CN115802559B - 一种智慧照明控制方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智慧照明控制方法、装置、计算机设备及存储介质，涉及智慧照明技术领域。所述方法是在每一单位时段结束时，利用无线通信模块联网查询获取在最近多个未来单位时段的天气预报数据，以及获取由电池电量监测模块实时采集的当前电池剩余电量，然后估算得到所述最近多个未来单位时段的太阳能充电量预测值和人车流量预测值，再然后根据这些数据确定各个未来单位时段的且既可保障安全充电又不会导致出现电量不足情况的调光系数允调区间，最后在下一个单位时段内，根据对应的调光系数允调区间对照明调光模块进行调光控制，如此可持续不断地满足未来一日或多日夜间的照明需求，便于实际应用和推广。

Description

一种智慧照明控制方法、装置、计算机设备及存储介质

技术领域

本发明属于智慧照明技术领域，具体涉及一种智慧照明控制方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，免维护阀控式密封蓄电池（胶体电池）储存电能，超高亮LED（Light-Emitting Diode，发光二极管）灯具作为光源，并由智能化充放电控制器控制，用于代替传统公用电力照明的路灯，其工作原理是：以太阳光为能源，白天利用太阳能电池板给蓄电池充电，晚上则利用蓄电池给LED路灯供电，从而无需复杂昂贵的管线铺设，安全节能且无污染。但是现有太阳能路灯在晚上是始终在额定功率下工作，若未来一日或多日出现连续阴雨天气，将会使得蓄电池的电量得不到及时补充，可能导致在未来一日或多日夜间存在照明需求得不到满足的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种智慧照明控制方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质，用以解决现有太阳能路灯因天气原因而可能导致在未来一日或多日夜间存在照明需求得不到满足的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供了一种智慧照明控制方法，由太阳能路灯的且分别通信连接无线通信模块、电池电量监测模块、区域流量监测模块和照明调光模块的控制模块执行，包括：

在当前单位时段结束时，利用所述无线通信模块联网查询获取在最近多个未来单位时段的天气预报数据，以及获取由所述电池电量监测模块实时采集的当前电池剩余电量；

针对所述最近多个未来单位时段中的各个未来单位时段，根据最近多个历史单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量以及对应的天气预报数据，估算得到对应的太阳能充电量预测值；

针对所述各个未来单位时段，根据所述最近多个历史单位时段的且由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的历史人车流量，估算得到对应的人车流量预测值；

根据所述当前电池剩余电量以及所述最近多个未来单位时段的太阳能充电量预测值和人车流量预测值，确定满足如下条件的且所述各个未来单位时段的调光系数允调区间：所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值分别低于预设的且用于判断是否充电安全的第一电量阈值，以及所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值分别高于预设的且用于判断是否电量不足的第二电量阈值，其中，所述第二电量阈值低于所述第一电量阈值，所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值和段末电池剩余电量下限值按照如下公式计算得到：

式中，表示不大于的正整数，表示所述最近多个未来单位时段的时段总数，表示在所述最近多个未来单位时段中最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值，表示所述最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值，表示在所述最近多个未来单位时段中最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值，表示所述最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值，和分别等于所述当前电池剩余电量，表示所述最近第个未来单位时段的太阳能充电量预测值，表示所述最近第个未来单位时段的照明消耗电量预测下限值且与所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值正相关，表示所述最近第个未来单位时段的照明消耗电量预测上限值且与所述最近第个未来单位时段的调光系数上限值正相关，所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值和调光系数上限值组成所述最近第个未来单位时段的调光系数允调区间且分别与所述最近第个未来单位时段的人车流量预测值正相关，表示所述最近第未来单位时段的其它所需消耗电量；

在下一个单位时段内，根据在所述各个未来单位时段的调光系数允调区间中的且与所述下一个单位时段对应的调光系数允调区间，对所述照明调光模块进行调光控制。

基于上述发明内容，提供了一种基于天气预报数据对太阳能路灯进行智慧照明控制的新方案，即在每一单位时段结束时，利用无线通信模块联网查询获取在最近多个未来单位时段的天气预报数据，以及获取由电池电量监测模块实时采集的当前电池剩余电量，然后估算得到所述最近多个未来单位时段的太阳能充电量预测值和人车流量预测值，再然后根据这些数据确定各个未来单位时段的且既可保障安全充电又不会导致出现电量不足情况的调光系数允调区间，最后在下一个单位时段内，根据对应的调光系数允调区间对照明调光模块进行调光控制，如此可持续不断地满足未来一日或多日夜间的照明需求，便于实际应用和推广。

