CN102413611A - 基于物联网的路灯节能与管理*** - Google Patents

Abstract

本发明属于路灯照明技术领域，主要是涉及一种基于物联网的路灯节能与管理***，该***主要由主监控中心、远程控制终端RTU和无线传感器节点构成，在每个路灯上安装有负责检测与控制单个路灯运行，通过接收远程控制终端RTU发送来的指令执行开关灯操作的无线传感器节点，无线传感器节点通过GPRS模块与远程控制终端RTU连接，设置在变压器工作站处的远程控制终端RTU通过Internet网分别与主监控中心、服务器和显示装置相连接。本发明能够实现按需照明、高效节能和精细管理，解决了当前路灯监控管理***中普遍存在的问题，应用范围广范，适于推广。

Description

基于物联网的路灯节能与管理***

技术领域：

本发明属于路灯照明技术领域，主要是涉及一种路灯节能与管理***，特别是一种基于物联网的路灯节能与管理***。

背景技术：

路灯照明是城市基础设施中不可缺少的组成部分，在城市的交通安全、社会治安、人民生活和市容风貌中处于举足轻重的地位，发挥着不可替代的作用。因此，保证路灯正常开关及照明质量对市政建设来说是一个重大的研究课题。无线传感器网络(WSN)作为21世纪信息产业的三大支柱(计算、通信和传感器)相结合的产物，受到世界主要科技大国的高度关注，并在国家层面上制订了相关的政策和战略。

目前，全国大部分城市的照明控制和管理仍采用传统的模式，道路路灯和城市夜景亮化的开关由每台箱变或配电柜独立时钟控制，无法做到精确的统一性控制和管理，除了部分实现了路灯变压器的监测外，大部分路灯设施均靠人工巡检的传统管理模式，从而造成路灯电缆、灯具等城市路灯设施失窃和人为损坏严重，与“分时间、分路段、多级调光”的科学亮灯模式的管理目标相去甚远；特别是集中亮灯时电流、电压的瞬间剧烈变化对专用变压器和灯具造成的巨大冲击，时常造成设备的损害，大大缩短了设备的使用寿命，增加了城市照明的维护成本。

城市照明当前主流控制方式是：变压器式集中控制，多为单向通信控制，没有良好的反馈机制；无线单灯控制虽然可以达到节能效果并实现故障反馈，其弊端体现在：(1)不能实时控制：由于控制方式单一，无法实现对不同灯型、不同区域、不同时间段的照明设备进行分类控制，导致资源分配不合理，造成大量的电能浪费。(2)无法及时开关灯：现行控制方式在恶劣天气时(如强阴天)不能自动开关灯。大型庆典和政治活动、领导及团体参观时亦无法及时、灵活控制，影响城市照明形象。(3)信息不能反馈：城市道路照明各种信息无法反馈到管理部门。如路灯控制设备的电压、电流、耗电量、道路的亮灯率、故障信息、控制方式等多种信息传递。造成管理部门不能及时掌握照明实况。(4)电量浪费严重：采用人力开关灯方式控制的道路照明设施，因每天需现场手工开关灯，导致亮灯时间周期长；而采用钟控方式控制的道路照明设施，因随季节不能自调，引起电量浪费严重。(5)发现故障不及时：当路灯发生故障时，信息无法及时传递管理部门，依靠维护人员每天定期巡检，除需增加人力物力财力外，会因故障情况不明而延误抢修时间，影响夜间照明，给行人、车辆造成很大不便。(6)开灯调整周期频繁：因日出日落时间每天都在不停变化，工作人员需要经常对每个控制点调整开关灯时间。随着城市逐步扩大，工作范围也在不断扩大。

随着物联网应用的广泛发展，路灯数量日益增多，如何有效并合理的利用和监控我们的资源，成为严重影响许多大中城市照明路灯行业发展的重点问题。

若能利用计算机监控技术，采用先进的GPRS无线通信技术、节能控制技术，结合空间地理信息技术，建设基于物联网的路灯节能与管理***，对快速发展的城市照明实现自动化监控和精细管理，进一步提高道路照明质量，从而提高服务质量；进一步提高维护、检修效率，从而保证城市整体亮灯率和设备完好率；进一步降低能耗、减轻劳动强度，从而避免无谓的电能和人力物力的浪费，从根本上实现按需照明、高效节能和精细管理，具有良好的经济效益。

