CN115175417A - 一种加能站智能节能灯光控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加能站智能节能灯光控制系统，分控单元通过所述其内部通信模块与布置于单站和/或云端的主控单元连接，所述分控单元包括传感器模块、信息采集模块、节能管理模块、驱动模块和通信模块；所述信息采集模块从传感器模块采集信息，并向节能管理模块发送，所述节能管理模块向驱动模块发送控制指令，所述驱动模块根据控制指令向照明显示单元输出功率信号，所述节能管理模块通过通信模块与主控单元进行数据交互。通过设置温度、光照度、电能、车流、火灾报警、图像等多种类型传感器组合，为节能管理模块提供灯源亮灭、亮度等控制决策信息，可以实现对加能站品牌柱、指示灯箱、檐口灯、站棚灯等灯源的智能节能控制。

Description

一种加能站智能节能灯光控制系统

技术领域

本发明涉及加能站灯光控制技术领域，具体涉及一种加能站智能节能灯光控制系统。

背景技术

加油、加气(液化气或天然气)、加氢、充电等加能站一般均需要24小时提供服务，夜间加油服务时需保证足够的光照度，无车辆加油时，加油标识能够维持足够的显示度，特别是远距离的显示度。同时考虑到节能需求，一般加能站采用光度控制模式，对其主要光源进行亮暗控制。

另外从商业宣传的角度，加能站是来往车流、人流较为集中的场所，是商业宣传的重要资源。一般加能站都会利用品牌柱等资源开展宣传服务，其夜间宣传灯光标识也是很重要的光源和能耗来源。当前普遍存在夜间无人、无车时，宣传灯源依然工作于高电耗状态的现象。

目前，加能站的品牌柱、加注机上方的指示灯箱、站棚灯、加能站檐口的灯光控制主要采用的是固定式控制，一般只有亮灭状态，传递信息单一，智能化程度低，虽然也有个别主要光源采用光度控制，但依然存在如下问题：

1、部分灯源工作于密闭环境、发热量大，连续高功率工作，对寿命影响大，且存在安全隐患；

2、夜间无加油服务时，灯光控制缺少适应性，节能效果不够理想；

3、对于灯源用电异常、火灾报警等情形缺少有效应对措施。

总之，现有加能站众多灯源缺少统一的智能化协调控制和一体化安全设计，节能效果尚不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明基于，提出了一种加能站智能节能灯光控制系统，能有效解决上述现有技术问题。

本发明设计的一种加能站智能节能灯光控制系统，其特征在于，至少包括一个灯源分控单元，布置于灯源附近，通过所述分控单元内部通信模块与布置于单站和/或云端的主控单元连接，所述分控单元包括传感器模块、信息采集模块、节能管理模块、驱动模块和通信模块至少各一个；所述信息采集模块从传感器模块采集信息，并向节能管理模块发送，所述节能管理模块根据控制策略向驱动模块发送控制指令，所述驱动模块根据控制指令向照明显示单元输出功率信号，所述照明显示单元至少包括一个灯源，所述节能管理模块通过通信模块与主控单元进行数据交互，所述数据交互信息包括品牌柱、灯箱、LED条幅灯等显示内容的更新信息，以及各灯源状态信息；一个主控单元可同时管理若干套分控单元和若干套照明显示单元；

所述传感器模块包括温度传感器模块、光照度传感器模块、电能传感器模块、车流传感器模块、火灾报警传感器模块、图像传感器模块中的任意一种或多种组合；所述电能传感器一般采集电流、电压、功率、频率等信息中的任意一种或多种。

进一步的，所述节能管理模块包括阈值控制模块、亮暗控制模块、异常控制模块、综合控制模块中的任意一种或多种组合，节能管理模块一般以CPU为主按既定程序运行；所述通信模块包括物联网数据通信模块，包括有线和/或无线通信方式，有线通信方式包括但不限于RS232、RS422、RS485、CAN总线、以太网、电力线载波等，无线通信方式包括但不限于WIFI、蓝牙、ZIGBEE、LORA、NB-IOT、4G、5G等，通信协议采用物联网或互联网成熟协议，应该用层可采用自定义协议。

