CN105208732A - 一种综合led路灯管理*** - Google Patents

Abstract

本发明的综合LED路灯管理***包括主控中心、无线接入点、第一无线通信单元、前端汇聚单元、多个现场分控制单元以及稳压供电单元；实现了对路灯***的无线管理，并通过智能驱动单元、驱动保护单元、监控单元以及现场通信单元的设置，扩展了LED路灯***的功能，提高了对LED路灯***的监控效率。

Description

一种综合LED路灯管理***

技术领域

本发明涉及路灯管理***，尤其涉及一种综合LED路灯管理***。

背景技术

LED路灯具有环保无污染，耗电少，光效高，可控性好等优点，但目前我国街道上的LED路灯主要是有线LED路灯***，存在硬件接线复杂，升级成本高，维护不方便等诸多缺点，虽然有些路灯也在尝试无线管理和监控，但是其依然存在功能单一，能耗高和监控效率低等问题。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的实施方式，提出一种综合LED路灯管理***，所述***包括：主控中心、无线接入点、第一无线通信单元、前端汇聚单元、多个现场分控制单元以及稳压供电单元，所述主控中心通过无线接入点与第一无线通信单元无线通信连接，所述第一无线通信单元与前端汇聚单元间通过串口双向通信连接，所述前端汇聚单元与每个现场分控制单元无线通信连接，所述稳压供电单元连接前端汇聚单元和多个现场分控制单元；其中，

所述主控中心用于根据现场分控制单元传输的监控数据进行数据解析，并根据数据解析结果向现场分控制单元发出控制指令；

所述无线接入点用于提供主控单元与第一无线通信单元的远程连接；

所述第一无线通信单元用于提供前端汇聚单元到无线接入点的无线连接；

所述前端汇聚单元用于接收汇聚并调度现场分控制单元与第一无线通信单元的数据传输和无线接连；

所述现场分控制单元用于对提供对LED路灯的现场管理、驱动和监控；以及

所述稳压供电单元用于向前端汇聚单元和现场分控制单元供电并对输出电流进行控制。

根据本发明的实施方式，每个现场分控制单元包括现场处理单元、第二无线通信单元、智能驱动单元、驱动保护单元、LED路灯、监控单元以及现场通信单元，所述现场处理单元分别连接第二无线通信单元、智能驱动单元和现场通信单元，所述第二无线通信单元连接前端汇聚单元，所述驱动保护单元连接智能驱动单元，智能驱动单元的输出端与LED路灯电连接，LED路灯与监控单元的输入端连接，监控单元的输出端与第二无线通信单元的输入端电连接；其中，

所述现场处理单元用于提供对现场分控制单元各部件的控制和信号转换；

所述第二无线通信单元用于提供现场分控制单元与前端汇聚单元的无线连接；

所述智能驱动单元用于提供对LED路灯的恒流驱动和温控保护；

所述驱动保护单元提供对智能驱动单元的安全保护；

所述监控单元用于实时获取LED路灯的状态参数信息和实时路况信息；以及

所述现场通信单元用于与道路行驶车辆进行实时现场通信。

根据本发明的实施方式，所述主控中心包括数据存储单元、数据解析单元、智能指令生成单元、以及指令分发单元，其中，

所述数据存储单元用于存储从现场分控制单元接收的监控数据和预先设置的指令映射表，所述指令映射表用于记录不同监测数据解析结果对应的优选操作指令；

所述数据解析单元用于对接收的监控数据进行解析；

所述智能指令生成单元用于根据对监控数据的解析结果和指令映射表的存储指令生成对现场分控制单元的操作指令；

所述指令分发单元用于将所述操作指令下发至现场分控制单元。

根据本发明的实施方式，所述数据解析单元包括LED路灯运行状态检测解析子单元、LED路灯流明衰减检测解析子单元、道路交通状况检测解析子单元、以及恒定照明调光解析子单元；其中，

所述LED路灯运行状态检测解析子单元用于根据监控单元实时获取的LED路灯的电流和电压信号，与设定的电流电压标准值进行比较，生成关于运行状态的检测解析结果；

所述LED路灯流明衰减检测解析是通过监控单元传输的LED路灯本身流明强度值，结合设定的流明强度值进行对比，解析得出LED路灯流明衰减是否超过设定的阈值，生成关于流明衰减的检测解析结果；

