CN115955752A - 一种基于物联网的智能照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能照明技术领域，且公开了一种基于物联网的智能照明系统，包括中央处理器，所述中央处理器输入端与服务器输出端信号连接，所述中央处理器输入端与景观照明美化单元输出端信号连接。该基于物联网的智能照明系统，利用景观照明美化单元针对同类产品进行技术优化，涵盖景观演绎控制、5G通信应用、再生太阳能利用以及景观照明三维可视可控等层面，形成了景观照明全方位多领域的技术集成；路灯照明控制单元优势是集成化，通过设备控制、数据采集等集中应用在智慧路灯平台，同时数据可以和智慧城市的其他平台对接，成为智慧城市建设的一部分，形成更加精确、更加科学、更加节能、更加智慧的路灯照明整体控制体系。

Description

一种基于物联网的智能照明系统

技术领域

本发明涉及智能照明技术领域，具体为一种基于物联网的智能照明系统。

背景技术

在城市级智慧照明应用发展趋势下，经过这几年的发展，智能照明在物联网领域中占据了它应有的一席之地，为了提高人们的生活质量，使照明系统可以遵从使用者的意愿进行变化，实现照明系统的智能。随着智能系统的进一步开发与完善，其功能将进一步得到增强；目前，国内各大照明建设集成商均在布局智慧路灯产业，也形成一部分前期示范建设项目。但目前的智慧路灯项目仍然存在一些技术方面的问题，比如一些设备的数据无法整合到智慧路灯的平台上,设备以及平台运行不稳定等等；城市夜景亮化项目，不仅美化了城市的夜景，同时也促进了旅游行业的发展。但是目前城市夜景亮化项目大部分仍是千篇一律、缺乏特色，不能真正表达出一座城市的文化底蕴。但是由此可见现在的智能照明系统功能还是比较简单，使用还是存在一些局限，因此，提出一种基于物联网的智能照明系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能照明系统，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：一种基于物联网的智能照明系统，包括中央处理器，所述中央处理器输入端与服务器输出端信号连接，所述中央处理器输入端与景观照明美化单元输出端信号连接，所述中央处理器输入端与路灯照明控制单元输出端信号连接，所述中央处理器输入端与智慧路灯设计与建设单元输出端信号连接；

所述景观照明美化单元输出端与灯光秀演绎控制模块输入端信号连接，所述景观照明美化单元输出端与灯光秀5G通讯数据传输模块输入端信号连接，所述景观照明美化单元输出端与景观照明美化能源辅助模块输入端信号连接，所述景观照明美化单元输出端与景观照明美化监控模块输入端信号连接，基于5G通讯技术进行灯光秀控制,降低数据延迟，提高动画帧数，使得灯光秀表演画面更加的连贯和逼真，通过智能交互式景观照明，批量智能控制使得景观照明呈现更好的照明效果。

优选的，所述灯光秀演绎控制模块输入端与灯光秀演绎控制设计模块输出端信号连接，所述灯光秀演绎控制模块输入端与批量智能控制模块输出端信号连接，基于灯光、喷泉、焰火等“灯光秀”演绎控制，将声、光、电、机械、视觉装置等结合，制作立体、精彩的夜景亮化项目。

优选的，所述灯光秀演绎控制模块输出端与灯光控制模块输入端信号连接，所述灯光秀演绎控制模块输出端与喷泉控制模块输入端信号连接，所述灯光秀演绎控制模块输出端与焰火控制模块输入端信号连接。

优选的，所述景观照明美化能源辅助模块输出端与太阳能光伏板供电模块输入端信号连接，所述景观照明美化能源辅助模块输出端与太阳能光伏板储能模块输入端信号连接，基于太阳能光伏发电进行夜景亮化，充分利用好可再生能源。

优选的，所述景观照明美化监控模块输出端与景观照明三维可视化建模模块输入端信号连接，基于三维可视化进行城市景观照明智能化监控，构造城市景观楼宇和街道亮化图像,形成可视化照明设备的综合管控。

