CN114198686B - 一种基于物联网和云平台的多杆合一led智慧路灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED路灯领域，具体是一种基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯，包括空心的杆体，充电桩固定在杆体的下部，用于供新能源汽车充电并与地基固定；安装座沿杆体的外壁长度方向滑动设置，且在安装座上固定有顶杆，顶杆上通过可拆卸的灯架安装有照明灯；智能组件，智能组件包括安装在杆体侧壁用于通过视觉发布信息的电子屏幕、设置在杆体与充电桩之间用于通过语音向外广播的语音设备、以及通过支撑件安装在杆体上用于对环境监控的球型摄像装置；由路灯所组成的公共基础设施网络平台上，借助无线通信或网络组建信息感知和传输网，实现大数据交互环境下的智能照明、智能安防、无线城市、信息发布等智慧城市管理核心功能。

Description

一种基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯

技术领域

本发明涉及一种LED路灯领域，具体是一种基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯。

背景技术

智慧城市以最大化优化城市功能为目标，促进经济增长，同时利用智能科技与数据分析来提高城市居民的生活质量。

与智慧城市关系最为紧密的技术包括：无人驾驶、机器学习、和物联网这些利用城市不同方面的大数据，来使得城市居民生活更加便利。其中，物联网已经在多个国家和地区开始部署了。

智慧城市包含多方面，例如路面情况监控，有任何问题可以第一时间通知市民，并及时实施解决措施；以及监测空气质量。目前现有的智慧城市监控和环境检测大多依赖移动监控和监测，不能搭建一个全方位的智慧系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯，包括空心的杆体，还包括：充电桩，所述充电桩固定在所述杆体的下部，用于供新能源汽车充电并与地基固定；安装座，所述安装座沿所述杆体的外壁长度方向滑动设置，且在所述安装座上固定有顶杆，所述顶杆上通过可拆卸的灯架安装有照明灯；智能组件，所述智能组件包括安装在所述杆体侧壁用于通过视觉发布信息的电子屏幕、设置在所述杆体与所述充电桩之间用于通过语音向外广播的语音设备、以及通过支撑件安装在所述杆体上用于对环境监控的球型摄像装置；所述充电桩上通过导线连接有充电枪，且在所述充电桩上还设置有用于控制所述充电枪通断电的操作面板，在所述杆体上设置有内陷的导槽，所述安装座的内壁上设置有外凸用于同所述导槽滑动配合的卡块；所述亮度调节机构包括连接所述安装座用于调节所述安装座相对所述杆体位置的升降组件和电性连接所述照明灯与电源的供电调节组件；所述升降组件包括转动设置在所述杆体内部的绕盘和用于连接所述绕盘与所述安装座的钢索。

作为本发明进一步的方案：所述升降组件包括安装在所述杆体内的亮度调节电机和用于连接所述亮度调节电机与所述绕盘并具有自锁功能的直线转动结构；所述直线转动结构包括安装在所述杆体内壁上并连接所述亮度调节电机的螺纹副传动组和连接所述螺纹副传动组与所述绕盘的旋转驱动组；所述亮度调节电机可通过所述直线转动结构驱动所述绕盘正向转动或反向转动。

作为本发明再进一步的方案：所述螺纹副传动组包括转动设置在所述杆体内并与所述亮度调节电机的输出端连接的丝杠、与所述丝杠适配的螺纹配合件、固定在所述螺纹配合件一侧的滑动件、以及固定在所述杆体内的滑杆；所述滑杆同所述滑动件滑动配合，且所述供电调节组件与所述旋转驱动组均连接所述滑动件。

作为本发明再进一步的方案：所述旋转驱动组包括固定在所述滑动件上的齿板、转动安装在所述杆体内壁并与所述齿板啮合的齿轮、以及与所述齿轮同轴固定安装的传动盘；

所述传动盘通过一号传动件与所述绕盘连接。

作为本发明再进一步的方案：所述供电调节组件包括安装在所述杆体内壁上的电流调节器和滑动设置在所述电流调节器上用于对通过照明灯的电流调节的滑动调速块，所述滑动调速块同所述滑动件连接。

作为本发明再进一步的方案：所述语音设备包括固定在所述杆体与所述充电桩之间的外壳和转动设置在所述外壳内的扬声器，所述充电桩内部上方安装有环向电机，所述环向电机的输出端连接有转轴。

作为本发明再进一步的方案：所述球型摄像装置包括固定在所述支撑件下方的碗状的顶壳和通过摇轴转动安装在所述顶壳上的摄像机，所述摇轴穿过所述支撑件的底部并与之转动连接；在所述杆体内设置有用于连接所述转轴与所述摇轴的摇头结构。

