一个或多个实施例所述基于边缘计算的一体化智慧灯杆的结构框图；

图3为本说明书一个或多个实施例边缘物联代理装置的结构框图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如背景技术部分所述，越来越多感知设备、监控设备安装部署在施工现场，设备安装部署依赖现场网络、电力、信息等资源。例如，5G基站、环境监测仪、视频监控等都需要进行接电和布线，都需要站址资源、用电资源和网络资源，而目前这些设备由各自厂家进行提供、各自安装、各自维护。而目前各个厂家各自安装、各自树立杆塔的行为，对资源造成极大的浪费，后续维护也需投入较大成本。同时，大量数据处理需要前置化，而目前尚无有效手段对这些数据做前置化处理，这导致信息无法有效汇集、有效共享。

申请人在实现本公开的过程中发现，若能将各种资源集中于一个位置，提供统一有效的现场资源接口，则可节约成本减少资源的浪费，同时可有效汇集、共享各项数据。

以下，通过具体的实施例进一步详细说明本公开的技术方案。

图1为本说明书一个或多个实施例所述基于边缘计算的一体化智慧灯杆的结构示意图；图2为本说明书一个或多个实施例所述基于边缘计算的一体化智慧灯杆的结构框图。如图1、图2所示，所述智慧灯杆包括灯杆主体1、监控感知设备2、边缘物联代理装置3以及播报设备4。

其中，灯杆主体1用于支撑各设备，因此需采用加厚材料制作成合适的高度从而提升灯杆主体1的物理承载力，根据灯杆主体1的物理承载力设置有合适的通电线路，用于为各设备供电。灯杆主体1上设置有照明设备11，其中照明设备11可以为LED灯，用于为现场提供照明。

监控感知设备2被配置为采集现场的监测感知信息数据。其中，监控感知设备2可以直接安装于灯杆主体1上，也可设置于业务现场的预设位置同时与设置于灯杆主体1上的边缘物联代理装置3通信连接。监测感知信息数据包括视频监控画面、智能安全帽位置信息、告警信息、环境状态信息、基础构筑物沉降信息等监测感知数据。

边缘物联代理装置3设置于所述灯杆主体1上且与各监控感知设备2通信连接，被配置为接收所述监测感知设备2发送的所述监测感知信息数据，并对所述监测感知信息数据进行处理从而生成播报信息发送给播报设备4。边缘物联代理装置3可以作为信息流汇集节点，提供给各子系统或各设备共享。

播报设备4设置于灯杆主体1，被配置为接收所述边缘物联代理装置3发送的所述播报信息实现播报。播报设备4可以包括语音播报设备、视频播报设备等，从而实现语音播报以及视频播报。例如，播报设备4可以为电子屏、智能公告牌或广告栏装置，提供安全作业、规章制度、施工进度等信息可视化播报，其公告或广告展示信息、展示方式可通过后端系统进行配置。通过播报设备4，播报现场一线直接相关的安全作业、规章制度、施工进度、告警等信息，直接服务于作业现场。

本说明书实施例所述基于边缘计算的一体化智慧灯杆，使用高度一体化、集约化的智慧型灯杆，在一根灯杆上集成用于采集边监测感知数据的监控感知设备2，为各监控感知设备2以及电力系统提供统一有效的现场资源接口，再通过缘物联代理装置3实现对信息的汇集、共享以及分析，可有效减轻数据冗余，给现场用户呈现关键数据和分析解雇；可有效减轻数据冗余，给现场用户呈现关键数据和分析；同时通过播报设备4播报现场一线直接相关的安全作业、规章制度、施工进度、告警等信息，直接服务于作业现场。

在本说明书的一些可选实施例中，如图3所示，所述边缘物联代理装置3包括通信控制单元31、主控制器32以及供电单元33。

其中，通信控制单元31与所述监控感知设备2通信连接，被配置为接收监控感知设备2发送的所述监测感知信息数据，并将主控制器32处理后获得的所述播报信息发送至所述播报设备4。通信控制单元31设置有NB-IoT模块、Lora模块、Zigbee模块、Wifi模块、BLE模块、RS485模块、4G无线及有线模块、5G无线及有线模块，用于实现与不同类型的监控感知设备2的通信连接。

