CN206771199U - 基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统包括路灯灯体、设置有云运算管理软件系统的管理服务器、设置有数据分析软件系统的数据库服务器以及基于NB‑IOT协议的通信模块，所述的路灯灯体包括灯杆、LED照明灯体、存储芯片以及微处理器，所述的LED照明灯体以及存储芯片与微处理器连接，本实用新型结构设计合理，通过合理地规划路灯的布局，合理地控制路灯的开关时间，融入智能化的路灯管理手段，比如光控、流控、场景分析等手段，进一步调整路灯的照明策略，可以有效的节约路灯的能耗。

Description

基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统。

背景技术

国家的节能减排政策不仅对新能源大力支持，也非常重视工业和生活中照明领域的节能。城市道路照明的规划与管理比较混乱。各个部门交叉管理，存在明显的疏漏之处，缺乏统一的管理与规划。尤其是在后期的路灯维护工作中，路灯故障状态反馈效率低，基本还是采用人工巡检的模式，人力和物力资源浪费严重。目前，道路信息管理仅停留在对变压器的信息管理上，对路灯信息没有进行统一的信息管理。无法实现路灯状态的信息查询，无法实现单灯的路灯状态控制。无法实现路灯状态的信息统计与分析，不支持自动巡检和故障报警，没有综合的业务管理平台和联动机制，建设和维护部门相对独立，没有良好的信息沟通渠道，整体的管理水平偏低。

现有的城市道路照明管理中心，主要采用的还是人工管理的手段，不能够对道路照明用电量信息进行精确的统计，更无法实现针对区域街道的用电量的统计分析，无法对道路照明的建设规划提供科学合理的统计数据及分析决策支持。现有的道路照明管理仍然严重依赖于人工操作，计算机管理的程度较低，无法根据环境因素的变化实现自动的路灯状态控制。无法实现车流、人流及环境光的分析，当路灯出现故障时，无法触发维护保养流程及完成任务分派工作。

目前国内外已经出现了针对路灯管控体系的产品和应用，这类应用都是由工业控制系统演进发展，将传统的组态软件控制系统升级为无线远程遥控系统，其功能仍主要是面向设备控制的功能范畴。另一方面，传统工业控制系统的控制对象数量一般比较有限，应用系统规模一般比较小，应用软件所能提供的数据容量以及计算资源都比较受限。

随着云计算技术的飞速发展与应用，物联网技术得到了迅速的推广普及，智慧城市的概念己经从理论阶段逐步发展到实现的阶段，智慧照明的需求便也应运而生。因此，将城市路灯全面纳入新型的城市物联网体系，运用先进的云计算技术，实现智能化照明控制的发展路线，正是由我国城市建设发展阶段以及新技术发展水平共同决定的。面向智慧照明的路灯物联网系统标准还不明确，国内外开发的技术还不全面，应用还未广泛，这就需要我们继续对这一新兴技术领域进行深入的研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，采用物联网技术远程监控的基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统包括路灯灯体、设置有云运算管理软件系统的管理服务器、设置有数据分析软件系统的数据库服务器以及基于NB-IOT协议的通信模块，所述的路灯灯体包括灯杆、LED照明灯体、存储芯片以及微处理器，所述的LED照明灯体以及存储芯片与微处理器连接，所述的LED照明灯体、存储芯片以及微处理器都设置在灯杆上，所述的微处理器与通信模块连接，用于将微处理器处理的电子数据通过运营商定制的LPWA蜂窝通信网络传输至远程的数据库服务器，且通过通信模块与管理服务器连接进行数据双向传输，所述的管理服务器与数据库服务器连接，使得管理服务器调取数据库服务器远程接收的数据进行运算管理。

进一步的：所述的LED照明灯体包括亮度传感器、A/D转换器、LED阵列、执行器模块、LED功率驱动电路以及DC-DC电源，所述的亮度传感器通过A/D转换器与微处理器连接，所述的LED阵列通过LED功率驱动电路与执行器模块连接，所述的执行器模块与微处理器连接，所述的执行器模块包括调光控制电路以及开关控制电路，所述的DC-DC电源与微处理器连接用于LED照明灯体的供电。