所述道路交通状况检测解析是通过监控单元传输的数据，统计每个过往的LED路灯所在位置的车辆，解析得出整个安装有LED路灯的区域道路交通的基本状况，生成关于道路交通状况的检测解析结果。

所述恒定照明调光解析子单元通过监控单元传输的实时环境光照强度数据，与设定的环境光照强度进行对比，生成关于环境相关照度的检测解析结果。

根据本发明的实施方式，所述现场分控制单元的智能驱动单元包括：驱动电路、压降变换单元、定时平衡单元、定时控制单元、平均电流获取单元、PWM信号生成单元、温度响应三极管、和温度调节信号发生电路；所述定时平衡单元分别与驱动电路、定时控制单元和平均电流获取单元连接；压降变换单元分别与驱动电路和平均电流获取单元连接；所述温度响应三极管的漏极与LED的阴极相连，源极与PWM信号生成单元相连，栅极与温度调节信号发生电路相连。

根据本发明的实施方式，所述驱动保护单元包括插值比较电路和插值信号产生电路；其中，所述接插值比较电路的输出端接智能驱动单元的驱动电路，负输入端接地；插值信号产生电路的第一输入端接智能驱动单元的压降变换单元，第二输入端接第一外部基准电压，输出端接插值比较电路的第一输入端；插值比较电路的第二输入端接第二外部基准电压，其负输入端接地。

根据本发明的实施方式，所述监控单元包括电流电压监测单元、亮度监测单元、微波监测单元以及环境温度监测单元；

所述电流电压监测单元用于实时获取LED路灯的电流和电压参数，包括依次连接的电流取样单元、平滑单元、缓冲单元；所述电流取样单元用于对LED路灯中的电流进行取样，所述平滑单元用于对取样的电流信号进行平滑处理，所述缓冲单元用于对经平滑处理后的信号进行缓冲后输入到现场处理单元；

所述实时亮度监测单元，用于检测LED路灯的实际光照度并与设定值交叉对比，得出LED路灯的流明衰减程度，并用于检测外界环境的光照度，将检测结果输入到现场处理单元；

所述环境温度监测单元用于实时获取LED路灯所处位置的环境温度，并将检测结果输入到现场处理单元；

所述微波监测单元，用于检测对应LED路灯下的车辆移动方向、速度、及距离信息，并将检测结果输入到现场处理单元。

根据本发明的实施方式，所述现场通信单元包括：光发射单元，用于发射LED可见光，所述LED可见光具有照明和通信功能；光接收单元，用于接收车辆发射的可见光信号；网络信号转换单元，用于将所述接收到的可见光信号转换为现有网络可进行数据交换的帧数据格式。

根据本发明的实施方式，所述稳压供电单元包括回归控制电路、输出交直转换电路和供电响应控制单元，所述回归控制电路与所述输出交直转换电路连接，所述输出交直转换电路与所述供电响应控制单元连接。

本发明的综合LED路灯管理***包括主控中心、无线接入点、第一无线通信单元、前端汇聚单元、多个现场分控制单元以及稳压供电单元；实现了对路灯***的无线管理，并通过智能驱动单元、驱动保护单元、监控单元以及现场通信单元的设置，扩展了LED路灯***的功能，提高了对LED路灯***的监控效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本发明实施方式的综合LED路灯管理***结构示意图；

附图2示出了根据本发明实施方式的现场分控制单元结构示意图；

附图3示出了根据本发明实施方式的主控中心结构示意图；

附图4示出了根据本发明实施方式的前端汇聚单元结构示意图；

附图5示出了根据本发明实施方式的智能驱动单元结构示意图；

附图6示出了根据本发明实施方式的温度调节信号发生电路结构示意图；

附图7示出了根据本发明实施方式的驱动保护单元结构示意图；

附图8示出了根据本发明实施方式的监控单元结构示意图；

附图9示出了根据本发明实施方式的现场通信单元结构示意图；

附图10示出了根据本发明实施方式的稳压供电单元结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本发明的实施方式，提出一种综合LED路灯管理***，如附图1所示，所述***包括：主控中心、无线接入点、第一无线通信单元、前端汇聚单元、多个现场分控制单元以及稳压供电单元，所述主控中心通过无线接入点与第一无线通信单元无线通信连接，所述第一无线通信单元与前端汇聚单元间通过串口双向通信连接，所述前端汇聚单元与每个现场分控制单元无线通信连接，所述稳压供电单元连接前端汇聚单元和多个现场分控制单元；其中，

