CN114963087B - 一种路灯控制方法和智慧路灯设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种路灯控制方法和智慧路灯设备，所述控制方法和设备通过采用超声波水位测量器进行水位探测，测量准确性高，不同的水位情况处理方式不同，且结合压力传感器，在低水位允许通行的前提下，保证夜间通行的可视度、从而提高通行者的安全性、并大大减少了电力资源的浪费。

Description

一种路灯控制方法和智慧路灯设备
技术领域
本发明涉及一种路灯控制方法和智慧路灯设备，属于智能控制技术领域。
背景技术
目前国内照明系统普遍用的还是传统路灯，在固定时间开关，会导致巨大的电力需求和总发电量的20％到40％的浪费。虽然单个照明设备消耗的能量更少，但全国照明设备以其巨大的数量和长时间的运行造成了巨大的能源浪费，并且在有些偏远路段，例如部分远郊的涉水公路或其他靠近水源的公路、部分居住人口较少的沿田乡镇小路，这些偏远低地势、易积水的路段一般降雨就容易积水，夜晚时，若行人、车辆对路况没有清晰的把握，不知道水位的深浅，则存在较大的安全隐患，但与此同时这些道路车辆和行人较少，若在夜晚长时间无车辆和行人经过的情况下始终保持高亮度的路灯照明，造成能源浪费。
公开号为CN204962553 U的专利申请，提供了一种自调节亮度的太阳能路灯，利用压力传感器接受车辆经过的信号，从而控制路灯的亮度，有效的节省电力资源和使用成本，延长了路灯的使用寿命，但是此方案并未综合考虑路面是否存在积水的情况，对车辆和行人也无任何安全提示作用。
发明内容
鉴于上述背景技术中提到的问题，出于节能和安全的双重考虑，通过路灯控制系统的设计，实现在低位积水情况下采用高亮度的应急情况照明，并根据车辆和行人情况实现应急照明节能性调控，且在高位积水的情况下及时进行安全警示并提示禁止通信，提供了一种路灯控制方法和智慧路灯设备，减少偏远地区夜间电力资源的浪费，并减少安全隐患。
本发明解决技术问题采用了下述技术方案：
本发明实施例提供了一种路灯控制方法，以综合考虑路面积水情况实现对路灯开关状态的合理控制，如图2所示，该方法包括：
根据设定条件启动超声探测器检测当前路面距离探测器的相对距离h；
确定所述相对距离h是否达到预设的应急距离界限范围和警示距离界限范围，所述应急距离界限范围为H1～H0、所述警示距离界限范围为H2～H1；
如果所述相对距离h小于所述预设的应急距离阈值H1且大于警示距离阈值H2，则通过压力传感器获取所述路灯所在路口的压强值；
如果所述压强值p达到预设的压强阈值P，则应急灯打开或调节照明灯的亮度为高亮度，应急灯延时关闭或照明灯高亮度保持一定时间恢复初始亮度后，继续进入初始探测循环；如果所述压强值p未达到压强阈值P，则直接重新进行探测循环；
如果所述相对距离h小于警示距离界限H2，则启动无线报警模块，由于水位一旦上涨，下降过程是缓慢的，出于安全考虑，一旦水位达到警示高度即相对距离h小于警示距离界限H2，无线报警程序可通过路口警示提醒或其他处理方式禁止进入积水路段，并停止探测循环过程；在一个实施方式中，根据设定条件启动超声探测器，所述设定条件可以是根据人为经验设定具体的启动时间例如每天晚上的6点，根据不同时令进行启动时间的调整，适用于靠近水源的高风险路段；也可采用光敏传感器获取自然光的强度，根据自然光的强度确定是否启动探测循化，所述光敏传感器安装于灯罩上方，并在传感器四周安装遮光材料，以确保光敏传感器的感受光源来自于自然光，这种通过光敏传感器控制循环的方式有利于通过传感器感受到的光照强度阈值调整，更加灵活的调控启动时间，且可以更好的适应不同天气条件，例如在阴雨天气，能够实现超声探测的自启动，提高阴雨天气条件下路灯应急和警示控制，尤其适用于多雨地区的低地势路段。
本发明实施例还提供了一种智慧路灯设备，以根据积水情况、有无行人车辆的情况实现路灯照明状态的合理控制，该装置包括：
第一检测模块，用于通过超声传感器检测当前路面距离探测器的相对距离h；
第二检测模块，用于通过压力传感器检测路口压强；