作为本发明再进一步的方案：所述摇头结构包括固定在所述转轴顶部的偏心件、固定在所述偏心件边缘的套柱、转动设置在所述杆体内的从动轴、固定在所述从动轴一侧用于同所述套柱配合的摆动件；所述摆动件上开设有同所述套柱滑动卡合的长条状滑槽，所述从动轴通过二号传动件与所述摇轴连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在由路灯所组成的公共基础设施网络平台上，借助无线通信或4G网络等现代信息技术和传感器技术，组建信息感知和传输网，以I-STACK智慧城市操作系统为管理后台，实现大数据交互环境下的智能照明、智能安防、无线城市、信息发布等智慧城市管理核心功能，为智慧城市提供增值服务，以路灯为载体搭建智慧城市网络系统，利用智能组件与微基站通讯形成天然的智慧网络，为智慧城市的建设起到很好的支撑作用，同时也能为节能减排、交通安全、环境检测、防灾防盗提供平台。

附图说明

图1为基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯的正视图；

图2为基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯中杆体和安装座的轴侧图；

图3为基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯中杆体和充电桩的侧视图；

图4为基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯中杆体的内部局部透视图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯中充电桩和语音设备的内部透视图；

图7为图4中B处的局部放大图。

图中：1-杆体；2-充电桩；3-安装座；4-灯架；5-环境传感器；6-照明灯；7-球型摄像装置；8-电子屏幕；9-语音设备；10-导槽；11-光敏开关；12-支撑件；13-操作面板；14-亮度调节电机；15-丝杠；16-螺纹配合件；17-滑动件；18-齿板；19-滑杆；20-齿轮；21-传动盘；22-一号传动件；23-绕盘；24-钢索；25-拨杆；26-电流调节器；27-第一滑轮；28-第二滑轮；29-充电枪；30-环向电机；31-转轴；32-扬声器；33-偏心件；34-套柱；35-摆动件；36-从动轴；37-二号传动件；38-摇轴。

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。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1~7，本发明实施例中，一种基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯，包括空心的杆体1，还包括：充电桩2，所述充电桩2固定在所述杆体1的下部，用于供新能源汽车充电并与地基固定；安装座3，所述安装座3沿所述杆体1的外壁长度方向滑动设置，且在所述安装座3上固定有顶杆，所述顶杆上通过可拆卸的灯架4安装有照明灯6；智能组件，所述智能组件包括安装在所述杆体1侧壁用于通过视觉发布信息的电子屏幕8、设置在所述杆体1与所述充电桩2之间用于通过语音向外广播的语音设备9、以及通过支撑件12安装在所述杆体1上用于对环境监控的球型摄像装置7；其中，在所述照明灯6内集成有微基站和WiFi热点，在所述灯架4上安装有用于对空气检测的环境传感器5，所述安装座3通过亮度调节机构与所述杆体1连接。

需要说明的是，所述照明灯6为LED节能灯，所述环境传感器5、球型摄像装置7、电子屏幕8、语音设备9均通过所述照明灯6内集成的微基站与主控器通讯，具体的通讯方式包括但不限于GPRS无线网络通讯和ZigBee无线通讯，主控器与监控中心通过云平台信息共享，从而实现物联网与云平台的信息共享互通并与I-STACK智慧城市操作系统通讯，以路灯为载体搭建智慧城市网络系统。

在本发明实施例中，利用智能组件与微基站通讯形成天然的智慧网络，以路灯作为载体基础，为智慧城市的建设起到很好的支撑作用，同时也能为节能减排、交通安全、环境检测、防灾防盗提供平台。

该方案加强了公共照明管路信息建设，提升应急调度和科学决策能力；减少因照明故障引起的交通事故和各类社会治安事件；节约城市公共照明能耗，打造低碳环保型城市，建设宜居地区；通过智能调控进行二次节能，避免浪费，缩短投资回报周期；计量节能数据，作为供电部门电耗数据的一个参考，防止漏电、盗电的损失。

作为本发明的一种实施例，所述充电桩2上通过导线连接有充电枪29，且在所述充电桩2上还设置有用于控制所述充电枪29通断电的操作面板13，在所述杆体1上设置有内陷的导槽10，所述安装座3的内壁上设置有外凸用于同所述导槽10滑动配合的卡块。