主控制器32与所述通信控制单元31连接，主控制器32设置有人工智能算法，可以基于搭载的人工智能算法对通信控制单元31接收到的所述监测感知信息数据进行本地分析、处理以生成所述播报信息。例如对视频监控画面进行安全违章识别报警、沉降监测达阈值就地告警等。

供电单元33分别与所述通信控制单元、所述主控制器连接，被配置为为所述通信控制单元、所述主控制器供电。在一些可选的实施例中，如图2所示，所述监控感知设备2包括视频监控装置201、移动布控球202、环境监测装置203、有毒气体检测仪204、边坡监测装置205、雷达监测装置206、深基坑监测装置207、沉降传感器208、拉力传感器209、倾角传感器210、智能安全帽211以及智能手环等设备中的至少一个。其中，视频监控装置201可以拍摄现场的视频信息，移动布控球202可以采集现场的人脸、安全帽等信息，环境监测装置203可以采集现场的风力、风向、扬尘、温度、湿度等环境信息，有毒气体检测仪204可以检测出现场是否有有毒有害气体泄露、氧气/二氧化碳浓度是否适宜现场工人作业、，边坡监测装置205可以监测边坡岩土体内部位移、倾斜、土壤湿度、孔隙水压力及地表变化、环境等信息，雷达监测装置206可以检测现场的运动物体、人体等的状态，深基坑监测装置207能够监测基坑岩土性状、支护结构变位和周围环境条件的变化信息，沉降传感器208可以监测观测点的沉降情况，拉力传感器209及倾角传感器210可以监测抱杆作业状态下的拉线受力、杆塔倾斜情况，智能安全帽211可以实现佩戴于工人头顶用于采集工人定位信息、工人生命体征信息并实现通信。智能手环用于监测工人生命体征信息。

在一些可选的实施例中，所述监控感知设备2包括多个，即包括视频监控装置201、移动布控球202、环境监测装置203、有毒气体检测仪204、边坡监测装置205、雷达监测装置206、深基坑监测装置207、沉降传感器208、拉力传感器209、倾角传感器210以及智能安全帽211等设备中的至少两个。所述主控制器32被配置为：联合调试多个所述监控感知设备2以实现多个所述监控感知设备2的监测信息互通，并基于多个所述监控感知设备2的各自的监测信息获取所述播报信息。

本实施例中，通过主控制器32的联合调试实现多个监控感知设备2的监测信息的互通和共享，从而可以依据多个监控感知设备2的监测信息综合分析处理从而获得最终的播报信息。

在一些可选的实施例中，所述主控制器被配置为：

获取所述视频监控装置201、所述移动布控球202及所述智能安全帽211中至少一个的视频监控信息，对所述视频监控信息进行识别，获取所述视频监控信息中的违章信息。本实施例中，视频监控装置201、移动布控球202以及智能安全帽211均有摄像功能，通过上述任一设备或多个设备配合获得现场不同角度、位置的视频监控信息，对视频监控信息进行处理，获取视频监控信息中拍摄到的现场环境危险状况、施工人员违规操作信息等违章信息，同时还可通过移动布控球202、智能安全帽211以及雷达监测装置206确定违章信息对应的位置、人员以便于播报和安全预警。

获取所述拉力传感器209的拉力信息及所述倾角传感器210的倾角信息，根据所述拉力信息及所述倾角信息确定抱杆的受力或倾角存在的异常隐患信息。本实施例中，在实现抱杆组塔时，需要安装拉力传感器209、倾角传感器210等设备，通过各设备及时获取抱杆组塔过程中信息以便于能够随时监控抱杆组塔过程中，在出现数据异常时可以及时报警，避免出现抱杆和杆塔倾斜、变形、倾覆等状况。同时，也可以及时根据环境监测装置203获取风力、风向等环境因素，考虑风力、风向对抱杆组塔的不良影响，在必要时及时报警。