进一步的：所述的微处理器具有检测LED照明灯体的故障分析单元，所述的路灯灯体还设置有湿度传感器、光照度传感器以及温度传感器，所述的湿度传感器、光照度传感器以及温度传感器通过模拟信号接口与微处理器连接。

进一步的：所述的路灯灯体还设置有用于采集气象数据的气象采集模块，所述的气象采集模块由若干用于采集环境因子的传感器构成，所述的微处理器设置有用于连接若干用于采集环境因子的传感器的模拟信号接口，气象采集模块通过模拟信号接口与微处理器连接。

进一步的：路灯灯体还包括多媒体显示屏、WiFi热点发生器、充电桩、广播装置、微基站以及音视频监控设备，所述的多媒体显示屏、WiFi热点发生器、充电桩、广播装置、微基站以及音视频监控设备集成设置在灯杆上，所述的充电桩通过大功率整流器与城市交流电网连接，所述的WiFi热点发生器接入城市互联网光纤，所述的多媒体显示屏与微处理器连接，用于调用播放存储芯片内的音视频数据，所述的音视频监控设备与微处理器连接，通过通信模块将捕捉的音视频信息传输至远程的数据库服务器。

进一步的：所述的充电桩还连接电能计费装置，所述的电能计费装置设置有网银支付模块以及二维码支付模块，所述的网银支付模块以及二维码支付模块通过互联网与对应的金融服务器系统连接。

进一步的：所述的管理服务器设置有用于路灯灯体定位的GIS地理信息定位单元、用于远处监控LED照明灯体工作状态的照明监控单元、用于远处监控处理气象采集模块数据信息的气象信息管理单元以及用于调取音视频监控设备的音视频资料的环境影像以及车辆监控单元。

进一步的：所述的路灯灯体还设置有蓄电池用于LED照明灯体、存储芯片、通信模块以及微处理器的供电。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构设计合理，通过合理地规划路灯的布局，合理地控制路灯的开关时间，融入智能化的路灯管理手段，比如光控、流控、场景分析等手段，进一步调整路灯的照明策略，可以有效的节约路灯的能耗。于此同时，加强路灯数据的管理和分析工作，延长路灯的使用寿命，降低路灯的管理成本和维护费用，同时利用路灯道路分布广的特点，集成了视频监控、气象数据采集、微基站以及充电桩，解决城市的安防、气象生活、高质量通信以及节能出行的一系列问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例路灯灯体的结构示意图。

图2是本实用新型实施例基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统的结构示意图。

图3是本实用新型实施例LED照明灯体的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1：

参见图1-图3，本实施例一种基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统包括路灯灯体1、设置有云运算管理软件系统的管理服务器2、设置有数据分析软件系统的数据库服务器3以及基于NB-I0T协议的通信模块11，所述的路灯灯体1包括灯杆12、LED照明灯体13、存储芯片以及微处理器，所述的LED照明灯体13以及存储芯片与微处理器连接，所述的LED照明灯体13、存储芯片以及微处理器都设置在灯杆12上，所述的微处理器与通信模块11连接，用于将微处理器处理的电子数据通过运营商定制的LPWA蜂窝通信网络传输至远程的数据库服务器3，且通过通信模块11与管理服务器2连接进行数据双向传输，所述的管理服务器2与数据库服务器3连接，使得管理服务器2调取数据库服务器3远程接收的数据进行运算管理，所述的LED照明灯体13包括亮度传感器、A/D转换器、LED阵列、执行器模块、LED功率驱动电路以及DC-DC电源，所述的亮度传感器通过A/D转换器与微处理器连接，所述的LED阵列通过LED功率驱动电路与执行器模块连接，所述的执行器模块与微处理器连接，所述的执行器模块包括调光控制电路以及开关控制电路，所述的DC-DC电源与微处理器连接用于LED照明灯体13的供电，所述的微处理器具有检测LED照明灯体13的故障分析单元，所述的路灯灯体1还设置有湿度传感器、光照度传感器以及温度传感器，所述的湿度传感器、光照度传感器以及温度传感器通过模拟信号接口与微处理器连接，所述的路灯灯体1还设置有蓄电池用于LED照明灯体、存储芯片、通信模块11以及微处理器的供电，本实用新型设置的路灯灯体1部分在城市道路的各个角落，所述的路灯灯体1的LED照明灯体13由微处理器进行管理控制，所述的微处理器通过基于NB-IOT协议的通信模块11与数据库服务器3连接，由数据库服务器3存储并分析由各个区域的路灯灯体1的LED照明灯体13的工作数据，所述的管理服务器2调用数据库服务器3的数据进行管理分析，所述的管理服务器2集成有用于路灯灯体1地图定位的GIS地理信息定位系统以及路灯工作状态监控系统，路灯工作状态监控系统监控到有微处理器的故障分析单元传输的异常信息，路灯灯体1工作状态监控系统利用GIS地理信息定位系统对故障的路灯灯体1进行定位以及故障诊断，并有目的的安排维修人员进行管理维修，同时本实用新型还设置有亮度传感器、湿度传感器、光照度传感器以及温度传感器，所述的光亮度传感器用于检测LED阵列的光照强度，所述的湿度传感器、光照度传感器以及温度传感器用于检测LED阵列的光照环境，在光照强度较大时，由执行器模块对LED阵列进行光亮度调低，当湿度传感器检测湿度较大时，存在雾雨天气，有执行器模块对LED阵列进行光亮度调高，有效的根据不同的环境对LED阵列工作能耗的调整，有效的进行了城市照明的节能，本实施例提供了一种通过远程监控定位对城市路灯进行管理，不仅提高了管理的效率，降低了巡查检修的人力成本，同时具有降低能耗的特点，通过加强路灯数据的管理和分析工作，延长路灯的使用寿命，降低路灯的管理成本和维护费用。

