CN113939070B - 基于5g信息通讯的智能照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于5G信息通讯的智能照明系统，包括：一组以上照明子网络、光伏供电电源以及服务器。所述光伏供电电源为所述照明子网络供电，所述照明子网络通过5G基站接入互联网，以实现与所述服务器通信连接。所述照明子网络包括多个照明设备，多个所述照明设备之间通过局域网无线通信连接。所述照明设备包括：照明装置、主控模块、信息检测装置、电源管理模块及5G通信模块。本发明公开的基于5G信息通讯的智能照明系统，通过光伏发电实现照明系统的供电，减少市电的供给压力；通过5G信息通讯对照明系统进行远程实时监测，第一时间发现故障并及时维修；5G信息通讯方式的容量大、通讯速度快，恰能匹配路网照明设备激增的实际需求。

Description

基于5G信息通讯的智能照明系统
技术领域
本发明涉及照明系统技术领域，特别是涉及一种基于5G信息通讯的智能照明系统。
背景技术
目前，城市内部、城市与城市之间、城市与乡镇之间、乡镇与乡镇之间的路网建设越来越完善，路网建设的完善为人们的生活提供了便利。
然而，随着路网建设越来越完善，需要配套的照明设备也越来越多。照明设备越多所需要的供电电量就越多。而且，路网的照明设备用电时间高峰期与居民用电高峰期一致，且均是通过市电进行供电，这样就给市电的供电带来巨大的压力。
此外，路网配套的照明系统应用区域比较广阔，通过人工进行巡检或维护需要花费大量的人力和财力。而且，通过人工巡检的方式，巡检效率低，当照明系统出现问题时，不能及时检测出故障，从而也不能及时进行维修。也就是说，路网建设的分布区域越广，给维护和检修的及时性带来的挑战就越大。
因此，本发明的目的在于研发设计一种基于5G信息通讯的智能照明系统，通过光伏发电实现照明系统的供电，减少市电的供给压力。而且，通过5G信息通讯方式对照明系统进行远程实时监测，在照明系统出现故障时，第一时间发现故障并及时进行维修。此外，5G信息通讯方式的容量大、通讯速度快，故通过5G信息通讯方式对照明系统的远程实时监控，恰能匹配路网照明设备激增的实际需求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种基于5G信息通讯的智能照明系统，通过光伏发电实现照明系统的供电，减少市电的供给压力；通过5G信息通讯方式对照明系统进行远程实时监测，在照明系统出现故障时，第一时间发现故障并及时进行维修；5G信息通讯方式的容量大、通讯速度快，恰能匹配路网照明设备激增的实际需求。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种基于5G信息通讯的智能照明系统，包括：一组以上照明子网络、光伏供电电源以及服务器，所述光伏供电电源为所述照明子网络供电，所述照明子网络通过5G基站接入互联网，以实现与所述服务器通信连接；
所述照明子网络包括多个照明设备，多个所述照明设备之间通过局域网无线通信连接；
所述照明设备包括：照明装置、主控模块、信息检测装置、电源管理模块及5G通信模块；所述信息检测装置检测所述照明装置的工作状态信息并将照明装置的工作状态信息传输至主控模块；所述电源管理模块为所述主控模块及所述信息检测装置供电；所述5G通信模块与所述主控模块连接；所述电源管理模块与所述光伏供电电源连接。
优选的，所述照明设备还包括ZigBee模块，所述ZigBee模块与所述主控模块连接。
优选的，所述信息检测装置包括照度检测模块及计量模块，所述照度检测模块及所述计量模块分别与所述照明装置连接；所述照度检测模块及所述计量模块还分别与所述主控模块连接。
