TWI717858B

TWI717858B - 智能路燈控制系統

Info

Publication number: TWI717858B
Application number: TW108136832A
Authority: TW
Inventors: 劉志能; 劉志勇
Original assignee: 劉志能; 劉志勇
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2021-02-01
Also published as: TW202116111A

Abstract

本發明提供一種智能路燈控制系統，主要由複數路燈、複數發射器、一雲端伺服器以及一後端管控中心所組成，其特色在於各該路燈的路燈感測模組感測該負載模組，進而產生該負載設備訊號並由該發射器傳輸至該雲端伺服器，經由該雲端伺服器運算分析後產生一回報資料並傳輸至該後端管控中心；據此，以迅速掌握該複數路燈的即時狀況，可提早或即時發現問題並迅速排除，進而達到自動化的管理與即時性的回報，大大改善習知的缺失，讓該後端管控中心可依每個路燈的需求做適當的人力分配與調整，有效減省人力作業成本的目的。

Description

智能路燈控制系統

本發明與路燈有關，特別是指一種智能路燈控制系統。

隨著科學技術的發展，人們對道路照明的節能和舒適性需求也不斷增強。城市道路照明也成為城市市政的一項重要設施，它在保證道路交通安全、方便行人生活、提高交通運輸效率、美化城市環境中具有非凡的意義。

然而，請參閱圖1所示，現有的路燈10只有照明功能，功能相當單一，而且現有的路燈10不能遠程進行調控，維修困難，甚至浪費電力資源等問題存在，並且管理不易，依行政院經建會的估計，若各縣市政府可降低路燈照明亮度，以全台現有的路燈計算，預估一年可省下龐大的電費，在追求節能減碳的現今社會中，有極大的市場效益。

再者，現有的路燈10對於亮度、故障及斷電等狀況都係無法即時監測回報，因此，維修工作也是被動地進行，而且對燈光輸出的功率也無法進行即時性的調控，故障情形只有待巡視人員到達現場才能發現，或被動地等待市民的反映，故修復時間也拖得比較長。

是以，要如何解決上述的問題與缺失，即為本發明的創作人與從事此方向的相關業者所亟欲研究改善的方向所在。

本發明的目的係在於提供一種智能路燈控制系統，主要係智慧化路燈的管控，自動地監控路燈的狀況，進而達到即時性回報，同時節省電能的目的。

緣是，為了達成前述目的，依據本發明所提供一種智能路燈控制系統，適用於一無線通訊範圍使用，包含：

複數路燈，設置於該無線通訊範圍，各該路燈包含一負載模組、一連接該負載模組的路燈感測模組、及一連接該負載模組的控制模組，該路燈感測模組用以感測該負載模組的狀態並且產生一負載設備訊號，該控制模組用以調控該負載模組的啟閉及該負載模組的功率；

複數發射器，分別設於各該路燈上，各該發射器具有一連接該路燈感測模組與該控制模組的發射器無線傳輸模組，該發射器無線傳輸模組用以接收該負載設備訊號並予以輸出，該發射器無線傳輸模組還能傳遞一操控指令至該控制模組；

一雲端伺服器，通訊連接該複數發射器，並具有一運算模組、及一連接該運算模組與該發射器無線傳輸模組的雲端伺服器無線傳輸模組，該運算模組用以接收該負載設備訊號並進行運算分析以產生一回報資料，該雲端伺服器無線傳輸模組用以輸出該回報資料；以及

一後端管控中心，通訊連接該雲端伺服器，並具有一連接該雲端伺服器無線傳輸模組的後端管控無線傳輸模組、一連接該後端管控無線傳輸模組的顯示模組、及一連接該後端管控無線傳輸模組的操控模組，該顯示模組用以顯示該回報資料，該操控模組用以供一操控人員輸入該操控指令並由該後端管控無線傳輸模組輸出至該雲端伺服器無線傳輸模組，該雲端伺服器無線傳輸模組再將該操控指令輸出至該發射器無線傳輸模組，令該控制模組能依據該操控指令調控該負載模組。