在一个可能的设计中，所述天气预报数据和所述历史天气数据分别包含有至当天日出时刻的时长、至当天日落时刻的时长和云量以及体感温度、能见度、降水概率、风级、湿度、风速和/或露点温度，其中，所述当天是指与单位时段对应的所属日。

在一个可能的设计中，针对所述最近多个未来单位时段中的各个未来单位时段，根据最近多个历史单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量以及对应的天气预报数据，估算得到对应的太阳能充电量预测值，包括：

针对所述最近多个未来单位时段中的各个未来单位时段，从最近多个历史单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量中，提取得到对应的多个历史日内同期单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量；

针对所述各个未来单位时段，将对应的多个历史日内同期单位时段的历史天气数据作为输入项，以及将对应的多个历史日内同期单位时段的历史太阳能充电量作为输出项，对基于支持向量机、K最邻近法、随机梯度下降法、多变量线性回归、多层感知机、决策树、反向传播神经网络或径向基函数网络的人工智能模型进行率定验证建模，得到对应的太阳能充电量预测模型；

针对所述各个未来单位时段，将对应的天气预报数据作为新的输入项，输入对应的太阳能充电量预测模型中，输出得到对应的太阳能充电量预测值。

在一个可能的设计中，针对所述各个未来单位时段，根据所述最近多个历史单位时段的且由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的历史人车流量，估算得到对应的人车流量预测值，包括：

针对所述各个未来单位时段，从所述最近多个历史单位时段的且由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的历史人车流量中，提取得到对应的多个历史同期单位时段的历史人车流量，其中，所述历史同期单位时段为历史日内同期单位时段或历史周内同期单位时段；

针对所述各个未来单位时段，根据对应的多个历史同期单位时段的历史人车流量，计算得到对应的历史人车流量均值；

针对所述各个未来单位时段，将对应的历史人车流量均值作为对应的人车流量预测值。

在一个可能的设计中，若所述天气预报数据包含有至当天日出时刻的时长和至当天日落时刻的时长，则确定所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值和调光系数上限值，包括：

根据所述最近第个未来单位时段的所述天气预报数据，判断对应单位时段是否有部分时段处于当天日出时刻至当天日落时刻之间；

若是，则确定所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值和调光系数上限值分别为零。

在一个可能的设计中，在下一个单位时段内，根据在所述各个未来单位时段的调光系数允调区间中的且与所述下一个单位时段对应的调光系数允调区间，对所述照明调光模块进行调光控制，包括：

在下一个单位时段内，实时获取由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的实时人车流量；

根据所述实时人车流量从在所述各个未来单位时段的调光系数允调区间中的且与所述下一个单位时段对应的调光系数允调区间内，实时选取与所述实时人车流量正相关的调光系数，对所述照明调光模块进行实时调光控制。

在一个可能的设计中，所述最近多个未来单位时段为最近的未来24小时、最近的未来48小时或最近的未来72小时。

第二方面，提供了一种智慧照明控制装置，布置在太阳能路灯的且分别通信连接无线通信模块、电池电量监测模块、区域流量监测模块和照明调光模块的控制模块中，包括有数据获取单元、充电量估算单元、人车流量估算单元、调光系数确定单元和调光控制单元；

所述数据获取单元，用于在当前单位时段结束时，利用所述无线通信模块联网查询获取在最近多个未来单位时段的天气预报数据，以及获取由所述电池电量监测模块实时采集的当前电池剩余电量；

所述充电量估算单元，通信连接所述数据获取单元，用于针对所述最近多个未来单位时段中的各个未来单位时段，根据最近多个历史单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量以及对应的天气预报数据，估算得到对应的太阳能充电量预测值；

所述人车流量估算单元，用于针对所述各个未来单位时段，根据所述最近多个历史单位时段的且由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的历史人车流量，估算得到对应的人车流量预测值；

所述调光系数确定单元，分别通信连接所述数据获取单元、所述充电量估算单元和所述人车流量估算单元，用于根据所述当前电池剩余电量以及所述最近多个未来单位时段的太阳能充电量预测值和人车流量预测值，确定满足如下条件的且所述各个未来单位时段的调光系数允调区间：所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值分别低于预设的且用于判断是否充电安全的第一电量阈值，以及所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值分别高于预设的且用于判断是否电量不足的第二电量阈值，其中，所述第二电量阈值低于所述第一电量阈值，所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值和段末电池剩余电量下限值按照如下公式计算得到：