获取所述环境监测装置203、所述有毒气体检测仪204中至少一个设备的环境状态信息，对所述环境状态信息进行处理获取异常环境信息。本实施例中，通过对环境状态信息的监测可及时获取异常环境信息，例如有毒气体、PM2.5/PM10浓度超标、温度过高、湿度过高、恶劣天气等。

获取所述深基坑监测装置、所述沉降传感器中至少一个设备的监测信息，对所述监测信息进行处理获取危险施工信息。本实施例中，通过监测坡岩土体内部位移、倾斜、土壤湿度、孔隙水压力及地表变化、环境信息，以及地基、设备、建筑物等的沉降信息，从而可以判断是否会存在危险施工的状况，从而可以在危险来临之前进行报警。

基于智能安全帽211、智能手环获取的工人生命体征信息确定工人的身体状况异常信息，并根据智能安全帽211采集的工人定位信息确定身体状况异常的工人的位置并报警。

基于所述违章信息、所述异常隐患信息、所述异常环境信息、所述危险施工信息以及所述身体状况异常信息中的至少一个生成所述播报信息。本实施例中，可以基于获取到的违章信息、异常隐患信息、异常环境信息、危险施工信息以及所述身体状况异常信息中的一个或多个生成播报信息，例如可以生成针对于具体的位置、人员的报警信息，或者与上述信息对应的安全作业、规章制度等信息，或者根据各传感器的状况确定施工进度等。

可选的，所述播报信息还包括：与述违章信息、所述异常隐患信息、所述异常环境信息、所述危险施工信息以及所述身体状况异常信息中的至少一个对应的安全作业信息、规章制度信息、施工进度信息。例如，当监测到施工人员有违规操作信息时，可同时播报告警信息以及正确的安全作业信息。

在一些可选的实施例中，所述基于边缘计算的一体化智慧灯杆还包括与所述边缘物联代理装置连接的告警设备5，所述主控制器还被配置为：基于违章信息、所述异常隐患信息、所述异常环境信息、所述危险施工信息以及所述身体状况异常信息中的至少一个生成告警信息发送给所述告警设备，以使所述告警设备基于所述告警信息进行告警。其中，告警设备可以为声光告警设备，通过告警设备以及播报设备的配合使用，当出现违章信息、异常隐患信息、异常环境信息以及危险施工信息等情况时，可及时播报相关视频、照片并发送安全语音播报实现告警。

在一些可选的实施例中，所述基于边缘计算的一体化智慧灯杆还包括设置于所述灯杆主体上且与所述主控制器连接的基站，其中基站可以为5G基站或者无线基站，通过与边缘物联代理装置3的通信连接，同时使所述边缘物联代理装置与云端服务器6通信连接。边缘物联代理装置3内部可设置SIM卡，在公网覆盖下，可自动上传本地采集、计算以及存储的各项数据。基站的建立，实现了现场网络全方位无死角覆盖，同时可利用变电站内的站址资源优势，与运营商共建共用。5G网络覆盖后，可满足供电力基建业务以及后续生产运检业务信道切片资源需要。WiFi无线基站可在变电站关键点位部署，实现施工现场Wifi网络全覆盖。布设网络基站与边缘物联代理装置采集汇集数据的方式相结合，可以有效防止数据因为无法传输而丢失。

可选的，所述基于边缘计算的一体化智慧灯杆还包括通电线路，通电线路设置于所述灯杆主体上，被配置为为所述照明设备、所述监控感知设备、所述边缘物联代理装置及所述播报设备供电。其中，通电线路需根据灯杆主体1的物理承载力设置。

可以理解，该方法可以通过任何具有计算、处理能力的装置、设备、平台、设备集群来执行。

本说明书实施例所述基于边缘计算的一体化智慧灯杆，在一根抱杆上集网络覆盖、边缘计算、现场监控等要素集为一体，充分利用上游集成的优势，积极协调下游设备供应商，实现现场资源的复用；极大提高单位资源产出，较大节约施工、安装、运维等成本，支撑基建施工现场安全作业，提高管理水平；使用高度一体化、集约化的智慧型灯杆，实现网络资源、电力资源、信息资源、空间站址资源等多种资源的共享共用；具备模块化、集成化能力，以及较好的扩展性、稳定性。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于边缘计算的一体化智慧灯杆，其特征在于，包括：