进一步的，所述主控单元包括显示模块，用于收集显示各加能站的各照明显示单元工作状态、各传感器信息和工作状态，包括安装有主控程序的台式计算机、工作站或服务器等。

进一步的，所述照明显示单元也称为灯源，包括第一类照明显示模块、第二类照明显示模块、第三类照明显示模块、第四类照明显示模块中的任意一种或多种组合；

所述第一类照明显示模块包括正常照明灯源，如站棚灯等；所述第二类照明显示模块包括指示灯源，如檐口灯、加能站入口品牌柱灯或入口LED条幅灯等；所述第三类照明显示模块包括宣传灯源，如加能站内部品牌柱灯源、加注机灯箱灯源、内部LED条幅灯等，第二、三类灯源一般工作于灯箱等密闭环境，发热量较大、不易散热；由于宣传灯源可兼做指示灯源，具体哪一个宣传灯源作为指示灯源由现场确定，作为指示灯源后，其控制策略应按照指示灯源的控制策略进行；所述第四类照明显示模块包括应急照明灯源，一般仅在局部有限区域部署，如布置于站房内和/或应急通道指引处。对照明显示单元进行分类，主要是为了控制策略的分类，硬件传感及驱动控制一般依然是每个灯源独立进行，照明灯源也可以分组控制，此时可将该组灯源看做一个灯源。

进一步的，所述第一类照明显示模块串联或感应式安装电能传感器模块，附近按规范布置光照度传感器模块；所述第二、三类照明显示模块附近布置温度传感器模块、电能传感器模块等；所述第四类照明显示模块一般无需布置传感器模块。

加能站入口按规范布置光照度传感器模块、车流传感器模块和图像传感器模块等；加能站内部按规范布置光照度传感器模块、火灾报警传感器模块和图像传感器模块等。每个灯源或每个灯箱、品牌柱每类传感器一般布置一个，也可布置2个以上同类传感器，主要用于备份或更准确的监测。

一般一个灯源对应一个分控单元，该分控单元根据该灯源的类别设置传感器类型和数量，也可以一个分控单元对应多个灯源。

进一步的，所述光照度传感器模块信息用于阈值控制模块直接进行灯源的亮灭控制；所述温度传感器模块、光照度传感器模块、电能传感器模块、车流传感器模块中的任意一种或多种信息用于亮暗控制模块对灯源的亮度进行控制；所述温度传感器模块、火灾报警传感器模块中的任意一种或多种信息用于异常控制模块的市电切断控制，同时控制启动第四类照明显示模块的应急照明灯源；所述图像传感器模块用于车辆和人员运动识别，或与车流传感器模块联合的车辆和人员运动识别，并将运动信息传输至亮暗控制模块控制灯源亮度；所述综合控制模块联合各传感器信息，除进行灯源的亮暗、亮灭、异常控制外，还对第二、三类照明显示模块的显示内容进行编辑或选择控制，一般编辑功能在主控单元完成，本地编辑需要有编辑设备进行配合，所述选择控制包括选择外部接口输入的图形和/或文字，如外接电脑输入、U盘输入等。

进一步的，为确保加能站安全，所述控制系统硬件采用防爆装置，包括防爆开关、防爆接插件、防爆继电器等，特别是功率驱动模块输出的防爆问题是重点关注对象。

进一步的，所述主控单元包括故障诊断模块和/或远程显示编辑模块，所述驱动模块将驱动输出信号通过通信模块传输至主控单元，用于对照明显示单元的故障诊断，主要是根据驱动模块的输出和光照度传感器所采集到的光照度信息是否在合理的范围内判断灯源工作是否正常，是否需要维护或更换，该设计可提前对灯源或分控单元故障进行预判，可有效避免事实发生断路、短路或灯丝烧毁等现象引起的加能站安全隐患；所述远程显示编辑模块用于编辑远程加能站第二、三类照明显示模块的显示内容和/或选择外部输入的文字与图片等，通过通信模块进行传输；通过图像传感器的车牌信息可获取客户的特性信息，针对不同的客户，综合控制模块或远程显示编辑模块可以选择与用户匹配或用户关注的宣传信息在第二、三类照明显示模块上显示，客户可获得更好的加能体验。