式中，表示不大于的正整数，表示所述最近多个未来单位时段的时段总数，表示在所述最近多个未来单位时段中最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值，表示所述最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值，表示在所述最近多个未来单位时段中最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值，表示所述最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值，和分别等于所述当前电池剩余电量，表示所述最近第个未来单位时段的太阳能充电量预测值，表示所述最近第个未来单位时段的照明消耗电量预测下限值且与所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值正相关，表示所述最近第个未来单位时段的照明消耗电量预测上限值且与所述最近第个未来单位时段的调光系数上限值正相关，所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值和调光系数上限值组成所述最近第个未来单位时段的调光系数允调区间且分别与所述最近第个未来单位时段的人车流量预测值正相关，表示所述最近第未来单位时段的其它所需消耗电量；

所述调光控制单元，通信连接所述调光系数确定单元，用于在下一个单位时段内，根据在所述各个未来单位时段的调光系数允调区间中的且与所述下一个单位时段对应的调光系数允调区间，对所述照明调光模块进行调光控制。

第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括有依次通信连接的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面或第一方面中任意可能设计所述的智慧照明控制方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面或第一方面中任意可能设计所述的智慧照明控制方法。

第五方面，本发明提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面或第一方面中任意可能设计所述的智慧照明控制方法。

上述方案的有益效果：

（1）本发明创造性提供了一种基于天气预报数据对太阳能路灯进行智慧照明控制的新方案，即在每一单位时段结束时，利用无线通信模块联网查询获取在最近多个未来单位时段的天气预报数据，以及获取由电池电量监测模块实时采集的当前电池剩余电量，然后估算得到所述最近多个未来单位时段的太阳能充电量预测值和人车流量预测值，再然后根据这些数据确定各个未来单位时段的且既可保障安全充电又不会导致出现电量不足情况的调光系数允调区间，最后在下一个单位时段内，根据对应的调光系数允调区间对照明调光模块进行调光控制，如此可持续不断地满足未来一日或多日夜间的照明需求，便于实际应用和推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的智慧照明控制方法的流程示意图。

图2为本申请实施例提供的太阳能路灯的系统结构示意图。

图3为本申请实施例提供的智慧照明控制装置的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一和第二等等来描述各种对象，但是这些对象不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个对象和另一个对象。例如可以将第一对象称作第二对象,并且类似地可以将第二对象称作第一对象，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A、单独存在B或者同时存在A和B等三种情况；又例如，A、B和/或C，可以表示存在A、B和C中的任意一种或他们的任意组合；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A或者同时存在A和B等两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例：

如图1和2所示，本实施例第一方面提供的所述智慧照明控制方法，可以但不限于由具有一定计算资源的、太阳能路灯的且分别通信连接无线通信模块、电池电量监测模块、区域流量监测模块和照明调光模块等的控制模块执行，例如由现有太阳能路灯的智能化充放电控制器等电子设备执行。如图1所示，所述智慧照明控制方法，可以但不限于包括有如下步骤S1～S5。

S1.在当前单位时段结束时，利用所述无线通信模块联网查询获取在最近多个未来单位时段的天气预报数据，以及获取由所述电池电量监测模块实时采集的当前电池剩余电量。

在所述步骤S1中，所述当前单位时段及所述最近多个未来单位时段中的单位时段取决于所述天气预报数据的预报时期精度；考虑当前气象系统可以进行小时级的天气预报，因此所述单位时段可以优选为小时，即所述最近多个未来单位时段可以但不限于为最近的未来24小时、最近的未来48小时或最近的未来72小时等。所述无线通信模块用于实现联网通信目的，其可以但不限于采用4G/5G移动通信模块或WiFi无线通信模块等物联网通信模块，同时具体查询获取所述天气预报数据的方式为现有常规方式。所述电池电量监测模块用于实时监测所述太阳能路灯的蓄电池电量情况，其可以采用现有的电池电量监测电路实现。