所述主控中心用于根据现场分控制单元传输的监控数据进行数据解析，并根据数据解析结果向现场分控制单元发出控制指令；

所述无线接入点用于提供主控单元与第一无线通信单元的远程连接；

所述第一无线通信单元用于提供前端汇聚单元到无线接入点的无线连接；

所述前端汇聚单元用于接收汇聚并调度现场分控制单元与第一无线通信单元的数据传输和无线接连；

所述现场分控制单元用于对提供对LED路灯的现场管理、驱动和监控；以及

所述稳压供电单元用于向前端汇聚单元和现场分控制单元供电并对输出电流进行控制。

根据本发明的实施方式，如附图2所示，每个现场分控制单元均至少包括现场处理单元、第二无线通信单元、智能驱动单元、驱动保护单元、LED路灯、监控单元以及现场通信单元，所述现场处理单元分别连接第二无线通信单元、智能驱动单元和现场通信单元，所述第二无线通信单元连接前端汇聚单元，所述驱动保护单元连接智能驱动单元，智能驱动单元的输出端与LED路灯电连接，LED路灯与监控单元的输入端连接，监控单元的输出端与第二无线通信单元的输入端电连接；其中，

所述现场处理单元用于提供对现场分控制单元各部件的控制和信号转换；

所述第二无线通信单元用于提供现场分控制单元与前端汇聚单元的无线连接；所述第二无线通信单元与第一无线通信单元采用的通信协议不同，例如，但不限于，第一无线通信单元可以是基于4G蜂窝通信协议、WLAN协议或卫星通信协议，第二无线通信单元可以是基于WLAN协议、ZIGBEE协议，蓝牙协议。

所述智能驱动单元用于提供对LED路灯的恒流驱动和温控保护；

所述驱动保护单元提供对智能驱动单元的安全保护；

所述监控单元用于实时获取LED路灯的状态参数信息和实时路况信息；以及

所述现场通信单元用于与道路行驶车辆进行实时现场通信，包括但不限于，接收车辆发送的行驶路线路灯开启请求，路况信息请求以及向行驶车辆发送路况信息和交通指示信息等。

根据本发明的实施方式，如附图3所示，所述主控中心包括数据存储单元、数据解析单元、智能指令生成单元、以及指令分发单元，其中，

所述数据存储单元用于存储从现场分控制单元接收的监控数据和预先设置的指令映射表，所述指令映射表用于记录不同监测数据解析结果对应的优选操作指令；

所述数据解析单元用于对接收的监控数据进行解析；

所述智能指令生成单元用于根据对监控数据的解析结果和指令映射表的存储指令生成对现场分控制单元的操作指令；

所述指令分发单元用于将所述操作指令下发至现场分控制单元。

根据本发明的实施方式，所述数据解析单元包括LED路灯运行状态检测解析子单元、LED路灯流明衰减检测解析子单元、道路交通状况检测解析子单元、以及恒定照明调光解析子单元；其中，

所述LED路灯运行状态检测解析子单元用于根据监控单元实时获取的LED路灯的电流和电压信号，与设定的电流电压标准值进行比较，生成关于运行状态的检测解析结果；

所述LED路灯流明衰减检测解析是通过监控单元传输的LED路灯本身流明强度值，结合设定的流明强度值进行对比，解析得出LED路灯流明衰减是否超过设定的阈值，生成关于流明衰减的检测解析结果；

所述道路交通状况检测解析是通过监控单元传输的数据，统计每个过往的LED路灯所在位置的车辆，解析得出整个安装有LED路灯的区域道路交通的基本状况，生成关于道路交通状况的检测解析结果。