在本发明实施例中，利用导槽10和卡块的配合使得在亮度调节机构工作时，能够确保安装座3和其上的照明灯6始终顺着杆体1的长度方向滑动，在光线不佳时，尤其是雨夜情况下，降低照明灯6的高度，从而提高地面的照明清晰度；在晴好夜晚抬升照明灯6的高度，增大照明范围。

注意的是，所述安装座3为两端贯通状，其具体形状可参阅图2。

作为本发明的一种实施例，所述亮度调节机构包括连接所述安装座3用于调节所述安装座3相对所述杆体1位置的升降组件和电性连接所述照明灯6与电源的供电调节组件；

所述升降组件包括转动设置在所述杆体1内部的绕盘23和用于连接所述绕盘23与所述安装座3的钢索24，所述杆体1的顶部设置有滑轮，所述钢索24绕过所述滑轮与所述安装座3连接；在所述杆体1内转动设置有同所述钢索24贴合导向的第一滑轮27。

在本发明实施例中，通过升降组件带动钢索24拉动安装座3顺着杆体1上下滑动从而调节照明灯6的高度，从而提高照明的清晰度，具有节能环保的有益效果。

作为本发明的一种实施例，所述升降组件包括安装在所述杆体1内的亮度调节电机14和用于连接所述亮度调节电机14与所述绕盘23并具有自锁功能的直线转动结构；所述直线转动结构包括安装在所述杆体1内壁上并连接所述亮度调节电机14的螺纹副传动组和连接所述螺纹副传动组与所述绕盘23的旋转驱动组；所述亮度调节电机14可通过所述直线转动结构驱动所述绕盘23正向转动或反向转动，以将所述钢索24放出或收卷，达到调节安装座3高度的效果。

在所述语音设备9上安装有同所述照明灯6配合用于检测光线强度的光敏开关11，所述光敏开关11同所述亮度调节电机14通过导线连接。

显而易见的是，亮度调节电机14为伺服电机，照明灯6与光敏开关11串联，在照明灯6通电情况下，当光敏开关11检测到环境光线较弱时亮度调节电机14启动，并通过螺纹副传动组带动旋转驱动组转动，以使绕盘23转动放出钢索24，使安装座3及其上的灯架4和照明灯6在重力作用下下移，从而达到增强地面光线的效果。

相反的，当地面光线增强后，光敏开关11反向启动亮度调节电机14，使绕盘23反向转动缠绕收卷钢索24以使安装座3和照明灯6升高，提高照明范围。

作为本发明的一种实施例，所述螺纹副传动组包括转动设置在所述杆体1内并与所述亮度调节电机14的输出端连接的丝杠15、与所述丝杠15适配的螺纹配合件16、固定在所述螺纹配合件16一侧的滑动件17、以及固定在所述杆体1内的滑杆19；所述滑杆19同所述滑动件17滑动配合，且所述供电调节组件与所述旋转驱动组均连接所述滑动件17。

在本发明实施例中，在亮度调节电机14工作时带动丝杠15转动（包括正转或反转），从而带动螺纹配合件16和滑动件17顺着滑杆19滑动，在滑动件17滑动的过程中，一方面供电调节组件对通过照明灯6的电流调节，另一方面滑动件17带动旋转驱动组工作，调节照明灯6的高度。

作为本发明的一种实施例，所述旋转驱动组包括固定在所述滑动件17上的齿板18、转动安装在所述杆体1内壁并与所述齿板18啮合的齿轮20、以及与所述齿轮20同轴固定安装的传动盘21；所述传动盘21通过一号传动件22与所述绕盘23连接，在所述杆体1内转动安装有对所述一号传动件22改向的第二滑轮28。

在本发明实施例中，在滑动件17顺着滑杆19滑动时带动齿板18跟随移动，从而带动齿轮20和传动盘21转动，最终利用一号传动件22带动绕盘23转动，设置第二滑轮28的目的在于为了防止一号传动件22与滑杆19及滑动件17干涉。

此外，由于螺纹副传动具有自锁功能，因此，即使在亮度调节电机14停止工作后，也不会由于安装座3和灯架4以及照明灯6的重力而带动滑动件17下滑，安全性更高。

作为本发明的一种实施例，所述供电调节组件包括安装在所述杆体1内壁上的电流调节器26和滑动设置在所述电流调节器26上用于对通过照明灯6的电流调节的滑动调速块，所述滑动调速块同所述滑动件17之间通过拨杆25连接。

