CN212777124U - 一种综合能源智慧路灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种综合能源智慧路灯，所述智慧路灯包括设置在地面上的桩体，桩体上设置有路灯和风光互补供电装置；所述桩体上还设置有用于对过路行人进行人脸识别、体温监测的红外测温人脸一体机以及用于在监测到人体温度异常时进行报警的紧急报警装置，紧急报警装置的受控端连接于红外测温人脸一体机的输出端；所述风光互补供电装置的受控端无线装置连接于终端设备，红外测温人脸一体机和紧急报警装置的输出端分别通过无线装置连接于终端设备的输入端。本实用新型在利用综合能源混合供电实现照明、监控的前提下，还可以对人流量及行人体温进行监测，极大地丰富了路灯的功能，也为疫情的防控提供了有效支撑。
Description
技术领域
本实用新型涉及路灯照明系统技术领域，更具体涉及一种综合能源智慧路灯。
背景技术
智慧路灯是指通过应用先进、高效、可靠的电力线载波通信技术和无线GPRS/CDMA通信技术等，实现对路灯的远程集中控制与管理的路灯，智慧路灯具有根据车流量自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能，能够大幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，节省维护成本。
目前的国内智慧路灯的主要功能仍然是照明，虽然已有实现摄像头检测、声音识别、基站挂载、WIFI、智能充电桩、定位、广播、紧急报警等功能，但是没有对行人进行人体体温检测与识别的功能，在疫情出现的情况下，无法根据人体体温对行人的健康状态进行判断。所以，为了更好地实现疫情防控，需要研发一种能够检测行人健康状况的智慧路灯。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种综合能源智慧路灯，以解决目前智慧路灯无法对行人进行人体体温检测与识别的问题，以实现对行人人体体温检测与识别，以更好地实现疫情防控，增强城市管理的智能化。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
一种综合能源智慧路灯，包括设置在地面上的桩体，桩体上设置有路灯和用于为装置整体进行供电的风光互补供电装置；所述桩体上还设置有用于对过路行人进行人脸识别、体温监测的红外测温人脸一体机以及用于在监测到人体温度异常时进行报警的紧急报警装置，紧急报警装置的受控端连接于红外测温人脸一体机的输出端；所述风光互补供电装置的受控端无线装置连接于终端设备，红外测温人脸一体机和紧急报警装置的输出端分别通过无线装置连接于终端设备的输入端。
进一步优化技术方案，所述红外测温人脸一体机包括箱体，箱体上设置有用于对行人进行拍摄并识别人脸的摄像头以及用于对行人进行体温测量的红外测温系统，箱体内设置有用于对测量到的行人温度数据与设定温度进行对比、并能够将捕捉到的人脸进行识别处理的处理器。
进一步优化技术方案，所述箱体上还设置有补光灯以及状态显示屏，补光灯的受控端连接于处理器的输出端，状态显示屏的输入端连接于处理器的输出端。
进一步优化技术方案，所述桩体上还设置有用于将红外测温人脸一体机处理信息和紧急报警装置报警信息进行显示的显示装置，红外测温人脸一体机和紧急报警装置的输出端分别连接于显示装置的输入端。
进一步优化技术方案，所述显示装置包括用于接收红外测温人脸一体机和紧急报警装置输出信息的信息接收器、用于接收信息接收器输出信息的信息处理器以及设置在桩体上用于接收信息处理器输出信息的LED显示屏。
进一步优化技术方案，所述风光互补供电装置包括分别设置在桩体上的太阳能电池板以及风力发电机，位于路灯正下方的桩体上还设置有用于对风能和太阳能进行整合的风光互补控制器，太阳能电池板以及风力发电机的受控端连接于风光互补控制器的输出端，风光互补控制器的受控端通过无线装置连接于终端设备的输出端；所述风光互补控制器电性连接有用于对电能进行存储的蓄电池。