所述恒定照明调光解析子单元通过监控单元传输的实时环境光照强度数据，与设定的环境光照强度进行对比，生成关于环境相关照度的检测解析结果。

所述现场分控制单元在接收到指令分发单元发送的操作指令后，例如在接收到与道路交通状况相关指令时，立即对LED路灯进行开关控制；其中，所述开关控制用于控制LED路灯：在道路闲时，间隔的打开部分LED路灯；当检测到有车辆驶入时将依次打开LED路灯等，在接收到与环境光照相关的指令时，增大或降低光照强度等。

根据本发明的实施方式，如附图4所示，所述前端汇聚单元包括供电电路、RS485通讯电路、无线收发电路和通信芯片单元；所述供电电路包括48V直流转5V直流电路和5V转3.3V电路，其中的48V直流转5V直流电路是RS485通讯电路的供电电路，其中的5V转3.3V电路是通信芯片单元的供电电路；所述RS485通讯电路用于与第一无线通信单元进行交互，所述无线收发电路是前端汇聚单元与第二无线通信单元之间的通信电路，所述通信芯片单元采用与第二无线通信单元相同的通信协议。

根据本发明的实施方式，如附图5所示，所述现场分控制单元的智能驱动单元包括：驱动电路、压降变换单元、定时平衡单元、定时控制单元、平均电流获取单元、PWM信号生成单元、温度响应三极管、和温度调节信号发生电路；所述定时平衡单元分别与驱动电路、定时控制单元和平均电流获取单元连接；压降变换单元分别与驱动电路和平均电流获取单元连接；所述温度响应三极管的漏极与LED的阴极相连，源极与PWM信号生成单元相连，栅极与温度调节信号发生电路相连。

所述定时平衡单元用于通过驱动电路输出导通的信号，控制压降变换单元中电流从最小值到电流平均值的时间等于电流平均值到峰值电流的时间；定时控制单元用于通过驱动电路输出开关信号；所述平均电流获取单元根据从监控单元获取的实时负载电流计算平均电流，所述PWM信号生成单元根据平均电流获取单元生成的平均电流，产生占空比与负载电流反向相关的PWM信号，用以控制压降变换单元中的开关器件；所述温度调节信号发生电路用于根据监控单元获取的环境温度，产生占空比与环境温度反向相关的电压脉冲信号，用以控制温度响应三极管。

所述压降变换单元用于对直流输入电压进行DC-DC降压转换，压降变换单元由三极管Q1、电感L1、电容C1和二极管D1构成；其中，三极管Q1的漏极依次通过电感L1、电容C1后接电源，三极管Q1的漏极接二极管D1的正极；二极管D1的负极接电源。

所述定时平衡单元由第一反相器、加减计数器和或门构成；其中，加减计数器的输出端接或门的输入端；或门的输出端接驱动电路和第一反相器的输入端；第一反相器的输出端接加减计数器的输入端。

所述定时控制单元由第二反相器、第三反相器、加法计数器和与门构成；其中，第二反相器的输入端接或门的输出端，其输出端接加法计数器的加法信号端；第三反相器的输入端接或门的输出端，其输出端接加法计数器的输入端；加法计数器的输出端接与门的输入端；与门的输出端接或门的输入端。

所述PWM信号生成单元包括一插值电阻、一误差放大器和一RS触发器；其中：误差放大器的反相输入端与插值电阻的一端以及温度响应三极管的源极相连，插值电阻的另一端接地，误差放大器的正相输入端接基准电压，误差放大器的输出端与RS触发器的R端相连，RS触发器的端接时钟信号，RS触发器的Q端与压降变换单元相连并输出所述PWM信号。

所述温度调节信号发生电路包括：运行单元、温度电流信号生成单元、直流消减单元和信号转换单元；其中：

所述运行单元用于通电时当温度电流信号生成单元内部节点电位不正常情况下，使其正常运行；

所述温度电流信号生成单元用于根据监控单元获取的环境温度，产生与环境温度同相相关的电流信号；

所述直流消减单元用于消减所述电流信号的直流分量；

所述信号转换单元用于对经直流消减单元处理后输出的电流信号进行转换，产生一路占空比与环境温度反向相关的电压脉冲信号，用以控制温度响应三极管。

根据本发明的优选实施方式，如附图6所示，所述运行单元包括五个MOS管M9～M12、M27；其中：MOS管M27的漏极与MOS管M27的源极以及MOS管M10的源极相连并接电源电压，MOS管M27的栅极与MOS管M9的栅极、MOS管M10的漏极、MOS管M12的栅极以及MOS管M11的漏极相连，MOS管M9的漏极与MOS管M9的源极、MOS管M10的栅极、MOS管M12的源极以及MOS管M11的源极相连并接地，MOS管M11的栅极作为运行单元的第一输出端，MOS管M12的漏极作为运行单元的第二输出端。