优选的，所述路灯照明控制单元输入端与路灯设施养护模块输出端信号连接，所述路灯照明控制单元输入端与路灯管理模块输出端信号连接，所述路灯照明控制单元输入端与路灯控制5G通讯数据传输模块输出端信号连接，所述路灯照明控制单元输入端与多功能灯杆系统布线模块输出端信号连接，所述路灯照明控制单元输入端与路灯设施照明控制分析模块输出端信号连接，基于5G通讯网络进行控制，优化现有的控制器线路，改变调光方式并采用NEMA接口，提高控制器的安装和维护效率，建设智慧多功能灯杆系统布线方案，采用线缆光电集成技术、节点集成配套技术等，提升多功能灯杆的兼容性和全面性，通过5G通信、大数据、云计算技术的设计分析，建设城市统一管理照明控制系统平台。

优选的，所述路灯设施养护模块输入端与养护路灯数据库输出端信号连接，所述路灯管理模块输入端与路灯远程集中控制模块输出端信号连接，所述路灯管理模块输入端与路灯单灯控制模块输出端信号连接，基于灯杆二维码开展照明设施维护管养，建立养护路灯数据库，查询灯杆相关基础数据信息，随时上报故障，采用智慧路灯统一管理技术，实现对路灯的远程集中或单灯的自动或手动控制与管理。

优选的，所述智慧路灯设计与建设单元输入端与智慧路灯防风防雷设计模块输出端信号连接，所述智慧路灯设计与建设单元输入端与物联网路灯单灯控制模块输出端信号连接，基于5G通信基站的智慧路灯设计，优化路灯杆体结构、防风防雷设计、供电方案以及电气配合，基于NB-IoT窄带物联网的路灯智能单灯控制技术，接入云平台进行管理，光伏发电结合电动汽车充电桩一体化智能停车棚，整合全市智能型路灯一体化停车充电桩，城市多功能灯杆的整体规划设计，优化路灯承受负荷、作业高度固定等问题，实现智慧化、安全化、稳定化设计，基于5G新一代智慧多功能灯杆，通过智慧灯杆采集智能设备数据，支持4G/5G全网通，解决兼容问题。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于物联网的智能照明系统：

1)、景观照明美化单元针对同类产品进行技术优化，涵盖景观演绎控制、5G通信应用、再生太阳能利用以及景观照明三维可视可控等层面，形成了景观照明全方位多领域的技术集成；通过5G通信技术优势，将数据延迟控制在0.01s内，结合景观照明节点控制原理和景观演绎算法模型，大幅度提高景观美化程度，在美观层面增加了超30帧的动态灯光表演，能源节约率达到50％，优于市面上普遍的景观照明系统，景观设备的同步控制回路超过30个，节点数据采集全覆盖，有效提升了产品竞争力；很好地解决了传统景观控制系统的高延迟、弱逻辑、高耗电以及设备无法集中管控、节点无法可视展示、指令无法统一下达等问题或缺陷，有效提升目前市面上景观照明控制水平，降低数据传输的延迟，加快控制指令的下达，结合太阳能发电利用节能能源，降低产品资金投入，可靠性高，有利于规模化建设和推广。

2)、路灯照明控制单元优势是集成化，通过设备控制、数据采集等集中应用在智慧路灯平台，同时数据可以和智慧城市的其他平台对接，成为智慧城市建设的一部分，形成更加精确、更加科学、更加节能、更加智慧的路灯照明整体控制体系；能够解决照明设施的统一管理难、运维难度大、实施周期长、控制水平低等重点问题，全面覆盖城市智能照明设备，应用5G通信、大数据、云计算技术，实现智慧路灯管理平台对硬件设备数据的直接调取以及管控，从而满足现代化城市照明的需要，充分运用“互联网+”思维，通过计算机网络技术、通信技术、控制技术、数据采集技术等各种信息技术手段，将城市中的路灯“串联”起来。

