CN216775087U - 一种模块化集成智能灯头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种模块化集成智能灯头，包括照明模块、智能控制模块和功能模块组；照明模块与智能控制模块连接，智能控制模块上设有若干通信接口，功能模块组包含若干功能模块，且每个功能模块上均设有用于耦合至智能控制模块的通信接口；照明模块用于对附近环境提供照明，智能控制模块用于控制照明模块和功能模块组的运行，智能控制模块与功能模块通过通信接口进行通信。本实用新型的智能灯头采用模块化集成设计，针对不同的应用场景可以自由切换功能模块，应用更便捷，同时能够针对不同的功能场景提供了多种相应的控制方法，提升产品的适用度。

Description

一种模块化集成智能灯头

技术领域

本实用新型属于智慧照明领域，具体涉及一种模块化集成智能灯头。

背景技术

路灯对于保证城市道路上的行人和车辆的安全，起着至关重要的作用，可以说路灯已经覆盖了城市的角角落落。近年来，随着智慧城市的逐渐发展，对应的终端设备的种类和数量也在不断增加，如监控摄像头，无线网关，音箱，警示灯，雷达装置，LED显示屏等。而作为城市道路中覆盖面最广的设备，路灯的灯杆为众多终端设备提供了极其优秀的挂载位置，由此便形成了各种智慧灯杆产品。但是现有很多智慧灯杆产品由于挂载的终端设备太多，严重影响了灯杆整体的美观度。且多个设备之间的协同配合及集中控制也极为重要，在挂载众多终端设备的情况下，如果各个设备各自使用自己的控制线路及策略，十分影响施工成本及维护运营难度。

实用新型内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本实用新型的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本实用新型的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种模块化集成智能灯头。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种模块化集成智能灯头，包括照明模块、智能控制模块和功能模块组；照明模块与智能控制模块连接，智能控制模块上设有若干通信接口，功能模块组包含若干功能模块，且每个功能模块上均设有用于耦合至智能控制模块的通信接口；照明模块用于对附近环境提供照明，智能控制模块用于控制照明模块和功能模块组的运行，智能控制模块与功能模块通过通信接口进行通信。

作为优选方案，智能控制模块中包括模块检测芯片，用于检测与智能控制模块连接的功能模块，并将连接的功能模块信息发送给智能控制模块以启用相应功能模块。

作为优选方案，智能控制模块中包括人工智能芯片，用于根据与智能控制模块连接的功能模块切换不同的算法，对功能模块的数据进行分析并根据分析结果驱动功能模块运行。

作为优选方案，功能模块组包括计算模块、微波雷达模块、摄像头模块、扬声器模块、报警灯模块、通讯模块、倾斜检测模块中的一种或多种。

作为优选方案，照明模块包括智能灯控器和照明灯，智能灯控器与智能控制模块连接，照明灯与智能灯控器连接。

作为优选方案，智能通信模块上设有用于引入或固定功能模块的槽、孔或扣，当功能模块被槽、孔或扣引入或固定时，智能控制模块的通信接口与功能模块的通信接口连接。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

本实用新型的智能灯头采用模块化集成设计，针对不同的应用场景可以自由切换功能模块，应用更便捷，同时能够针对不同的功能场景提供了多种相应的控制方法，提升产品的适用度。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种模块化集成智能灯头的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种模块化集成智能灯头的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的空闲车位判断管理的控制方法流程图；

图4是本实用新型实施例的声光报警的控制方法流程图；

图5是本实用新型实施例的照明的控制方法流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

实施例：

本实施例的一种模块化集成智能灯头，其结构示意图如图1和图2所示，包括外壳、容置于外壳内的照明模块、智能控制模块1和功能模块，照明模块与智能控制模块1连接。智能控制模块1内设控制芯片，还设有多个通信接口，功能模块上也都设有能够耦合至智能控制模块1通信接口的通信接口。可以根据实际场景的需求选择不同的功能模块与智能控制模块1连接，本实施例中选用了8个功能模块，分别通过通信接口与智能控制模块1连接。每个功能模块通过与智能控制模块1间的通信为本模块化集成智能灯头提供不同的功能。

智能控制模块中内含了模块检测芯片与人工智能芯片，模块检测芯片用于对智能控制模块的各通信接口发送检测信号，根据检测信号的响应判断各通信接口是否连接有功能模块，及连接了何种功能模块，随后将连接的功能模块信息发送给智能控制模块的其他芯片，以辅助智能控制模块在一个功能模块建立连接后便启用该功能模块。人工智能芯片可以根据预先设定与智能控制模块连接的功能模块、或根据模块检测芯片的数据判断连接了何种模块，然后根据连接的功能模块切换不同的算法，接收功能模块发来的数据，并根据切换的算法对数据进行分析处理，并根据分析处理的结果驱动功能模块进行各种行为。

