TWM451495U - 具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器 - Google Patents

Description

具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器

本創作係有關於一種路燈控制器，特別是有關一種具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器。

照明路燈主要的用途是在夜晚時提供用路人有良好的視線，可改善夜間通行的安全，甚至減少夜間治安的死角，更兼具美化城市景觀的功能。

目前，隨著交通的發達與便利，一般的道路或公路都會安裝上大量的照明路燈，對於道路使用頻繁的區域，充分的照明路燈是必要的；但對於人口稀少的地區，人車使用道路的機率相對較低，若依然使用大量的照明路燈，會造成資源的浪費且必須支出龐大路燈電費；然，基於夜間行車的安全考量，照明路燈的設置仍是必要的。

然而，現行一般的道路或公路之照明路燈故障報修都是採取人工巡查的方式，因此常受限人力因素而讓維修有所延誤，造成民眾諸多不便，也產生大量人力成本的支出。

有鑑於此，本創作提出一種具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，利用衛星訊號接收單元取得所在位置之時間資訊，再藉由運算產生現行所在位置之日出及日落時間，即可自動控制所在位置路燈裝置的點亮與熄滅，並提供燈號警示功能，藉由燈色之組合變化判斷所顯示之警示訊息。因此，藉由本創作之設計可有效監控路燈亮燈率、開關燈的準確率、故障檢測的即時性和維修的及時性，還可兼顧城市照明景觀與節約能源的功用。

為了解決上述問題，本創作之一主要目的在於提供一種具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，藉由衛星訊號接收單元取得所在位置之地理資訊，再藉由運算產生現行所在位置之日出及日落時間，即可自動控制所在位置路燈的點亮與熄滅，並提供燈號警示系統即時顯示警示訊息。

依據上述目的，本創作所提供之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，係用以控制一路燈裝置之開關，包括：一衛星訊號接收單元，其具有一外部天線以接收複數組衛星發出之衛星訊號，以取得現行所在位置之地理座標資訊；一資訊設定單元，用以儲存預先設定之路燈裝置之開關燈時間間隔參數；一微控制器，具有一接收端與一控制端，其中接收端係連接於衛星訊號接收單元，用以接收該些衛星所發出路燈裝置所在位置之地理座標資訊，並經運算產生一運算指令，藉由控制端以傳送輸出；一計算單元，接收微控制器之控制端所傳送輸出之運算指令，並配合資訊設定單元所儲存之路燈裝置開關燈時間間隔參數，經計算產生路燈裝置所在位置之日出及日落時間及路燈裝置之電力啟動及關閉的時間數值訊號，並將其傳送回微控制器；以及一繼電器，一端電性連接於微控制器用以接收路燈裝置所在位置之電力啟動及關閉的時間數值訊號，而其另一端連接於一電源供應單元用以接收電能，並藉由一輸出端輸出一負載訊號以控制該路燈裝置之開關燈。

經由本創作所提供之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，可有效監控路燈亮燈率、開關燈的準確率、故障檢測的即時性和維修的及時性，還可兼顧城市照明景觀與節約能源的功用，同時又能降低管理成本。

由於本創作主要係揭露一種具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，其中，路燈控制器的基本構造與功能，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，僅針對與本創作具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器其特徵處進行詳細說明。此外，於下述內文中之圖式，亦並未依據實際之相關尺寸完整繪製，其作用僅在表達與本創作特徵有關之示意圖。

首先，請參閱圖1，係為本創作之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器架構圖。如圖1所示，具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器1，係用以控制一路燈裝置之開關，包括：一衛星訊號接收單元10，具有一外部天線12以接收複數組衛星14發出之衛星訊號，以取得複數個路燈裝置26所在位置之當地地理資訊，包含路燈裝置26所在位置之座標經緯度資訊；一資訊設定單元16，主要為一記憶體，用以儲存預先設定之路燈開關燈的時間間隔參數；一微控制器18，具有一接收端與一控制端，其中接收端係連接於衛星訊號接收單元10，用以接收該些衛星14所發出路燈所在位置之當地地理資訊，並將這些資訊藉由控制端以傳送輸出；一計算單元20，接收微控制器18之運算指令，並藉由控制端所傳送輸出之路燈所在位置之地理資訊，並配合資訊設定單元16所儲存之路燈開關燈的時間間隔參數，經計算產生路燈裝置26所在位置之日出及日落時間，以及進一步依據所算出之日出及日落時間計算出路燈裝置26之電力啟動及關閉的時間數值訊號，並將其傳送回微控制器18；以及一繼電器22，一端電性連接於微控制器18用以接收路燈裝置26所在位置之電力啟動及關閉的時間數值訊號，而其另一端連接於一電源供應單元24用以接收電能，並藉由一輸出端輸出一負載訊號以控制複數個路燈裝置26之開關燈，其路燈裝置26係採用發光二極體或傳統燈泡；微控制器18進一步包含一調光驅動端181，係利用一調光模式調整複數個路燈裝置26之發光亮度，其調光模式係為脈寬調變調光模式或直流調光模式；而具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器更包括一燈號警示系統28，與微控制器18電性連接，用以發出一警示訊息，其燈號警示系統28包含複數個發光二極體(Light-Emitting Diode；LED)，用以提供至少兩種燈色之組合變化而為警告之表示，而警示訊息更包含了一衛星訊號接收狀態、一路燈裝置之控制器的運作狀態或一路燈裝置之亮度狀態。