在所述步骤S1中，优选的，所述天气预报数据包含但不限于有至当天日出时刻的时长、至当天日落时刻的时长和云量以及体感温度、能见度、降水概率、风级、湿度、风速和/或露点温度等，其中，所述当天是指与单位时段对应的所属日（例如，若某个未来单位时段为明日下午7：00～8：00，则所述当天为明日）。具体的，所述至当天日出时刻的时长可基于当天日出时刻和与单位时段对应的时段中点时刻常规计算得到（例如，若某个未来单位时段为明日下午7：00～8：00，当天日出时刻为上午6：33，则所述至当天日出时刻的时长为19：30-6：33=12小57分），所述至当天日落时刻的时长可基于当天日落时刻和与单位时段对应的时段中点时刻常规计算得到（例如，若某个未来单位时段为明日下午7：00～8：00，当天日落时刻为下午7：22，则所述至当天日落时刻的时长为19：30-19：22=8分），所述云量、所述体感温度、所述能见度、所述降水概率、所述风级、所述湿度、所述风速和所述露点温度均为现有的常见气象参数。由于所述至当天日出时刻的时长和所述至当天日落时刻的时长会限定对应单位时段与当天白昼时段（即从当天日出时刻至当天日落时刻）的相对位置，与所述云量一样与对应单位时段的日照强度息息相关，因此所述至当天日出时刻的时长、所述至当天日落时刻的时长和所述云量是用于预测太阳能充电量的必选数据，而所述体感温度、所述能见度、所述降水概率、所述风级、所述湿度、所述风速和所述露点温度，由于相关性较小，可以作为用于预测太阳能充电量的可选数据。

S2.针对所述最近多个未来单位时段中的各个未来单位时段，根据最近多个历史单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量以及对应的天气预报数据，估算得到对应的太阳能充电量预测值。

在所述步骤S2中，若所述单位时段为小时，则所述最近多个历史单位时段同样具体但不限于为最近一个月的所有历史小时时段。所述历史天气数据包含但不限于有所述至当天日出时刻的时长、所述至当天日落时刻的时长和所述云量以及所述体感温度、所述能见度、所述降水概率、所述风级、所述湿度、所述风速和/或所述露点温度等。所述历史天气数据同样可以在对应单位时段结束时利用所述无线通信模块联网查询得到。此外，所述历史太阳能充电量可以在对应单位时段结束时通过常规充电管理手段统计得到。

在所述步骤S2中，为了能够精准预测得到所述各个未来单位时段的太阳能充电量预测值，优选的，针对所述最近多个未来单位时段中的各个未来单位时段，根据最近多个历史单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量以及对应的天气预报数据，估算得到对应的太阳能充电量预测值，包括但不限于有如下步骤S21～S23。

S21.针对所述最近多个未来单位时段中的各个未来单位时段，从最近多个历史单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量中，提取得到对应的多个历史日内同期单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量。

在所述步骤S21中，举例的，若某个未来单位时段为明日下午7：00～8：00，则所述多个历史日内同期单位时段可以但不限于包括有昨日下午7：00～8：00和前日下午7：00～8：00等。

S22.针对所述各个未来单位时段，将对应的多个历史日内同期单位时段的历史天气数据作为输入项，以及将对应的多个历史日内同期单位时段的历史太阳能充电量作为输出项，对基于诸如支持向量机、K最邻近法、随机梯度下降法、多变量线性回归、多层感知机、决策树、反向传播神经网络或径向基函数网络等的人工智能模型进行率定验证建模，得到对应的太阳能充电量预测模型。

在所述步骤S22中，所述支持向量机、所述K最邻近法、所述随机梯度下降法、所述多变量线性回归、所述多层感知机、所述决策树、所述反向传播神经网络和所述径向基函数网络均为现有人工智能方法中的常见方案。所述率定验证建模的具体过程包括有模型的率定过程和校核过程，即是先通过对比模型模拟结果与实测数据，然后根据对比结果调整模型参数，使得模拟结果与实际吻合的过程，因此可以通过常规的率定验证建模方式，得到所述各个未来单位时段的太阳能充电量预测模型。

S23.针对所述各个未来单位时段，将对应的天气预报数据作为新的输入项，输入对应的太阳能充电量预测模型中，输出得到对应的太阳能充电量预测值。

S3.针对所述各个未来单位时段，根据所述最近多个历史单位时段的且由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的历史人车流量，估算得到对应的人车流量预测值。

在所述步骤S3中，所述区域流量监测模块用于实时监测所述照明区域的人流量和/或车流量（即上位为人车流量），其可以但不限于采用现有的毫米波探测雷达实现。具体的，针对所述各个未来单位时段，根据所述最近多个历史单位时段的且由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的历史人车流量，估算得到对应的人车流量预测值，包括但不限于有如下步骤S31～S33。

S31.针对所述各个未来单位时段，从所述最近多个历史单位时段的且由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的历史人车流量中，提取得到对应的多个历史同期单位时段的历史人车流量，其中，所述历史同期单位时段为历史日内同期单位时段或历史周内同期单位时段。