照明模块包括智能灯控器和照明灯2，智能灯控器与智能控制模块1连接，照明灯2安装于外壳底部。智能灯控器还与照明灯2连接，用于控制照明灯2的开关及亮度，当智能控制模块1向智能灯控器下发灯控策略后，智能灯控器根据灯控策略对照明灯2进行相应的控制。照明模块还包括灯头散热片21，用于为灯头散热。

上述功能模块包括计算模块3、设于外壳底部的微波雷达模块4和摄像头模块5，均与智能控制模块1连接，微波雷达模块4及摄像头模块5采集的图像数据通过智能控制模块1发送至计算模块3，从而由计算模块3对图像数据进行计算分析。通过安装计算模块3、微波雷达模块4和摄像头模块5的功能模块，可以为本实施例的智能灯头赋予检测路灯周围行人、车辆及环境信息的能力。

上述功能模块还包括通讯模块6及无线天线7，通讯模块6与智能控制模块1连接，无线天线7与通讯模块6连接。使得智能控制模块1能够通过无线通信与前端控制平台进行信息交互，从而实现系统参数配置下发，控制指令下发，系统状态上报，报警信息上报，运行日志上报等信息交互功能。通讯模块6可以选择4G模块，图传模块，LORA模块，ZIGBEE模块等，根据场景需求的不同在其中任选一种或多种实现通讯。通过安装通讯模块6及无线天线7，可以为本实施例的智能灯头赋予与前端控制平台或周围行人、车辆的移动终端进行信息发送、交互的能力，并与前述的计算模块3、微波雷达模块4和摄像头模块5结合，进一步使得前端控制平台或周围行人、车辆的移动终端可以获知附近的行人、车辆及环境信息。

上述功能模块还包括功率放大器8、扬声器模块9和报警灯模块10，功率放大器8与智能控制模块1和扬声器模块9连接，报警灯模块10与智能控制模块1连接。智能控制模块1能够控制功率放大器8驱动扬声器模块9发出不同内容及音量大小的报警信号音或报警语音，而报警灯模块10受智能控制模块1控制发出不同颜色及亮度的警示光。扬声器模块9和报警灯模块10可以在周围有异常情况发生时，使智能灯头能够对周围的行人进行报警，从而为解决异常情况提供助力。

另外功能模块中还包括了倾斜检测模块11，倾斜检测模块11与智能控制模块1连接，内设倾斜检测传感器，用于检测当前路灯杆体的倾斜状态，当路灯杆体的倾斜角度大于设定阈值时可以向智能控制模块1发送信号，上报维护人员处理。

作为一种改进方案，在智能控制模块1上设置用于引入或固定功能模块的槽、孔或扣，当功能模块被槽、孔或扣引入或固定，智能控制模块1及功能模块的通信接口互相对准建立通信连接使得功能模块的更换更加便捷。

本实用新型还提供上述模块化集成智能灯头的控制方法，在本实施例中，智能灯头的功能模块安装了计算模块3、微波雷达模块4和摄像头模块5，因此人工智能芯片可以切换至行人车辆识别算法及空闲车位检测算法，根据微波雷达模块4和摄像头模块5所采集的图像判断智能路灯周围的行人、车辆及空闲车位情况，并协调行人车辆移动、协调车辆停车。而本实施例中功能模块安装的通讯模块6又能将行人车辆车位信息、行人车辆异常信息发送给附近行人车辆的移动终端；或者发送给前端控制平台，由前端控制平台处理进行接下来的决策，比如由前端控制平台对附近的路况拥堵情况进行通报、疏解等。

以空闲车位的判断管理为例，具体流程图如图3所示：智能控制模块1将微波雷达模块4和摄像头模块5采集的图像数据发送至计算模块3，计算模块3分析图像数据，得到智能灯头附近的空闲车位信息并统计和上报。如果分析图像数据发现有车辆驶入或驶出车位，则识别车辆的车牌信息并上报至前端控制平台，然后由前端控制平台将当前空闲车位信息发送给该车辆驾驶员。如果发现有车辆存在违停，同样识别车辆的车牌信息并上报至前端控制平台，然后将违停提醒发送给该车辆驾驶员。

除此以外，通过同样的方法，还可以使用本实施例的智能灯头及控制方法判断是否有区域入侵、区域拥挤、人员滞留、人员异常徘徊、车辆压线、车辆偏移、车辆违停等异常行为。如果某些较为重要的区域内有人员异常徘徊或可疑人员滞留，也可根据微波雷达模块4和摄像头模块5采集的图像判断，并发送给前端控制平台进行处理。