进一步优化技术方案，位于桩体的旁侧还设置有用于供行人进行充电的智能充电桩，智能充电桩上设置有用于连接手机的USB接口b以及用于显示充电状态信息和二维码信息的充电桩显示屏。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
本实用新型综合了风、光两种可再生能源，可克服单纯由一种能源带来的不确定性，大大提高了系统的稳定性，实现太阳能、风能混合供电，低碳节能。在利用综合能源混合供电实现照明、监控等基本路灯功能的前提下，还可以对人流量及行人体温进行监测，极大地丰富了路灯的功能，也为疫情的防控提供了有效支撑。
本实用新型通过整合可再生能源实现低碳节能的充电服务，符合了能源利用效率集约化发展的趋势，采用太阳能、风能这些清洁能源为路灯供电，低碳节能，有效保护了公共环境。借助摄像头、无线装置和红外测温系统等技术手段对通过路灯的人流量及体温进行有效检测，增强了城市管理的智能化。
本实用新型集成了智能人脸检测以及行人体温测量系统，主要采用的是基于红外的人体温度精确测量技术和移动场景下的人脸识别技术。为疫情的防控提供了保障，在公共场所能够进行体温测量与人脸检测，对体温异常者进行追踪与报警，便于及时准确地发现体温异常患者并追踪与患者产生密切接触的人群。
本实用新型智能充电桩中的充电桩显示屏能够在充电时能实时查看充电方式、时间、电量、及费用信息。集成的智能充电桩使用操作简便，为行人提供充电服务。
本实用新型预留了接口，可以定制接入通用功能，通用功能主要包括与路灯相结合的电力物联网有关的基础设施建设。其中，可以接入环境监测系统，实时监测公共环境，处理监测数据，加强了对公共环境的管理，也为监管部门的工作带来了便利。
本实用新型紧急报警装置集户外广播和语音对讲设备于一体，提高了出警速度，有效保障了人民的生命和财产安全。
本实用新型Wifi热点覆盖设备为行人提供了WiFi服务，便于通讯，WiFi连接认证界面也为政府拓宽了宣传渠道，为商业广告搭建了平台；LED显示屏为商业路段广告运营以及公益、党建、节日等宣传信息提供了载体。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型风光互补供电装置的结构示意图；
图3为本实用新型红外测温人脸一体机的结构示意图；
图4为本实用新型智能充电桩的结构示意图；
图5为本实用新型显示装置与无线装置的位置关系结构示意图；
图6为本实用新型的供电流程示意图；
图7为本实用新型的电路框图。
其中：1、风光互补供电装置，11、风力发电机，12、风机连接柱，13、太阳能电池板，14、风光互补控制器；2、蓄电池；3、红外测温人脸一体机，31、箱体，32、摄像头，33、红外测温系统，34、处理器，35、补光灯，36、状态显示屏，37、网络接口，38、电源接口a，39、USB接口a，310、其他接口a；4、智能充电桩，41、电源接口b，42、USB接口b，43、其他接口b，44、充电桩显示屏，46、网络接口；5、显示装置，51、LED显示屏，52、信息接收器，53、信息处理器；6、终端设备；7、无线装置，71、远距离传输模块，72、Wifi热点覆盖设备；8、紧急报警装置，81、报警处理器，82、信息传输器，83、报警按钮；9、桩体，91、竖直定位柱，92、倾斜面板；10、路灯。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
一种综合能源智慧路灯，结合图1至图7所示，包括桩体9、风光互补供电装置1、红外测温人脸一体机3、紧急报警装置8、无线装置7和终端设备6。
路灯10设置在桩体9上，用于在夜间进行照明。
桩体9设置在地面上，桩体9包括竖直定位柱91和倾斜面板92，竖直定位柱91固定设置在地面上，倾斜面板92倾斜设置在竖直定位柱91的顶端。