在所述步骤S31中，举例的，若某个未来单位时段为明日下午7：00～8：00，明日为周一，则所述历史周内同期单位时段可以但不限于为上周一下午7：00～8：00等。

S32.针对所述各个未来单位时段，根据对应的多个历史同期单位时段的历史人车流量，计算得到对应的历史人车流量均值。

S33.针对所述各个未来单位时段，将对应的历史人车流量均值作为对应的人车流量预测值。

S4.根据所述当前电池剩余电量以及所述最近多个未来单位时段的太阳能充电量预测值和人车流量预测值，确定满足如下条件的且所述各个未来单位时段的调光系数允调区间：所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值分别低于预设的且用于判断是否充电安全的第一电量阈值，以及所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值分别高于预设的且用于判断是否电量不足的第二电量阈值，其中，所述第二电量阈值低于所述第一电量阈值。

在所述步骤S4中，所述第一电量阈值可以举例为电池最大电量的90%，所述第二电量阈值可以举例为电池最大电量的30%，如此可确保蓄电池电量始终处于一个既可保障安全充电又不会导致出现电量不足情况的适用区间。具体的，所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值和段末电池剩余电量下限值按照如下公式计算得到：

式中，表示不大于的正整数，表示所述最近多个未来单位时段的时段总数，表示在所述最近多个未来单位时段中最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值，表示所述最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值，表示在所述最近多个未来单位时段中最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值，表示所述最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值，和分别等于所述当前电池剩余电量，表示所述最近第个未来单位时段的太阳能充电量预测值，表示所述最近第个未来单位时段的照明消耗电量预测下限值且与所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值正相关，表示所述最近第个未来单位时段的照明消耗电量预测上限值且与所述最近第个未来单位时段的调光系数上限值正相关，所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值和调光系数上限值组成所述最近第个未来单位时段的调光系数允调区间且分别与所述最近第个未来单位时段的人车流量预测值正相关，表示所述最近第未来单位时段的其它所需消耗电量。

在所述步骤S4中，所述调光系数下限值和所述调光系数上限值的取值范围为0～100，由于实际亮度值=调光亮度值*调光系数/100，而实际亮度值与照明消耗电量正相关，因此所述照明消耗电量预测下限值会与所述调光系数下限值正相关，而所述照明消耗电量预测上限值会与所述调光系数上限值正相关。同时由于所述调光系数下限值和所述调光系数上限值会分别与人车流量预测值正相关，可使得所述调光系数下限值和所述调光系数上限值分别随着人车流量的增加而增加（优选为非线性增加，例如在人车流量超过预设阈值时，使所述调光系数下限值为70，以及使所述调光系数上限值为100），随着人车流量的降低而降低（优选为非线性降低，例如在人车流量为零时，使所述调光系数下限值为0，以及使所述调光系数上限值为10），以便满足不同人车流量情况下的不同照明需求。所述各个未来单位时段的调光系数允调区间可以但不限于采用穷举算法等来实现调整确定（在调整过程中，调节步长可以举例为1）。此外，所述其它所需消耗电量为因运行本地控制模块、所述无线通信模块、所述电池电量监测模块、所述区域流量监测模块和所述照明调光模块等所需要的耗电量，其会为一个固定的区间值，可以提前通过常规的统计分析（例如参照人车流量预测值）确定得到。

在所述步骤S4中，考虑路灯在白昼时段无需亮灯，因此可锁定在白昼时段的调光系数下限值和调光系数上限值分别为零（即在白昼时段不亮灯），满足实际情况，即优选的，若所述天气预报数据包含有至当天日出时刻的时长和至当天日落时刻的时长，则确定所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值和调光系数上限值，包括但不限于有如下步骤S41～S42：S41.根据所述最近第个未来单位时段的所述天气预报数据，判断对应单位时段是否有部分时段处于当天日出时刻至当天日落时刻之间；S42.若是，则确定所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值和调光系数上限值分别为零。