較佳地，其中該智能路燈控制系統採用無線資訊連結，該無線連結為Wi-Fi、Li-Fi、藍芽、ZigBee、3G、4G、5G、NB-IoT、長期演進技術(LTE)、無線千兆聯盟(WiGig)、LoRa之一者達成訊號傳輸。

較佳地，其中該複數路燈包含第一路燈，及複數第二路燈，該第一路燈上的發射器能被視為母機，該複數第二路燈上的發射器能被視為子機，該第一路燈的發射器與該複數第二路燈的發射器結構相同，最大的不同在於裝設在該第一路燈上的發射器安裝有一用戶識別模組（Subscriber Identity Module，SIM）卡，藉此，該第一路燈上的發射器能接收該複數第二路燈上的發射器所傳輸的負載設備訊號，並將複數該負載設備訊號統整後上傳到該雲端伺服器，另外，該第一路燈上的發射器還能從該雲端伺服器無線傳輸模組接收該操控指令後，再將該操控指令傳遞至該複數第二路燈的發射器上。

較佳地，其中該發射器還具有一充電電池模組，該充電電池模組連接該路燈的電源與該發射器無線傳輸模組，當該路燈的負載模組斷電時，該充電電池模組用以提供一電力以維持該發射器的電量，該電量可維持10分鐘，若該路燈的負載模組斷電5分鐘後仍未恢復亮燈狀態的話，則產生一斷電訊號並由該發射器無線傳輸模組輸出至該雲端伺服器無線傳輸模組，該雲端伺服器無線傳輸模組再將該斷電訊號輸出至該後端管控無線傳輸模組，最後由該顯示模組顯示該斷電訊號。

較佳地，其中該負載現況設備訊號包含該負載模組之電壓、電流的狀況、及該負載模組的ID碼。

較佳地，其中該路燈還包含一供該發射器設置的燈桿部。

較佳地，其中還包含一行動通訊裝置，該行動通訊裝置安裝有一應用程式，該應用程式與該雲端伺服器無線通訊連接，進而取得該回報資料。

更較佳地，其中該行動通訊裝置為Android、IOS或Windows之智慧型手機、筆記型電腦、行動穿載裝置或平板電腦之任一種。

藉此，本發明提出一種智能路燈控制系統，主要由該複數路燈、該複數發射器、該雲端伺服器以及該後端管控中心所組成，其特色在於各該路燈的路燈感測模組感測該負載模組，進而產生該負載設備訊號並由該發射器傳輸至該雲端伺服器，經由該雲端伺服器運算分析後產生該回報資料並傳輸至該後端管控中心；據此，以迅速掌握該複數路燈的即時狀況，可提早或即時發現問題並迅速排除，進而達到自動化的管理與即時性的回報，大大改善習知的缺失，讓該後端管控中心可依每個路燈的需求做適當的人力分配與調整，有效減省人力作業成本的目的。

另外，該後端管控中心的操控人員還可以輸入該操控指令並傳輸至該雲端伺服器，該雲端伺服器再將該操控指令輸出至該發射器，令該路燈的控制模組能依據該操控指令調控該負載模組的啟閉及功率，進而減輕市庫負擔，且達到節能減碳的效果，使居住環境更邁向節能的城市。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例。並配合所附圖式作詳細說明如下。

有關於本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參閱圖2至圖4所示，本發明實施例提供一種智能路燈控制系統，適用於一無線通訊範圍A使用，主要由複數路燈20、複數發射器30、一雲端伺服器40、以及一後端管控中心50所組成，該智能路燈控制系統係使用LoRa達成訊號傳輸，因此，具有遠距離傳輸，並且同時兼具低功耗、低成本之優點，但不以此為限制，在本實施例中也可使用Wi-Fi、Li-Fi、藍芽、ZigBee、3G、4G、5G、NB-IoT、長期演進技術(LTE)、無線千兆聯盟(WiGig)等無線通訊技術進行通訊傳輸，本發明以無線傳輸方式進行傳送，可以不用受限於有線網路因為需要接大量的網路線而耗費成本及人力，且可以即時地傳送大量資料，使資料的收集、紀錄及回報能更快速及準確的特點，其中：