风光互补供电装置1设置在桩体9上，用于为装置整体进行供电，风光互补供电装置1的受控端无线装置7连接于终端设备6的输出端。风光互补供电装置1包括太阳能电池板13、风力发电机11、风光互补控制器14和蓄电池2。
太阳能电池板13以及风力发电机11分别设置在桩体9上。太阳能电池板13铺设在倾斜面板92上，用于利用太阳能进行发电。风力发电机11通过风机连接柱12固定设置在倾斜面板92上，用于利用风能进行发电。风力发电机为微型风机。
位于路灯10正下方的桩体9上还设置有用于对风能和太阳能进行整合的风光互补控制器14，太阳能电池板13以及风力发电机11的受控端连接于风光互补控制器14的输出端，风光互补控制器14的受控端通过无线装置7连接于终端设备6的输出端。风光互补控制器14电性连接有蓄电池2，蓄电池2用于对电能进行存储。
本实用新型综合了风、光两种可再生能源，可克服单纯由一种能源带来的不确定性，大大提高了系统的稳定性。本实用新型是将太阳能和风能转化成电能，经风光互补控制器14储存在蓄电池2中，然后通过蓄电池2向紧急报警装置8、智能充电桩4、红外测温人脸一体机3、USB接口、LED显示屏51、无线装置7、路灯10等进行供电。
太阳能电池板13和风力发电机11混合供电，适应节能减排的响应，低碳环保。风光互补供电装置是由风力发电机和太阳能电池组件共同构成的，能将风的动能和太阳的光能转换成电能的混合发电系统。风力发电机以自然风作为动力，风轮吸收风的能量，驱动风轮及风力发电机旋转，将风能转换成电能。太阳能发电利用光生伏打效应原理制成，将太阳能辐射能量直接转换成电能。
风光互补控制器14安装在路灯的最下方，如果出现问题可以很方便地进行修理，另外还可以整合风能和太阳能，将转化的电能储存在蓄电池2中。蓄电池2和风光互补控制器14的安装位置相同。蓄电池2的作用是充电放电。其中蓄电池2作为电源连接各用电器的电源接口。
本实用新型中无线装置7采用的是5G基站，包括远距离传输模块71和Wifi热点覆盖设备72，5G基站的覆盖范围与信号频率有关，信号频率越高，基站的覆盖半径越小。当前，5G采用的是超高频信号，信号的覆盖范围会受限。本实用新型是在既有路灯灯杆上建设5G基站，能够有效扩大5G覆盖范围，提高城市通讯质量，发展前景广阔。
桩体9上还设置有红外测温人脸一体机3以及紧急报警装置8。红外测温人脸一体机3用于对过路行人进行人脸识别、体温监测。紧急报警装置8用于在监测到人体温度异常时进行报警。紧急报警装置8的受控端连接于红外测温人脸一体机3的输出端。红外测温人脸一体机3和紧急报警装置8的输出端分别通过无线装置7连接于终端设备6的输入端。
红外测温人脸一体机3可以将测温和人脸识别统一起来，红外测温人脸一体机3的大小是：高24cm，宽13cm，厚度是2cm。基于它的功能和大小，可以放置在1.5米处，且将红外测温人脸一体机3的显示屏安装在路灯方形墩子里。
红外测温人脸一体机3包括箱体31、摄像头32、红外测温系统33和处理器34。
箱体31设置在桩体9的旁侧，箱体31呈矩形状设置。
摄像头32设置在箱体31上，用于对行人进行拍摄并识别人脸。
红外测温系统33设置在箱体31上，用于对行人进行体温测量，箱体31内设置有处理器34。处理器34用于对测量到的行人温度数据与设定温度进行对比，并能够将捕捉到的人脸进行识别处理。
箱体31上还设置有补光灯35以及状态显示屏36，补光灯35的受控端连接于处理器34的输出端，状态显示屏36的输入端连接于处理器34的输出端。
箱体31的底端设置有网络接口37、电源接口a38、USB接口a39和其他接口a310。
桩体9上还设置有显示装置5，显示装置5用于将红外测温人脸一体机3处理信息和紧急报警装置8报警信息进行显示，红外测温人脸一体机3和紧急报警装置8的输出端分别连接于显示装置5的输入端。
紧急报警装置8包括报警器、报警按钮83、报警处理器81和信息传输器82。报警处理器81用于将报警器的报警信号进行处理。报警器的输出端连接于报警处理器81的输入端，报警处理器81的输出端连接于信息传输器82的输入端，报警处理器81的输出端还通过无线装置7连接于终端设备6。
