CN210007975U - 一种基于智能休眠与唤醒的深夜路灯分组控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于智能休眠与唤醒的深夜路灯分组控制系统，该控制系统包括总控制单元、分组控制单元、通信单元、车辆检测单元及路灯，路灯被分成若干路灯组，每组路灯组中均包括若干盏路灯，分组控制单元包括若干个分控制器，分控制器与路灯组在数量上相一一对应，所有分控制器分别通过通信单元与总控制单元通信连接，每个分控制器均用于控制与其对应的路灯组中所有路灯的工作状态，车辆检测单元包括安装在路灯上的车辆检测传感器，车辆检测传感器与路灯在数量上相一一对应，每个路灯组所对应的车辆检测传感器与与其对应的分控制器相通信连接。该控制系统工作效率高，能够在保障深夜交通安全的情况下，最大限度降低深夜照明的能耗。

Description

一种基于智能休眠与唤醒的深夜路灯分组控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能路灯节能控制技术领域，具体涉及一种基于智能休眠与唤醒的深夜路灯分组控制系统。

背景技术

围绕降低路灯在深夜的能耗问题，近几年发展出了多种路灯夜间节能控制方式，广泛运用的有分时段改变路灯工作数目和光照强度控制方式、跟踪车辆位置的来车亮灯式控制和根据路面实时车流量大小自动调节光照强度控制方式。后两种都是根据实时路面交通环境被动地进行控制，当深夜交通复杂多变时，对这种系统的响应速度与实时性有很大考验。随后又发展出基于最小二乘法算法的主动控制方式，其通过当天夜间历史车流数据拟合出车流变化曲线来预测未来车流量，使系统可以提前控制，这种主动控制方式加快了路灯控制的响应速度。

但是，当深夜路面交通环境发生变化（如车流量），上述的现有控制方法都是同时改变整条马路的原有工作模式，并不会具体分析是这条马路的哪个路段的交通环境发生变化；因此，由于道路中途有很多路口，车流流向的不确定因素使得交通环境的改变现象只出现在这条马路的小部分路段，而不会涉及到其他路段；此时，若整体改变所有路灯工作模式，一来加大了控制系统的负担，二来增大了不必要的电力损耗。如何解决上述技术问题，是本领域技术人员亟待解决的事情。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于智能休眠与唤醒的深夜路灯分组控制系统，该控制系统工作效率高，能够具体分析、找出出现交通环境变化的主要路段，对路灯进行分组休眠与唤醒，最大限度降低了深夜照明的能耗。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于智能休眠与唤醒的深夜路灯分组控制系统，所述控制系统包括总控制单元、分组控制单元、通信单元、车辆检测单元及路灯，所述路灯被分成若干路灯组，每组所述路灯组中均包括若干盏路灯，所述分组控制单元包括若干个分控制器，所述分控制器与所述路灯组在数量上相一一对应，所有所述分控制器分别通过所述通信单元与所述总控制单元通信连接，每个所述分控制器均用于控制与其对应的所述路灯组中所有所述路灯的工作状态，所述车辆检测单元包括安装在所述路灯上的车辆检测传感器，所述车辆检测传感器与所述路灯在数量上相一一对应，每个所述路灯组所对应的所述车辆检测传感器与与其对应的所述分控制器相通信连接。

优选地，所述通信单元为双音频通信单元。

优选地，所述通信单元采用的通信方式为半双工通信方式。

进一步优选地，所述通信单元包括双音频编/译码模块和调制解调模块。

优选地，所述总控制单元采用了STM32F407ZGT芯片。

优选地，所述分控制器采用了STM32F103RCT芯片。

优选地，所述车辆检测传感器采用了漫反射红外传感器。

进一步优选地，所述漫反射红外传感器安装在所述路灯上距离地面0.5米的根部处。

优选地，所述控制系统还包括人机交互系统，所述人机交互系统与所述总控制单元相连，用于对各所述分控制器所对应的所述路灯组中的所有所述路灯下达人为控制指令。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的控制系统，采用了总控制单元与分组控制单元，将同一路段的路灯分成若干路灯组，并采用了与路灯组相一一对应的分控制器对路灯组进行单独控制，且这些分控制器间通过通信单元经总控制单元的信号中转后相互通信，采用该控制系统，在同一道路中，该控制系统通过具体分析、找出出现交通环境变化的主要路段，在不变动其他路灯工作模式情况下，智能地、针对性的对这些路段的路灯进行分组休眠与唤醒控制，提高了该控制系统的工作效率，最大限度的降低深夜照明的能耗，各项控制参数的合理设定可以有效地保障深夜交通的安全，同时该控制系统采用双音频通信技术消除了传统嵌入式单片机总线方式通信信号衰减大的问题，大大提高了单片机的通信距离。

附图说明

附图1为本实用新型所述的控制系统的结构示意图；

其中：1、总控制单元；2、分组控制单元；3、通信单元；4、分控制器；5、车辆检测传感器；6、路灯；7、双音频编/译码模块；8、调制解调模块。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

一种基于智能休眠与唤醒的深夜路灯6分组控制系统，该控制系统包括总控制单元1、分组控制单元2、通信单元3、车辆检测单元及路灯6，参见图1所示，该路灯6被分成若干路灯组，每组路灯组中均包括若干盏路灯6，该分组控制单元2包括若干个分控制器4，该分控制器4与路灯组在数量上相一一对应，所有的分控制器4分别通过通信单元3与总控制单元1通信连接，每个分控制器4均用于控制与其对应的路灯组中所有路灯6的工作状态，该车辆检测单元包括安装在路灯6上的车辆检测传感器5，该车辆检测传感器5与路灯6在数量上相一一对应，每个路灯组所对应的车辆检测传感器5与该路灯组所对应的分控制器4相通信连接。