优选的，所述信息检测装置还包括温度检测模块，所述温度检测模块与所述主控模块连接。
优选的，所述照明设备还温度保护模块，所述温度保护模块根据所述主控模块的过温保护指令控制所述照明装置的开启或关闭。
优选的，所述照明设备还包括调光控制模块，所述调光控制模块根据主控模块的调光控制指令调节所述照明装置的亮度。
优选的，所述光伏供电电源包括依次连接的光伏组件、控制器、第一逆变器、蓄电池；所述光伏供电电源还包括DC/DC变换器及第二逆变器；所述蓄电池通过所述DC/DC变换器进行电压变换后与所述电源管理模块连接；
所述蓄电池通过所述第二逆变器进行电压逆变后为所述照明装置供电。
优选的，所述照明设备还包括存储模块，所述存储模块与所述主控模块连接。
优选的，所述照明装置包括灯架及安装于所述灯架上的照明灯；其中，所述灯架上开设有一检修窗口，所述检修窗口处设有开闭门组件；
所述开闭门组件包括开合装置及设于开合装置上的门体；所述开合装置安装于所述灯架的外侧壁上，所述门体开闭合于所述灯架的检修窗口处。
优选的，所述开合装置包括：外套筒、内套筒、外接转轴、限位转轴、限位齿轮、撑力弹簧、解锁齿轮、解锁压杆、复位弹簧；
所述内套筒通过轴承转动设于所述外套筒的筒体内；
所述限位转轴转动设于所述内套筒的筒体内，所述外接转轴的一端与所述限位转轴键连接，所述外接转轴的另一端伸出于所述外套筒外部并与所述门体固接；
所述限位齿轮套接于所述外接转轴上并位于所述内套筒的筒体内，所述撑力弹簧套接于所述限位转轴上，所述撑力弹簧用于为所述限位转轴提供弹性力以使得所述限位转轴压持于所述限位齿轮上，所述限位转轴与所述限位齿轮的压持面为棘齿啮合；
所述解锁齿轮转动设于所述内套筒的筒体内，所述解锁压杆的一端与所述解锁齿轮键连接，所述解锁压杆的另一端伸出于所述外套筒外部；
所述解锁压杆上设有上锁凸块，所述外套筒的筒壁上开设有与所述上锁凸块配合的上锁凹槽；所述复位弹簧受压于所述解锁齿轮和所述解锁压杆之间，所述复位弹簧用于为所述解锁压杆提供弹性力以使得所述上锁凸块具有向所述上锁凹槽收容的趋势；
其中，所述内套筒的筒体内壁开设有限位齿槽和解锁齿槽，所述限位齿轮与所述限位齿槽啮合，所述解锁齿轮与所述解锁齿槽啮合；
其中，所述外套筒的中心轴、所述内套筒的中心轴、所述外接转轴的中心轴、所述限位转轴的中心轴、所述限位齿轮的中心轴、所述撑力弹簧的中心轴、所述解锁齿轮的中心轴、所述解锁压杆的中心轴、所述复位弹簧的中心轴均在同一直线上。
本发明的基于5G信息通讯的智能照明系统，通过光伏发电实现照明系统的供电，减少市电的供给压力；通过5G信息通讯方式对照明系统进行远程实时监测，在照明系统出现故障时，第一时间发现故障并及时进行维修，大量减少人力、物力的投入；5G信息通讯方式的容量大、通讯速度快，恰能匹配路网照明设备激增的实际需求。
附图说明
图1为本发明的基于5G信息通讯的智能照明系统的整体结构示意图；
图2为图1所示的照明设备的原理框图；
图3为光伏供电电源与电源管理模块及照明装置的连接示意图；
图4为本发明一实施例的照明装置的结构示意图；
图5为图4所示的开闭门组件的平面结构图；
图6为图4所示的开闭门组件的立体结构图；
图7为图6所示的开闭门组件的开合装置的结构图；
图8为图7所示的开合装置对外套筒进行剖切后的结构图；
图9为图7所示的开合装置对外套筒和内套筒进行剖切后的结构图；
图10为图9所示的开合装置的结构分解图。
具体实施方式