S5.在下一个单位时段内，根据在所述各个未来单位时段的调光系数允调区间中的且与所述下一个单位时段对应的调光系数允调区间，对所述照明调光模块进行调光控制。

在所述步骤S5中，所述下一个单位时段即为在所述最近多个未来单位时段中最近第一个未来单位时段，因此可以在所述最近第一个未来单位时段的调光系数允调区间中任选一个调光系数对所述照明调光模块进行调光控制。所述照明调光模块用于对LED路灯进行调光，可基于现有的调光电路实现。为了实现根据实时人车流量进行实时调光控制的目的，优选的，在下一个单位时段内，根据在所述各个未来单位时段的调光系数允调区间中的且与所述下一个单位时段对应的调光系数允调区间，对所述照明调光模块进行调光控制，包括但不限于有如下步骤S51～S52：S51.在下一个单位时段内，实时获取由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的实时人车流量；S52.根据所述实时人车流量从在所述各个未来单位时段的调光系数允调区间中的且与所述下一个单位时段对应的调光系数允调区间内，实时选取与所述实时人车流量正相关的调光系数，对所述照明调光模块进行实时调光控制。此外，在所述下一个单位时段结束时，还可以将所述下一个单位时段作为新的所述当前单位时段，再重新执行所述步骤S1～S5，以便持续不断地满足未来一日或多日夜间的照明需求。

由此基于前述步骤S1～S5所描述的智慧照明控制方法，提供了一种基于天气预报数据对太阳能路灯进行智慧照明控制的新方案，即在每一单位时段结束时，利用无线通信模块联网查询获取在最近多个未来单位时段的天气预报数据，以及获取由电池电量监测模块实时采集的当前电池剩余电量，然后估算得到所述最近多个未来单位时段的太阳能充电量预测值和人车流量预测值，再然后根据这些数据确定各个未来单位时段的且既可保障安全充电又不会导致出现电量不足情况的调光系数允调区间，最后在下一个单位时段内，根据对应的调光系数允调区间对照明调光模块进行调光控制，如此可持续不断地满足未来一日或多日夜间的照明需求，便于实际应用和推广。

如图3所示，本实施例第二方面提供了一种实现第一方面所述的智慧照明控制方法的虚拟装置，布置在太阳能路灯的且分别通信连接无线通信模块、电池电量监测模块、区域流量监测模块和照明调光模块的控制模块中，包括有数据获取单元、充电量估算单元、人车流量估算单元、调光系数确定单元和调光控制单元；

所述数据获取单元，用于在当前单位时段结束时，利用所述无线通信模块联网查询获取在最近多个未来单位时段的天气预报数据，以及获取由所述电池电量监测模块实时采集的当前电池剩余电量；

所述充电量估算单元，通信连接所述数据获取单元，用于针对所述最近多个未来单位时段中的各个未来单位时段，根据最近多个历史单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量以及对应的天气预报数据，估算得到对应的太阳能充电量预测值；

所述人车流量估算单元，用于针对所述各个未来单位时段，根据所述最近多个历史单位时段的且由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的历史人车流量，估算得到对应的人车流量预测值；

所述调光系数确定单元，分别通信连接所述数据获取单元、所述充电量估算单元和所述人车流量估算单元，用于根据所述当前电池剩余电量以及所述最近多个未来单位时段的太阳能充电量预测值和人车流量预测值，确定满足如下条件的且所述各个未来单位时段的调光系数允调区间：所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值分别低于预设的且用于判断是否充电安全的第一电量阈值，以及所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值分别高于预设的且用于判断是否电量不足的第二电量阈值，其中，所述第二电量阈值低于所述第一电量阈值，所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值和段末电池剩余电量下限值按照如下公式计算得到：

式中，表示不大于的正整数，表示所述最近多个未来单位时段的时段总数，表示在所述最近多个未来单位时段中最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值，表示所述最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值，表示在所述最近多个未来单位时段中最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值，表示所述最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值，和分别等于所述当前电池剩余电量，表示所述最近第个未来单位时段的太阳能充电量预测值，表示所述最近第个未来单位时段的照明消耗电量预测下限值且与所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值正相关，表示所述最近第个未来单位时段的照明消耗电量预测上限值且与所述最近第个未来单位时段的调光系数上限值正相关，所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值和调光系数上限值组成所述最近第个未来单位时段的调光系数允调区间且分别与所述最近第个未来单位时段的人车流量预测值正相关，表示所述最近第未来单位时段的其它所需消耗电量；

所述调光控制单元，通信连接所述调光系数确定单元，用于在下一个单位时段内，根据在所述各个未来单位时段的调光系数允调区间中的且与所述下一个单位时段对应的调光系数允调区间，对所述照明调光模块进行调光控制。

本实施例第二方面提供的前述装置的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见第一方面所述的智慧照明控制方法，于此不再赘述。

如图4所示，本实施例第三方面提供了一种执行如第一方面所述的智慧照明控制方法的计算机设备，包括有依次通信连接的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面所述的智慧照明控制方法。具体举例的，所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器（Random-Access Memory，RAM）、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、闪存（Flash Memory）、先进先出存储器（First Input FirstOutput，FIFO）和/或先进后出存储器（First Input Last Output，FILO）等等；所述处理器可以但不限于采用型号为STM32F105系列的微处理器。此外，所述计算机设备还可以但不限于包括有电源模块、显示屏和其它必要的部件。