第一确定模块，用于确定所述相对距离h是否达到预设的应急距离界限范围和警示距离界限范围，所述应急距离界限范围为H1～H0、所述警示距离界限范围为H2～H1；
第二确定模块，用于确定所述压强值是否达到压强阈值；
获取模块，如果所述相对距离h小于所述预设的应急距离阈值H1且大于警示距离阈值H2，则通过压力传感器获取所述路灯所在路口的压强值；
第一控制模块，用于在所述压强值p达到预设的压强阈值P时控制应急灯打开或调节照明灯的亮度为高亮度；
第二控制模块，用于在所述相对距离h小于警示距离界限H2，则启动无线报警模块。
有益效果
通过采用超声波水位测量器进行水位探测，测量准确性高，不同的水位情况处理方式不同，且结合压力传感器，在低水位允许通行的前提下，保证夜间通行的可视度、从而提高通行者的安全性、并大大减少了电力资源的浪费。
附图说明
图1为本发明实施例1所述智慧路灯的结构示意图；
图2为本发明所述路灯控制方法的总流程图；
图3为本发明所述路灯控制方法中水位监测的不同水位阈值示意图；
图4为本发明实施例1的一种智慧路灯的应急灯电路图；
图5为本发明实施例2的一种智慧路灯的光强调节电路图。
1-灯杆；2-底座；3-LED灯；4-应急灯；5-灯罩；6-超声波探测器；7-光敏传感器；8-压力传感器；9-无线报警器；10-主控装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示为本发明实施例提供的一种智慧路灯设备的结构图，设置于道路口，包括：灯杆1、底座2、LED灯3、应急灯4、灯罩5、超声波探测器6、光敏传感器7、压力传感器8、无线报警器9、主控装置10，所述灯杆1底部安装于底座2上，灯杆1、底座2防水防尘标准为IP54，所述灯罩5尾部安装在灯杆1顶部，所述LED灯3安装在灯罩5前部，LED灯3照度为80LUX，并由光敏传感器7控制开关，所述应急灯4安装在灯罩5尾部，LED灯3、应急灯4防水防尘标准为IP65，所述超声波探测器6安装在灯杆1侧部正对于底座2并与主控装置10相连，超声波探测器6发出超声波探测路面水位信息，水位阈值为30cm，光敏传感器7安装于灯罩5上方并与主控装置10相连，并在传感器四周安装遮光材料，压力传感器8安装于底座2前的路面并与主控装置10相连，压力传感器8阈值为10000pa，无线报警器9安装在灯杆1侧部并于主控装置10相连，主控装置10安装在灯杆1内部。
本发明实施例提供一种路灯控制方法，具体的，光敏传感器7根据外界天空亮度，开启LED灯3，根据超声波探测器6探测的距离，当H处于H2～H0时，通过压力传感器8获取当前路面压强值，所测压强低于所设阈值10000pa，则继续进入循环探测，若所测压强大于所设压强阈值10000pa，则打开应急灯4，并通过延迟开关保持10s后熄灭。当H小于警示距离界限H2，则启动无线报警器9，无线报警程序可通过路口警示提醒或其他处理方式禁止进入积水路段，并停止探测循环过程。
如图3所示，超声波探测器6向底座发射超声波，在发射后即刻开始计时，超声波在空气中传播，在接触到路面或水面后返回由探测器接收停止计时，根据超声波测距公式H＝C*T，式中H为当前路面距传感器的相对距离，C为超声波在空气中传播的速度，T为发射到接收时间数值的一半，根据当前路面距传感器的相对距离H可分为高积水位线H2，低积水位线H1，路面水平线H0，应急距离界限范围为H1～H0、警示距离界限范围为H2～H1。
如图4所示，为本发明实施例1提供的上述路灯设备的电路设置原理图，当无车经过时，电阻R很小，2，6脚为高电平，3脚为低电平，继电器J不工作，当有车经过时，电阻R变大，2，6脚为低电平，3脚输出高电平使继电器J工作，其接触点闭合，使得应急灯3点亮，当车离开后，电压通过R1向C1充电，充电时没有电流流过R2，三极管处于截止状态，另一方面，该电压经过R3，R4向SCR可控硅提供电压，使SCR处于导通状态，使应急灯发亮，当电容C被充足电后，使三极管V由截止转为导通状态，将可控硅SCR关断，应急灯也就熄灭了。
实施例2
