CN115623642A - 一种智慧路灯管理系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智慧路灯管理系统及其控制方法，系统包括：沿道路长度方向依次布置的多个路灯；云端路灯运维中心服务器；多个智慧路灯控制器，与多个路灯一一对应，每个智慧路灯控制器均安装在相应路灯上；每个智慧路灯控制器均包括主控单元、感光单元、功率计、雷达传感器、调光单元和通信单元；主控单元中预先存储有路由表，路由表中包含与相邻两个智慧路灯控制器的主控单元的通信地址和距离。通过本申请实施例所提供的智慧路灯管理系统和方法，能够在不同的时间段，对智慧路灯管理系统采用不同的控制方式进行控制；在智慧节能控制模式下，本申请能够自动为行车提供照明，综合考虑行车的速度，动态和阶梯调整前方预设距离阈值内的路灯亮度。

Description

一种智慧路灯管理系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及智慧路灯技术领域，特别是涉及一种智慧路灯管理系统及其控制方法。

背景技术

良好的道路照明能减少事故，保证交通安全。良好的道路照明会减少夜间犯罪，在夜间提供明亮的环境，易发现证据和目击者，减轻犯罪人员的作案动机，提升城市安全性。因此，为了保障良好的道路照明条件，确保照明路灯的良好运行对城市道路安全是非常重要的。

社会经济的发展带来了物联网技术的兴盛，在我国目前大部分的城市中，路灯照明与城市建设同步发展。在城市中，路灯照明首先满足了人们的生活需要，此外其照明系统的发达也是我国智慧城市繁荣的重要体现。智慧路灯的设计提高了城市发展的水平，从根本上解决了以往路灯所造成的能源浪费现象，并且更充分地让城市居民的生活更加方便。

智慧路灯就是通过各种传感器，搜集用户、环境与其他因素进行数据分析，以供设备调节，提供智能化和信息化的应用。目前已有多个智慧路灯的管理方案。

例如中国专利文献CN113613371A中公开了一种路灯照明系统，其包括控制器、压力传感器、地砖照明灯、景观路灯以及照明路灯；压力传感器、地砖照明灯、景观路灯及照明路灯分别与控制器形成电连接；压力传感器分布在道路以及人行道位置，同时人行道上设置有高度感应器，对物体高度进行感应，防止动物误触发。地砖照明灯为常亮光源，亮度较低，主要起到道路标示作用；当行人触发照明系统时，控制器控制系统启动景观路灯进行照明；当车辆触发照明系统时；控制器控制系统启动照明路灯进行照明，针对照明对象的不同采取不同的照明方式，有效降低了夜间路灯照明的能源消耗。

上述专利文献中所公开的路灯照明系统具有如下缺陷：

(1)当车触发照明的时候，只有前面一盏路灯会触发照明，再往前的路灯均处于关闭状态。这样导致司机不能清晰看到远方的路况，使司机无法判断远方是否有行人、障碍物、路坑等。

(2)当控制器发出指令，调节路灯光照强度，但无反馈通道和异常处理。比如控制开灯时候，由于路灯的灯泡烧坏，导致无法提供照明。在此情况，运维人员无法及时发现损坏的路灯，并且会给行人和行车带来较差的体验，并有可能引发事故。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，提供一种智慧路灯管理系统及其控制方法，以解决现有技术存在的当车触发照明的时候，只有前面一盏路灯会触发照明，再往前的路灯均处于关闭状态的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，一种智慧路灯管理系统，包括：

沿道路长度方向依次布置的多个路灯；

云端路灯运维中心服务器；

多个智慧路灯控制器，与所述多个路灯一一对应，每个所述智慧路灯控制器均安装在相应路灯上；其中：

每个所述智慧路灯控制器均包括主控单元、感光单元、功率计、雷达传感器、调光单元和通信单元；所述感光单元的数据输出端与所述主控单元的第一数据输入端电性连接，所述感光单元用于检测外部环境的光照强度；所述功率计的数据输出端与所述主控单元的第二数据输入端电性连接，所述功率计用于测量相应路灯的实际发光功率；