根据本发明的优选实施方式，所述温度电流信号生成单元包括一电阻R1、八个MOS管M1～M8和两个三极管Q1～Q2；其中：MOS管M1的源极与MOS管M2的源极相连并接电源电压，MOS管M1的漏极与MOS管M3的源极、MOS管M1的栅极以及MOS管M2的栅极相连并作为温度电流信号生成单元的第一输出端，MOS管M2的漏极与MOS管M4的源极相连，MOS管M3的漏极与MOS管M5的漏极、MOS管M3的栅极、MOS管M4的栅极以及运行单元的第二输出端相连并作为温度电流信号生成单元的第二输出端，MOS管M4的漏极与MOS管M6的漏极、MOS管M6的栅极以及MOS管M5的栅极相连，MOS管M5的源极与MOS管M7的漏极相连，MOS管M6的源极与MOS管M8的漏极、MOS管M8的栅极、MOS管M7的栅极以及运行单元的第一输出端相连，MOS管M7的源极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与三极管Q1的发射极相连，MOS管M8的源极与三极管Q2的发射极相连，三极管Q1的基极与三极管Q2的基极、三极管Q1的集电极以及三极管Q2的集电极相连并接地。

根据本发明的优选实施方式，所述直流消减单元包括八个MOS管M13～M14、M21～M26；其中：MOS管M13的源极接电源电压，MOS管M13的栅极与温度电流信号生成单元的第一输出端相连，MOS管M13的漏极与MOS管M14的源极相连，MOS管M14的栅极与温度电流信号生成单元的第二输出端相连，MOS管M14的漏极与MOS管M23的漏极、MOS管M25的漏极以及MOS管M25的栅极相连并作为直流消减单元的第一输出端，MOS管M23的栅极与MOS管M21的栅极以及MOS管M21的漏极相连并接收偏置电流，MOS管M21的源极与MOS管M22的漏极、MOS管M22的栅极以及MOS管M24的栅极相连，MOS管M23的源极与MOS管M24的漏极相连，MOS管M22的源极与MOS管M24的源极以及MOS管M26的源极相连并接地，MOS管M25的源极与MOS管M26的漏极以及MOS管M26的栅极相连并作为直流消减单元的第二输出端。

根据本发明的优选实施方式，所述信号转换单元包括一电阻R2、一运算放大器和六个MOS管M15～M18、M19～M20；其中：MOS管M15的源极与MOS管M17的源极相连并接电源电压，MOS管M15的漏极与MOS管M16的源极、MOS管M17的栅极以及MOS管M15的栅极相连，MOS管M17的漏极与MOS管M18的源极相连，MOS管M16的漏极与MOS管M19的漏极、MOS管M18的栅极以及MOS管M16的栅极相连，MOS管M19的栅极与直流消减单元的第一输出端相连，MOS管M19的源极与MOS管M20的漏极相连，MOS管M20的栅极与直流消减单元的第二输出端相连，MOS管M20的源极与电阻R2的一端相连并接地，电阻R2的另一端与MOS管M18的漏极以及运算放大器的正相输入端相连，运算放大器的反相输入端接收三角波电压，运算放大器的输出端与温度响应三极管的栅极相连并产生所述电压脉冲信号，用以控制温度响应三极管。

根据本发明的实施方式，如附图7所示，所述驱动保护单元包括插值比较电路和插值信号产生电路；其中，所述接插值比较电路的输出端接智能驱动单元的驱动电路，负输入端接地；插值信号产生电路的第一输入端接智能驱动单元的压降变换单元，第二输入端接第一外部基准电压Vref1，输出端接插值比较电路的第一输入端；插值比较电路的第二输入端接第二外部基准电压Vref2，其负输入端接地。