該複數路燈20，設置於該無線通訊範圍A，各該路燈20包含一負載模組21、一連接該負載模組21的路燈感測模組22、及一連接該負載模組21的控制模組23，該路燈感測模組22用以感測該負載模組21的狀態並且產生一負載設備訊號，該控制模組23用以調控該負載模組21的啟閉及該負載模組21的功率(即該路燈20的亮度)，如該負載模組21的輸出功率可從原100%降載至50%；在本實施例中，該負載設備訊號包含該負載模組21之電壓、電流的狀況、及該負載模組21的ID碼，據此，在管理人員進行檢測或量測實際電力用電損耗情形時，不需要以登高攀爬的方式就可以取得準確的量測結果，進而避免維修人員發生工安意外等優點。

該複數發射器30，分別設於各該路燈20的燈桿部24上，各該發射器20具有一連接該路燈感測模組22與該控制模組23的發射器無線傳輸模組31，該發射器無線傳輸模組31用以接收該負載設備訊號並予以輸出(如圖2所示)，該發射器無線傳輸模組31還能傳遞一操控指令至該控制模組23(如圖3所示)；在本實施例中，該複數發射器30的輸入電壓與輸出電壓為AC100~240V，但不以此為限制，亦或是直流電壓，若該複數發射器30的輸入電壓與輸出電壓為AC100~240V時，其設備負載約150W~450W，若該複數發射器30的輸入電壓與輸出電壓為直流電壓時，其設備負載約70W~200W；各該發射器30距離地面的高度為3公尺，但不以此為限制，只要是在3公尺以上即可，藉此高度的配置，可預防該複數發射器30被破壞的優點；該複數發射器30係以外掛的方式設置於各該路燈20的燈桿部24，藉此可增強訊號傳輸的能力；相鄰的兩該發射器30之間最大的通訊範圍可達15公里，安全有效範圍在2公里。

該雲端伺服器40，通訊連接該複數發射器30，並具有一運算模組41、及一連接該運算模組41與該發射器無線傳輸模組31的雲端伺服器無線傳輸模組42，該運算模組41用以接收該負載設備訊號並進行運算分析以產生一回報資料，該雲端伺服器無線傳輸模組42用以輸出該回報資料。

該後端管控中心50，通訊連接該雲端伺服器40，並具有一連接該雲端伺服器無線傳輸模組42的後端管控無線傳輸模組51、一連接該後端管控無線傳輸模組51的顯示模組52、及一連接該後端管控無線傳輸模組51的操控模組53，該顯示模組52用以顯示該回報資料，該操控模組53用以供一操控人員輸入該操控指令並由該後端管控無線傳輸模組51輸出至該雲端伺服器無線傳輸模組42，該雲端伺服器無線傳輸模組42再將該操控指令輸出至該發射器無線傳輸模組31，令該控制模組53能依據該操控指令調控該負載模組21。

值得一提的是，在本實施例中，該複數路燈20包含第一路燈201，及複數第二路燈202，該第一路燈201上的發射器30可被視為母機，該複數第二路燈202上的發射器30可被視為子機，該第一路燈201上的發射器30與該複數第二路燈202上的發射器30結構相同，最大的不同在於裝設在該第一路燈202上的發射器30安裝有一用戶識別模組（Subscriber Identity Module，SIM）卡(圖中未示)，該複數第二路燈202上的發射器30則無安裝，藉此，該第一路燈201上的發射器30能接收該複數第二路燈202上的發射器30傳輸的負載設備訊號，並將複數該負載設備訊號統整後上傳到該雲端伺服器40，另外，該第一路燈201上的發射器30還能從該雲端伺服器無線傳輸模組42接收該操控指令後，再將該操控指令傳遞至該複數第二路燈202的發射器30上，若將該用戶識別模組卡嵌置其中一該第二路燈202時，則具備該用戶識別模組卡的第二路燈202也是可被視為母機，如此一來，除了可減少多重雜亂線路牽設之外，還可由母機統一管理及監控，進而省電的目的。