所述雷达传感器的数据输出端与所述主控单元的第三数据输入端电性连接，所述雷达传感器用于在感应范围内检测物体；所述调光单元的控制信号输入端与所述主控单元的控制信号输出端电性连接，所述调光单元的控制信号输出端与相应路灯的控制信号输入端电性连接；所述通信单元与所述主控单元双向通信连接，所述通信单元用于与所述云端路灯运维中心服务器和相邻两个智慧路灯控制器建立通信连接；

所述主控单元中预先存储有路由表，所述路由表中包含与相邻两个智慧路灯控制器的主控单元的通信地址和距离。

可选地，所述通信单元为zibgee通信单元、loraWan单元或PLC通信模块。

第二方面，一种智慧路灯管理系统的控制方法，应用于第一方面所述的智慧路灯管理系统中，所述方法包括：

S1，每个智慧路灯控制器的主控单元接收云端路灯运维中心服务器下发的节能系数K，0％≤K≤100％；

S2，在第一预设时间段内，每个智慧路灯控制器的主控单元判断检测到的光照强度X是否小于预设光照强度阈值；当主控单元判定检测到的光照强度X小于预设光照强度阈值时，根据所述节能系数K，计算第一目标亮度N，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第一目标亮度N亮起；

S3，在第二预设时间段内，每个智慧路灯控制器的主控单元根据所述节能系数K，计算第二目标亮度O，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第二目标亮度O亮起；

S4，在第三预设时间段内，

S41，若其中一个智慧路灯控制器的雷达传感器感知到物体，该智慧路灯控制器的主控单元A根据雷达传感器的感应结果判定检测到行车，并计算得到所述行车的车速V时，主控单元A计算第二目标亮度O，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第二目标亮度O亮起；主控单元A从路由表中寻找背离行车运动方向的智慧路灯控制器的主控单元Z，并向所述主控单元Z发送控制信号，使所述主控单元Z控制相应路灯关闭；

S42，主控单元A从路由表中寻找朝向行车运动方向的智慧路灯控制器的主控单元B，并向所述主控单元B发送第一报文数据，所述第一报文数据包括距离L＝l₁、车速V、传递次数n＝1，l₁为主控单元A与主控单元B之间的距离；主控单元B判断距离L是否小于预设距离阈值，若判定距离L小于预设距离阈值，主控单元B计算第三目标亮度Q，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第三目标亮度Q亮起；

S43，主控单元B从路由表中寻找朝向行车运动方向的智慧路灯控制器的主控单元C，并向所述主控单元B发送第二报文数据，所述第二报文数据包括距离L＝L+l₂、车速V、传递次数n＝n+1，l₂为主控单元B与主控单元C之间的距离；主控单元C判断距离L是否小于预设距离阈值，若判定距离L小于预设距离阈值，主控单元C计算第三目标亮度Q，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第三目标亮度Q亮起；

S44，以此类推，主控单元C以及朝向行车运动方向的其他智慧路灯控制器的主控单元重复S43；

S45，当汽车行驶到下一个路灯，被下一个智慧路灯控制器的雷达传感器感知到，重复S41-S44。

可选地，所述第一预设时间段为18：00～19：00；所述第二预设时间段为19：00-21：00；所述第三预设时间段为21：00～次日7：00。

可选地，所述预设距离阈值为100m。

可选地，所述方法还包括：

S5，在第三预设时间段内，

S51，若其中一个智慧路灯控制器的主控单元根据相应雷达传感器的感应结果判定检测到行人，该主控单元计算第二目标亮度O，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第二目标亮度O亮起；

S52该主控单元从路由表中寻找相邻两个智慧路灯控制器的两个主控单元，并向所述两个主控单元发送控制信号，使所述两个主控单元分别向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第四目标亮度R亮起；