进一步的，所述分控单元包括n个驱动模块，记现场需控制的灯源数量为n，每个驱动模块驱动一个灯源，由统一的节能管理模块进行控制管理。

本发明的优点和有益效果在于：采用集中控制模式，对加能站的品牌柱、指示灯箱、檐口灯、站棚灯进行场景化、智能化管理。针对不同的需求自动调节品牌柱、指示灯箱、檐口灯、站棚灯的信息展示以及灯光的色温、颜色、亮度。采用温度、光照度、电能、车流、火灾报警、图像等传感器，通过有线或无线传输方式与主控单元通讯，动态更新控制参数和显示信息。本发明克服现有加能站品牌柱、指示灯箱、檐口灯、站棚灯控制系统智能化程度较低、节能效果不理想等不足，提供了一种加能站智能信息显示及灯光控制方法，同时可对灯源故障进行预判或诊断。

附图说明

图1是分控单元与灯源一一对应的一种加能站智能节能灯光控制系统框图。

图2是一个分控单元可以控制多个灯源的一种加能站智能节能灯光控制系统框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：一种加能站智能节能灯光控制系统

如图1所示，一种加能站智能节能灯光控制系统，至少包括一个灯源分控单元，所述分控单元布置于灯源附近，本实施例布置于加能站灯箱、品牌柱内或站棚灯、檐口灯的灯座一侧，所述分控单元通过其内部通信模块与布置于单站和/或云端的主控单元连接，所述分控单元包括传感器模块、信息采集模块、节能管理模块、驱动模块和通信模块至少各一个；所述信息采集模块从传感器模块采集信息，并向节能管理模块发送，所述节能管理模块根据控制策略向驱动模块发送控制指令，所述驱动模块根据控制指令向照明显示单元输出功率信号，所述照明显示单元至少包括一个灯源，本实施例记现场有n个需控制的灯源，所述驱动模块为PWM功率放大器，通过控制输出电流的大小控制灯源的亮度，输出为0，即关闭灯源，所述节能管理模块通过通信模块与主控单元进行数据交互，所述数据交互信息包括品牌柱、灯箱、LED条幅灯等显示内容的更新信息，以及各灯源状态信息和各传感器采集的信息；

所述传感器模块包括温度传感器模块、光照度传感器模块、电能传感器模块、车流传感器模块、火灾报警传感器模块、图像传感器模块中的任意一种或多种组合；所述电能传感器一般采集电流、电压、功率、频率等信息中的任意一种或多种。本实施例部署了以上所有传感器，且电能传感器采集电流信息；所述车流传感器模块为购置的专用车流检测装置，主要是利用图像传感器提取车辆运动特征，根据运动趋势判断车辆是否进加能站，并对一定时段内的车流量信息进行统计。

优选的，所述节能管理模块包括阈值控制模块、亮暗控制模块、异常控制模块、综合控制模块(也称为子模块)中的任意一种或多种组合，节能管理模块一般以CPU为主控制器按既定程序运行，本实施例包括了所有子模块；所述通信模块包括物联网数据通信模块，包括有线和/或无线通信方式，有线通信方式包括但不限于RS232、RS422、RS485、CAN总线、以太网、电力线载波等，无线通信方式包括但不限于WIFI、蓝牙、ZIGBEE、LORA、NB-IOT、4G、5G等，通信协议采用物联网或互联网成熟协议，应该用层可采用自定义协议。

本实施例节能管理模块主控制器(事实上也是分控单元的主控制器)采用基于ARM的32位嵌入式处理器，分控单元内部通信采用板级高速串行或并行总线通讯方式，分控单元间通信采用低功耗蓝牙与电力线载波组合的方式，节能管理模块主控制器与主控单元通信采用有线组网通讯和无线组网通讯的方式。

优选的，所述主控单元包括显示模块，用于收集显示各加能站的各照明显示单元工作状态、各传感器信息和工作状态，包括安装有主控程序的台式计算机、工作站或服务器等。显示功能是主控单元的基本功能。