3)、智慧路灯设计与建设单元采用通用的5G智慧路灯的安装附件和安装方法，同时根据基站设备的情况，重新优化路灯杆体的结构设计、基础设计、防风防雷设计、供电方案以及电气配合等，做到5G智慧灯杆对5G基站设备的通用性，提高灯杆的利用效率。

附图说明

图1为本发明整体结构连接示意图；

图2为本发明景观照明美化单元结构连接示意图；

图3为本发明路灯照明控制单元结构连接示意图；

图4为本发明智慧路灯设计与建设单元结构连接示意图。

图中：中央处理器1、服务器2、景观照明美化单元3、路灯照明控制单元4、智慧路灯设计与建设单元5。

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。

请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网的智能照明系统，包括中央处理器1，中央处理器1输入端与服务器2输出端信号连接，中央处理器1输入端与景观照明美化单元3输出端信号连接，中央处理器1输入端与路灯照明控制单元4输出端信号连接，中央处理器1输入端与智慧路灯设计与建设单元5输出端信号连接；

景观照明美化单元3输出端与灯光秀演绎控制模块输入端信号连接，景观照明美化单元3输出端与灯光秀5G通讯数据传输模块输入端信号连接，景观照明美化单元3输出端与景观照明美化能源辅助模块输入端信号连接，景观照明美化单元3输出端与景观照明美化监控模块输入端信号连接，景观照明美化单元3主要体现在景观照明美化控制器上，景观照明美化控制器防护等级≥IP67；控制设备回路数≥30个。

进一步的，灯光秀演绎控制模块输入端与灯光秀演绎控制设计模块输出端信号连接，灯光秀演绎控制模块输入端与批量智能控制模块输出端信号连接。

进一步的，灯光秀演绎控制模块输出端与灯光控制模块输入端信号连接，灯光秀演绎控制模块输出端与喷泉控制模块输入端信号连接，灯光秀演绎控制模块输出端与焰火控制模块输入端信号连接。

进一步的，景观照明美化能源辅助模块输出端与太阳能光伏板供电模块输入端信号连接，景观照明美化能源辅助模块输出端与太阳能光伏板储能模块输入端信号连接。

进一步的，景观照明美化监控模块输出端与景观照明三维可视化建模模块输入端信号连接，5G通讯模块与控制器结合，一体化设计；

通信数据错误率≤0.1％；

数据延迟≤0.01s；

灯光秀动画帧数≥30帧/秒；

支持太阳能光伏发电并储能，系统总转换效率≥13％；支持太阳能电池组件角度90°(正负5°)；

支持系统综合接地电阻≤4Ω；

支持地图模型建设。

该景观照明美化单元3针对同类产品进行技术优化，涵盖景观演绎控制、5G通信应用、再生太阳能利用以及景观照明三维可视可控等层面，形成了景观照明全方位多领域的技术集成。解决了传统景观控制系统的高延迟、弱逻辑、高耗电以及设备无法集中管控、节点无法可视展示、指令无法统一下达等问题或缺陷。通过5G通信技术优势,将数据延迟控制在0.01s内，结合景观照明节点控制原理和景观演绎算法模型，大幅度提高景观美化程度，在美观层面增加了超30帧的动态灯光表演。同时，该景观照明美化单元3能够将能源节约率达到50％，优于市面上普遍的景观照明系统，景观设备的同步控制回路超过30个，节点数据采集全覆盖，有效提升了产品竞争力。

进一步的，路灯照明控制单元4输入端与路灯设施养护模块输出端信号连接，路灯照明控制单元4输入端与路灯管理模块输出端信号连接，路灯照明控制单元4输入端与路灯控制5G通讯数据传输模块输出端信号连接，路灯照明控制单元4输入端与多功能灯杆系统布线模块输出端信号连接，路灯照明控制单元4输入端与路灯设施照明控制分析模块输出端信号连接。