本例中，该通信单元3为双音频通信单元，该总控制单元1采用了STM32F407ZGT芯片，其高达168MHZ的主频大大加快了总控制单元1与各个分控制器4之间数据的传输与处理速度。这里，该控制系统还包括人机交互系统（图中未示出），人机交互系统与总控制单元1相连，用于对各个分控制器4所对应的路灯组中的所有路灯6下达人为控制指令，也可监视各个路灯6的运动状态，该通信单元3还包括双音频编/译码模块7和调制解调模块8，其采用了半双工通信方式进行通信，如果采用全双工通信，则总控制单元1的接收信号与发送信号会发生干扰，而采用半双工通信方式接不会出现该现象。

本例中，该分控制器4采用了STM32F103RCT芯片，且所有的分控制器4均分别通过通信单元3与总控制单元1通讯连接，每个路灯组所对应路段的交通环境的检测和所有路灯6的控制均由该组路灯组所对应的分控制器4来完成，从而实现了路灯6的分组，与传统的控制系统中只采用一个总控制器相比，本分组控制方式大大减轻了总控制单元1的负担，加快了运算速度，每个分控制器4之间的通信则必须通过总控制单元1的中转得以实现。

本例中的车辆检测传感器5采用了漫反射红外传感器，该漫反射红外传感器安装在路灯6上距离地面0.5米的根部处，参见图1所示。同一路灯组中所有的车辆检测传感器5与该路灯组所对应的分控制器4的I/O口相连接，当有车辆经过某盏路灯6时，触发该盏路灯6所对应的车辆检测传感器5，而分控制器4在1秒内依次对与其对应的所有车辆检测传感器5循环扫描20~30次,每扫描5次取平均值作为一个扫描结果，所得结果中，车辆检测传感器5所触发的数量代表此路段的车流量，触发的哪个车辆检测传感器5即可表示车辆此时的位置。

具体操作时，先对路灯6的状态进行设定，具体定义为，当某组路灯组在超过设定的时间后仍未检测到有车辆经过，则将此组路灯组设为休眠状态；当组路灯组检测到有车辆经过当前路灯组时，将此组路灯组及其前方的两组路灯组同时设为唤醒状态。这里，作为一种具体的实施方式，我们做如下设定，将5盏路灯作为一组路灯组，当某组路灯组定义为休眠状态时，该路灯组对应的分控制器4则控制与其对应的路灯6的亮度渐进地降低到正常亮度的20%；当某组路灯组定义唤醒状态时，该路灯组对应的分控制器4则控制与其对应的路灯6的亮度渐进地提高到正常亮度的50%。此外，我们可以将唤醒状态分为调光状态、待调光状态、调光结束状态，当处于唤醒状态下的路灯6所对应的车辆检测传感器5检测到有车辆经过时，车辆所处的路灯6及其前方的4盏路灯6进入调光状态，同时车辆所在处的路灯6亮度渐进地调为正常亮度的100%，其前方4盏路灯6的亮度向前依次渐进地调为正常亮度的85%、75%、65%和55%，其他处于待调光状态的路灯6仍为正常亮度的50%，并等待进入调光状态，当车辆离开时，对应的路灯6退出调光状态，进入调光完成状态，并渐进地将此路灯6调为正常亮度的50%，在调光完成状态下，当大于5分钟该组路灯组未检测到车辆经过时，此组路灯组进入休眠状态，并将亮度渐进地调为正常亮度的20%。

采用上述控制系统，在同一条道路中，该控制系统能够具体分析、找出出现交通环境变化的主要路段，在不变动其他路灯组的工作模式的情况下，智能地、针对性的对这些路段的路灯6进行分组休眠与唤醒控制，提高系统工作效率，最大限度的降低深夜照明的能耗，各项控制参数的合理设定可以有效地保障深夜交通的安全，同时该控制系统采用双音频通信技术消除了传统嵌入式单片机总线方式通信信号衰减大的问题，大大提高了单片机的通信距离。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于智能休眠与唤醒的深夜路灯分组控制系统，其特征在于，所述控制系统包括总控制单元、分组控制单元、通信单元、车辆检测单元及路灯，所述路灯被分成若干路灯组，每组所述路灯组中均包括若干盏路灯，所述分组控制单元包括若干个分控制器，所述分控制器与所述路灯组在数量上相一一对应，所有所述分控制器分别通过所述通信单元与所述总控制单元通信连接，每个所述分控制器均用于控制与其对应的所述路灯组中所有所述路灯的工作状态，所述车辆检测单元包括安装在所述路灯上的车辆检测传感器，所述车辆检测传感器与所述路灯在数量上相一一对应，每个所述路灯组所对应的所述车辆检测传感器与其对应的所述分控制器相通信连接。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述通信单元为双音频通信单元。

3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述通信单元采用的通信方式为半双工通信方式。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述通信单元包括双音频编/译码模块和调制解调模块。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述总控制单元采用了STM32F407ZGT芯片。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述分控制器采用了STM32F103RCT芯片。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述车辆检测传感器采用了漫反射红外传感器。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述漫反射红外传感器安装在所述路灯上距离地面0.5米的根部处。

9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括人机交互系统，所述人机交互系统与所述总控制单元相连，用于对各所述分控制器所对应的所述路灯组中的所有所述路灯下达人为控制指令。