无线传感器网络在路灯监控方面应用的产品还未见报道，其特点非常适合路灯的监控要求，将无线传感器网络的节点与路灯检测、调光、控制集成在一起，实现对每个路灯的单独控制，通过无线传感器网络的自组网实现对所有路灯的远程节能监控。因此基于物联网的路灯节能与管理***对城市路灯的远程监控管理，比较好地解决了当前路灯监控管理***中普遍存在的问题，采用单灯控制方案并且综合运用“分时”、“分路段”和“多级调光”等控制手段，达到合理分布光源，实现节约能源的管理目标；融合GPRS和GIS等技术，实现真正的免人工巡检，从而实现“路灯网络”的全面智能化，可实现30％以上的路灯节能效果，对于提高能源利用效率，缓解能源紧张状况具有重要意义。

发明内容：

发明目的：

本发明提出了一种基于物联网的路灯节能与管理***，克服了现有技术的缺陷，能够根据道路环境照度要求自动调整路灯亮度，使道路环境照度处于最佳状态，在保证满足路灯照明要求的前提下，达到节约电能，延长灯具使用寿命的目的。

技术方案：

一种基于物联网的路灯节能与管理***，其特征在于：该***主要由主监控中心、远程控制终端RTU和无线传感器节点构成，在每个路灯上安装有负责检测与控制单个路灯运行，通过接收远程控制终端RTU发送来的指令执行开关灯操作的无线传感器节点，无线传感器节点通过设置在路灯上的采集反馈器与远程控制终端RTU连接，采集反馈器与远程控制终端RTU之间为zigbee无线网络通讯连接，设置在变压器工作站处的远程控制终端RTU通过Internet网分别与主监控中心、服务器和显示装置相连接，远程控制终端RTU与Internet网之间为GPRS通讯连接。

无线传感器节点相互之间采用多跳通信协议相互通信。

所述无线传感器节点包括无线收发器、光强传感器、声音传感器、温湿传感器、电流互感器、执行器、PCB天线和电源管理部分，无线收发器通过与其连接的PCB天线分别与光强传感器、声音传感器、温湿传感器、电流互感器和执行器无线连接，电源管理部分由无线收发器的CPU控制；无线传感器节点通过PCB天线与其它无线传感器节点和远程控制终端RTU实现互联通信连接，构成一个自组织网络。

所述无线收发器采用CC2431芯片，PCB天线为差分天线。

所述主监控中心包括PC机、UPS电源和打印机。

主监控中心的主站设置在局域网中，不直接连在Internet网上，通过网络代理服务器来进行网络数据链路建立和数据收发的透明中转。

远程控制终端RTU包括MCU、监控电路、无线收发器、键盘与液晶显示模块，MCU分别连接监控电路、键盘与液晶显示模块，MCU通过RS232接口连接GPRS模块，MCU通过SPI口连接无线收发器。

监控电路包括电压互感器、电流互感器和继电器。

优点及效果：

本发明提出了一种基于物联网的路灯节能与管理***，建设费用低、周期短、维护费用低，节能效果好，具有如下优点：

(1)、提高亮灯率：***投运后可以随时发现路灯运行中出现的问题，随时处理，提高亮灯率。

(2)、节约能源，减少电费支出：在***投入使用后，可在深夜行人稀少和交通量减少的情况下，执行“隔一亮一”、“隔二亮一”、“隔三亮一”的照明方式，既给夜间出行的行人带来主便又能节约大量的电费支出。在实现单控后，最少节能40％。

(3)、延长灯具寿命：采用路灯智能控制终升高的情况下。据测试，正常电压(220V)情况下，钠灯电压为100V，电压升高后(230V-240V)，钠灯电压可升至120V-150V；正常电压环境下降压节能运行后，钠灯电压一般为85V，电压升高环境下，钠灯电压可保持在100V左右。从理论和实际使用环境，采用调压控制节能可以延长路灯使用寿命。