显示装置5包括信息接收器52、信息处理器53以及LED显示屏51。信息接收器52用于接收红外测温人脸一体机3和紧急报警装置8输出信息。信息处理器53用于接收信息接收器52输出信息。
LED显示屏51设置在桩体9上，用于接收信息处理器53输出信息。LED显示屏51既可以帮助政府发布公告，帮助公益部门发布公益信息，也可以发布商业广告进行宣传，进行天气、节日、新闻大事、城市环境等信息的播报，还可以将温度异常的行人信息公布在大屏上，使其它行人引起高度重视，谨防传染。这样可以为城市增添人文气息，提高城市形象。其中还内设紧急报警装置，提高出警速度，保障人民生命财产安全。
处理器34的输出端连接于信息接收器52的输入端，信息接收器52的输出端连接于信息处理器53的输入端，信息处理器53的输出端连接于LED显示屏51的输入端。信息传输器82的输出端连接于信息接收器52的输入端。
位于桩体9的旁侧还设置有用于供行人进行充电的智能充电桩4，智能充电桩4放置在石墩侧面。智能充电桩4上设置有电源接口b41、USB接口b42、充电桩显示屏44、网络接口46以及其他接口b43。USB接口b42用于连接手机，可以供路人手机充电。充电桩显示屏44用于显示充电状态信息和二维码信息。智能充电桩的内部设置有智能充电桩处理器，当用手机扫描二维码进行支付后，与充电桩建立联系，再通过数据线连接充电桩的USB接口b42，即可使得智能充电桩处理器控制USB接口b42对手机进行充电。充电桩显示屏44可以显示充电方式、时间、费用、电量和二维码等信息。充电桩显示屏44的大小和红外测温人脸一体机的显示屏一致，因此可安装在方形石墩的另一侧。
终端设备6可以为手机app或者电脑软件，也可以为云端。
从流程图图6可知整个实用新型的工作过程是：太阳能电池板13、风力发电机11通过风光互补控制器14将电能储存在蓄电池2中，再由蓄电池2向所有用电设施进行供电。若有需要，风光互补控制器可由终端设备6的手机app或者电脑软件进行控制，使得路灯更智能，控制起来更方便。
同时通过无线装置7向红外测温人脸一体机3、充电桩显示屏44和LED显示屏51等进行网络信息通讯，并将所检测得到的信息传输到云端，另外经云端处理所得到的信息又可以经LED显示屏51进行城市内的信息共享。智慧路灯主要由网络、电路和不同用途的用电器组成，使得智慧路灯功能性更强，更方便人们的生活，让城市生活更加的丰富多彩。
此外，本实用新型还可设置环境监测系统，环境监测系统为环境检测仪，通过对环境污染监测数据的处理，从而使监管部门对公共环境有更全面、更深入的把握。
本实用新型预留了接口，可以定制接入通用功能，通用功能主要包括与路灯相结合的电力物联网有关基础设施建设。其中，可以接入环境监测系统，实时监测公共环境，处理监测数据，加强了对公共环境的管理，也为监管部门的工作带来了便利。紧急报警装置提高了出警速度，有效保障了人民的生命和财产安全。集成的智能充电桩使用操作简便，为行人提供充电服务。WiFi覆盖系统为行人提供了WiFi服务，便于通讯，WiFi连接认证界面也为政府拓宽了宣传渠道，为商业广告搭建了平台；LED显示屏为商业路段广告运营以及公益、党建、节日等宣传信息提供了载体。
一种综合能源智慧路灯的疫情防控方法，疫情防控方法基于一种综合能源智慧路灯进行，包括以下步骤：
S1、当行人从路灯旁经过时，通过摄像头32识别人脸。
S2、红外测温系统33对行人体温进行测量。
S3、当红外测温技术检测到人体温度之后，将测量后的行人体温测量数据存储至处理器34的数据库，将数据显示在可见光图像中的对应人脸上方，并与处理器34内设定体温阈值进行对比。
若行人体温高于设定体温阈值，则进行步骤S4。
若行人体温低于设定体温阈值，则结束。
S4、将步骤S1捕捉到的人脸通过图像预处理技术、人脸修复技术、人脸识别技术进行处理，将处理得到的清晰人脸数据自动传输到LED显示屏51进行显示，并立即启动紧急报警装置8进行报警。一方面，在疫情期间能够对行人的体温进行测量，对疫情进行有效的防控；另一方面，可以对局部地区(如景区)的人流量进行检测与调控。