S53当行人步行到下一路灯，并被下一智慧路灯控制器的雷达传感器感知到，重复S51-S52。

进一步可选地，所述第一目标亮度N的计算公式为：

N＝P*(1-K)*M

M＝-1.12X+100

所述第二目标亮度O的计算公式为：

O＝P*(1-K)

所述第三目标亮度Q的计算公式为：

所述第四目标亮度R的计算公式为：

R＝30％*(1-K)

其中，P为100％，表示路灯的额定功率。

进一步可选地，若一个智慧路灯控制器的主控单元计算得到两个目标亮度值，选定两个目标亮度值中数值更大的一个目标亮度值，作为最终的目标亮度。

可选地，所述方法还包括：

每个智慧路灯控制器的主控单元接收云端路灯运维中心服务器下发的调光指令；

每个主控单元分别向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以预先设定的调光功率亮起；

每个主控单元计算相应功率计检测到的实际发光功率与所述预先设定的调光功率的误差，并判定计算得到的误差是否大于预设误差阈值；

若判定计算得到的误差大于预设误差阈值，主控单元向所述云端路灯运维中心服务器发送故障告警指令，用于在云端路灯运维中心服务器上输出故障告警体提示信息。

进一步可选地，所述预设误差阈值为20％。

本申请至少具有以下有益效果：

通过本申请实施例所提供的智慧路灯管理系统和方法，能够在不同的时间段，实现对智慧路灯管理系统采用不同的控制方式进行控制，包括自动控制、定时控制、智能节能控制；在智慧节能控制模式下，本申请能够自动为行车提供照明，综合考虑行车的速度，动态和阶梯调整前方预设距离阈值内的路灯亮度；在使行车当前所在路灯亮起的同时，使前方预设距离阈值内的路灯都会亮起，保证行车的行驶安全，同时会关闭不必要的路灯照明，实现节能减碳。

通过本本申请实施例所提供的方法，可根据需要调整节能系数，统一控制路灯的功率输出，进一步促进节能减排的效果。

本申请在在智慧节能控制模式下，还能够自动为行人提供照明，为行人提供共3盏路灯的亮度照明，使行人能够看清楚远方/附近/后方的情况，同时关闭不必要的路灯照明，在满足照明和安全的需求的同时促进节能减排。

通过本申请实施例所提供的方法，当单灯发生故障时，还能主动上报故障，使得能够及时发现损坏的路灯，并且让人工快速接入维修，避免因为路灯故障引发事故；另外，主动上报故障的方式能够减少人力排查的成本。

附图说明

图1为本申请一个实施例提供的一种智慧路灯管理系统的结构示意图；

图2为本申请一个实施例中智慧路灯控制器的详细结构示意图；

图3为本申请一个实施例中行驶路线示意图；

图4为本申请一个实施例提供的一种智慧路灯管理系统的控制方法的流程示意图。

附图标记说明：

1、路灯；

2、云端路灯运维中心服务器；

3、智慧路灯控制器；31、主控单元；32、感光单元；33、功率计；34、雷达传感器；35、调光单元；36、通信单元。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种智慧路灯管理系统，包括：

沿道路长度方向依次布置的多个路灯1，一般来说路灯1是沿道路方向按照设定间距等间隔布置的；

云端路灯运维中心服务器2；

多个智慧路灯控制器3，与多个路灯1一一对应，每个智慧路灯控制器3均安装在相应路灯1上；

对于每个智慧路灯控制器3，由6大部分组成，具体来说，如图2所示：

每个智慧路灯控制器3均包括主控单元31、感光单元32、功率计33、雷达传感器34、调光单元35和通信单元36；感光单元32的数据输出端与主控单元31的第一数据输入端电性连接，感光单元32用于检测外部环境的光照强度，并把信号传递给主控单元31；功率计33的数据输出端与主控单元31的第二数据输入端电性连接，功率计33用于测量相应路灯1的实际发光功率；