(4)、节约人力、物力，提高管理水平：由于可实时监控每盏路灯、每个路段及亮化工程点工作状态，计算机可以及时对故障进行汇总，写入数据库，以便次日进行维修；利用动态实时模拟显示屏，监视全区路灯，值班员在中央控制室就可以概览路灯现场运行情况，从而减少巡灯的维护成本和减轻巡检人员工作强度，大大提高工作效率。另外，在恶劣天气时，根据各路灯控制智能终端采集的数据情况加以分析，采取相应紧急措施，避免交通事故的发生。

(5)、对于太阳能LED路灯，除了通常具备路灯电流、电压检测功能外，还能够检测电池的充放电电流、电压、电池的容量，特别是还可以检测LED灯头的温度，这对保证LED的照度、延长LED的使用寿命具有十分重要的意义。

(6)、全部采用无线方式，不需要敷设线路；即可以实现回路控制也可以实现单灯控制；即可以实现按照程序进行控制，也可以根据室外照度控制。

(7)、建设费用低、周期短、日常维护费用小，传统路灯管理***建设费用高、建设周期长、日常维护费用大。以一个2000个路灯，20个回路控制的***建设为例，传统路灯控制***的直接建设成本约为60万，采用无线传感器网络的路灯管理***的直接建设成本仅约为30-50万。

附图说明：

图1为传统的路灯管理***结构示意图。

图2为本发明结构示意图。

图3为无线传感器节点结构示意图。

图4为远程控制终端RTU结构示意图。

图5为本发明的***流程图。

图6为无线传感器节点软件流程图。

图7为主监控中心数据库数据显示结构图。

图8为主监控中心功能流程图。

具体实施方式：

如图1中所示为传统的路灯管理***结构示意图，传统路灯管理***通过铺设控制电缆或者采用电力载波的形式进行路灯控制，存在很多缺陷，要达到控制目的需要对控制回路进行线路敷设，很难实现单灯控制，只能定时按照程序控制开关，不能根据室外照度进行控制。

本发明采用了先进的嵌入式控制器技术、GPRS/CDMA/GSM/GIS网络数据传输技术、网络监控和管理技术，成功开发了基于物联网技术的无线传感器网络(WSN)路灯节能与管理***。

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

本发明提供了一种基于物联网的路灯节能与管理***，如图2中所示，其特征在于：该***主要由主监控中心、远程控制终端RTU和无线传感器节点构成。在每个路灯上安装有负责检测与控制单个路灯运行，通过接收远程控制终端RTU发送来的指令执行开关灯操作的无线传感器节点，无线传感器节点还可以根据特殊情景(如车辆流量、天气状况等)实现半夜灯、1/2、1/3、1/4等亮灯模式，实现绿色照明。无线传感器节点通过设置在路灯上的采集反馈器与远程控制终端RTU连接，路灯控制及现场环境的采集反馈器与远程控制终端RTU之间为zigbee无线网络通讯连接，能够实现自组网。设置在变压器工作站处的远程控制终端RTU通过Internet网分别与主监控中心、服务器和显示装置相连接，远程控制终端RTU与Internet网之间为GPRS通讯连接，用户通过Internet互联网控制智能路灯的远程控制终端RTU，就是通过GPRS数据方式实现的。

由于无线传感器节点受电源供应的限制，无线传感器节点相互之间采用多跳通信协议相互通信，即节点与节点之间采用多跳通信协议相互通信。

如图3中所示，所述无线传感器节点包括无线收发器、光强传感器、声音传感器、温湿传感器、电流互感器、执行器、PCB天线和电源管理部分，无线收发器通过与其连接的PCB天线分别与光强传感器、声音传感器、温湿传感器、电流互感器和执行器无线连接，电源管理部分由无线收发器的CPU控制；无线传感器节点通过PCB天线与其它无线传感器节点和远程控制终端RTU实现互联通信连接，构成一个自组织网络。