如图1所示，本发明涉及一种基于5G信息通讯的智能照明系统10，包括：一组以上照明子网络20、光伏供电电源30以及服务器40，光伏供电电源30为照明子网络20供电，照明子网络20通过5G基站50接入互联网，以实现与服务器40通信连接。照明子网络20包括多个照明设备60，多个照明设备60之间通过局域网无线通信连接。
照明子网络20通过互联网将其具体信息上传至服务器40；服务器40对照明子网络20的状态进行远程实时监控，在照明子网络20出现故障时能及时、准确地获取具体的故障信息以便及时安排有效的维修，进而大大降低照明系统的维护成本。其中，具体信息包括但不限于：照度信息、电流信息、电压信息、温度信息。
如图2所示，照明设备60包括：照明装置100、主控模块200、信息检测装置、电源管理模块300及5G通信模块400。信息检测装置检测照明装置100的工作状态信息并将照明装置100的工作状态信息传输至主控模块200。电源管理模块300为主控模块200及信息检测装置供电。5G通信模块400与主控模块200连接；电源管理模块300与光伏供电电源30连接。
如图2所示，在本实施例中，照明设备60还包括ZigBee模块500，ZigBee模块500与主控模块200连接。同一照明子网络20之间的照明设备60通过ZigBee模块500实现局域网无线通信连接。
如图2所示，在本实施例中，信息检测装置包括照度检测模块301及计量模块302，照度检测模块301及计量模块302分别与照明装置100连接；照度检测模块301及计量模块302还分别与主控模块200连接。照度检测模块301检测照明装置100的照度，并将照明装置100的照度信息传输至主控模块200。计量模块302检测照明装置100的电流信息和电压信息，并将电流信息和电压信息传输至主控模块200。
如图2所示，作为优选的实施方式，信息检测装置还包括温度检测模块600，温度检测模块600与主控模块200连接。照明设备60还包括温度保护模块700，温度保护模块700根据主控模块200的过温保护指令控制照明装置100的开启或关闭。温度检测模块600检测照明装置100的温度，并将温度信息传输至主控模块200，主控模块200根据温度信息判断照明装置100是否处于过温状态。若照明装置100处于过温状态，则主控模块200输出过温保护指令到温度保护模块700，温度保护模块700接收到过温保护指令后关闭照明装置100，实现过温保护。
如图2所示，在本实施例中，照明设备60还包括调光控制模块800，调光控制模块800根据主控模块200的调光控制指令调节照明装置100的亮度。在上半夜，车流比较多的时间段提高照明装置100的亮度，确保行车安全。在夜深车少的时间段，则降低照明装置100的亮度，避免电量的浪费。
如图3所示，在本实施例中，光伏供电电源30包括依次连接的光伏组件310、控制器320、第一逆变器330、蓄电池340。光伏供电电源30还包括DC/DC变换器350及第二逆变器360；蓄电池340通过DC/DC变换器350进行电压变换后与电源管理模块300连接。蓄电池340通过第二逆变器360进行电压逆变后为照明装置100供电。通过光伏发电为照明设备60供电，从而使得照明设备60不需要分流市电，减少市电的供给压力。
如图2所示，照明设备60还包括存储模块900，存储模块900与主控模块200连接。存储模块900用于存储照明装置100的相关信息。
如图4所示，照明装置100包括灯架70及安装于灯架70上的照明灯80。
如图4所示，其中，灯架70上开设有一检修窗口(图未示)，所述检修窗口处设有开闭门组件90。灯架70内部具有一容置腔室，该容置腔室用于放置相关的电子元器件，所述检修窗口与该容置腔室连通，透过所述检修窗口可以对容置腔室内的电子元器件进行维修，而开闭门组件90则用于对所述检修窗口进行开合操作，以对容置腔室内的电子元器件进行有效保护。