本实施例第三方面提供的前述计算机设备的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见第一方面所述的智慧照明控制方法，于此不再赘述。

本实施例第四方面提供了一种存储包含如第一方面所述的智慧照明控制方法的指令的计算机可读存储介质，即所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面所述的智慧照明控制方法。其中，所述计算机可读存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(MemoryStick)等计算机可读存储介质，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。

本实施例第四方面提供的前述计算机可读存储介质的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如第一方面所述的智慧照明控制方法，于此不再赘述。

本实施例第五方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面所述的智慧照明控制方法。其中，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智慧照明控制方法，其特征在于，由太阳能路灯的且分别通信连接无线通信模块、电池电量监测模块、区域流量监测模块和照明调光模块的控制模块执行，包括：

在当前单位时段结束时，利用所述无线通信模块联网查询获取在最近多个未来单位时段的天气预报数据，以及获取由所述电池电量监测模块实时采集的当前电池剩余电量；

针对所述最近多个未来单位时段中的各个未来单位时段，根据最近多个历史单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量以及对应的天气预报数据，估算得到对应的太阳能充电量预测值；

针对所述各个未来单位时段，根据所述最近多个历史单位时段的且由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的历史人车流量，估算得到对应的人车流量预测值；

根据所述当前电池剩余电量以及所述最近多个未来单位时段的太阳能充电量预测值和人车流量预测值，确定满足如下条件的且所述各个未来单位时段的调光系数允调区间：所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值分别低于预设的且用于判断是否充电安全的第一电量阈值，以及所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值分别高于预设的且用于判断是否电量不足的第二电量阈值，其中，所述第二电量阈值低于所述第一电量阈值，所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值和段末电池剩余电量下限值按照如下公式计算得到：

式中，表示不大于的正整数，表示所述最近多个未来单位时段的时段总数，表示在所述最近多个未来单位时段中最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值，表示所述最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值，表示在所述最近多个未来单位时段中最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值，表示所述最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值，和分别等于所述当前电池剩余电量，表示所述最近第个未来单位时段的太阳能充电量预测值，表示所述最近第个未来单位时段的照明消耗电量预测下限值且与所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值正相关，表示所述最近第个未来单位时段的照明消耗电量预测上限值且与所述最近第个未来单位时段的调光系数上限值正相关，所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值和调光系数上限值组成所述最近第个未来单位时段的调光系数允调区间且分别与所述最近第个未来单位时段的人车流量预测值正相关，表示所述最近第未来单位时段的其它所需消耗电量；

在下一个单位时段内，根据在所述各个未来单位时段的调光系数允调区间中的且与所述下一个单位时段对应的调光系数允调区间，对所述照明调光模块进行调光控制。

2.根据权利要求1所述的智慧照明控制方法，其特征在于，所述天气预报数据和所述历史天气数据分别包含有至当天日出时刻的时长、至当天日落时刻的时长和云量以及体感温度、能见度、降水概率、风级、湿度、风速和/或露点温度，其中，所述当天是指与单位时段对应的所属日。

3.根据权利要求1所述的智慧照明控制方法，其特征在于，针对所述最近多个未来单位时段中的各个未来单位时段，根据最近多个历史单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量以及对应的天气预报数据，估算得到对应的太阳能充电量预测值，包括：

针对所述最近多个未来单位时段中的各个未来单位时段，从最近多个历史单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量中，提取得到对应的多个历史日内同期单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量；

针对所述各个未来单位时段，将对应的多个历史日内同期单位时段的历史天气数据作为输入项，以及将对应的多个历史日内同期单位时段的历史太阳能充电量作为输出项，对基于支持向量机、K最邻近法、随机梯度下降法、多变量线性回归、多层感知机、决策树、反向传播神经网络或径向基函数网络的人工智能模型进行率定验证建模，得到对应的太阳能充电量预测模型；

针对所述各个未来单位时段，将对应的天气预报数据作为新的输入项，输入对应的太阳能充电量预测模型中，输出得到对应的太阳能充电量预测值。

4.根据权利要求1所述的智慧照明控制方法，其特征在于，针对所述各个未来单位时段，根据所述最近多个历史单位时段的且由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的历史人车流量，估算得到对应的人车流量预测值，包括：