所述无线收发器采用CC2431芯片，PCB天线为差分天线。

所述主监控中心包括PC机、UPS电源和打印机。

主监控中心的主站设置在局域网中，不直接连在Internet网上，通过网络代理服务器来进行网络数据链路建立和数据收发的透明中转，这样可以保证数据的安全。

如图4中所示，远程控制终端RTU包括单片机MCU、监控电路、无线收发器、键盘与液晶显示模块，MCU分别连接监控电路、键盘与液晶显示模块，MCU通过RS232接口连接GPRS模块，MCU通过SPI口连接无线收发器。

监控电路包括电压互感器、电流互感器和继电器。

本发明使用时的工作原理如下：

本发明这种基于物联网的路灯节能与管理***主要由主监控中心、远程控制终端RTU和无线传感器节点构成。使用时，在每个路灯上安装有无线传感器节点，负责检测与控制单个路灯的运行，通过接收远程控制终端RTU发送来的指令执行开关灯操作，此外，传感器节点还可以根据特殊情景(如车辆流量、天气状况等)实现半夜灯、1/2、1/3、1/4等亮灯模式，实现绿色照明。无线传感器节点通过设置在路灯上的采集反馈器与远程控制终端RTU连接，采集反馈器与远程控制终端RTU之间为zigbee无线网络通讯连接，一定距离设置一个采集反馈器就可以，能够实现自组网，设置在变压器工作站处的远程控制终端RTU通过Internet网分别与主监控中心、服务器和显示装置相连接，远程控制终端RTU与Internet网之间为GPRS通讯方式连接，用户通过Internet互联网控制智能路灯远程控制终端RTU，就是通过GPRS数据方式实现的，显示装置能够将主监控中心监控到的各种信息显示出来。由于无线传感器节点受电源供应的限制，节点与节点之间采用多跳通信协议相互通信。同一变压器工作站范围内的路灯节点(＜255个)构成一个本地网络，路灯节点即无线传感器节点，是Zigbee技术的自组网节点，每个节点不能超过255，设置在变压器工作站处的远程控制终端RTU，可对变压器的状态进行检测与控制，并且在本地网络中充当汇聚节点的作用，负责汇总本地网络的数据(单灯状态信息、线路电压电流等)，单片机MCU通过串口向GPRS模块发送指令，将数据发送到GPRS网，最终传到与Internet相连的计算机或服务器，出于安全性考虑，主监控中心的主站在局域网中，而不直接连在Internet网上，通过网络代理服务器来负责网络数据链路建立和数据收发的透明中转。同时远程控制终端RTU也能够独立于主监控中心工作，根据存储在RAM中预先设定的开关灯时间表对路灯进行正常开关操作。主监控中心的硬件由PC机、UPS电源和打印机等设备组成，软件部分由任务管理软件和SQL Sever数据库组成，***支持Internet网络发布功能，方便用户在异地实时监视路灯运行状态。整个***的流程如图5中所示。

本发明这种基于物联网的路灯节能与管理***实际使用时：

无线传感器节点：

在无线传感器网络中无线传感器节点具有感知、处理和通信能力，它的硬件设计必须综合考虑功耗、无线传输距离、定位、传感器信息采集、硬件集成、成本、抗干扰等诸多问题。经过实验分析，本发明采用了TI公司推出的针对IEEE802.15.4Zigbee应用的片上***芯片CC2431，其内部集成了CC2420射频收发器、工业标准增强型8051MCU内核、128KB Flash ROM和8KB RAM，减少了无线传感器网络节点的体积，同时也降低了2.4G高频对数据传输的影响；CC2431片内硬件定位引擎支持无线传感器网络节点定位，与一般软件定位相比，具有定位速度快、精度高、不占用CPU资源的特点。