雷达传感器34的数据输出端与主控单元31的第三数据输入端电性连接，雷达传感器34用于在感应范围内检测物体，进一步用于区分人、车，以及与主控单元31通信计算出车的行驶速度；调光单元35的控制信号输入端与主控单元31的控制信号输出端电性连接，调光单元35的控制信号输出端与相应路灯1的控制信号输入端电性连接，调光单元35从主控单元31获取到调光的控制信号或命令后，负责对路灯的调光控制；

通信单元36与主控单元31双向通信连接，通信单元36用于与云端路灯运维中心服务器2和相邻两个智慧路灯控制器3建立通信连接；换句话说，通信单元36主要负责对外通讯，比如透传报文把信息传递到云端路灯运维中心服务器2；同时也可以与相邻的智慧路灯控制器3进行通信，调节其亮度；

主控单元31中预先存储有路由表，路由表中包含当前主控单元31与相邻两个智慧路灯控制器3的主控单元31的通信地址和距离，主控单元31主要负责算法运算和控制；在每个路由表中，可以了解邻居智慧路灯控制器3的通信地址和距离(支持远程配置，若无配置则默认距离为25m)。

进一步地，通信单元36具体为zibgee单元、loraWan单元或PLC通信单元，也就是说通信方式优选采用PLC、zibgee、loraWan等支持mesh组网的通信方式。

在该智慧路灯管理系统中，相邻的两个智慧路灯控制器3彼此可以相互通信和唤醒，该智慧路灯管理系统支持组成手拉手mesh组网的方式，把信息和告警提示传递到云端路灯运维中心服务器2。云端路灯运维中心服务器2可以对每个智慧路灯控制器3下发配置信息或者调光命令。

该智慧路灯管理系统支持多种使用模式和功能，举例来说，参考图3：

一、时控和自动控制：主控单元31可以执行从云端路灯运维中心服务器2下发的定时控制和实时控制。另外，主控单元31还可以根据感光单元32的检测结果，在亮度低于某个阈值(可配置)的时候控制相应路灯1自动亮起。其中每一盏路灯1提供亮度可以为：100％*(1-K)，(额定功率为100％)。两种模式均可以设定节能系数K(10％～100％)。

二、自动告警路灯异常功能：主控单元31通过算法或者接受报文，获取到调光指令后进行调光。并启动功率计33，计算当前的功率与调光功率误差。如果误差>20％(可通过配置修改)，则证明无法达到调光效果。有可能是路灯1损坏、线路断路或者调光单元35异常。出现此情况，需要主控单元31通过通信单元36上报故障信息到云端路灯运维中心服务器2，进一步通过云端路灯运维中心服务器2提示需要人工进行检查和维护。

三、对行车的智慧节能模式，使用在深夜行车稀少场合：

3.1、云端路灯运维中心服务器2给智慧路灯控制器3下发节能系数K(10％～100％)。

3.2、当某一个智慧路灯控制器A通过雷达传感器34发现了行车，并且主控单元31计算到车速为V。则当前路灯1的亮度为：100％*(1-K)。控制器A从路由表中寻找与汽车运动方向相反的智慧路灯控制器Z，并向其发送报文来关闭灯光。

3.3、智慧路灯控制器A中保存了路由表，其包含相邻路灯1的地址和距离l。智慧路灯控制器A从路由表中寻找朝汽车运动方向的智慧路灯控制器B，发送信息包括：照明距离L＝l₁、传递次数n＝1、汽车速度V(单位km/h)。智慧路灯控制器B通过通信单位36收到上述报文，在主控单元31运算判断：若L>100m,则不需要亮灯。若L<100m，

视为100％；亮度<10％，视为10％)；并且从路由表中继续寻找朝汽车运动方向的智慧路灯控制器C，并向其发送报文：照明距离L＝l₁+l₂、传递次数n＝2、汽车速度V。智慧路灯控制器C同样依据智慧路灯控制器B的策略进行控制亮度。通过智慧路灯控制器3之间的通信，确保在行车前100m的路灯1均提供一定亮度的照明。

