CN207820288U - 一种具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，包括路灯驱动电路、多普勒微波传感装置、处理装置、GPS定位辅助设备、通信单元。该路灯控制系统，其不但生产成本低廉，而且无需考虑数据传输的安全性问题，同时还可以智能地控制路灯的工作功率，节省电能，有利于环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能路灯技术领域，尤其涉及一种具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统。
背景技术
目前路况的采集主要模型就是浮动车模型，也就是用GPS记录浮动车的速度和方向，然后根据道路匹配计算出路况。而现有的浮动车都是由出租车公司提供的。另外，还有一些成本较高的路况采集方法就是利用地感线圈和测速摄像头采集数据，但这些数据一般都是国家部门拥有。而市面上还有一种相对成本较高的方式，就是定点上报，也就是在固定的地方有专门的上报人员或者设备来实时上报路况。
以上技术需要增加硬件投入或者公共服务系统的数据开放，不但会涉及成本增加的问题，还会涉及数据安全等等问题。大量的硬件投入导致以上数据多存在于高速路或者城市核心主干道等。而对于不太重要的次级干道和支路则没有布置实时路况采集系统。
而且基于照明需要，次级干道和支路同样安装了普通的路灯。普通路灯的使用时长较长，在使用时间内长时间工作，耗用电力。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的实用新型目的在于提供一种具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，其不但生产成本低廉，而且无需考虑数据传输的安全性问题，同时还可以智能地控制路灯的工作功率，节省电能，有利于环保。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案内容具体如下：
一种具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，包括
路灯驱动电路；
多普勒微波传感装置，用于探测感应范围内是否存在移动物体，若存在，则发送第一控制信号给处理装置，若不存在，则发送第二控制信号给处理装置；所述多普勒微波传感装置还用于检测移动物体的速度信息并将所述速度信息传给处理装置；
处理装置，用于接收所述第一控制信号以驱动所述路灯驱动电路工作在满额功率状态、用于接收所述第二控制信号以驱动路灯驱动电路将亮度调低至预设值、用于接收所述移动物体的速度信息并将所述速度信息发给通信单元；
GPS定位辅助设备，用于获取路灯安装位置信息并将所述路灯安装位置信息发送给通信单元；
通信单元，用于将所述速度信息和灯安装位置信息发送给外部的地图数据处理装置以作实时路况计算。
需要说明的是，所述预设值优选为满额功率的10％-20％。
优选地，所述第一控制信号为高电平信号，所述第二控制信号为低电平信号。
优选地，所述多普勒微波传感装置包括发射天线、振荡源、接收天线、混频器和比较器；所述处理装置包括CPU处理器，所述发射天线通过振荡源连接混频器的第一输入通道，所述接收天线连接混频器的第二输入通道，所述混频器的输出通道连接比较器的输入通道，比较器的输出通道连接所述CPU处理器的其中一个输入端，所述CPU处理器的其中一个输出端连接所述路灯控系统。
优选地，所述多普勒微波传感装置还包括第一放大器，所述发射天线通过所述第一放大器连接所述振荡源。
优选地，所述第一放大器为高频放大器。
优选地，所述多普勒微波传感装置还包括滤波器，所述处理装置还包括傅里叶变换器，所述混频器的输出通过所述滤波器连接所述傅里叶变换器的输入端；所述傅里叶变换器的输出端连接所述CPU处理器的另一输入端。
优选地，所述多普勒微波传感装置还包括第二放大器，所述混频器的输出通道通过所述滤波器连接所述第二放大器的输入端，第二放大器的第一输出端连接所述傅里叶变换器，第二放大器的第二输出端连接所述比较器的输入端。
优选地，所述第二放大器为中频放大器。
优选地，所述通信单元为无线通信单元。
优选地，所述无线通信单元至少为WIFI或ZIGBEE或BLUE-TOOTH或NB-IOT通信单元中的一种。
需要说明的是，所述地图数据处理装置包括信息存储器，中央处理器，发射模块和接收模块；所述信息存储器、发射模块、接收模块分别数据传输连接所述中央处理器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
为了降低功耗，节约能源，本实用新型的具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统采用多普勒微波雷达技术，来检测移动物体的有/无来控制路灯的亮度，当一段时间内没有检测到移动信号后，就会将路灯的亮度自动调低到预设值，来实现功耗的降低。同时微波雷达技术可以对移动物体进行速度测量，通过多个移动物体的速度信息可以反馈出道路的通行状况，将此信息上报外部的地图处理装置，来实现地图实时路况的更新，而且生产生本低廉，同时因为这些部件都可以直接在市面上容易购得并且采集到的数据可以向公众开放，因此也无需考虑数据传输的安全性问题。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更青楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本实用新型具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统较优选实施例与地图数据处理装置连接的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