拨杆25固定在滑动件17上并与滑动调速块嵌合。

在本发明实施例中，在滑动件17动作时通过滑动调速块在电流调节器26上滑动对通过照明灯6的电流调节，配合亮度调节电机14共同对照明强度作适应性改变。

作为本发明的一种实施例，所述语音设备9包括固定在所述杆体1与所述充电桩2之间的外壳和转动设置在所述外壳内的扬声器32，所述充电桩2内部上方安装有环向电机30，所述环向电机30的输出端连接有转轴31；所述扬声器32同所述转轴31固定。

从附图中可知，壳体的外壁上开设有多个供声源穿出的通孔，在环向电机30工作时带动扬声器32转动，从而使得扬声器32播放的语音信息可向四周传播，克服现有技术中扬声器只可对某一特定角度播放的缺陷。

作为本发明的一种实施例，所述球型摄像装置7包括固定在所述支撑件12下方的碗状的顶壳和通过摇轴38转动安装在所述顶壳上的摄像机，所述摇轴38穿过所述支撑件12的底部并与之转动连接；在所述杆体1内设置有用于连接所述转轴31与所述摇轴38的摇头结构，所述转轴31单向转动可通过所述摇头结构带动所述摇轴38来回转动。

利用转轴31转动带动扬声器32持续转动，向四面八方播放语音信息，接听方向不受扬声器32的安装位置限制，同时借助摇头结构带动摇轴38和摄像机来回转动，扩大监控范围。

作为本发明的一种实施例，所述摇头结构包括固定在所述转轴31顶部的偏心件33、固定在所述偏心件33边缘的套柱34、转动设置在所述杆体1内的从动轴36、固定在所述从动轴36一侧用于同所述套柱34配合的摆动件35；所述摆动件35上开设有同所述套柱34滑动卡合的长条状滑槽，所述从动轴36通过二号传动件37与所述摇轴38连接。

在本发明实施例中，在转轴31转动时带动偏心件33和其上的套柱34作圆周运动，圆周运动的套柱34与长条状滑槽配合带动摆动件35和从动轴36来回摆动，从动轴36最终利用二号传动件37驱动摇轴38来回转动，以使摄像机来回摆动，使摄像机直线扫略监控。

本发明技术方案中，以环境传感器5作为传感设备，负责监控城市环境状况，包括噪声、温度、湿度、亮度、空气污染程度（例如PM2.5）；以球型摄像装置7作为视频监控器，负责安防监控和车辆监控；其中，球型摄像装置7内置RFID芯片，对特殊人群及社区安防监控，同时还可对井盖等市政设施监控；以语音设备9作为紧急广播，监控中心可通过语音设备9对外场主动广播；以微基站和WiFi热点作为通讯服务工具；以充电桩2为新能源交通工具蓄能，包括电动自行车和电动汽车；以电子屏幕8作为信息发布媒介，包括图文广告播放、时政新闻播放、以及信息发布等；另外，照明灯6采用蜂窝式散热技术，基于亮度均匀的配光，可采用智能单灯或集中控制器控制的形式，具有多种模块化设计灯头可选。