优选的，所述照明显示单元也称为灯源，包括第一类照明显示模块、第二类照明显示模块、第三类照明显示模块、第四类照明显示模块中的任意一种或多种组合。

所述第一类照明显示模块包括正常照明灯源，本实施例将站棚灯归为第一类照明显示模块；所述第二类照明显示模块包括指示灯源，本实施例将檐口灯、加能站入口品牌柱灯和入口LED条幅灯归为第二类照明显示模块；所述第三类照明显示模块包括宣传灯源，本实施例将加能站内部品牌柱灯源、加注机灯箱灯源、内部LED条幅灯归为第三类照明显示模块。第二、三类灯源一般工作于灯箱等密闭环境，发热量较大、不易散热；由于宣传灯源可兼做指示灯源，具体哪一个宣传灯源作为指示灯源一般由现场确定，作为指示灯源后，其控制策略应按照指示灯源的控制策略进行；所述第四类照明显示模块包括应急照明灯源，应急照明灯源一般仅在局部有限区域部署，如布置于站房内和/或应急通道指引处。对照明显示单元进行分类，主要是为了控制策略的分类，硬件传感及驱动控制一般依然是每个灯源独立进行，照明灯源也可以分组控制，此时可将该组灯源看做一个灯源。

优选的，关于传感器部署，所述第一类照明显示模块串联或感应式安装电能传感器模块，附近按规范布置光照度传感器模块；所述第二、三类照明显示模块附近布置温度传感器模块、电能传感器模块等；所述第四类照明显示模块一般无需布置传感器模块。

加能站入口按规范布置光照度传感器模块、车流传感器模块和图像传感器模块等；加能站内部按规范布置光照度传感器模块、火灾报警传感器模块和图像传感器模块等。每个灯源或每个灯箱、品牌柱每类传感器一般布置一个，也可布置2个以上同类传感器，主要用于备份或更准确的监测，如可通过3判2实现更可靠的判断。

一般一个灯源对应一个分控单元，该分控单元根据该灯源的类别设置传感器类型和数量，也可以一个分控单元对应多个灯源。本实施例采用一个灯源一个分控单元的配置，累计有n个分控单元，所有分控单元分别连通主控单元。

优选的，关于节能管理模块各子模块(阈值控制模块、亮暗控制模块、异常控制模块、综合控制模块等)与各传感器的关系问题，所述光照度传感器模块信息用于阈值控制模块直接进行灯源的亮灭控制；所述温度传感器模块、光照度传感器模块、电能传感器模块、车流传感器模块中的任意一种或多种信息用于亮暗控制模块对灯源的亮度进行控制；所述温度传感器模块、火灾报警传感器模块中的任意一种或多种信息用于异常控制模块的市电切断控制，同时控制启动第四类照明显示模块的应急照明灯源，所述异常控制模块主要对监测值是否超过预定阈值，并发出相关控制指令驱动开关电路动作，与阈值控制模块部分功能类似，异常控制模块主要针对异常现象，阈值控制模块为正常控制策略，事实上以上两模块可以合二为一，本实施例采用分别定义的方式；所述图像传感器模块用于车辆和人员运动识别，或与车流传感器模块联合的车辆和人员运动识别，并将运动信息传输至亮暗控制模块控制灯源亮度；所述综合控制模块联合各传感器信息，除进行灯源的亮暗、亮灭、异常控制外，还对第二、三类照明显示模块的显示内容进行编辑或选择控制，一般编辑功能在主控单元完成，本地编辑需要有编辑设备进行配合，所述选择控制包括选择外部接口输入的图形和/或文字，如外接电脑输入、U盘输入等。

由于本实施例节能管理模块部署了阈值控制模块、亮暗控制模块、异常控制模块、综合控制模块等所有子模块，以及温度、光照度、电能、车流、火灾报警、图像等所有传感器，智能控制所需的信息以及控制策略均具备了软硬件基础，可以实现预期的加能站灯光智能节能控制。

所述照明显示单元还包括加热和/或散热装置，所述温度传感器与所述加热、散热装置协同工作，确保灯箱、品牌柱灯源工作于稳定的环境。其中加热装置一般在寒冷地区加能站可配置。