进一步的，路灯设施养护模块输入端与养护路灯数据库输出端信号连接，路灯管理模块输入端与路灯远程集中控制模块输出端信号连接，路灯管理模块输入端与路灯单灯控制模块输出端信号连接；

灯杆二维码寿命≥10年，读取成功率≥98％，数据库接口调取成功率≥98％；

支持智能灯杆单灯5G控制，数据传输丢包率≤1％；

支持光纤复合中压电缆、光纤复合低压电缆以及接入网用光电混合缆设计；

支持灯光多逻辑规则管控，自动化进行照明亮度和时段设定；

支持可视化展示，为综合管理提供接入功能。

该路灯照明控制单元4的优势是集成化，通过设备控制、数据采集等集中应用在智慧路灯平台，同时数据可以和智慧城市的其他平台对接，成为智慧城市建设的一部分,形成更加精确、更加科学、更加节能、更加智慧的路灯照明整体控制体系。解决照明设施的统一管理难、运维难度大、实施周期长、控制水平低等重点问题，全面覆盖城市智能照明设备。应用5G通信、大数据、云计算技术。实现智慧路灯管理平台对硬件设备数据的直接调取以及管控，技术水平达到国内领先水平。

进一步的，智慧路灯设计与建设单元5输入端与智慧路灯防风防雷设计模块输出端信号连接，智慧路灯设计与建设单元5输入端与物联网路灯单灯控制模块输出端信号连接；

灯杆结构强度≥100kg、供电≥6kW、抗风≥12级、抗雷击≥线-地10kV；

采集5G基站电气参数、图像等数据，采集频率≥2次/小时；

支持查询就近充电桩，预约充电权限；实现路灯充电桩在不同路段和时段的分流；电动汽车充电负荷≥50OKW；

储能效率≥80％；

支持数据接入全市照明管控平台；数据采集丢包率<1％；

照明节能率≥70％。

智慧路灯设计与建设单元5采用通用的5G智慧路灯的安装附件和安装方法，同时根据基站设备的情况，重新优化路灯杆体的结构设计、基础设计、防风防雷设计、供电方案以及电气配合等，做到5G智慧灯杆对5G基站设备的通用性,提高灯杆的利用效率。

智慧路灯设计与建设单元5引入5G通信技术，通信设备通过5G网络接入管理平台系统，一方面解决市面上路灯产品类别杂、通信架构不一、高延迟问题，产品能够接入大数据智慧照明平台中，进行实时监测和统一管理。另一方面优化照明灯源的电力消耗，选用更为环保的LED灯源，符合国家发展策略。

使用时，该基于物联网的智能照明系统：

景观照明美化单元3针对同类产品进行技术优化，涵盖景观演绎控制、5G通信应用、再生太阳能利用以及景观照明三维可视可控等层面，形成了景观照明全方位多领域的技术集成；通过5G通信技术优势，将数据延迟控制在0.01s内，结合景观照明节点控制原理和景观演绎算法模型，大幅度提高景观美化程度，在美观层面增加了超30帧的动态灯光表演，能源节约率达到50％，优于市面上普遍的景观照明系统，景观设备的同步控制回路超过30个，节点数据采集全覆盖，有效提升了产品竞争力；很好地解决了传统景观控制系统的高延迟、弱逻辑、高耗电以及设备无法集中管控、节点无法可视展示、指令无法统一下达等问题或缺陷，有效提升目前市面上景观照明控制水平，降低数据传输的延迟，加快控制指令的下达，结合太阳能发电利用节能能源，降低产品资金投入，可靠性高，有利于规模化建设和推广；

