CN116527760A - 一种多功能智慧灯杆管理控制系统 - Google Patents

一种多功能智慧灯杆管理控制系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种多功能智慧灯杆管理控制系统。包括边缘计算网关、照明模块、监控模块、环境监测模块、充电模块、一键报警模块广播模块以及云平台，边缘计算网关将各个模块的实施数据进行收集和处理，通过在本地网络上进行分析和优化后将结果上传到云平台。本发明通过边缘网关可以缓解云平台的负载并提高反应速度，减少延迟，并增强系统的可靠性和安全性。

Description

一种多功能智慧灯杆管理控制系统
技术领域
本发明涉及智慧灯杆技术领域，特别涉及一种多功能智慧灯杆管理控制系统。
背景技术
随着城市化进程的加快，城市改造力度不断加大，城市区划、建筑、道路等发生巨大变化。在城市建设中路灯作为公共照明设施随处可见，形成纵横交错的网络，但是路灯大多仅被作为照明装置，功能单一，一定程度上形成资源浪费，随着科技进步，产品智能化、多功能化成为主要发展趋势，路灯也不例外。
目前智慧道路照明技术在快速演进、需求在不断变化，当下应用的支点无法满足未来需求，功能已被框定，对未来变化预计不足，所以亟需一种多功能的智慧灯杆管理控制系统。
发明内容
基于此，本申请实施例提供了一种多功能智慧灯杆管理控制系统，能够通过边缘网关可以缓解云平台的负载并提高反应速度，减少延迟，并增强系统的可靠性和安全性。
本申请提供了一种多功能智慧灯杆管理控制系统，该系统包括：
系统包括边缘计算网关、照明模块、监控模块、环境监测模块、充电模块、一键报警模块广播模块以及云平台，其中：
边缘计算网关用于将各个模块的实施数据进行收集和处理，通过在本地网络上进行分析和优化后将结果上传到云平台；
照明模块用于将获取的状态信息上传到边缘计算网关，并根据边缘计算网关反馈的控制指令对灯杆进行智能调节；其中，所述状态信息包括时间信息和光感信息；
监控模块用于将灯杆周围的实时图像传输到边缘计算网关进行处理；
环境监测模块用于采集灯杆周围环境参数传输到边缘计算网关进行处理；其中，所述环境参数至少包括温度、湿度、空气质量；
充电模块用于通过边缘计算网关向云平台发送充电请求，并等待来自云平台的授权和指令，当授权和指令到达后，该模块会根据指令进行充电，并将充电状态传输回云平台；
一键报警模块用于在获得报警按钮的触发命令后，将预先存储的灯杆位置坐标发送给边缘计算网关，在所述边缘计算网关中生成报警信息上传至云平台；
广播模块用于通过边缘计算网关接收云平台下发的广播内容和指令，并进行相应的播放和控制。
可选地，所述系统还包括：
登录与登出模块，用于向边缘计算网关上传用户验证信息，并通过身份验证后允许访问物联网平台或其他相关系统；
账户与权限模块，用于验证用户身份和授权权限，并确保只有授权人员能够访问特定设备和应用程序。
可选地，所述系统还包括：
GIS地图模块，用于将灯杆的地理位置信息传输到边缘计算网关，从而实现设备位置追踪和管理。
可选地，所述系统还包括：
能耗分析模块，与多个能耗传感器相连接，用于获取能耗传感器数据并上传至边缘计算网关，以实现对灯杆的能源消耗情况进行监控和分析。
可选地，所述云平台中包括：
大屏模块，用于在地图上展示目标区域内的灯杆管理结果；其中，所述灯杆管理结果至少包括路灯数据概述、用电量曲线图、用电量区域统计、故障概览、故障排名以及故障列表。
可选地，在所述大屏模块中：
路灯数据概览具体包括当日用电量/累计用电量、在线路灯数量统计结果；
用电量曲线图具体包括用电量曲线图、省电量曲线图以及电费报表；
用电量区域统计具体包括路段用电量统计结果；
故障概览具体包括总故障数、重点巡检区域故障数、历史故障报表；
故障排名具体包括路段故障树排名以及告警排名；
故障列表具体包括故障设备实施列表、近30天故障路灯数量曲线、故障日期及故障原因、故障维修信息。
可选地，采用不同的存储平台对不同类型的数据进行存储；
通过MySQL存储平台配置相关数据，包括灯杆的位置、型号和属性数据；
通过Elasticsearch存储Trace相关数据，包括日志和异常信息数据；
通过Druid和Hadoop存储性能相关数据，包括网络延迟和CPU使用情况数据；
通过Redis存储缓存数据和应用中间结果数据，以提高系统性能。