所述图像传感器还用于加能站的安全监视与监测，包括人员行动异常的监测。

优选的，为确保加能站安全，所述控制系统硬件采用防爆装置，包括防爆开关、防爆接插件、防爆继电器等，特别是功率驱动模块输出的防爆问题是重点关注对象。

实施例2：可远程故障诊断和显示编辑的一种加能站智能节能灯光控制系统

一种加能站智能节能灯光控制系统，与实施例1的主要差别在于所述主控单元还包括故障诊断模块和远程显示编辑模块，所述驱动模块将驱动输出信号通过通信模块传输至主控单元，用于对照明显示单元的故障诊断，主要是根据驱动模块的输出电流值和光照度传感器所采集到的光照度信息是否在合理的范围内判断灯源工作是否正常，是否需要维护或更换，该设计可提前对灯源或分控单元故障进行预判，可有效避免事实发生断路、短路或灯丝烧毁等现象引起的加能站安全隐患；所述远程显示编辑模块用于编辑远程加能站第二、三类照明显示模块的显示内容和/或选择外部输入的文字与图片等，通过通信模块进行传输；通过图像传感器的车牌信息可获取客户的特性信息，针对不同的客户，综合控制模块或远程显示编辑模块可以选择与用户匹配或用户关注的宣传信息在第二、三类照明显示模块上显示，客户可获得更好的加能体验。

对于本实施例，分控单元向主控单元传输的信息还包括驱动模块向灯源的输出信息量值(非电流功率本身)，主要用于灯源或分控单元的故障诊断。

实施例3：一个分控单元管理多个灯源

优选的，所述分控单元包括n个驱动模块，记现场需控制的灯源数量为n，每个驱动模块驱动一个灯源，由统一的节能管理模块进行控制管理。

如图2所示，一种加能站智能节能灯光控制系统，本实施例与实施例2的主要差别在于一个分控单元通过多个驱动模块控制多个灯源。

传感器模块的部署依然同实施例1，每个灯元附近根据其分类布置若干相应传感器。

实施例1、2和3，关于加能站智能信息显示及灯光控制系统主要控制策略，一般情况下，可选择如下：

1.采集光照度传感器数据：对光照度进行检测，设定线性调制规则，对加能站品牌柱、指示灯箱、檐口灯、站棚灯进行全局调节控制。

2.采集电能传感器数据：对电能数据进行监控，设定预警阈值，对加能站品牌柱、指示灯箱、檐口灯、站棚灯超限的部件进行预警或则应急切断，防范安全事故发生。

3.采集车流感应传感器数据：对车流传感器数据进行监控，设定微调规则，针对局部区域对加能站品牌柱、指示灯箱、檐口灯、站棚灯进行局部调节控制。

4.采集火灾报警器数据：对火灾报警器数据进行监控，如果有火灾发生实时加能站品牌柱、指示灯箱、檐口灯、站棚灯供电进行切断，并连通应急照明电源。

5.采集温度传感器数据：对关键灯源温度进行监测，设定保温散热系统启动的阈值，及时对加能站品牌柱、指示灯箱、檐口灯、站棚灯进行保温或散热，温度过高的还可设定灯源电流微调规则，保障设备正常运行。

6.采集2D/3D图形摄像头数据：对2D/3D图形摄像头数据进行采集和分析，精确识别车辆，针对加注车辆设定个性化信息展示内容，提高加注体验；通过2D/3D图形摄像头数据进行行为安全监测，及时切断加能站品牌柱、指示灯箱、檐口灯、站棚灯电源，降低恶性破坏事件的发生后果。