传统的应用于灯架上的开闭门组件，通常会配备有专用的锁匙，通过专用锁匙对门体进行开合操作。这样的结构设计，不便于维修人员对容置腔室内的电子元器件进行维修，维修人员需要通过专用锁匙才能打开门体，一旦锁匙丢失或者没有随身携带，门体便不能被打开。
为此，有必要对上述传统的开闭门组件进行结构改进，无需配备专用的锁匙，只要按下开闭门组件上所“隐藏”的开关按键，便能顺畅开启门体，方便维修人员快速对容置腔室内的电子元器件进行维修。
如图5及图6所示，开闭门组件90包括开合装置91及设于开合装置91上的门体92。开合装置91安装于灯架70的外侧壁上，门体92开闭合于灯架70的检修窗口处。
请一并参阅图7、图8及图9，其中，开合装置91包括：外套筒110、内套筒120、外接转轴130、限位转轴140、限位齿轮150、撑力弹簧160、解锁齿轮170、解锁压杆180、复位弹簧190。
如图8所示，内套筒120通过轴承101转动设于外套筒110的筒体内。
请一并参阅图9、图10，限位转轴140转动设于内套筒120的筒体内，外接转轴130的一端与限位转轴140键连接，外接转轴130的另一端伸出于外套筒110外部并与门体92固接。
请一并参阅图9、图10，限位齿轮150套接于外接转轴130上并位于内套筒120的筒体内，撑力弹簧160套接于限位转轴140上，撑力弹簧160用于为限位转轴140提供弹性力以使得限位转轴140压持于限位齿轮150上，限位转轴140与限位齿轮150的压持面为棘齿啮合。限位转轴140与限位齿轮150的压持面为棘齿啮合，可以这么理解：限位转轴140只能单一方向带动限位齿轮150转动，而反向则不行；或者，限位齿轮150只能单一方向带动限位转轴140转动，而反向则不行。
请一并参阅图9、图10，解锁齿轮170转动设于内套筒120的筒体内，解锁压杆180的一端与解锁齿轮170键连接，解锁压杆180的另一端伸出于外套筒110外部。
请一并参阅图9、图10，解锁压杆180上设有上锁凸块181，外套筒110的筒壁上开设有与上锁凸块181配合的上锁凹槽111。复位弹簧190受压于解锁齿轮170和解锁压杆180之间，复位弹簧190用于为解锁压杆180提供弹性力以使得上锁凸块181具有向上锁凹槽111收容的趋势。
其中，如图10所示，内套筒120的筒体内壁开设有限位齿槽121和解锁齿槽122，限位齿轮150与限位齿槽121啮合，解锁齿轮170与解锁齿槽122啮合。
请一并参阅图7、图8及图9，其中，外套筒110的中心轴、内套筒120的中心轴、外接转轴130的中心轴、限位转轴140的中心轴、限位齿轮150的中心轴、撑力弹簧160的中心轴、解锁齿轮170的中心轴、解锁压杆180的中心轴、复位弹簧190的中心轴均在同一直线上。
下面，对上述结构的开闭门组件90的工作原理进行说明：
在原始状态下，门体92是闭合于灯架70的检修窗口处的，即灯架70的检修窗口处于关闭的状态，在这种状态下，门体92是不能被随意打开的，而只有按下开闭门组件90上所“隐藏”的开关按键，才能将门体92顺畅地打开；
假若需要将门体92从灯架70的检修窗口处打开，首先需要对解锁压杆180进行按压式操作，而假若不首先对解锁压杆180进行按压式操作，而是直接转动门体92，门体92是不能被打开的；解释如下：在原始状态下，上锁凸块181是收容于上锁凹槽111内的，这样便使得解锁压杆180不能发生转动，解锁压杆180通过键连接的方式限制住了解锁齿轮170的转动，解锁齿轮170通过齿轮啮合的方式限制住了内套筒120的转动，内套筒120通过齿轮啮合的方式限制住了限位齿轮150的转动，限位齿轮150通过棘齿啮合(只能单向转动)的方式限制住了限位转轴140的转动，限位转轴140通过键连接的方式限制住了外接转轴130的转动；由此可知，既然外接转轴130都不能转动，那么与外接转轴130连接门体92也就不能被打开了；