由于CC2431可工作在4种工作模式下，且工作模式之间的转换时间较短，因而能够满足超低功耗***的要求。图3所示为无线传感器节点硬件结构示意图，主要由4个部分组成：采用CC2431芯片的无线收发器、传感器(包括光强传感器、声音传感器、温湿传感器和电流互感器)、执行器、PCB天线和电源管理部分。其中CC2431是核心，能够将传感器采集到的光照度信号、电流信号、声音信号和温湿信号进行分析处理，然后根据结果通过执行器实现路灯的自动开关和多级调光(1/2、1/3、1/4等亮灯模式)以及故障检测功能。PCB天线采用差分天线方式，对于2450MHz的天线而言，长度为5.8cm，差分天线每个臂长为2.9cm，无线传感器节点通过PCB天线与其它无线传感器节点和远程控制终端RTU实现互联通信，构成一个自组织网络。电源管理部分由无线收发器的CPU进行控制，具有对各个模块是否供电的控制能力，增加了***对各个模块供电的灵活性，大大降低了***功耗，使得传感器节点工作时间更长。无线传感器节点的软件流程如图6中所示。

远程控制终端RTU：

远程控制终端RTU是一个嵌入式***，图4所示为远程控制终端RTU硬件结构示意图，远程控制终端RTU包括单片机MCU、监控电路、无线收发器、键盘与液晶显示模块，MCU分别连接监控电路、键盘与液晶显示模块，MCU通过RS232接口连接GPRS模块，MCU通过SPI口连接无线收发器。设计中MCU选用AVR 8位高性能，低功耗CMOS微处理器ATmega128，具有16MIPS的性能，128K字节的***内可编程Flash，8通道10位ADC，SPI串行端口，两个UART端口，I/O端口，两个8位定时/计数器以及六种可以通过软件选择的省电模式。GPRS模块采用ETPro++无线IP Modem。CC2420是工作在2.4GHz的单芯片低电压收发器，调制方式QPSK，最大收发波特率250kbps，采用SPI口可直接与ATmega128连接，实现与无线传感器节点进行无线通信。监控电路主要包括电压互感器、电流互感器和继电器，实现了对变压器工作状态的检测以及对路灯开关的控制。键盘和液晶显示模块可以方便路灯维护人员现场调试检测远程控制终端RTU。

无线传感器节点与远程控制终端RTU的软件平台设计都基于美国加州伯克利分校设计的TinyOS操作***，TinyOS操作***是一种适应无线传感器网络开源的嵌入式操作***，它将基于组件化的编程模型与基于事件驱动的执行模型结合起来，具有程序代码小、执行效率高、模块性强以及便于开发等优点，它是由nesC语言实现的。nesC是一种编写模块化结构应用的新型语言，主要用于嵌入式***如传感器网络。图6为传感器节点软件设计流程图，到目前为止，针对无线传感器网络提出的代表性路由协议有SPIN、SAR、LEACH等等。针对中小规模的无线传感器网络中节点基本同时消亡的特点，路由表一旦建立之后，可以不需要维护，直到整个网络消亡，基于此本发明选择平面型基于路由表的主动型路由协议。具体为：设备初始化成功后对信道进行扫描，查询并建立相邻路灯节点列表，当查询次数大于M时，设备自动转入休眠计时状态；休眠时间大于Tmax后，又返回扫描状态。每个节点都具备选择路由和数据转发的功能，先从休眠状态中唤醒，然后开始对周围的节点进行扫描，如果发现其他节点信号，则建立邻节点列表，将活动的节点地址加入到邻节点列表中。

远程控制终端RTU软件主要包括无线收发器模块、数据采集模块、控制模块、键盘与液晶显示模块和GPRS通信模块。其中无线收发器模块的软件设计与传感器节点相类似不再赘述，而GPRS通信模块为***核心，实现主监控中心的主站与监控终端的通讯，单片机与GPRS模块之间的通信协议通过AT(Attention)指令完成。

主监控中心软件是进行路灯远程监控管理的核心，主要考虑两个问题：①操作简便，界面友好；②维护管理方便，扩展性好。本发明选择.NET平台开发本***，软件开发采用了Visual Studio 2010和智汇自主WBMap地图***软件，服务器采用Win2003Server，中文服务数据库管理软件为MS SQL Server 2005。