在另一方面，在功能模块中装有的扬声器模块9及报警灯模块10使人工智能芯片可以切换为警报算法对周围环境进行警报，在上述根据图像数据判断周围有行人车辆异常时，扬声器模块9及报警灯模块10可以对行人、车辆进行声光报警；基于此部分的控制方法如图4所示，智能灯头在运行时，智能控制模块1接收各个模块发送的数据，如雷达图像数据、摄像数据、灯杆倾斜数据等。如果检测到有报警事件发生，则生成报警信号，报警事件可以包括区域侵入、区域拥挤、人员滞留、车辆违停、灯杆倾斜等。报警信号分别设定有各自的优先级和报警等级，如果同时生成了多个报警信号，则智能控制模块1根据优先级对报警信号进行排序，然后确定当前首位报警信号的报警等级，根据该报警等级控制声光报警模块进行报警。报警等级可以设定为：以报警灯模块10单色常亮，单色闪烁，双色闪烁，双色暴闪等状态示意不同的报警等级。

在报警事件发生时，通讯模块5将报警信号至前端控制平台，同时进行计时，如果报警事件持续存在，则计时持续刷新，继续报警，如果报警事件已经清除，则会在达到指定的计时时间后关闭报警并发送当前状态。

对于照明模块，前端控制平台可以通过通讯模块6向智能控制模块1发送灯控策略，或者预存控制策略至智能控制模块1中。然后智能控制模块1根据控制策略发送相应指令至智能灯控器，以控制照明灯2的开闭及亮度。

照明模块照明的具体控制流程如图5所示，运行时，智能控制模块1先读取当前的灯控策略，灯控策略可以为每天，周末，法定节假日，特定日期等不同优先级下的定时开关灯操作；读取灯控策略后判断当前灯控策略是否存在冲突，如优先级或时间条件的冲突。如果存在冲突，则通过通讯模块6发送策略异常信息至前端控制平台，然后等待前端控制平台返回手动控制信号，如果接收到手动控制信号，则执行手动控制信号，并在执行完毕后关灯等待新的灯控策略；如果等待一段时间仍没有接收到手动控制信号，则关灯等待新的灯控策略。

如果判断当前灯控策略不存在冲突，则按照灯控策略对照明灯2进行控制，在灯控策略的执行过程中如果接收到前端控制平台的手动切换信号，则执行该手动切换信号。手动切换信号执行结束以后再切换回原本的灯控策略继续执行。

另外，根本实施例中功能模块安装的微波雷达模块和摄像头模块可以检测路灯附近的行人及车辆信息，由此可以与灯控策略结合以对本实用新型智能灯头的控制方法做出进一步改进，旨在降低智能灯头闲置状态时的耗电，以适应当今绿色环保的科技发展需求，具体控制方法如下：

在智能控制模块1中设置一个计时，当灯控策略执行时，持续读取亮灯计时数据，当计时数据达到设置的计时后，读取一次微波雷达模块4采集的图像数据并清除计时。然后根据微波雷达模块4数据计算周围是否有行人或汽车经过，如果没有则降低照明灯2的亮度，如果有则保持正常亮度。

本实用新型的智能灯头采用模块化集成设计，针对不同的应用场景可以自由切换功能模块，应用更便捷。功能模块包括灯控模块、照明模块、报警灯模块、报警喇叭、功放模块、监控摄像头模块、算法模块、倾斜检测传感器、微波雷达模块、主控模块、通讯模块及天线等，在人工智能芯片的算法支持下，各功能模块协同配合，完成传感监控、警示报警、智能照明等功能业务。同时能够针对不同的功能场景提供了多种相应的控制方法，提升产品的适用度。

应当说明的是，以上仅是对本实用新型的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种模块化集成智能灯头，其特征在于，包括照明模块、智能控制模块和功能模块组；所述照明模块与所述智能控制模块连接，所述智能控制模块上设有若干通信接口，所述功能模块组包含若干功能模块，且每个所述功能模块上均设有用于耦合至所述智能控制模块的通信接口；所述照明模块用于对附近环境提供照明，所述智能控制模块用于控制所述照明模块和所述功能模块组的运行，所述智能控制模块与所述功能模块通过通信接口进行通信。

2.如权利要求1所述的一种模块化集成智能灯头，其特征在于，所述智能控制模块中包括模块检测芯片，用于检测与所述智能控制模块连接的功能模块，使所述智能控制模块根据连接的功能模块信息启用相应功能模块。

3.如权利要求1所述的一种模块化集成智能灯头，其特征在于，所述智能控制模块中包括人工智能芯片，用于根据与所述智能控制模块连接的功能模块切换不同的算法，对所述功能模块的数据进行分析并根据分析结果驱动功能模块运行。

4.如权利要求1所述的一种模块化集成智能灯头，其特征在于，所述功能模块组包括计算模块、微波雷达模块、摄像头模块、扬声器模块、报警灯模块、通讯模块、倾斜检测模块中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种模块化集成智能灯头，其特征在于，所述照明模块包括智能灯控器和照明灯，所述智能灯控器与所述智能控制模块连接，所述照明灯与所述智能灯控器连接。

6.如权利要求1所述的一种模块化集成智能灯头，其特征在于，所述智能通信模块上设有用于引入或固定所述功能模块的槽、孔或扣，当所述功能模块被所述槽、孔或扣引入或固定时，所述智能控制模块的通信接口与所述功能模块的通信接口连接。

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