疫情防控方法是基于红外的人体温度精确测量技术和移动场景下的人脸识别技术进行。
基于红外的人体温度精确测量技术是利用两个标准黑体得到温度差与灰度差的对应曲线关系，得到被测目标的温度值。这个对应关系可以有效减少外界环境及噪声对测温的影响。在测量时，外置一个稳定在恒定温度值的黑体，这个外置黑体作为一个基准温度点，所有被测目标的灰度值与这个外置黑体的灰度值进行比较，得到一个灰度差，再比较由双基准标定得出的标定曲线得到温度差，最后加上基准温度点的温度值，就得到了被测目标的温度值。当红外测温技术检测到人体温度之后，会将温度数据存储到数据库中，然后将数据显示在可见光图像中的对应人脸上方。若人体的温度高于某一阈值，会将该行人的照片经过人脸识别技术做检测。
移动场景下的人脸识别技术包括图像预处理、人脸修复和人脸识别三个部分。
图像预处理，包括图像增强和图像去噪。本实用新型主要采用图像灰度处理和直方图均衡化两种方法进行图像增强，采用空间域滤波的相关算法进行图像去噪。
人脸修复，使用一种基于双判别器的生成对抗网络的修复算法，该算法相较于一个生成器、一个判别器的传统生成对抗网络，额外增加了一个负责判断破损区域修复后的全局图像是否符合视觉连贯性的全局判别器。该算法先通过训练生成网络来完成初步的图像修复，然后不断通过负责鉴别全局图像视觉连贯性的全局鉴别网络以及负责鉴别生成网络输出并修复图像真实性的局部鉴别网络与生成网络进行对抗训练，在迭代训练中一步一步产生较好的修复效果。此方法将WGAN-GP的损失函数引入全局和局部判别器中，大幅提高了训练的稳定性，能够防止模型崩溃。WGAN-GP是对于WGAN的改进算法，它从损失函数的角度改进了原始生成对抗网络，增加了梯度惩罚项之后，神经网络权重的分布更加平滑，即模型训练时梯度更平滑，训练更加稳定，生成的样本质量更好。
人脸识别，是以人脸特征作为模板，把卷积神经网络系统中提取的特征与标准图片特征进行对比，通过距离度量，进而辨别行人身份。在人脸识别部分，本实用新型采用基于卷积神经网络的人脸识别算法。
针对现有算法特征点匹配精度低的问题，首先将待识别的图片进行分割，对局部图片依次提取像素，存储在像素矩阵中。采用卷积神经网络对局部采样区域进行卷积，为了降低计算量，通过池化滤波进行特征映射，通过激活函数对映射结果进行处理。然后通过以上数据对网络进行训练，得到神经网络权重，最终通过神经网络得到识别结果。算法采用局部感受野的思想，首先将图像划分为n(0<n<i)个局部采样区域；提取局部图像ni的特征，并用像素矩阵Ai表示；设定3*3滤波器，对局部像素Ai进行卷积运算得到卷积结果Bi；设定2*2池化滤波，并采用最大池化对Bi进行特征映射，得到映射结果Ci；采用线性修正单元作为激活函数对Ci进行处理；增加网络深度，采用深度神经网络，得到深度神经网络计算结果Di；学习训练，根据模板训练并计算出网络权重；根据训练权重对Di进行加权求和，得到最终识别结果，并根据识别结果判定最终识别结果。
Claims (7)
1.一种综合能源智慧路灯，包括设置在地面上的桩体(9)，桩体(9)上设置有路灯(10)和用于为装置整体进行供电的风光互补供电装置(1)；其特征在于：所述桩体(9)上还设置有用于对过路行人进行人脸识别、体温监测的红外测温人脸一体机(3)以及用于在监测到人体温度异常时进行报警的紧急报警装置(8)，紧急报警装置(8)的受控端连接于红外测温人脸一体机(3)的输出端；所述风光互补供电装置(1)的受控端无线装置(7)连接于终端设备(6)，红外测温人脸一体机(3)和紧急报警装置(8)的输出端分别通过无线装置(7)连接于终端设备(6)的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种综合能源智慧路灯，其特征在于：所述红外测温人脸一体机(3)包括箱体(31)，箱体(31)上设置有用于对行人进行拍摄并识别人脸的摄像头(32)以及用于对行人进行体温测量的红外测温系统(33)，箱体(31)内设置有用于对测量到的行人温度数据与设定温度进行对比、并能够将捕捉到的人脸进行识别处理的处理器(34)。