本发明再由路灯所组成的公共基础设施网络平台上，借助无线通信或4G网络等现代信息技术和传感器技术，组建信息感知和传输网，以I-STACK智慧城市操作系统为管理后台，实现大数据交互环境下的智能照明、智能安防、无线城市、信息发布等智慧城市管理核心功能，为智慧城市提供增值服务。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯，包括空心的杆体（1），其特征在于，还包括：固定于所述杆体（1）下部的充电桩（2）和滑动安装在所述杆体（1）外壁上的安装座（3），所述安装座（3）与安装在所述杆体（1）上的亮度调节机构连接，所述安装座（3）上固定有顶杆，所述顶杆上通过可拆卸的灯架（4）安装有照明灯（6）；所述亮度调节机构包括连接所述安装座（3）的升降组件和电性连接所述照明灯（6）与电源的供电调节组件，其中，所述升降组件包括转动设置在所述杆体（1）内部的绕盘（23）和用于连接所述绕盘（23）与所述安装座（3）的钢索（24），所述钢索（24）与所述安装座（3）连接；还包括安装在所述杆体（1）内的亮度调节电机（14）和用于连接所述亮度调节电机（14）与所述绕盘（23）并具有自锁功能的直线转动结构；所述直线转动结构包括安装在所述杆体（1）内壁上并连接所述亮度调节电机（14）的螺纹副传动组和连接所述螺纹副传动组与所述绕盘（23）的旋转驱动组；所述亮度调节电机（14）可通过所述直线转动结构驱动所述绕盘（23）正向转动或反向转动；所述照明灯（6）还连接有检测元件，所述检测元件与所述亮度调节电机（14）建立通讯；所述螺纹副传动组包括转动设置在所述杆体（1）内并与所述亮度调节电机（14）的输出端连接的丝杠（15）、与所述丝杠（15）适配的螺纹配合件（16）、固定在所述螺纹配合件（16）一侧的滑动件（17）、以及固定在所述杆体（1）内的滑杆（19）；所述滑杆（19）同所述滑动件（17）滑动配合，且所述供电调节组件与所述旋转驱动组均连接所述滑动件（17）；在亮度调节电机（14）工作时带动丝杠（15）转动，从而带动螺纹配合件（16）和滑动件（17）顺着滑杆（19）滑动，在滑动件（17）滑动的过程中，一方面供电调节组件对通过照明灯（6）的电流调节，另一方面滑动件（17）带动旋转驱动组工作，调节照明灯（6）的高度；所述旋转驱动组包括固定在所述滑动件（17）上的齿板（18）、转动安装在所述杆体（1）内壁并与所述齿板（18）啮合的齿轮（20）、以及与所述齿轮（20）同轴固定安装的传动盘（21）；所述传动盘（21）通过一号传动件（22）与所述绕盘（23）连接，在所述杆体（1）内转动安装有对所述一号传动件（22）改向的第二滑轮（28）；所述供电调节组件包括安装在所述杆体（1）内壁上的电流调节器（26）和滑动设置在所述电流调节器（26）上用于对通过照明灯（6）的电流调节的滑动调速块，所述滑动调速块同所述滑动件（17）连接；在滑动件（17）动作时通过滑动调速块在电流调节器（26）上滑动对通过照明灯（6）的电流调节，配合亮度调节电机（14）共同对照明强度作适应性改变；在滑动件（17）顺着滑杆（19）滑动时带动齿板（18）跟随移动，从而带动齿轮（20）和传动盘（21）转动，最终利用一号传动件（22）带动绕盘（23）转动；所述第二滑轮（28）用于防止一号传动件（22）与滑杆（19）及滑动件（17）干涉。

2.根据权利要求1所述的基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯，其特征在于，所述基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯还包括智能组件，所述智能组件包括安装在所述杆体（1）侧壁用于通过视觉发布信息的电子屏幕（8）、设置在所述杆体（1）与所述充电桩（2）之间用于通过语音向外广播的语音设备（9）、以及通过支撑件（12）安装在所述杆体（1）上用于对环境监控的球型摄像装置（7）。

3.根据权利要求2所述的基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯，其特征在于，所述语音设备（9）包括固定在所述杆体（1）与所述充电桩（2）之间的外壳和转动设置在所述外壳内的扬声器（32），所述充电桩（2）内部上方安装有环向电机（30），所述环向电机（30）的输出端连接有转轴（31）；所述扬声器（32）同所述转轴（31）固定。

4.根据权利要求3所述的基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯，其特征在于，所述球型摄像装置（7）包括固定在所述支撑件（12）下方的碗状的顶壳和通过摇轴（38）转动安装在所述顶壳上的摄像机，所述摇轴（38）穿过所述支撑件（12）的底部并与之转动连接；在所述杆体（1）内设置有用于连接所述转轴（31）与所述摇轴（38）的摇头结构，所述转轴（31）单向转动可通过所述摇头结构带动所述摇轴（38）来回转动。

5.根据权利要求4所述的基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯，其特征在于，所述摇头结构包括固定在所述转轴（31）顶部的偏心件（33）、固定在所述偏心件（33）边缘的套柱（34）、转动设置在所述杆体（1）内的从动轴（36）、固定在所述从动轴（36）一侧用于同所述套柱（34）配合的摆动件（35）；所述摆动件（35）上开设有同所述套柱（34）滑动卡合的长条状滑槽，所述从动轴（36）通过二号传动件（37）与所述摇轴（38）连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯，其特征在于，所述充电桩（2）上通过导线连接有充电枪（29），且在所述充电桩（2）上还设置有用于控制所述充电枪（29）通断电的操作面板（13），在所述杆体（1）上设置有内陷的导槽（10），所述安装座（3）的内壁上设置有外凸用于同所述导槽（10）滑动配合的卡块。

7.根据权利要求2所述的基于物联网和云平台的多杆合一LED智慧路灯，其特征在于，所述检测元件包括安装在所述语音设备（9）上并同所述照明灯（6）配合用于检测光线强度的光敏开关（11），所述光敏开关（11）同所述亮度调节电机（14）通过导线连接。

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