3.4、若某一智慧路灯控制器3先后收到两个不同的调光值，则优先使用调光亮度高的值为输出，控制路灯1的亮度。

3.5、当汽车行驶到下一个路灯1，被智慧路灯控制器B感知，则再次遵循3.2-3.4的过程。

四、对行人的智慧节能模式：

4.1、云端路灯运维中心服务器2给智慧路灯控制器3下发节能系数K(10％～100％)。

4.2、当某一个智慧路灯控制器C通过雷达传感器34发现了行人，则当前路灯的亮度为：100％*(1-K)，(额定功率为100％)。智慧路灯控制器C从路由表中寻前后的智慧路灯控制器B和D，并向其发送报文，调整亮度均为30％*(1-K)。

4.3、若某一智慧路灯控制器3先后收到两个不同的调光值，则优先使用调光亮度高的值为输出，控制路灯1的亮度。

4.4、当行人步行到下一个路灯1，并被智慧路灯控制器D发现，则依然遵循4.2～4.3的控制策略。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种智慧路灯管理系统的控制方法，该方法应用于上述实施例所提供的智慧路灯管理系统，包括以下步骤：

S1，每个智慧路灯控制器的主控单元接收云端路灯运维中心服务器下发的节能系数K，0％≤K≤100％；

S2，在第一预设时间段内，每个智慧路灯控制器的主控单元判断检测到的光照强度X是否小于预设光照强度阈值；当主控单元判定检测到的光照强度X小于预设光照强度阈值时，根据所述节能系数K，计算第一目标亮度N，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第一目标亮度N亮起；

S3，在第二预设时间段内，每个智慧路灯控制器的主控单元根据所述节能系数K，计算第二目标亮度O，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第二目标亮度O亮起；

S4，在第三预设时间段内，

S41，若其中一个智慧路灯控制器的雷达传感器感知到物体，该智慧路灯控制器的主控单元A根据雷达传感器的感应结果判定检测到行车，并计算得到所述行车的车速V时，主控单元A计算第二目标亮度O，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第二目标亮度O亮起；主控单元A从路由表中寻找背离行车运动方向的智慧路灯控制器的主控单元Z，并向所述主控单元Z发送控制信号，使所述主控单元Z控制相应路灯关闭；

S42，主控单元A从路由表中寻找朝向行车运动方向的智慧路灯控制器的主控单元B，并向所述主控单元B发送第一报文数据，所述第一报文数据包括距离L＝l₁、车速V、传递次数n＝1，l₁为主控单元A与主控单元B之间的距离；主控单元B判断距离L是否小于预设距离阈值，若判定距离L小于预设距离阈值，主控单元B计算第三目标亮度Q，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第三目标亮度Q亮起；

S43，主控单元B从路由表中寻找朝向行车运动方向的智慧路灯控制器的主控单元C，并向所述主控单元B发送第二报文数据，所述第二报文数据包括距离L＝L+l₂、车速V、传递次数n＝n+1，l₂为主控单元B与主控单元C之间的距离；主控单元C判断距离L是否小于预设距离阈值，若判定距离L小于预设距离阈值，主控单元C计算第三目标亮度Q，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第三目标亮度Q亮起；

S44，以此类推，主控单元C以及朝向行车运动方向的其他智慧路灯控制器的主控单元重复S43；

S45，当汽车行驶到下一个路灯，被下一个智慧路灯控制器的雷达传感器感知到，重复S41-S44。

进一步地，预设距离阈值可以但不限于设置为100m。

进一步地，该方法还包括：

S5，在第三预设时间段内，

S51，若其中一个智慧路灯控制器的主控单元根据相应雷达传感器的感应结果判定检测到行人，该主控单元计算第二目标亮度O，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第二目标亮度O亮起；

S52该主控单元从路由表中寻找相邻两个智慧路灯控制器的两个主控单元，并向所述两个主控单元发送控制信号，使所述两个主控单元分别向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第四目标亮度R亮起；