如图1所示，本实用新型的具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，包括
路灯驱动电路；
多普勒微波传感装置，用于探测感应范围内是否存在移动物体，若存在，则发送第一控制信号给处理装置，若不存在，则发送第二控制信号给处理装置；所述多普勒微波传感装置还用于检测移动物体的速度信息并将所述速度信息传给处理装置；
处理装置，用于接收所述第一控制信号以驱动所述路灯驱动电路工作在满额功率状态、用于接收所述第二控制信号以驱动路灯驱动电路将亮度调低至预设值、用于接收所述移动物体的速度信息并将所述速度信息发给通信单元；
GPS定位辅助设备用于获取路灯安装位置信息并将所述路灯安装位置信息发送给通信单元；
通信单元，用于将所述速度信息和灯安装位置信息发送给外部的地图数据处理装置以作实时路况计算。
需要说明的是，所述预设值优选为满额功率的50％。所述处理装置优选数字处理装置。
具体地，所述第一控制信号为高电平信号，所述第二控制信号为低电平信号。
为了探测感应范围内是否存在移动物体，所述多普勒微波传感装置包括发射天线、振荡源、接收天线、混频器和比较器；所述处理装置包括CPU处理器，所述发射天线通过振荡源连接混频器的第一输入通道，所述接收天线连接混频器的第二输入通道，所述混频器的输出通道连接比较器的输入通道，比较器的输出通道连接所述CPU处理器的其中一个输入端，所述CPU处理器的其中一个输出端连接所述路灯控系统。
为了提高多普勒微波传感装置的检测精度，所述多普勒微波传感装置还包括第一放大器，所述发射天线通过所述第一放大器连接所述振荡源，所述第一放大器主要用于将振荡源发出的信号放大。在本实施例中，优选所述第一放大器为高频放大器。
为了去除噪声、检测差频信号的频率以推知移动物体的移动速度，所述多普勒微波传感装置还包括滤波器，所述处理装置还包括傅里叶变换器，所述混频器的输出通过所述滤波器连接所述傅里叶变换器的输入端；所述傅里叶变换器的输出端连接所述CPU处理器的另一输入端。
为了将差频信号放大，便于处理装置和比较器进行处理，所述多普勒微波传感装置还包括第二放大器，所述混频器的输出通道通过所述滤波器连接所述第二放大器的输入端，第二放大器的第一输出端连接所述傅里叶变换器，第二放大器的第二输出端连接所述比较器的输入端。所述第二放大器为中频放大器。
所述通信单元为无线通信单元。在本实施例中，所述无线通信单元至少为WIFI或ZIGBEE或BLUE-TOOTH或NB-IOT通信单元中的一种。
本实用新型的具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统的工作原理主要包括两部分，第一部分是节能减耗的原理，第二部分是实时路况计算原理。
以下是节能减耗的原理具体说明：
振荡源产生高频振荡信号，经过第一放大器放大后，通过发射天线发射，在发射场范围内，遇到移动物体后，所述高频振荡信号会被反射回来形成回波信号以被接收天线接收。在发射场范围内，存在移动物体时，移动物体会导致回波信号的频率变化。然后，接收到的回波信号和发射信号进入混频器，产生中频信号。所述中频信号是回波信号和发射信号的差频信号。所述差频信号携带了移动物体的速度，有效面积，距离等信息。中频信号通过第二放大器放大，方便处理装置进行信号分析。中频信号的幅度与移动物体的距离和截面积相关。中频信号与比较器连接，比较器阈值通过外部设置。当移动物体出现在感应范围内时，中频信号幅度高过阈值，则被判断为移动物体存在，此时比较器输出高电平。处理装置内部的CPU处理器根据比较器高电平判断移动存在，通过通信单元通知路灯驱动电路，控制路灯驱动电路工作在满额功率的状态，而当比较器输出电平持续为低电平一段时间(所述时间可以根据不同的地区的人流和车流量进行设计)后，将路灯驱动电路调节到满额功率的一半或者其他比例的功率状态，来实现降低功耗，节能的目的。
以下是实时路况计算原理：
中频信号同时还与处理装置连接，处理装置使用ADC对中频信号进行数据采集，通过傅里叶变换器计算出中频信号的频率。中频信号的频率与物体的移动速度成比例关系。在同一场景下，会存在多个移动目标存在，会导致多个频率出现，处理装置会将各个频率信号取出，输出给CPU处理器进行处理。CPU处理器通过总线与通讯单元连接，将频率信号处理后，通过通讯单元上传到地图数据处理装置。
地图数据处理装置接收到通讯单元上传的频率信息，频率信息标志了移动目标的速度。地图数据处理装置通过采集一段时间内移动目标速度，进行实时路况的计算。路况数据分为以下几种情况：
1.移动目标速度在一段时间A内一次或多次超过速度阈值VT1，判断为路况通畅；
2.移动目标速度在一段时间A内多次低于阈值VT1，但大于阈值VT2，判断为路况缓慢；