假若需要将门体92从灯架70的检修窗口处打开，首先需要对解锁压杆180进行按压式操作，使得解锁压杆180沿其轴线向着内套筒120的筒体内部移动，进而使得上锁凸块181从上锁凹槽111中脱离出来，这样，解锁压杆180不再受到束缚而具备了转动的趋势；
紧接着，往一侧转动门体92，门体92带动外接转轴130转动，外接转轴130通过键连接的方式带动限位转轴140转动，限位转轴140通过棘齿啮合的方式带动限位齿轮150转动，限位齿轮150通过齿轮啮合的方式带动内套筒120转动，内套筒120通过齿轮啮合的方式带动解锁齿轮170转动，解锁齿轮170通过键连接的方式带动解锁压杆180转动；由此可知，对解锁压杆180进行按压式操作，使得上锁凸块181从上锁凹槽111中脱离出来，解锁压杆180不再受到束缚而具备了转动的趋势，于是，筒体内的所有部件都处于自由状态，门体92也就可以被打开了；
当不再按压解锁压杆180，受到复位弹簧190的弹性回复力作用，上锁凸块181重新收容于上锁凹槽111内，解锁压杆180再次处于束缚的状态而不具备转动的趋势，这样也间接对限位齿轮150起到了束缚而不能转动；
假若需要重新关闭门体92，只需要反方向转动门体92，门体92带动外接转轴130转动，外接转轴130通过键连接的方式带动限位转轴140转动，虽然限位齿轮150受到束缚而不能转动，但是限位转轴140与限位齿轮150的压持面为棘齿啮合(只能单向转动)，而此时限位转轴140的转动方向恰好符合单向转动的条件，于是，限位转轴140在撑力弹簧160的配合下不断发生跳动以克服棘齿的限位而实现自由转动，这样，门体92可以重新闭合于灯架70的检修窗口。
由上述可知，要开启门体92，首先需要按压解锁压杆180，接着转动门体92即可；门体92开启后，自然而然会不再按压解锁压杆180，于是解锁压杆180重新处于束缚状态；只要反向转动门体92，便可以再次将门体92锁上。
还要特别说明的是，在本发明中，外套筒110的中心轴、内套筒120的中心轴、外接转轴130的中心轴、限位转轴140的中心轴、限位齿轮150的中心轴、撑力弹簧160的中心轴、解锁齿轮170的中心轴、解锁压杆180的中心轴、复位弹簧190的中心轴均在同一直线上。这是该开合装置91的一大设计亮点，整个开合装置91的所有部件的中心轴都处于同一直线上，使得整个开合装置91的结构非常紧凑。在实际施工的过程中，只需要将该开合装置91上的外套筒110焊接于灯架70的外侧壁上，再将门体92固接于外接转轴130上，即可快速完成安装。
在实际使用时，最好是对开合装置91进行竖直方向的安装，使得外套筒110的中心轴与灯架70的中心轴相互平行，再使得解锁压杆180伸出于外套筒110外部的一端朝向地面设置，这样便实现了解锁压杆180的“隐藏”，一般路人难以发现这一解锁压杆180，而只有熟悉操作的维修人员才知道机关所在，这也给门体92的开启增加了难度。

Claims (8)

1.一种基于5G信息通讯的智能照明系统，其特征在于，包括：一组以上照明子网络、光伏供电电源以及服务器，所述光伏供电电源为所述照明子网络供电，所述照明子网络通过5G基站接入互联网，以实现与所述服务器通信连接；
所述照明子网络包括多个照明设备，多个所述照明设备之间通过局域网无线通信连接；