S53当行人步行到下一路灯，并被下一智慧路灯控制器的雷达传感器感知到，重复S51-S52。

进一步地，第一目标亮度N的计算公式为：

N＝P*(1-K)*M

M＝-1.12X+100(当计算的M>100，取100)

第二目标亮度O的计算公式为：

O＝P*(1-K)

第三目标亮度Q的计算公式为：

第四目标亮度R的计算公式为：

R＝30％*(1-K)

其中，P为100％，表示路灯的额定功率。

进一步地，若一个智慧路灯控制器的主控单元计算得到两个目标亮度值，选定两个目标亮度值中数值更大的一个目标亮度值，作为最终的调光的目标亮度。

进一步地，该方法还包括：

每个智慧路灯控制器的主控单元接收云端路灯运维中心服务器下发的调光指令；

每个主控单元分别向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以预先设定的调光功率亮起；

每个主控单元计算相应功率计检测到的实际发光功率与所述预先设定的调光功率的误差，并判定计算得到的误差是否大于预设误差阈值；

若判定计算得到的误差大于预设误差阈值，主控单元向所述云端路灯运维中心服务器发送故障告警指令，用于在云端路灯运维中心服务器上输出故障告警体提示信息。

其中，预设误差阈值可以设置为20％。

具体来说，第一预设时间段可以设置为18：00～19：00；第二预设时间段可以设置为19：00-21：00；第三预设时间段可以设置为21：00～次日7：00。

换句话说，本申请可以应用在小区周边的路灯照明场合：

(1)在晚上18:00～19:00期间，使用自动控制模式。因为在该时间段，处于上下班的高峰期。但是由于不同的天气、季节都需要不同的亮灯时间。只需要当光照强度<设定的阈值，则全部的路灯自动亮起并且调节亮度为：100％*(1-K)*M(额定功率为100％)。

(2)在夜晚19:00～21:00期间，使用定时模式。通常情况下，在此时间段太阳已经完全下山，并且人车也会有一定的活动，为了安全起见，需要开启全部路灯并调节亮度为：100％*(1-K)(额定功率为100％)。

(3)在21：00～次日7：00期间，使用智慧节能模式。在该时间段，行车和行人均处于稀少或者无人车的状态，所以熄灭所有的路灯。通过自动感应的模式，为行车提供前100m的阶梯照明，为行人提供前后1个路灯距离的照明。

(4)在21：00～次日7：00，假设有路灯A/B/C/D/E/F/G，汽车由A行驶到G的方向，并且每盏灯的距离为25m，设置节能系数为0％。

所以A先感应到汽车，测量速度为50km/h。根据公式O＝P*(1-K)、

(亮度>100％，视为100％；亮度<10％，视为10％)，A亮度为100％，B亮度为50％，C亮度为25％，D亮度为12.25％，E/F/G均不点亮，亮度为0％。当汽车行驶到路灯B的位置，则A亮度为0％，B亮度为100％，C亮度为50％，D亮度为25％，E亮度为12.25％，G不点亮，亮度为0％。

(5)在22:00～次日7:00期间，假设有路灯A/B/C/D/E/F/G，行人由路灯C向G行走，根据30％*(1-K)调整前后路灯的亮度。当行人在C位置时候，则B亮度为30％，C亮度为100％，D亮度为30％。当行人在D位置时候，则C亮度为30％，D亮度为100％，E亮度为30％。

(6)在行人和行车节能模式有控制重叠情况，某路灯前后接受2个调光亮度，优先选择最大值。比如当汽车行驶到路灯B的位置，行人在C位置。则B亮度为100％，C亮度为100％，D亮度为30％。

(7)当某一路灯需要调光为100％，功率为400W，但实际上通过功率计发现功率只有0W，则证明该路灯已经损坏。主控单元通过通信单元进行告警，最终转达到云端路灯运维中心服务器。

本申请可以广泛用城市路灯照明，尤其实在夜深人少的路况，可以根据实际的行车和行人位置，自动开启路灯并且为前方提供合理的照明强度，实现节能减碳的效果；通过本申请实施例所提供的方法，能够在不同的时间段，对智慧路灯管理系统采用不同的控制方式，包括自动控制、定时控制、智能节能控制。