实施例2

参见图1-图3，本实施例一种基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统，在具有上述实施例技术内容的同时，所述的路灯灯体1还设置有用于采集气象数据的气象采集模块14，所述的气象采集模块14由若干用于采集环境因子的传感器构成，所述的微处理器设置有用于连接若干用于采集环境因子的传感器的模拟信号接口，气象采集模块14通过模拟信号接口与微处理器连接。路灯灯体1还包括多媒体显示屏171、WiFi热点发生器15、充电桩16、广播装置172、微基站18以及音视频监控设备19，所述的多媒体显示屏171、WiFi热点发生器15、充电桩16、广播装置172、微基站18以及音视频监控设备19集成设置在灯杆12上，所述的充电桩16通过大功率整流器与城市交流电网连接，所述的WiFi热点发生器15接入城市互联网光纤，所述的多媒体显示屏171与微处理器连接，用于调用播放存储芯片内的音视频数据，所述的音视频监控设备与微处理器连接，通过通信模块将捕捉的音视频信息传输至远程的数据库服务器，所述的充电桩16还连接电能计费装置，所述的电能计费装置设置有网银支付模块以及二维码支付模块，所述的网银支付模块以及二维码支付模块通过互联网与对应的金融服务器系统连接。其中所述的管理服务器2设置有用于路灯灯体1定位的GIS地理信息定位单元、用于远处监控LED照明灯体13工作状态的照明监控单元、用于远处监控处理气象采集模块14数据信息的气象信息管理单元以及用于调取音视频监控设备19的音视频资料的环境影像以及车辆监控单元，如通电子智慧路灯集成的环境传感器，所述的气象采集模块14包含用于检测PM2.5、温度、湿度、大气压、风速、风向、雨量、噪声等环境传感信息的传感器，本实施例以分布在城市各个道路的路灯灯体1为基础，在路灯灯体1上设置有多媒体显示屏171、WiFi热点发生器15、充电桩16、广播装置172、微基站18以及音视频监控设备19，所述的多媒体显示器用于通过影音方式进行广告宣传、城市标识、气象生活提示等功能，进一步完善城市生活用于体验，同时设置充电桩16，利用网银支付模块以及二维码支付等多种支付形式提高用于体验，有效的提高新能源交通工具的推广，本实用新型还设置有广播装置172，日常用于多媒体显示屏171的声音播放，在出现城市突发状况如地震、台风等有助于城市生活居民的快速疏导，所述的微基站18设置分布在城市各条道路上，有效的解决传统的基站的覆盖盲区，有效的提高城市通信质量，同时还提供了WiFi热点发生器15，在互联网普及的年代，进一步提高了互联网智慧城市建设的质量，所述的本实用新型涉及的音视频监控设备19进一步的对城市道路交通的监控，进一步提高了城市的安防性能，同时本实用新型还提供了气象采集模块14模块，利用路灯灯体1城市分布广的特点，对路灯灯体1所在环境的PM2.5、温度、湿度、大气压、风速、风向、雨量、噪声等环境信息进行检测，并通过通信模块11将信息传输至远程的数据库服务器3，所述的管理服务器2集成用于气象分析管理软件系统，通过检测的各项气象环境数据进行分析并采取对应的气象应对策略，充分利用了大数据采集，高质量分析，保证了各个区域高精度的气象数据，优化了传统的气象站区域精度度低的情况。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统，其特征在于：包括路灯灯体、设置有云运算管理软件系统的管理服务器、设置有数据分析软件系统的数据库服务器以及基于NB-IOT协议的通信模块，所述的路灯灯体包括灯杆、LED照明灯体、存储芯片以及微处理器，所述的LED照明灯体以及存储芯片与微处理器连接，所述的LED照明灯体、存储芯片以及微处理器都设置在灯杆上，所述的微处理器与通信模块连接，用于将微处理器处理的电子数据通过运营商定制的LPWA蜂窝通信网络传输至远程的数据库服务器，且通过通信模块与管理服务器连接进行数据双向传输，所述的管理服务器与数据库服务器连接，使得管理服务器调取数据库服务器远程接收的数据进行运算管理。