所述照明设备包括：照明装置、主控模块、信息检测装置、电源管理模块及5G通信模块；所述信息检测装置检测所述照明装置的工作状态信息并将照明装置的工作状态信息传输至主控模块；所述电源管理模块为所述主控模块及所述信息检测装置供电；所述5G通信模块与所述主控模块连接；所述电源管理模块与所述光伏供电电源连接；
所述照明装置包括灯架及安装于所述灯架上的照明灯；其中，所述灯架上开设有一检修窗口，所述检修窗口处设有开闭门组件；
所述开闭门组件包括开合装置及设于开合装置上的门体；所述开合装置安装于所述灯架的外侧壁上，所述门体开闭合于所述灯架的检修窗口处；
所述开合装置包括：外套筒、内套筒、外接转轴、限位转轴、限位齿轮、撑力弹簧、解锁齿轮、解锁压杆、复位弹簧；
所述内套筒通过轴承转动设于所述外套筒的筒体内；
所述限位转轴转动设于所述内套筒的筒体内，所述外接转轴的一端与所述限位转轴键连接，所述外接转轴的另一端伸出于所述外套筒外部并与所述门体固接；
所述限位齿轮套接于所述外接转轴上并位于所述内套筒的筒体内，所述撑力弹簧套接于所述限位转轴上，所述撑力弹簧用于为所述限位转轴提供弹性力以使得所述限位转轴压持于所述限位齿轮上，所述限位转轴与所述限位齿轮的压持面为棘齿啮合；
所述解锁齿轮转动设于所述内套筒的筒体内，所述解锁压杆的一端与所述解锁齿轮键连接，所述解锁压杆的另一端伸出于所述外套筒外部；
所述解锁压杆上设有上锁凸块，所述外套筒的筒壁上开设有与所述上锁凸块配合的上锁凹槽；所述复位弹簧受压于所述解锁齿轮和所述解锁压杆之间，所述复位弹簧用于为所述解锁压杆提供弹性力以使得所述上锁凸块具有向所述上锁凹槽收容的趋势；
其中，所述内套筒的筒体内壁开设有限位齿槽和解锁齿槽，所述限位齿轮与所述限位齿槽啮合，所述解锁齿轮与所述解锁齿槽啮合；
其中，所述外套筒的中心轴、所述内套筒的中心轴、所述外接转轴的中心轴、所述限位转轴的中心轴、所述限位齿轮的中心轴、所述撑力弹簧的中心轴、所述解锁齿轮的中心轴、所述解锁压杆的中心轴、所述复位弹簧的中心轴均在同一直线上。
2.根据权利要求1所述的基于5G信息通讯的智能照明系统，其特征在于，所述照明设备还包括ZigBee模块，所述ZigBee模块与所述主控模块连接。
3.根据权利要求1所述的基于5G信息通讯的智能照明系统，其特征在于，所述信息检测装置包括照度检测模块及计量模块，所述照度检测模块及所述计量模块分别与所述照明装置连接；所述照度检测模块及所述计量模块还分别与所述主控模块连接。
4.根据权利要求1所述的基于5G信息通讯的智能照明系统，其特征在于，所述信息检测装置还包括温度检测模块，所述温度检测模块与所述主控模块连接。
5.根据权利要求4所述的基于5G信息通讯的智能照明系统，其特征在于，所述照明设备还温度保护模块，所述温度保护模块根据所述主控模块的过温保护指令控制所述照明装置的开启或关闭。
6.根据权利要求1所述的基于5G信息通讯的智能照明系统，其特征在于，所述照明设备还包括调光控制模块，所述调光控制模块根据主控模块的调光控制指令调节所述照明装置的亮度。
7.根据权利要求1所述的基于5G信息通讯的智能照明系统，其特征在于，所述光伏供电电源包括依次连接的光伏组件、控制器、第一逆变器、蓄电池；所述光伏供电电源还包括DC/DC变换器及第二逆变器；所述蓄电池通过所述DC/DC变换器进行电压变换后与所述电源管理模块连接；
所述蓄电池通过所述第二逆变器进行电压逆变后为所述照明装置供电。
8.根据权利要求1所述的基于5G信息通讯的智能照明系统，其特征在于，所述照明设备还包括存储模块，所述存储模块与所述主控模块连接。
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