本申请还可根据需要调整节能系数，统一控制路灯的功率输出，达到节能的效果；在智慧节能控制模式下，自动为行车提供照明，综合考虑行车的速度，动态和阶梯调整前方100m的路灯亮度，关闭不必要的路灯照明，从另一方实现节能减碳。本申请在使行车当前所在路灯亮起的同时，使前方预设距离阈值内的路灯都会亮起，保证行车的行驶安全。

本申请使用路灯控制单元之间的通信和本地算法，根据行车的速度，确保前100m的范围内，路灯均处于开启的状态，并且亮度处于递减状态。距离越远的路灯，亮度低。

本申请在在智慧节能控制模式下，还能够自动为行人提供照明，为行人提供共3盏路灯的亮度照明，使行人能够看清楚远方/附近/后方的情况，同时关闭不必要的路灯照明。

本申请使用路灯控制单元之间的通信和本地算法，根据行人的速度，确保当前路灯，前一盏和后一盏路灯均处于开启的状态，并且三盏灯的亮度不一样。满足照明和安全的需求。

通过本申请实施例所提供的方法，当单灯发生故障时，还能主动上报故障，使得能够及时发现损坏的路灯，并且让人工快速接入维修，避免因为路灯故障引发事故；另外，主动上报故障的方式能够减少人力排查的成本。每个路灯控制单元输出的调节亮度与实际功率不匹配，需要通过路灯之间的mesh组网，把该路灯的故障信息上报到云端路灯运维中心服务器。

应该理解的是，虽然图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，涉及上述实施例方法中的全部或部分流程。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智慧路灯管理系统，其特征在于，包括：

沿道路长度方向依次布置的多个路灯；

云端路灯运维中心服务器；

多个智慧路灯控制器，与所述多个路灯一一对应，每个所述智慧路灯控制器均安装在相应路灯上；其中：

每个所述智慧路灯控制器均包括主控单元、感光单元、功率计、雷达传感器、调光单元和通信单元；所述感光单元的数据输出端与所述主控单元的第一数据输入端电性连接，所述感光单元用于检测外部环境的光照强度；所述功率计的数据输出端与所述主控单元的第二数据输入端电性连接，所述功率计用于测量相应路灯的实际发光功率；

所述雷达传感器的数据输出端与所述主控单元的第三数据输入端电性连接，所述雷达传感器用于在感应范围内检测物体；所述调光单元的控制信号输入端与所述主控单元的控制信号输出端电性连接，所述调光单元的控制信号输出端与相应路灯的控制信号输入端电性连接；所述通信单元与所述主控单元双向通信连接，所述通信单元用于与所述云端路灯运维中心服务器和相邻两个智慧路灯控制器建立通信连接；

所述主控单元中预先存储有路由表，所述路由表中包含与相邻两个智慧路灯控制器的主控单元的通信地址和距离。

2.根据权利要求1所述的智慧路灯管理系统的控制方法，其特征在于，所述通信单元为zibgee通信单元、loraWan单元或PLC通信模块。

3.一种智慧路灯管理系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的智慧路灯管理系统中，所述方法包括：

S1，每个智慧路灯控制器的主控单元接收云端路灯运维中心服务器下发的节能系数K，0％≤K≤100％；

S2，在第一预设时间段内，每个智慧路灯控制器的主控单元判断检测到的光照强度X是否小于预设光照强度阈值；当主控单元判定检测到的光照强度X小于预设光照强度阈值时，根据所述节能系数K，计算第一目标亮度N，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第一目标亮度N亮起；

S3，在第二预设时间段内，每个智慧路灯控制器的主控单元根据所述节能系数K，计算第二目标亮度O，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第二目标亮度O亮起；