3.移动目标速度在一段时间A内多次低于时间阈值VT2，判断为路况拥堵；4.移动速度在一段时间B内(B大于A)，移动目标速度消失，判断为路况通畅。
需要说明的是，所述GPS定位辅助设备在系统安装时使用，清晰定位路灯安装的位置，通过通讯单元上传到地图数据处理装置，标志路灯位置坐标信息。GPS定位辅助设备在定位标志明确后，GPS定位辅助设备会被取下，有助于进一步降低成本和功耗。
需要说明的是，所述地图数据处理装置为远程装置，其包括信息存储器，中央处理器，发射模块和接收模块；所述信息存储器、发射模块、接收模块分别数据传输连接所述中央处理器。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，其特征在于：包括路灯驱动电路；
多普勒微波传感装置，用于探测感应范围内是否存在移动物体，若存在，则发送第一控制信号给处理装置，若不存在，则发送第二控制信号给处理装置；所述多普勒微波传感装置还用于检测移动物体的速度信息并将所述速度信息传给处理装置；
处理装置，用于接收所述第一控制信号以驱动所述路灯驱动电路工作在满额功率状态、用于接收所述第二控制信号以驱动路灯驱动电路将亮度调低至预设值、用于接收所述移动物体的速度信息并将所述速度信息发给通信单元；
GPS定位辅助设备，用于获取路灯安装位置信息并将所述路灯安装位置信息发送给通信单元；
通信单元，用于将所述速度信息和灯安装位置信息发送给外部的地图数据处理装置以作实时路况计算。
2.根据权利要求1所述的具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，其特征在于：所述第一控制信号为高电平信号，所述第二控制信号为低电平信号。
3.根据权利要求2所述的具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，其特征在于：所述多普勒微波传感装置包括发射天线、振荡源、接收天线、混频器和比较器；所述处理装置包括CPU处理器，所述发射天线通过振荡源连接混频器的第一输入通道，所述接收天线连接混频器的第二输入通道，所述混频器的输出通道连接比较器的输入通道，比较器的输出通道连接所述CPU处理器的其中一个输入端，所述CPU处理器的其中一个输出端连接所述路灯控系统。
4.根据权利要求3所述的具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，其特征在于：所述多普勒微波传感装置还包括第一放大器，所述发射天线通过所述第一放大器连接所述振荡源。
5.根据权利要求4所述的具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，其特征在于：所述第一放大器为高频放大器。
6.根据权利要求3所述的具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，其特征在于：所述多普勒微波传感装置还包括滤波器，所述处理装置还包括傅里叶变换器，所述混频器的输出通过所述滤波器连接所述傅里叶变换器的输入端；所述傅里叶变换器的输出端连接所述CPU处理器的另一输入端。
7.根据权利要求6所述的具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，其特征在于：所述多普勒微波传感装置还包括第二放大器，所述混频器的输出通道通过所述滤波器连接所述第二放大器的输入端，第二放大器的第一输出端连接所述傅里叶变换器，第二放大器的第二输出端连接所述比较器的输入端。
8.根据权利要求7所述的具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，其特征在于：所述第二放大器为中频放大器。
9.根据权利要求1-8任何一项所述的具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，其特征在于：所述通信单元为无线通信单元。
10.根据权利要求9所述的具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统，其特征在于：所述无线通信单元至少为WIFI或ZIGBEE或BLUE-TOOTH或NB-IOT通信单元中的一种。
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| CN201820150191.3U CN207820288U (zh) | 2018-01-29 | 2018-01-29 | 一种具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统 |
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| CN108112150A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-06-01 | 深圳市粤嘉鸿电子有限公司 | 一种具有实时路况采集功能的新型智能路灯控制系统 |
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