根据本发明的优选实施方式，所述插值比较电路由插值电阻R1、第二比较器U2、三态输出门Z组成；其中，三态输出门Z的输入端通过R1接地，其输出端接比较器的同相输入端，其输出端接三极管Q1的栅极；

根据本发明的优选实施方式，插值信号产生电路由插值定时控制电路和信号产生电路组成；其中，插值定时控制电路由电流源I、反相器N1、MOS管M1、M2、第二电容C2以及第一比较器U1组成；其中，M1的漏极通过电流源I接电源Vcc，其源极接M2的漏极，其栅极接三态输出门Z的使能端，其栅极还通过反相器N1接M2的栅极；M2的源极接地；M1的源极与M2的漏极的连接点通过第二电容C2接地，该连接点还接第一比较器U1的同相输入端；第一比较器U1的反相输入端接第一基准电压Vref1；

所述信号产生电路由异或门XOR、第一计数器B1、第二计数器B2组成；其中，第一计数器B1和第二计数器B2均由D触发器构成；第一计数器B1的输入端接第一比较器U1的输出端，其Q非输出端接D输入端，其Q输出端接异或门XOR的一个输入端；第二计数器B2的输入端接驱动电路的输出端VG，其Q非输出端接D输入端，其Q输出端接异或门XOR的另一个输入端；异或门XOR的输出端接三态输出门Z的使能端。

根据本发明的实施方式，如附图8所示，所述监控单元至少包括电流电压监测单元、亮度监测单元、微波监测单元以及环境温度监测单元；

所述电流电压监测单元用于实时获取LED路灯的电流和电压参数，包括依次连接的电流取样单元、平滑单元、缓冲单元；所述电流取样单元用于对LED路灯中的电流进行取样，所述平滑单元用于对取样的电流信号进行平滑处理，所述缓冲单元用于对经平滑处理后的信号进行缓冲后输入到现场处理单元；

所述实时亮度监测单元，用于检测LED路灯的实际光照度并与设定值交叉对比，得出LED路灯的流明衰减程度，并用于检测外界环境的光照度，将检测结果输入到现场处理单元；

所述环境温度监测单元用于实时获取LED路灯所处位置的环境温度，并将检测结果输入到现场处理单元；

所述微波监测单元，用于检测对应LED路灯下的车辆移动方向、速度、及距离信息，并将检测结果输入到现场处理单元。

现场处理单元在接收到以上检测结果后，将电流检测结果和环境温度检测结果发送至智能驱动单元，同时将电流检测结果、环境温度检测结果、实时亮度检测结果以及车辆检测结果通过第二无线通信单元发送给前端汇聚单元，再由前端汇聚单元发送给主控中心，由主控中心解析给出开关控制信息，然后发送给前端汇聚单元，再由前端汇聚单元传输给第二无线通信单元和智能驱动单元。

根据本发明的实施方式，所述微波监测单元具体包括依次连接的微波信号发射单元、回返信号接收单元、回返信号提取单元、速度计算单元以及目标距离计算单元。

根据本发明的优选实施方式，所述微波信号发射单元具体包括相位锁定回路、功率放大器、增益缓冲跟随器，所述发射单元用于产生线性持续雷达波调制信号，依次经增益缓冲跟随器、功率放大器放大后，再经收发天线阵列发射出去；所述功率放大器，输入端与所述增益缓冲跟随器的输出端相连，用于将产生的线性持续雷达波调制信号进行功率放大，再通过发射天线发射出去。

所述回返信号接收单元用于接收返回的微波信号，所述返回的微波信号首先经自干扰抑制单元进行干扰抑制后再输入回返信号接收单元，根据本发明的优选实施方式，所述回返信号接收单元具体包括前端混频器、前置中频放大器、基带变频器以及数模转换器。

所述回返信号提取单元用于提取有效的目标信号，因为回返信号中含有大量的杂波噪声频率，因此需要进行筛除，所述回返信号提取单元通过多普勒谱线扫描识别出目标回返信号。

所述速度计算单元根据如下公式计算前方目标的实时速度：

$R=\frac{CT}{4B}(f^{+}+f^{-}),$

所述目标距离计算单元根据如下公式计算前方目标的距离，并根据实时距离的正负变化判断车辆的移动方向：

$V=\frac{C}{4f_0}(f^{-}-f^{+}),$

其中，C为光速，f0为发射信号的载波中心频率，B为发射的调制三角波信号带宽。T为发射的调制三角波信号周期，f+为周期为T的调制三角波上扫频段频谱峰值频率，f-为周期为T的调制三角波下扫频段频谱峰值频率。