可选地，所述边缘计算网关还包括有其他扩展功能预留接口，用于进行功能拓展。
本申请实施例提供的技术方案中包括边缘计算网关、照明模块、监控模块、环境监测模块、充电模块、一键报警模块广播模块以及云平台，其中边缘计算网关将各个模块的实施数据进行收集和处理，通过在本地网络上进行分析和优化后将结果上传到云平台；照明模块将获取的状态信息上传到边缘计算网关，并根据边缘计算网关反馈的控制指令对灯杆进行智能调节；监控模块将灯杆周围的实时图像传输到边缘计算网关进行处理；环境监测模块采集灯杆周围环境参数传输到边缘计算网关进行处理；充电模块通过边缘计算网关向云平台发送充电请求，并等待来自云平台的授权和指令，当授权和指令到达后，该模块会根据指令进行充电，并将充电状态传输回云平台；一键报警模块在获得报警按钮的触发命令后，将预先存储的灯杆位置坐标发送给边缘计算网关，在所述边缘计算网关中生成报警信息上传至云平台；广播模块通过边缘计算网关接收云平台下发的广播内容和指令，并进行相应的播放和控制。可以看出，本发明的有益效果在于通过边缘网关可以缓解云平台的负载并提高反应速度，减少延迟，并增强系统的可靠性和安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
图1为本申请实施例提供的一种多功能智慧灯杆管理控制系统架构图；
图2为本申请实施例中大屏模块的示意图。
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。
在本发明的描述中，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本发明构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。
目前智慧道路照明技术在快速演进、需求在不断变化，当下应用的支点无法满足未来需求，功能已被框定，对未来变化预计不足。本发明体现了对信息种类、网关分流和处理能力，决定了整个系统的智慧程度。
具体地，请参考图1，其示出了本申请实施例提供的一种多功能智慧灯杆管理控制系统包括边缘计算网关、照明模块、监控模块、环境监测模块、充电模块、一键报警模块，广播模块以及云平台，其中：
边缘计算网关用于将各个模块的实施数据进行收集和处理，通过在本地网络上进行分析和优化后将结果上传到云平台；其中，边缘计算网关还包括有其他扩展功能预留接口，用于进行功能拓展。
边缘计算网关通常被用作连接本地设备和云服务之间的桥梁，以便收集设备数据并将其传输到云端进行处理分析。在这个过程中，边缘计算网关可以与各个模块进行交互，包括传感器、执行器、存储设备、安全模块等，从而实现设备的监控、控制和管理。同时，边缘计算网关还可以提供一些额外的功能，例如数据聚合、协议转换、数据加密等，以确保设备安全可靠地连接到云端。
照明模块用于将获取的状态信息上传到边缘计算网关，并根据边缘计算网关反馈的控制指令对灯杆进行智能调节。
其中，状态信息包括时间信息和光感信息。照明模块的用途是控制灯杆的照明，可以根据时间、光感等因素进行智能调节，并与周围灯杆进行协同控制，实现节能和环保。该模块会将其状态信息及控制命令通过边缘计算网关上传到云平台，以便对灯杆的照明情况进行分析和优化。
监控模块用于将灯杆周围的实时图像传输到边缘计算网关进行处理。
监控模块主要用于视频监控和安全预警，可以将灯杆周围的情况实时传输到云平台上进行处理和分析。同时，该模块也会接收来自云平台的指令，如远程开启或关闭摄像头等。该模块通过边缘计算网关上传监控数据和接收指令。
环境监测模块用于采集灯杆周围环境参数传输到边缘计算网关进行处理。
其中，环境参数至少包括温度、湿度、空气质量。环境监测模块的作用是采集灯杆周围环境参数，如温度、湿度、空气质量等，并将其实时上传到云平台，用于环境监测和预警。此外，该模块还可以实现灯杆内部的温度、湿度等参数的监测。该模块通过边缘计算网关上传环境数据。
充电模块用于通过边缘计算网关向云平台发送充电请求，并等待来自云平台的授权和指令，当授权和指令到达后，该模块会根据指令进行充电，并将充电状态传输回云平台。
充电模块主要用于给移动设备和电动汽车进行充电。当有设备需要充电时，该模块会通过边缘计算网关向云平台发送请求，并等待来自云平台的授权和指令。当授权和指令到达后，该模块会根据指令进行充电，并将充电状态传输回云平台。