针对所述各个未来单位时段，从所述最近多个历史单位时段的且由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的历史人车流量中，提取得到对应的多个历史同期单位时段的历史人车流量，其中，所述历史同期单位时段为历史日内同期单位时段或历史周内同期单位时段；

针对所述各个未来单位时段，根据对应的多个历史同期单位时段的历史人车流量，计算得到对应的历史人车流量均值；

针对所述各个未来单位时段，将对应的历史人车流量均值作为对应的人车流量预测值。

5.根据权利要求1所述的智慧照明控制方法，其特征在于，若所述天气预报数据包含有至当天日出时刻的时长和至当天日落时刻的时长，则确定所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值和调光系数上限值，包括：

根据所述最近第个未来单位时段的所述天气预报数据，判断对应单位时段是否有部分时段处于当天日出时刻至当天日落时刻之间；

若是，则确定所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值和调光系数上限值分别为零。

6.根据权利要求1所述的智慧照明控制方法，其特征在于，在下一个单位时段内，根据在所述各个未来单位时段的调光系数允调区间中的且与所述下一个单位时段对应的调光系数允调区间，对所述照明调光模块进行调光控制，包括：

在下一个单位时段内，实时获取由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的实时人车流量；

根据所述实时人车流量从在所述各个未来单位时段的调光系数允调区间中的且与所述下一个单位时段对应的调光系数允调区间内，实时选取与所述实时人车流量正相关的调光系数，对所述照明调光模块进行实时调光控制。

7.根据权利要求1所述的智慧照明控制方法，其特征在于，所述最近多个未来单位时段为最近的未来24小时、最近的未来48小时或最近的未来72小时。

8.一种智慧照明控制装置，其特征在于，布置在太阳能路灯的且分别通信连接无线通信模块、电池电量监测模块、区域流量监测模块和照明调光模块的控制模块中，包括有数据获取单元、充电量估算单元、人车流量估算单元、调光系数确定单元和调光控制单元；

所述数据获取单元，用于在当前单位时段结束时，利用所述无线通信模块联网查询获取在最近多个未来单位时段的天气预报数据，以及获取由所述电池电量监测模块实时采集的当前电池剩余电量；

所述充电量估算单元，通信连接所述数据获取单元，用于针对所述最近多个未来单位时段中的各个未来单位时段，根据最近多个历史单位时段的历史天气数据和历史太阳能充电量以及对应的天气预报数据，估算得到对应的太阳能充电量预测值；

所述人车流量估算单元，用于针对所述各个未来单位时段，根据所述最近多个历史单位时段的且由所述区域流量监测模块对所述太阳能路灯的照明区域采集的历史人车流量，估算得到对应的人车流量预测值；

所述调光系数确定单元，分别通信连接所述数据获取单元、所述充电量估算单元和所述人车流量估算单元，用于根据所述当前电池剩余电量以及所述最近多个未来单位时段的太阳能充电量预测值和人车流量预测值，确定满足如下条件的且所述各个未来单位时段的调光系数允调区间：所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值分别低于预设的且用于判断是否充电安全的第一电量阈值，以及所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值分别高于预设的且用于判断是否电量不足的第二电量阈值，其中，所述第二电量阈值低于所述第一电量阈值，所述各个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值和段末电池剩余电量下限值按照如下公式计算得到：

式中，表示不大于的正整数，表示所述最近多个未来单位时段的时段总数，表示在所述最近多个未来单位时段中最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值，表示所述最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值，表示在所述最近多个未来单位时段中最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量上限值，表示所述最近第个未来单位时段的段末电池剩余电量下限值，和分别等于所述当前电池剩余电量，表示所述最近第个未来单位时段的太阳能充电量预测值，表示所述最近第个未来单位时段的照明消耗电量预测下限值且与所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值正相关，表示所述最近第个未来单位时段的照明消耗电量预测上限值且与所述最近第个未来单位时段的调光系数上限值正相关，所述最近第个未来单位时段的调光系数下限值和调光系数上限值组成所述最近第个未来单位时段的调光系数允调区间且分别与所述最近第个未来单位时段的人车流量预测值正相关，表示所述最近第未来单位时段的其它所需消耗电量；

所述调光控制单元，通信连接所述调光系数确定单元，用于在下一个单位时段内，根据在所述各个未来单位时段的调光系数允调区间中的且与所述下一个单位时段对应的调光系数允调区间，对所述照明调光模块进行调光控制。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括有依次通信连接的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1～7中任意一项所述的智慧照明控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如权利要求1～7中任意一项所述的智慧照明控制方法。

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