S4，在第三预设时间段内，

S41，若其中一个智慧路灯控制器的雷达传感器感知到物体，该智慧路灯控制器的主控单元A根据雷达传感器的感应结果判定检测到行车，并计算得到所述行车的车速V时，主控单元A计算第二目标亮度O，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第二目标亮度O亮起；主控单元A从路由表中寻找背离行车运动方向的智慧路灯控制器的主控单元Z，并向所述主控单元Z发送控制信号，使所述主控单元Z控制相应路灯关闭；

S42，主控单元A从路由表中寻找朝向行车运动方向的智慧路灯控制器的主控单元B，并向所述主控单元B发送第一报文数据，所述第一报文数据包括距离L＝l₁、车速V、传递次数n＝1，l₁为主控单元A与主控单元B之间的距离；主控单元B判断距离L是否小于预设距离阈值，若判定距离L小于预设距离阈值，主控单元B计算第三目标亮度Q，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第三目标亮度Q亮起；

S43，主控单元B从路由表中寻找朝向行车运动方向的智慧路灯控制器的主控单元C，并向所述主控单元B发送第二报文数据，所述第二报文数据包括距离L＝L+l₂、车速V、传递次数n＝n+1，l₂为主控单元B与主控单元C之间的距离；主控单元C判断距离L是否小于预设距离阈值，若判定距离L小于预设距离阈值，主控单元C计算第三目标亮度Q，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第三目标亮度Q亮起；

S44，以此类推，主控单元C以及朝向行车运动方向的其他智慧路灯控制器的主控单元重复S43；

S45，当汽车行驶到下一个路灯，被下一个智慧路灯控制器的雷达传感器感知到，重复S41-S44。

4.根据权利要求3所述的智慧路灯管理系统的控制方法，其特征在于，所述第一预设时间段为18：00～19：00；所述第二预设时间段为19：00-21：00；所述第三预设时间段为21：00～次日7：00。

5.根据权利要求3所述的智慧路灯管理系统的控制方法，其特征在于，所述预设距离阈值为100m。

6.根据权利要求3所述的智慧路灯管理系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

S5，在第三预设时间段内，

S51，若其中一个智慧路灯控制器的主控单元根据相应雷达传感器的感应结果判定检测到行人，该主控单元计算第二目标亮度O，并向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第二目标亮度O亮起；

S52该主控单元从路由表中寻找相邻两个智慧路灯控制器的两个主控单元，并向所述两个主控单元发送控制信号，使所述两个主控单元分别向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以第四目标亮度R亮起；

S53当行人步行到下一路灯，并被下一智慧路灯控制器的雷达传感器感知到，重复S51-S52。

7.根据权利要求6所述的智慧路灯管理系统的控制方法，其特征在于，所述第一目标亮度N的计算公式为：

N＝P*(1-K)*M

M＝-1.12X+100

所述第二目标亮度O的计算公式为：

O＝P*(1-K)

所述第三目标亮度Q的计算公式为：

所述第四目标亮度R的计算公式为：

R＝30％*(1-K)

其中，P为100％，表示路灯的额定功率。

8.根据权利要求6所述的智慧路灯管理系统的控制方法，其特征在于，若一个智慧路灯控制器的主控单元计算得到两个目标亮度值，选定两个目标亮度值中数值更大的一个目标亮度值，作为最终的目标亮度。

9.根据权利要求3所述的智慧路灯管理系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

每个智慧路灯控制器的主控单元接收云端路灯运维中心服务器下发的调光指令；

每个主控单元分别向相应调光单元发送控制信号，使相应调光单元控制相应路灯以预先设定的调光功率亮起；

每个主控单元计算相应功率计检测到的实际发光功率与所述预先设定的调光功率的误差，并判定计算得到的误差是否大于预设误差阈值；

若判定计算得到的误差大于预设误差阈值，主控单元向所述云端路灯运维中心服务器发送故障告警指令，用于在云端路灯运维中心服务器上输出故障告警体提示信息。

10.根据权利要求9所述的智慧路灯管理系统的控制方法，其特征在于，所述预设误差阈值为20％。

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