使用WBMap***实现地理信息的绘制、显示、地理信息查询等功能，ADO组件将远程控制终端RTU和单灯监控终端的空间和属性数据存储在SQL Server2005数据库中对应的数据表中，WBMap的数据绑定功能将路灯的空间数据信息与用单灯监控终端和远程控制终端RTU监测得到的实际运行的状态属性信息进行绑定，实时地显示给用户。图7所示为主监控中心数据库数据显示结构图。

主监控中心软件功能流程图如图8所示，首先对远程控制终端RTU采集发送来的数据进行规整、分析，然后通过窗口界面向用户清晰、明了实时显示当前各个远程控制终端RTU和路灯运行状况的相关信息，并且具有打印、存储和查询分析这些信息的功能，当***检测到故障发生时，可以自动给相关管理人员收集发送告警短信。管理员登陆***后根据实际情况重新设置路灯运行参数(如开关灯时间、亮灯模式、解除故障报警信号等)，并向远程控制终端RTU发送控制命令，实现远程控制路灯功能。

本发明以Linux操作***平台为基础，以数据库为核心，以路灯监控和管理应用软件包为工具，以GPRS/CDMA/GSM或其他传输方式为远程数据通信网络，集监视、控制、管理功能为一体的一个分布型网络结构的对路灯的计算机监控和管理***。实时数据库管理***具有快速的响应速度，能很好地满足路灯***实时性的要求，其完善的数据库定义、查询工具和良好的用户界面，使用户能够灵活方便地对数据库进行离线或在线的修改、扩展和定义。***具有友好的人机界面和完善的图形数据处理功能，方式灵活、简单。地理信息(GIS)图形处理***使操作人员可以在屏幕上实现图形的缩放、平移、导航及各种监视、操作、修改和定义功能。整个***具备的功能如下：具备五遥(遥控、遥讯、遥调、遥视、遥测)功能。***同时兼容回路控制和单灯控制。单灯控制可实现路灯寿命预测，精确计算亮灯率。回路控制估算亮灯率。可测量单灯或回路的电压、电流、功率因素，有功功率。***具有电缆防盗，路灯故障通过手机和主监控中心的报警功能。能生成故障码，方便维修。有监测道路车流量的功能的扩展接口。可在现场或通过主监控中心设置单杆调光率或回路调光率。软件能做节能量分析并提供相关报表。中心软件留有公众热线整合报修接口，可汇总故障报修状况，可生成维修工单及维修结果确认单。可生成最佳的维护策略或维护路线。可生成维修明细，报告耗材(路灯、电容、镇流器等)库存状态。有综合管理等办公自动化功能，实现总公司对分公司的通过互联网的实时管理。具备通过视频和负荷监控实现指挥及维修调度功能，可联动对应的管理摄像机。详细记录开关灯时间，方便节能量计算。控制***失效时，能无条件保障照明。对白天意外亮灯、晚上意外熄灯、远程控制器故障、配电箱门开关不正常，电压电流超限和供电线路停电可报警。单灯和回路终端盒独立运行，现场控制，提高开关灯的可靠性。

本发明的技术特点如下：

图形处理能力：人机***界面以城市地理信息***(GIS)为平台，所显示的图形可以无级嵌套和缩放、平移，当图形变大时，导航功能可以快速定位到某一点。回放功能可以事件记录作为触发条件，查询及显示历史某一时刻的工况和状态。

空间查询能力：实现在自定义围栏下查询所有终端节点的空间查询，包括任意的图形化围栏，任意的空间查询方式，包括空间相交，空间内，空间外等。以达到对所有节点在一个空间内的状况查询以及详细信息显示。

ZigBee环路通信：***终端采用ZigBee环路通信协议，是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。