2.根据权利要求1所述的基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统，其特征在于：所述的LED照明灯体包括亮度传感器、A/D转换器、LED阵列、执行器模块、LED功率驱动电路以及DC-DC电源，所述的亮度传感器通过A/D转换器与微处理器连接，所述的LED阵列通过LED功率驱动电路与执行器模块连接，所述的执行器模块与微处理器连接，所述的执行器模块包括调光控制电路以及开关控制电路，所述的DC-DC电源与微处理器连接用于LED照明灯体的供电。

3.根据权利要求2所述的基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统，其特征在于：所述的微处理器具有检测LED照明灯体的故障分析单元，所述的路灯灯体还设置有湿度传感器、光照度传感器以及温度传感器，所述的湿度传感器、光照度传感器以及温度传感器通过模拟信号接口与微处理器连接。

4.根据权利要求3所述的基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统，其特征在于：所述的路灯灯体还设置有用于采集气象数据的气象采集模块，所述的气象采集模块由若干用于采集环境因子的传感器构成，所述的微处理器设置有用于连接若干用于采集环境因子的传感器的模拟信号接口，气象采集模块通过模拟信号接口与微处理器连接。

5.根据权利要求4所述的基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统，其特征在于：路灯灯体还包括多媒体显示屏、WiFi热点发生器、充电桩、广播装置、微基站以及音视频监控设备，所述的多媒体显示屏、WiFi热点发生器、充电桩、广播装置、微基站以及音视频监控设备集成设置在灯杆上，所述的充电桩通过大功率整流器与城市交流电网连接，所述的WiFi热点发生器接入城市互联网光纤，所述的多媒体显示屏与微处理器连接，用于调用播放存储芯片内的音视频数据，所述的音视频监控设备与微处理器连接，通过通信模块将捕捉的音视频信息传输至远程的数据库服务器。

6.根据权利要求5所述的基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统，其特征在于：所述的充电桩还连接电能计费装置，所述的电能计费装置设置有网银支付模块以及二维码支付模块，所述的网银支付模块以及二维码支付模块通过互联网与对应的金融服务器系统连接。

7.根据权利要求6所述的基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统，其特征在于：所述的管理服务器设置有用于路灯灯体定位的GIS地理信息定位单元、用于远处监控LED照明灯体工作状态的照明监控单元、用于远处监控处理气象采集模块数据信息的气象信息管理单元以及用于调取音视频监控设备的音视频资料的环境影像以及车辆监控单元。

8.根据权利要求2所述的基于云计算和物联网的通用智慧路灯管理系统，其特征在于：所述的路灯灯体还设置有蓄电池用于LED照明灯体、存储芯片、通信模块以及微处理器的供电。