依據圖1所述，當具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器1啟動時，需利用一衛星訊號接收單元10其外部天線12不斷地接收複數組衛星14發出之衛星訊號，以取得路燈裝置26所在位置之當地地理座標資訊，再利用一微控制器18接收複數組衛星所發出路燈裝置26所在位置之地理座標資訊，並配合一資訊設定單元16所儲存之預先設定之路燈開關燈的時間間隔參數、路燈調光時間間隔參數、日落前電力預備啟動時間間隔參數、日出後電力預備關閉時間間隔參數等，經由一計算單元20運算產生路燈裝置26所在位置之日出及日落時間，以及計算出路燈裝置26之電力啟動及關閉的時間數值訊號。由於已預先設定好路燈裝置26開關燈的時間間隔參數、日落前電力預備啟動之時間間隔參數、日出後電力預備關閉之時間間隔參數，使得於日落前幾分鐘能準確開燈或於日出後幾分鐘能準確關燈，藉以有效提昇開關燈的準確率，最後藉由一繼電器22控制路燈裝置26之開關燈，其繼電器22係用以接收現行路燈裝置26的電力啟動及開關的時間數值訊號，並自電源供應單元24接收電能，進而控制路燈裝置26之開關燈；然而，為了有效監控路燈裝置之亮燈度，可利用微控制器18之調光驅動端181，藉由調光模式調整路燈裝置26之發光亮度，滿足不同使用區域對於路燈裝置26之亮度需求，藉此以減少路燈裝置26能量的耗損，並得以延長路燈裝置26的使用壽命；而為了有效監控路燈開關燈的準確率、故障檢測的即時性和維修的及時性，其具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器1進一步提供了一燈號警示系統28判斷是否顯示警示訊息，其係利用燈號警示系統28所包含之複數個發光二極體(Light-Emitting Diode；LED)，提供至少兩種燈色之組合變化以發出警示訊息，而警示訊息包含了衛星訊號接收狀態、路燈裝置之控制器的運作狀態或路燈裝置之亮度狀態。以下進一步說明燈色警語之變化所代表的警示訊息，當複數個發光二極體其中之一紅色發光二極體恆亮(On)或恆滅(Off)時，代表路燈裝置之控制器的運作狀態異常，例如：微控制器異常，導致無法接收衛星所發出現行所在位置之地理時間資訊，造成無法正常運算以產生時間控制訊號至計算單元；當紅色發光二極體顯示一秒亮(On)而兩秒滅(Off)時，代表路燈裝置之控制器的運作狀態正常；當紅色發光二極體顯示一秒亮(On)而多秒滅(Off)時，則代表此時進入不同程度之調光情境。而當複數個發光二極體其中之一綠色發光二極體恆亮(On)時，代表衛星訊號接收狀態異常，需檢查衛星接收單元其外部天線是否發生異常接收情況，導致無法正常持續地接收衛星發出之衛星訊號；當綠色發光二極體顯示一秒亮(On)而五秒滅(Off)時，代表衛星訊號接收狀態正常；而當綠色發光二極體恆滅(Off)時，需配合判斷紅色發光二極體之燈色變化，於紅色發光二極體亦恆滅(Off)時，代表路燈裝置之控制器的運作狀態極度異常，需要即時維修，此時具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器仍能藉由人工送電進行路燈裝置之開關燈；在此要說明的是，雖然本創作係以紅色發光二極體與綠色發光二極體代表兩種燈色警語，並藉由其燈色組合之變化發出警示訊息，但並不限於使用紅色發光二極體與綠色發光二極體作為警示燈色；且紅色發光二極體與綠色發光二極體所顯示亮或滅之時間亦不限於上述所設定之秒數。

接著，請繼續參閱圖2，係為本創作之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器運作流程圖。如圖2所示，具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器運作流程如下：

步驟101：取得路燈裝置所在位置之地理座標資訊；利用一衛星訊號接收單元其外部天線接收複數組衛星發出之衛星訊號，以取得路燈裝置所在位置之地理座標資訊，接著進入步驟102。