本发明的基本原理：通过综合部署并采集温度、光照度、电能、车流、火灾报警、图像等多类传感器信息，使智能控制系统具备对是否有车辆进站加能、各灯源工作是否正常、区域亮度是否足够、加能站是否火灾或有隐患、人员或车辆是否运动异常等现象进行判断的基础，通过一定的控制策略可实现对灯源的智能节能、安全控制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，包括对各单元、各模块的重新划分，在总体功能与本发明基本一致的情况下，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种加能站智能节能灯光控制系统，其特征在于，至少包括一个分控单元通过所述分控单元内部通信模块与布置于单站和/或云端的主控单元连接，所述分控单元包括传感器模块、信息采集模块、节能管理模块、驱动模块和通信模块至少各一个；所述信息采集模块从传感器模块采集信息，并向节能管理模块发送，所述节能管理模块向驱动模块发送控制指令，所述驱动模块根据控制指令向照明显示单元输出功率信号，所述照明显示单元至少包括一个灯源，所述节能管理模块通过通信模块与主控单元进行数据交互；

所述传感器模块包括温度传感器模块、光照度传感器模块、电能传感器模块、车流传感器模块、火灾报警传感器模块、图像传感器模块中的任意一种或多种组合。

2.根据权利要求1所述的一种加能站智能节能灯光控制系统，其特征在于，所述节能管理模块包括阈值控制模块、亮暗控制模块、异常控制模块、综合控制模块中的任意一种或多种组合；所述通信模块包括物联网数据通信模块，包括有线和/或无线通信方式。

3.根据权利要求2所述的一种加能站智能节能灯光控制系统，其特征在于，所述主控单元包括显示模块，用于收集显示各加能站的各照明显示单元工作状态、各传感器信息和工作状态。

4.根据权利要求3所述的一种加能站智能节能灯光控制系统，其特征在于，所述照明显示单元包括第一类照明显示模块、第二类照明显示模块、第三类照明显示模块、第四类照明显示模块中的任意一种或多种组合；

所述第一类照明显示模块包括正常照明灯源，所述第二类照明显示模块包括指示灯源，所述第三类照明显示模块包括宣传灯源，所述第四类照明显示模块包括应急照明灯源。

5.根据权利要求4所述的一种加能站智能节能灯光控制系统，其特征在于，所述第一类照明显示模块串联或感应式安装电能传感器模块，附近按规范布置光照度传感器模块；所述第二、三类照明显示模块附近布置温度传感器模块、电能传感器模块；

加能站入口按规范布置光照度传感器模块、车流传感器模块和图像传感器模块；加能站内部按规范布置光照度传感器模块、火灾报警传感器模块和图像传感器模块。

6.根据权利要求5所述的一种加能站智能节能灯光控制系统，其特征在于，所述光照度传感器模块信息用于阈值控制模块直接进行灯源的亮灭控制；所述温度传感器模块、光照度传感器模块、电能传感器模块、车流传感器模块中的任意一种或多种信息用于亮暗控制模块对灯源的亮度进行控制；所述温度传感器模块、火灾报警传感器模块中的任意一种或多种信息用于异常控制模块的市电切断控制，同时控制启动第四类照明显示模块的应急照明灯源；所述图像传感器模块用于车辆和人员运动识别，或与车流传感器模块联合的车辆和人员运动识别，并将运动信息传输至亮暗控制模块控制灯源亮度；所述综合控制模块联合各传感器信息，除进行灯源的亮暗、亮灭、异常控制外，还对第二、三类照明显示模块的显示内容进行编辑或选择控制。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的一种加能站智能节能灯光控制系统，其特征在于，所述控制系统硬件采用防爆装置，包括防爆开关、防爆接插件、防爆继电器。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的一种加能站智能节能灯光控制系统，其特征在于，所述主控单元包括故障诊断模块和/或远程显示编辑模块，所述驱动模块将驱动输出信号通过通信模块传输至主控单元，用于对照明显示单元的故障诊断；所述远程显示编辑模块用于编辑远程加能站第二、三类照明显示模块的显示内容和/或选择外部输入的文字与图片。

9.根据权利要求7所述的一种加能站智能节能灯光控制系统，其特征在于，所述主控单元包括故障诊断模块和/或远程显示编辑模块，所述驱动模块将驱动输出信号通过通信模块传输至主控单元，用于对照明显示单元的故障诊断；所述远程显示编辑模块用于编辑远程加能站第二、三类照明显示模块的显示内容和/或外部输入的文字与图片。

10.根据权利要求9所述的一种加能站智能节能灯光控制系统，其特征在于，所述分控单元包括n个驱动模块。

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