3.根据权利要求2所述的一种综合能源智慧路灯，其特征在于：所述箱体(31)上还设置有补光灯(35)以及状态显示屏(36)，补光灯(35)的受控端连接于处理器(34)的输出端，状态显示屏(36)的输入端连接于处理器(34)的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种综合能源智慧路灯，其特征在于：所述桩体(9)上还设置有用于将红外测温人脸一体机(3)处理信息和紧急报警装置(8)报警信息进行显示的显示装置(5)，红外测温人脸一体机(3)和紧急报警装置(8)的输出端分别连接于显示装置(5)的输入端。
5.根据权利要求4所述的一种综合能源智慧路灯，其特征在于：所述显示装置(5)包括用于接收红外测温人脸一体机(3)和紧急报警装置(8)输出信息的信息接收器(52)、用于接收信息接收器(52)输出信息的信息处理器(53)以及设置在桩体(9)上用于接收信息处理器(53)输出信息的LED显示屏(51)。
6.根据权利要求1所述的一种综合能源智慧路灯，其特征在于：所述风光互补供电装置(1)包括分别设置在桩体(9)上的太阳能电池板(13)以及风力发电机(11)，位于路灯(10)正下方的桩体(9)上还设置有用于对风能和太阳能进行整合的风光互补控制器(14)，太阳能电池板(13)以及风力发电机(11)的受控端连接于风光互补控制器(14)的输出端，风光互补控制器(14)的受控端通过无线装置(7)连接于终端设备(6)的输出端；所述风光互补控制器(14)电性连接有用于对电能进行存储的蓄电池(2)。
7.根据权利要求1所述的一种综合能源智慧路灯，其特征在于：位于桩体(9)的旁侧还设置有用于供行人进行充电的智能充电桩(4)，智能充电桩(4)上设置有用于连接手机的USB接口b(42)以及用于显示充电状态信息和二维码信息的充电桩显示屏(44)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022097037.4U CN212777124U (zh) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | 一种综合能源智慧路灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022097037.4U CN212777124U (zh) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | 一种综合能源智慧路灯 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN212777124U true CN212777124U (zh) | 2021-03-23 |
Family
ID=75056344
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN212777124U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113658367A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-16 | 浙江数智谷信息科技有限公司 | 一种网证ctid识别终端系统 |
-
2020
- 2020-09-23 CN CN202022097037.4U patent/CN212777124U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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