告警处理能力：开灯、亮灯、关灯、暗灯、坏灯告警、防盗、报警、电流越限、电压越限、温度越限、三相不平衡电流越限报警、通信中断、路灯终端和节能控制器故障报警。

历史数据处理与趋势分析功能。报表打印：根据历史数据记录用户定制的各种表表。路灯亮灯率及坏灯检测、事故及维修工作单流程处理。

***容量大：通过GPRS/CDMA/3G无线网络进行数据通信，集中控制器数量不受限制。

通信实时高效：无论集中控制器的距离远近，控制命令或设备报警信息都能在数秒内到达。

监控范围大：路灯控制设备在辖区范围内，不再受限于集中控制器回路内部通讯，只要有运营商无线网络覆盖的地方都可以监控。

易升级和扩展：***采用了模块化技术架构，具有良好的持续升级和功能扩展能力，可以随着将来技术的发展和用户功能需求的变化而不断升级。

安装维护方便：无需铺设光缆或通讯电缆，监控终端的安装位置易于选择，***维护和远程升级。

通过分级权限管理、空中数据加密、Aladdin硬件加密技术及数据校验保证了信息收发的安全性。

本发明这种基于物联网的路灯节能与管理***，利用计算机监控技术，采用先进的GPRS无线通信技术、节能控制技术，结合空间地理信息技术，建设基于物联网的路灯节能与管理***，对快速发展的城市照明实现自动化监控和精细管理，进一步提高道路照明质量，从而提高服务质量；进一步提高维护、检修效率，从而保证城市整体亮灯率和设备完好率；进一步降低能耗、减轻劳动强度，从而避免无谓的电能和人力物力的浪费，从根本上实现按需照明、高效节能和精细管理，降低了照明成本，具有良好的经济效益。

与此同时，本发明还可为城市数字化管理提供一种崭新的通讯平台，若再将传感器延伸到城市交通信号灯、城市道路流量监控点、公共停车泊位、公交汽车与站牌等上，便可以实现停车诱导、智能交通等多方面的应用，对推进智慧城市的建设，具有广阔的应用前景和社会效益。

Claims (8)

1.一种基于物联网的路灯节能与管理***，其特征在于：该***主要由主监控中心、远程控制终端RTU和无线传感器节点构成，在每个路灯上安装有负责检测与控制单个路灯运行，通过接收远程控制终端RTU发送来的指令执行开关灯操作的无线传感器节点，无线传感器节点通过设置在路灯上的采集反馈器与远程控制终端RTU连接，采集反馈器与远程控制终端RTU之间为zigbee无线网络通讯连接，设置在变压器工作站处的远程控制终端RTU通过Internet网分别与主监控中心、服务器和显示装置相连接，远程控制终端RTU与Internet网之间为GPRS通讯连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的路灯节能与管理***，其特征在于：无线传感器节点相互之间采用多跳通信协议相互通信。

3.根据权利要求1或2所述的基于物联网的路灯节能与管理***，其特征在于：所述无线传感器节点包括无线收发器、光强传感器、声音传感器、温湿传感器、电流互感器、执行器、PCB天线和电源管理部分，无线收发器通过与其连接的PCB天线分别与光强传感器、声音传感器、温湿传感器、电流互感器和执行器无线连接，电源管理部分由无线收发器的CPU控制；无线传感器节点通过PCB天线与其它无线传感器节点和远程控制终端RTU实现互联通信连接，构成一个自组织网络。

4.根据权利要求3所述的基于物联网的路灯节能与管理***，其特征在于：所述无线收发器采用CC2431芯片，PCB天线为差分天线。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的路灯节能与管理***，其特征在于：所述主监控中心包括PC机、UPS电源和打印机。

6.根据权利要求1或5所述的基于物联网的路灯节能与管理***，其特征在于：主监控中心的主站设置在局域网中，不直接连在Internet网上，通过网络代理服务器来进行网络数据链路建立和数据收发的透明中转。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的路灯节能与管理***，其特征在于：远程控制终端RTU包括MCU、监控电路、无线收发器、键盘与液晶显示模块，MCU分别连接监控电路、键盘与液晶显示模块，MCU通过RS232接口连接GPRS模块，MCU通过SPI口连接无线收发器。

8.根据权利要求7所述的基于物联网的路灯节能与管理***，其特征在于：监控电路包括电压互感器、电流互感器和继电器。

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