一键报警模块用于在获得报警按钮的触发命令后，将预先存储的灯杆位置坐标发送给边缘计算网关，在边缘计算网关中生成报警信息上传至云平台。
一键报警模块可以让行人在遇到危险或者紧急情况时，通过按下按钮触发灯杆内置的报警设备，对周围环境进行报警。同时，该模块也可以接收来自云平台的报警指令，如紧急疏散等。该模块通过边缘计算网关上传报警信息和接收指令。
广播模块用于通过边缘计算网关接收云平台下发的广播内容和指令，并进行相应的播放和控制。
广播模块可以播放音乐、新闻、广告等信息，以丰富公共空间的文化气息。该模块通过边缘计算网关接收云平台下发的广播内容和指令，并进行相应的播放和控制。
在本申请实施例中，采用不同的存储平台对不同类型的数据进行存储具体通过MySQL存储平台配置相关数据，包括灯杆的位置、型号和属性数据；通过Elasticsearch存储Trace相关数据，包括日志和异常信息数据；通过Druid和Hadoop存储性能相关数据，包括网络延迟和CPU使用情况数据；通过Redis存储缓存数据和应用中间结果数据，以提高系统性能。同时，这些数据可以结合维度数据和汇总数据进行分析和可视化，从而更好地监控和管理智慧灯杆系统的运行情况。
在本申请可选的实施例中，系统还包括登录与登出模块，用于向边缘计算网关上传用户验证信息，并通过身份验证后允许访问物联网平台或其他相关系统。
账户与权限模块，用于验证用户身份和授权权限，并确保只有授权人员能够访问特定设备和应用程序。
GIS地图模块，用于将灯杆的地理位置信息传输到边缘计算网关，从而实现设备位置追踪和管理。系统还包括能耗分析模块，与多个能耗传感器相连接，用于获取能耗传感器数据并上传至边缘计算网关，以实现对灯杆的能源消耗情况进行监控和分析。
在本申请另一个可选实施例中，还可以包括以下模块：
登录与登出模块：边缘计算网关可以接收来自登录模块的用户验证信息，并通过身份验证后允许访问物联网平台或其他相关系统。
日志模块：边缘计算网关可以将本地日志传输到存储在云端的日志服务中，以实现故障排除和性能监控等功能。
报警与运维模块：边缘计算网关可以向报警和运维模块发送异常事件和状况信息，以便及时处理问题和提高设备可用性。
账户与权限模块：边缘计算网关可以与账户和权限模块通信，以验证用户身份和授权权限，并确保只有授权人员能够访问特定设备和应用程序。
GIS地图模块：边缘计算网关可以将物联网设备的地理位置信息传输到GIS地图模块中，从而实现设备位置追踪和管理。
能耗分析模块：边缘计算网关可以将连接的能耗传感器数据传输到能耗分析模块，以对设备的能源消耗情况进行监控和分析。
灯杆列表模块：边缘计算网关可以向灯杆列表模块发送设备状态和控制信息，以实现对智慧照明系统的远程管理。
智慧照明模块：边缘计算网关可以接收来自智慧照明模块的灯光控制命令，并将其传输到相应的灯杆或灯组上。
WIFI模块：边缘计算网关可以与WIFI模块通信，以实现设备之间的数据交换和互联。
气象站模块：边缘计算网关可以从气象站模块中获取环境传感器数据，如温度、湿度、气压等信息，以便对物联网设备进行调整和控制。
一键报警模块：边缘计算网关可以将来自一键报警模块的紧急事件通知转发到运维人员和相关部门进行处理和响应。
广播音柱模块：边缘计算网关可以接收来自广播音柱模块的音频流数据并将其传输到指定的设备上进行播放。
在本申请可选的实施例中，云平台中包括大屏模块，用于在地图上展示目标区域内的灯杆管理结果；其中，灯杆管理结果至少包括路灯数据概述、用电量曲线图、用电量区域统计、故障概览、故障排名以及故障列表。如图2给出了本申请中大屏模块的示意图。
在大屏模块中路灯数据概览具体包括当日用电量/累计用电量、在线路灯数量统计结果；用电量曲线图具体包括用电量曲线图、省电量曲线图以及电费报表；用电量区域统计具体包括路段用电量统计结果；故障概览具体包括总故障数、重点巡检区域故障数、历史故障报表；故障排名具体包括路段故障树排名以及告警排名；故障列表具体包括故障设备实施列表、近30天故障路灯数量曲线、故障日期及故障原因、故障维修信息。