实施例2提供的智慧路灯设备结构与实施例1的不同之处在于，本实施例未单独设置应急灯，在有通行者的情况下，通过调节照明LED的亮度来实现实施例1中的应急照明作用以替代应急灯的补充照明；LED灯3照度在光敏传感器7控制开之后，再由压力传感器8控制，其可调节范围为24LUX、80LUX。
本发明实施例2提供一种路灯控制方法，具体的，光传感器根据外界天空亮度，开启LED灯3，根据超声波探测器6探测的距离，当H处于H2～H0时，通过压力传感器8获取当前路面压强值，所测压强低于所设阈值10000pa，则继续进行循环探测，若所测压强大于所设压强阈值10000pa，则调节灯照度为80LUX，并通过延迟开关保持10s后变为24LUX。当H小于警示距离界限H2，则启动无线报警器9，无线报警程序可通过路口警示提醒或其他处理方式禁止进入积水路段，并停止探测循环过程；
具体的其控制电路设计如图5，当无车经过时，电阻R很小，“+”输入端电压小于“-”输入端电压，输出为低电平，灯低亮度常亮，当有车经过时，电阻R变大，“+”输入端电压大于“-”输入端电压，输出为高电平，灯亮度变高，当车离开后，电压通过R1向C1充电，充电时没有电流流过R2，三极管处于截止状态。

Claims (7)

1.一种路灯控制方法，其特征在于，所述方法包括：
根据设定条件启动超声探测器检测当前路面距离探测器的相对距离h；
确定所述相对距离h是否达到预设的应急距离界限范围和警示距离界限范围，根据当前路面距探测器的相对距离，可分为高积水位线H2，低积水位线H1，路面水平线H0，所述应急距离界限范围为H1～H0、所述警示距离界限范围为H2～H1；
如果所述相对距离h小于所述预设的应急距离阈值H1且大于警示距离阈值H2，则通过压力传感器获取所述路灯所在路口的压强值；
如果所述压强值p达到预设的压强阈值P，则应急灯打开或调节照明灯的亮度为高亮度，应急灯延时关闭或照明灯高亮度保持一定时间恢复初始亮度后，继续进入初始探测循环；如果所述压强值p未达到压强阈值P，则直接重新进行探测循环；
如果所述相对距离h小于警示距离阈值H2，则启动无线报警模块，并停止探测循环过程。
2.根据权利要求1所述的一种路灯控制方法，其特征在于，所述相对距离h小于警示距离阈值H2，启动无线报警模块的步骤包括：通过路口警示提醒或禁止进入积水路段。
3.根据权利要求1所述的一种路灯控制方法，其特征在于，所述根据设定条件启动超声探测器中的所述设定条件包括：根据人为经验设定具体的启动时间，启动时间为每天晚上的6点。
4.根据权利要求3所述的一种路灯控制方法，其特征在于，所述根据人为经验设定具体的启动时间为根据不同季节进行启动时间的调整。
5.根据权利要求1所述的一种路灯控制方法，其特征在于，所述根据设定条件启动超声探测器中的所述设定条件包括：采用光敏传感器获取自然光的强度，根据自然光的强度确定是否启动探测循环，所述光敏传感器安装于灯罩上方。
6.根据权利要求5所述的一种路灯控制方法，其特征在于，所述光敏传感器四周安装遮光材料。
7.一种智慧路灯设备，其特征在于，所述设备包括：
第一检测模块，用于通过超声探测器检测当前路面距离探测器的相对距离h；
第二检测模块，用于通过压力传感器检测路口压强值；
第一确定模块，用于确定所述相对距离h是否达到预设的应急距离界限范围和警示距离界限范围，根据当前路面距探测器的相对距离，可分为高积水位线H2，低积水位线H1，路面水平线H0，所述应急距离界限范围为H1～H0、所述警示距离界限范围为H2～H1；
第二确定模块，用于确定所述压强值是否达到压强阈值；
获取模块，如果所述相对距离h小于所述预设的应急距离阈值H1且大于警示距离阈值H2，则通过压力传感器获取所述路灯所在路口的压强值；
第一控制模块，用于在所述压强值p达到预设的压强阈值P时控制应急灯打开或调节照明灯的亮度为高亮度；
第二控制模块，用于在所述相对距离h小于警示距离阈值H2时，启动无线报警模块。
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