實際流程如下：

該複數第二路燈202先自動地連接該第一路燈201，每5分鐘該第一路燈201會統整複數該負載設備訊號，並將該複數該負載設備訊號上傳到該雲端伺服器40，與此同時，該操控指令也可由該雲端伺服器40傳遞至該複數第二路燈202的發射器30上，接著每30分鐘該雲端伺服器40會與該第一路燈201進行校時，隨後該複數第二路燈202與該第一路燈201進行校時，操控人員透過該操控模組53輸入該操控指令，例如：該複數路燈20之燈光的開啟時間或該複數路燈20之燈光的關閉時間，該第一路燈201接收該操控指令後傳遞給該複數第二路燈202，該複數路燈20依據該操控指令進行該複數路燈20之燈光開啟或關閉。(如遇該第一路燈201中斷，該複數第二路燈202仍可依據該操控指令進行運作)

值得說明的是，在本實施例中，該發射器30還具有一充電電池模組32，該充電電池模組32連接該路燈20的電源與該發射器無線傳輸模組31，當該路燈20的負載模組21斷電時，該充電電池模組32用以提供一電力以維持該發射器30的電量，該電量可維持10分鐘，若該路燈20的負載模組21斷電5分鐘後仍未恢復亮燈狀態的話，則產生一斷電訊號並由該發射器無線傳輸模組31輸出至該雲端伺服器無線傳輸模組42，該雲端伺服器無線傳輸模組42再將該斷電訊號輸出至該後端管控無線傳輸模組51，最後由該顯示模組52顯示該斷電訊號；藉此，可加快維修效率、減少故障時間，大大改善習知被動地等待市民反映的缺失，避免浪費人力及時間，更大幅減少管理監控路燈之成本。

再者，本發明還包含一行動通訊裝置60，該行動通訊裝置60安裝有一應用程式，該應用程式與該雲端伺服器40無線通訊連接，進而取得該回報資料，該行動通訊裝置60為Android作業系統、IOS蘋果作業系統或者是Windows作業系統之智慧型手機、筆記型電腦、行動穿載裝置或平板電腦之任一種；在本實施例中，該行動通訊裝置60為IOS蘋果作業系統之智慧型手機，藉此，可確實達到降低硬體所需之成本、外出時還能第一時間知悉各路燈的相關狀況。

以上所述即為本發明實施例各主要構件的組態說明。至於本發明的使用方式及功效作以下說明。

藉此，本發明提出一種智能路燈控制系統，其特色在於各該路燈20的路燈感測模組22感測該負載模組21，進而產生該負載設備訊號並由該複數發射器30傳輸至該雲端伺服器40，經由該雲端伺服器40運算分析後產生該回報資料並傳輸至該後端管控中心50；據此，以迅速掌握該複數路燈20的即時狀況，可提早或即時發現問題並迅速排除，進而達到自動化的管理與即時性的回報，大大改善習知的缺失，讓該後端管控中心50可依每個路燈20的需求做適當的人力分配與調整，有效減省人力作業成本的目的。

另外，該後端管控中心50的操控人員還可以輸入該操控指令並傳輸至該雲端伺服器40，該雲端伺服器40再將該操控指令輸出至該發射器30，令該路燈20的控制模組23能依據該操控指令調控該負載模組21的啟閉及功率，進而減輕市庫負擔，且達到節能減碳的效果，使居住環境更邁向節能的城市。

綜上所述，上述各實施例及圖式僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利涵蓋之範圍內。

﹝習知﹞ 10:路燈 ﹝本發明﹞ A:無線通訊範圍 20:路燈 201:第一路燈 202:第二路燈 21:負載模組 22:路燈感測模組 23:控制模組 24:燈桿部 30:發射器 31:發射器無線傳輸模組 32:充電電池模組 40:雲端伺服器 41:運算模組 42:雲端伺服器無線傳輸模組 50:後端管控中心 51:後端管控無線傳輸模組 52:顯示模組 53:操控模組 60:行動通訊裝置

圖1係顯示習知路燈控制的示意圖。圖2係本發明實施例的示意圖(一)，顯示發射器接收負載設備訊號。圖3係本發明實施例的示意圖(二)，顯示發射器傳遞操控指令。圖4係本發明實施例的方塊圖。