路灯照明控制单元4优势是集成化，通过设备控制、数据采集等集中应用在智慧路灯平台，同时数据可以和智慧城市的其他平台对接，成为智慧城市建设的一部分，形成更加精确、更加科学、更加节能、更加智慧的路灯照明整体控制体系；能够解决照明设施的统一管理难、运维难度大、实施周期长、控制水平低等重点问题，全面覆盖城市智能照明设备，应用5G通信、大数据、云计算技术，实现智慧路灯管理平台对硬件设备数据的直接调取以及管控，从而满足现代化城市照明的需要，充分运用“互联网+”思维，通过计算机网络技术、通信技术、控制技术、数据采集技术等各种信息技术手段，将城市中的路灯“串联”起来；

智慧路灯设计与建设单元5采用通用的5G智慧路灯的安装附件和安装方法，同时根据基站设备的情况，重新优化路灯杆体的结构设计、基础设计、防风防雷设计、供电方案以及电气配合等，做到5G智慧灯杆对5G基站设备的通用性，提高灯杆的利用效率；通过优化单灯控制器内部控制部分，增加异常开/关灯、灯具故障、通信中断等报警功能，采用5G传输通信，考虑兼容性支持4G/5G全网通，在此基础上预留了RS485、WIFI等多种接口，采用多接口多协议的模式，可将连接设备快速接入互联网，实现安全可靠的数据传输；在智慧路灯建设的基础上结合光伏发电充电桩停车棚方案，提供智慧灯杆停车管理能力，通过中央控制器统一调度和管理，有效提高整个系统的效率，实现了路灯充电桩在不同路段和时段的分流。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于物联网的智能照明系统，包括中央处理器(1)，其特征在于：所述中央处理器(1)输入端与服务器(2)输出端信号连接，所述中央处理器(1)输入端与景观照明美化单元(3)输出端信号连接，所述中央处理器(1)输入端与路灯照明控制单元(4)输出端信号连接，所述中央处理器(1)输入端与智慧路灯设计与建设单元(5)输出端信号连接；

所述景观照明美化单元(3)输出端与灯光秀演绎控制模块输入端信号连接，所述景观照明美化单元(3)输出端与灯光秀(5)G通讯数据传输模块输入端信号连接，所述景观照明美化单元(3)输出端与景观照明美化能源辅助模块输入端信号连接，所述景观照明美化单元(3)输出端与景观照明美化监控模块输入端信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能照明系统，其特征在于：所述灯光秀演绎控制模块输入端与灯光秀演绎控制设计模块输出端信号连接，所述灯光秀演绎控制模块输入端与批量智能控制模块输出端信号连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能照明系统，其特征在于：所述灯光秀演绎控制模块输出端与灯光控制模块输入端信号连接，所述灯光秀演绎控制模块输出端与喷泉控制模块输入端信号连接，所述灯光秀演绎控制模块输出端与焰火控制模块输入端信号连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能照明系统，其特征在于：所述景观照明美化能源辅助模块输出端与太阳能光伏板供电模块输入端信号连接，所述景观照明美化能源辅助模块输出端与太阳能光伏板储能模块输入端信号连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能照明系统，其特征在于：所述景观照明美化监控模块输出端与景观照明三维可视化建模模块输入端信号连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能照明系统，其特征在于：所述路灯照明控制单元(4)输入端与路灯设施养护模块输出端信号连接，所述路灯照明控制单元(4)输入端与路灯管理模块输出端信号连接，所述路灯照明控制单元(4)输入端与路灯控制5G通讯数据传输模块输出端信号连接，所述路灯照明控制单元(4)输入端与多功能灯杆系统布线模块输出端信号连接，所述路灯照明控制单元(4)输入端与路灯设施照明控制分析模块输出端信号连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的智能照明系统，其特征在于：所述路灯设施养护模块输入端与养护路灯数据库输出端信号连接，所述路灯管理模块输入端与路灯远程集中控制模块输出端信号连接，所述路灯管理模块输入端与路灯单灯控制模块输出端信号连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能照明系统，其特征在于：所述智慧路灯设计与建设单元(5)输入端与智慧路灯防风防雷设计模块输出端信号连接，所述智慧路灯设计与建设单元(5)输入端与物联网路灯单灯控制模块输出端信号连接。

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