灯杆主体，设置有照明设备；

监控感知设备，被配置为采集监测感知信息数据；

边缘物联代理装置，设置于所述灯杆主体上，被配置为接收所述监测感知设备发送的所述监测感知信息数据，对所述监测感知信息数据进行处理生成播报信息；

播报设备，被配置为接收所述边缘物联代理装置发送的所述播报信息实现播报。

2.根据权利要求1所述的智慧灯杆，其特征在于，所述边缘物联代理装置包括：

通信控制单元，与所述监控感知设备连接，被配置为接收所述监测感知信息数据，并将所述播报信息发送至所述播报设备；

主控制器，与所述通信控制单元连接，被配置为对所述监测感知信息数据进行处理以生成所述播报信息；

供电单元，分别与所述通信控制单元、所述主控制器连接，被配置为为所述通信控制单元、所述主控制器供电。

3.根据权利要求2所述的智慧灯杆，其特征在于，所述通信控制单元设置有NB-IoT模块、Lora模块、Zigbee模块、Wifi模块、BLE模块、RS485模块、4G无线及有线模块、5G无线及有线模块，用于实现与所述监控感知设备的通信连接。

4.根据权利要求2所述的智慧灯杆，其特征在于，所述监控感知设备包括视频监控装置、移动布控球、环境监测装置、有毒气体检测仪、边坡监测装置、雷达监测装置、深基坑监测装置、沉降传感器、拉力传感器、倾角传感器、智能安全帽以及智能手环中的至少一个。

5.根据权利要求4所述的智慧灯杆，其特征在于，所述监控感知设备包括多个，所述主控制器被配置为：

联合调试多个所述监控感知设备以实现多个所述监控感知设备的监测信息互通，并基于多个所述监控感知设备的各自的监测信息获取所述播报信息。

6.根据权利要求5所述的智慧灯杆，其特征在于，所述主控制器被配置为：

获取所述视频监控装置、所述移动布控球及所述智能安全帽中至少一个的视频监控信息，对所述视频监控信息进行识别，获取所述视频监控信息中的违章信息；

获取所述拉力传感器的拉力信息及所述倾角传感器的倾角信息，根据所述拉力信息及所述倾角信息确定抱杆的受力或倾角存在的异常隐患信息；

获取所述环境监测装置、所述有毒气体检测仪中至少一个设备的环境状态信息，对所述环境状态信息进行处理获取异常环境信息；

获取所述深基坑监测装置、所述沉降传感器中至少一个设备的监测信息，对所述监测信息进行处理获取危险施工信息；

获取所述智能安全帽、智能手环监测的工人生命体征信息，根据所述工人生命体征信息确定工人的身体状况异常信息；

基于所述违章信息、所述异常隐患信息、所述异常环境信息、所述危险施工信息以及所述身体状况异常信息中的至少一个生成所述播报信息。

7.根据权利要求6所述的智慧灯杆，其特征在于，所述播报信息还包括：与述违章信息、所述异常隐患信息、所述异常环境信息、所述危险施工信息以及身体状况异常信息中的至少一个对应的安全作业信息、规章制度信息、施工进度信息。

8.根据权利要求6所述的智慧灯杆，其特征在于，还包括与所述边缘物联代理装置连接的告警设备，所述主控制器还被配置为：

基于违章信息、所述异常隐患信息、所述异常环境信息、所述危险施工信息以及身体状况异常信息中的至少一个生成告警信息发送给所述告警设备，以使所述告警设备基于所述告警信息进行告警。

9.根据权利要求2所述的智慧灯杆，其特征在于，还包括：

基站，设置于所述灯杆主体上且与所述主控制器连接，被配置为使所述边缘物联代理装置与云端服务器通信连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的智慧灯杆，其特征在于，还包括：

通电线路，设置于所述灯杆主体上，被配置为为所述照明设备、所述监控感知设备、所述边缘物联代理装置及所述播报设备供电。

Images