A:無線通訊範圍

20:路燈

201:第一路燈

202:第二路燈

21:負載模組

24:燈桿部

30:發射器

40:雲端伺服器

41:運算模組

42:雲端伺服器無線傳輸模組

50:後端管控中心

51:後端管控無線傳輸模組

52:顯示模組

53:操控模組

60:行動通訊裝置

Claims

一種智能路燈控制系統，適用於一無線通訊範圍使用，包含：複數路燈，設置於該無線通訊範圍，各該路燈包含一負載模組、一連接該負載模組的路燈感測模組、及一連接該負載模組的控制模組，該路燈感測模組用以感測該負載模組的狀態並且產生一負載設備訊號，該控制模組用以調控該負載模組的啟閉及該負載模組的功率；複數發射器，分別設於各該路燈上，各該發射器具有一連接該路燈感測模組與該控制模組的發射器無線傳輸模組，該發射器無線傳輸模組用以接收該負載設備訊號並予以輸出，該發射器無線傳輸模組還能傳遞一操控指令至該控制模組；一雲端伺服器，通訊連接該複數發射器，並具有一運算模組、及一連接該運算模組與該發射器無線傳輸模組的雲端伺服器無線傳輸模組，該運算模組用以接收該負載設備訊號並進行運算分析以產生一回報資料，該雲端伺服器無線傳輸模組用以輸出該回報資料；以及一後端管控中心，通訊連接該雲端伺服器，並具有一連接該雲端伺服器無線傳輸模組的後端管控無線傳輸模組、一連接該後端管控無線傳輸模組的顯示模組、及一連接該後端管控無線傳輸模組的操控模組，該顯示模組用以顯示該回報資料，該操控模組用以供一操控人員輸入該操控指令並由該後端管控無線傳輸模組輸出至該雲端伺服器無線傳輸模組，該雲端伺服器無線傳輸模組再將該操控指令輸出至該發射器無線傳輸模組，令該控制模組能依據該操控指令調控該負載模組，其中該複數路燈包含第一路燈，及複數第二路燈，該第一路燈上的發射器能被視為母機，該複數第二路燈上的發射器能被視為子機，該第一路燈的發射器與該複數第二路燈的發射器結構相同，最大的不同在於裝設在該第一路燈上的發射器安裝有一用戶識別模組(Subscriber Identity Module，SIM)卡，藉此，該第一路燈上的發射器能接收該複數第二路燈上的發射器所傳輸的負載設備訊號，並將複數該負載設備訊號統整後上傳到該雲端伺服器，另外，該第一路燈上的發射器還能從該雲端伺服器無線傳輸模組接收該操控指令後，再將該操控指令傳遞至該複數第二路燈的發射器上。
如請求項1所述之智能路燈控制系統，其中該智能路燈控制系統採用無線資訊連結，該無線連結為Wi-Fi、Li-Fi、藍芽、ZigBee、3G、4G、5G、NB-IoT、長期演進技術(LTE)、無線千兆聯盟(WiGig)、LoRa之一者達成訊號傳輸。
如請求項1所述之智能路燈控制系統，其中該發射器還具有一充電電池模組，該充電電池模組連接該路燈的電源與該發射器無線傳輸模組，當該路燈的負載模組斷電時，該充電電池模組用以提供一電力以維持該發射器的電量，該電量可維持10分鐘，若該路燈的負載模組斷電5分鐘後仍未恢復亮燈狀態的話，則產生一斷電訊號並由該發射器無線傳輸模組輸出至該雲端伺服器無線傳輸模組，該雲端伺服器無線傳輸模組再將該斷電訊號輸出至該後端管控無線傳輸模組，最後由該顯示模組顯示該斷電訊號。
如請求項1所述之智能路燈控制系統，其中該負載設備訊號包含該負載模組之電壓、電流的狀況、及該負載模組的ID碼。
如請求項1所述之智能路燈控制系統，其中該路燈還包含一供該發射器設置的燈桿部。
如請求項1所述之智能路燈控制系統，其中還包含一行動通訊裝置，該行動通訊裝置安裝有一應用程式，該應用程式與該雲端伺服器無線通訊連接，進而取得該回報資料。
如請求項6所述之智能路燈控制系統，其中該行動通訊裝置為Android、IOS或Windows之智慧型手機、筆記型電腦、行動穿載裝置或平板電腦之任一種。