所述微波监测单元将获得的车辆移动方向、速度、及距离信息，通过第二无线通信单元响应给前端汇聚单元。

根据本发明的实施方式，如附图9所示，所述现场通信单元包括：光发射单元，用于发射LED可见光，所述LED可见光具有照明和通信功能；光接收单元，用于接收车辆发射的可见光信号；网络信号转换单元，用于将所述接收到的可见光信号转换为现有网络可进行数据交换的帧数据格式。

根据本发明的实施方式，所光发射单元包括信道编码器、数字调制器和LED路灯；所述光接收单元包括光敏元件、调理电路、数字解调器和信道译码器；所述网络信号转换单元包括光电转换介质单元，其用于将来自LED接收端的单极性非归零码转换为双极性码，具备电平极性转换功能，从外部输入工作时钟信号。

根据本发明的实施方式，如附图10所示，所述稳压供电单元包括回归控制电路、输出交直转换电路和供电响应控制单元，所述回归控制电路与所述输出交直转换电路连接，所述输出交直转换电路与所述供电响应控制单元连接。

根据本发明的优选实施方式，所述供电响应控制单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第一NMOS管和第二NMOS管，所述第一电容为电解电容，所述第一电阻的一端与所述输出交直转换电路的输出端连接，所述第一电阻的另一端与所述第二NMOS管的漏极连接，所述第二NMOS管的栅极、所述第二电阻的一端和所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端与所述第三电阻的一端连接且两者的连接端用于接入外部控制信号，所述第三电阻的另一端、所述第二电容的一端和所述第一NMOS管的栅极连接，所述第一NMOS管的源极、所述第二NMOS管的源极、所述第二电阻的另一端和所述第二电容的另一端均接地，LED路灯设置在所述第一NMOS管的漏极和所述第一电阻的一端之间，当所述供电响应控制单元接收到点亮LED路灯的控制信号时，该控制信号为上跳的高电平，所述输出交直转换电路放电，所述回归控制电路进入过载保护状态，所述第一电容导通，所述第二电容充电，所述第二NMOS管导通，所述第一NMOS管截止，LED路灯与LED路灯恒流稳压供电单元之间为断路，LED路灯不被点亮，所述第一电阻作为负载消耗所述输出交直转换电路的电荷，当所述输出交直转换电路放电完成后，所述第一电容进入隔直状态，所述第二NMOS管截止，所述第二电容充电完成，所述第一NMOS管导通，LED路灯与LED路灯恒流稳压供电单元之间形成通路，LED路灯被点亮。

根据本发明的优选实施方式，所述回归控制电路包括恒流控制单元、供电电路单元、吸收电路单元、开关及过流检测电路单元、过压检测电路单元和变压器；

所述供电电路单元包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管和第三电容；所述吸收电路单元包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二二极管和第四电容；所述开关及过流检测电路单元包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第五电容、第六电容、第三NMOS管和第三二极管；所述过压检测电路单元包括第十五电阻、第十六电阻和第七电容；所述变压器由两个初级绕组和一个次级绕组组成，两个初级绕组分别为第一初级绕组和第二初级绕组；