步驟102：計算日出及日落時間；利用一微控制器接收衛星所發出路燈裝置所在位置之地理座標資訊，並配合一資訊設定單元所儲存之預先設定之路燈開關燈的時間間隔參數，經由一計算單元運算產生路燈裝置所在位置之日出及日落時間，由於已預先設定好路燈開關燈之時間間隔參數、日落前電力預備啟動之時間間隔參數、日出後電力預備關閉之時間間隔參數等，使得於日落前幾分鐘能準確開燈，例如：設定1分鐘開燈；或於日出後幾分鐘能準確關燈，例如：設定3分鐘關燈，如此能有效提昇開關燈的準確率，及節省電力，接著進入步驟103。

步驟103：藉由一繼電器控制路燈裝置之開關燈；其繼電器係用以接收路燈裝置所在位置之日出及日落時間及經計算出的路燈電力啟動及關閉的時間數值訊號，並自電源供應單元接收電能，進而控制路燈裝置之開關燈，接著進入步驟104。

步驟104：判斷是否需要調光；利用微控制器之調光驅動端，藉由調光模式調整路燈裝置之發光亮度，最後進入步驟105。

步驟105：判斷是否顯示警示訊息；透過與微控制器電性連接之燈號警示系統，觀看其燈色警語之變化，判斷是否出現警示訊息，其中警示訊息包含了一衛星訊號接收狀態、一路燈裝置之控制器的運作狀態或一路燈裝置之亮度狀態，而燈號警示系統包含複數個發光二極體(Light-Emitting Diode；LED)，在本創作係以紅色發光二極體與綠色發光二極體代表兩種燈色警語，藉由其燈色組合之變化發出警示訊息，但本創作並不限於使用紅色發光二極體與綠色發光二極體作為警示燈色。

雖然本創作以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習相像技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器

10‧‧‧衛星訊號接收單元

12‧‧‧外部天線

14‧‧‧衛星

16‧‧‧資訊設定單元

18‧‧‧微控制器

181‧‧‧調光驅動端

20‧‧‧計算單元

22‧‧‧繼電器

24‧‧‧電源供應單元

26‧‧‧路燈裝置

28‧‧‧燈號警示系統

101、102、103、104、105‧‧‧步驟

圖1 係為本創作之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器架構圖；

圖2 係為本創作之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器運作流程圖。

1‧‧‧具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器

10‧‧‧衛星接收單元

12‧‧‧外部天線

14‧‧‧衛星

16‧‧‧資訊設定單元

18‧‧‧微控制器

181‧‧‧調光驅動端

20‧‧‧計算單元

22‧‧‧繼電器

24‧‧‧電源供應單元

26‧‧‧路燈裝置

28‧‧‧燈號警示系統

Claims (9)

1. 一種具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，用以控制一路燈裝置之開關，包括：
   一衛星訊號接收單元，其具有一外部天線以接收複數組衛星發出之衛星訊號，以取得該路燈裝置所在位置之地理座標資訊；
   一資訊設定單元，用以儲存預先設定之該路燈裝置之開關燈時間間隔參數；
   一微控制器，具有一接收端與一控制端，其中該接收端係連接於該衛星訊號接收單元，用以接收該些衛星所發出該路燈裝置所在位置之地理座標資訊，並經運算產生一運算指令，藉由該控制端以傳送輸出；
   一計算單元，接收該微控制器之該控制端所傳送輸出之該運算指令，並配合該資訊設定單元所儲存之該路燈裝置開關燈時間間隔參數，經計算產生該路燈裝置所在位置之日出及日落時間及該路燈裝置之電力啟動及關閉的時間數值訊號，並將其傳送回該微控制器；以及
   一繼電器，一端電性連接於該微控制器用以接收該路燈裝置所在位置之該電力啟動及關閉的時間數值訊號，而其另一端連接於一電源供應單元用以接收電能，並藉由一輸出端輸出一負載訊號以控制複數個路燈裝置之開關燈。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，其中該微控制器進一步包含一調光驅動端，係利用一調光模式調整該路燈裝置之發光亮度。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，其中該調光模式係為脈寬調變調光模式或直流調光模式。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，更包括一燈號警示系統，與該微控制器電性連接，用以發出一警示訊息。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，其中該燈號警示系統包含複數個發光二極體(Light-Emitting Diode；LED)，用以提供至少兩種燈色之組合變化。
6. 根據申請專利範圍第4項所述之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，其中該警示訊息係顯示一衛星訊號接收狀態。
7. 根據申請專利範圍第4項所述之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，其中該警示訊息係顯示該路燈裝置之該控制器的運作狀態。
8. 根據申請專利範圍第4項所述之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，其中該警示訊息係顯示該路燈裝置之亮度狀態。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之具有全球衛星定位系統之智慧型自動路燈控制器，其中該路燈裝置係採用發光二極體或傳統燈泡。