综上可以看出，本发明涉及具体功能涵盖智能照明、智能监控系统、环境监测系统、手机应急充电、新能源充电桩、5G基站、信息发布、一键报警、音乐广播系统、信息智能交互系统及其他扩展预留功能。体系产品线，从通信模块，到功能模块，从核心板到主机，从传感器到监测设备全覆盖。窄带物联拥有NBIoT，LoraWAN，BLE5.0等硬件产品，高速通信拥有光纤云盒，4G，5G，WIFI终端。同时平台与也提供基于API，MQTT，TCP/IP，CoAP等协议的接入方式。
以上所述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申请专利范围的限制。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 (8)

1.一种多功能智慧灯杆管理控制系统，其特征在于，所述系统包括边缘计算网关、照明模块、监控模块、环境监测模块、充电模块、一键报警模块，广播模块以及云平台，其中：
边缘计算网关用于将各个模块的实施数据进行收集和处理，通过在本地网络上进行分析和优化后将结果上传到云平台；
照明模块用于将获取的状态信息上传到边缘计算网关，并根据边缘计算网关反馈的控制指令对灯杆进行智能调节；其中，所述状态信息包括时间信息和光感信息；
监控模块用于将灯杆周围的实时图像传输到边缘计算网关进行处理；
环境监测模块用于采集灯杆周围环境参数传输到边缘计算网关进行处理；其中，所述环境参数至少包括温度、湿度、空气质量；
充电模块用于通过边缘计算网关向云平台发送充电请求，并等待来自云平台的授权和指令，当授权和指令到达后，该模块会根据指令进行充电，并将充电状态传输回云平台；
一键报警模块用于在获得报警按钮的触发命令后，将预先存储的灯杆位置坐标发送给边缘计算网关，在所述边缘计算网关中生成报警信息上传至云平台；
广播模块用于通过边缘计算网关接收云平台下发的广播内容和指令，并进行相应的播放和控制。
2.根据权利要求1所述的多功能智慧灯杆管理控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
登录与登出模块，用于向边缘计算网关上传用户验证信息，并通过身份验证后允许访问物联网平台或其他相关系统；
账户与权限模块，用于验证用户身份和授权权限，并确保只有授权人员能够访问特定设备和应用程序。
3.根据权利要求1所述的多功能智慧灯杆管理控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
GIS地图模块，用于将灯杆的地理位置信息传输到边缘计算网关，从而实现设备位置追踪和管理。
4.根据权利要求1所述的多功能智慧灯杆管理控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
能耗分析模块，与多个能耗传感器相连接，用于获取能耗传感器数据并上传至边缘计算网关，以实现对灯杆的能源消耗情况进行监控和分析。
5.根据权利要求1所述的多功能智慧灯杆管理控制系统，其特征在于，所述云平台中包括：
大屏模块，用于在地图上展示目标区域内的灯杆管理结果；其中，所述灯杆管理结果至少包括路灯数据概述、用电量曲线图、用电量区域统计、故障概览、故障排名以及故障列表。
6.根据权利要求5所述的多功能智慧灯杆管理控制系统，其特征在于，在所述大屏模块中：
路灯数据概览具体包括当日用电量/累计用电量、在线路灯数量统计结果；
用电量曲线图具体包括用电量曲线图、省电量曲线图以及电费报表；
用电量区域统计具体包括路段用电量统计结果；
故障概览具体包括总故障数、重点巡检区域故障数、历史故障报表；
故障排名具体包括路段故障树排名以及告警排名；
故障列表具体包括故障设备实施列表、近30天故障路灯数量曲线、故障日期及故障原因、故障维修信息。
7.根据权利要求1所述的多功能智慧灯杆管理控制系统，其特征在于，采用不同的存储平台对不同类型的数据进行存储；
通过MySQL存储平台配置相关数据，包括灯杆的位置、型号和属性数据；
通过Elasticsearch存储Trace相关数据，包括日志和异常信息数据；
通过Druid和Hadoop存储性能相关数据，包括网络延迟和CPU使用情况数据；
通过Redis存储缓存数据和应用中间结果数据，以提高系统性能。
8.根据权利要求1所述的多功能智慧灯杆管理控制系统，其特征在于，所述边缘计算网关还包括有其他扩展功能预留接口，用于进行功能拓展。
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