所述第四电阻的一端、所述第七电阻的一端、所述第八电阻的一端、所述第四电容的一端和所述第一初级绕组的一端连接用于接入外部电源；所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端、所述第三电容的一端、所述第一二极管的负极和所述恒流控制单元的第1脚连接，所述第三电容的另一端接地，所述第一二极管的正极和所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端、所述第十五电阻的一端和所述第二初级绕组的一端连接，所述第七电阻的另一端、所述第八电阻的另一端、所述第四电容的另一端和所述第九电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端和所述第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极、所述第六电容的一端、所述第三NMOS管的漏极和所述第一初级绕组的另一端连接，所述第六电容的另一端、所述第三NMOS管的源极、所述第十电阻的一端、所述第十二电阻的一端、所述第十三电阻的一端和所述第十四电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端、所述第五电容的一端和所述恒流控制单元的第4脚连接，所述恒流控制单元的第2脚、所述第五电容的另一端、所述第十二电阻的另一端、所述第十三电阻的另一端和所述第十四电阻的另一端均接地，所述第三NMOS管的栅极、所述第十一电阻的一端和所述第三二极管的正极连接，所述第十一电阻的另一端、所述第三二极管的负极和所述恒流控制单元的第3脚连接，所述第十五电阻的另一端、所述第十六电阻的一端、所述第七电容的一端和所述恒流控制单元的第5脚连接，所述第十六电阻的另一端和所述第七电容的另一端和所述第二初级线圈的另一端均接地。

根据本发明的优选实施方式，所述输出交直转换电路包括第十七电阻、第十八电阻、第四二极管、第十二电容、第八电容和第九电容，所述第十七电阻的一端、所述第四二极管的正极和所述次级线圈的一端连接，所述第十七电阻的另一端和所述第十二电容的一端连接，所述第十二电容的另一端、所述第十八电阻的一端、所述第四二极管的负极、所述第八电容的一端和所述第九电容的一端连接且其连接端为所述输出交直转换电路的输出端，所述第十八电阻的另一端、所述第八电容的另一端、所述第九电容的另一端和所述次级线圈的另一端连接且其连接端为所述输出交直转换电路的接地端，所述输出交直转换电路的接地端接地。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种综合LED路灯管理***，所述***包括：主控中心、无线接入点、第一无线通信单元、前端汇聚单元、多个现场分控制单元以及稳压供电单元，所述主控中心通过无线接入点与第一无线通信单元无线通信连接，所述第一无线通信单元与前端汇聚单元间通过串口双向通信连接，所述前端汇聚单元与每个现场分控制单元无线通信连接，所述稳压供电单元连接前端汇聚单元和多个现场分控制单元；其中，

所述主控中心用于根据现场分控制单元传输的监控数据进行数据解析，并根据数据解析结果向现场分控制单元发出控制指令；

所述无线接入点用于提供主控单元与第一无线通信单元的远程连接；

所述第一无线通信单元用于提供前端汇聚单元到无线接入点的无线连接；

所述前端汇聚单元用于接收汇聚并调度现场分控制单元与第一无线通信单元的数据传输和无线接连；

所述现场分控制单元用于对提供对LED路灯的现场管理、驱动和监控；以及

所述稳压供电单元用于向前端汇聚单元和现场分控制单元供电并对输出电流进行控制。

2.一种如权利要求1所述的***，每个现场分控制单元包括现场处理单元、第二无线通信单元、智能驱动单元、驱动保护单元、LED路灯、监控单元以及现场通信单元，所述现场处理单元分别连接第二无线通信单元、智能驱动单元和现场通信单元，所述第二无线通信单元连接前端汇聚单元，所述驱动保护单元连接智能驱动单元，智能驱动单元的输出端与LED路灯电连接，LED路灯与监控单元的输入端连接，监控单元的输出端与第二无线通信单元的输入端电连接；其中，

所述现场处理单元用于提供对现场分控制单元各部件的控制和信号转换；

所述第二无线通信单元用于提供现场分控制单元与前端汇聚单元的无线连接；

所述智能驱动单元用于提供对LED路灯的恒流驱动和温控保护；

所述驱动保护单元提供对智能驱动单元的安全保护；

所述监控单元用于实时获取LED路灯的状态参数信息和实时路况信息；以及

所述现场通信单元用于与道路行驶车辆进行实时现场通信。

3.一种如权利要求2所述的***，所述主控中心包括数据存储单元、数据解析单元、智能指令生成单元、以及指令分发单元，其中，

所述数据存储单元用于存储从现场分控制单元接收的监控数据和预先设置的指令映射表，所述指令映射表用于记录不同监测数据解析结果对应的优选操作指令；

所述数据解析单元用于对接收的监控数据进行解析；

所述智能指令生成单元用于根据对监控数据的解析结果和指令映射表的存储指令生成对现场分控制单元的操作指令；

所述指令分发单元用于将所述操作指令下发至现场分控制单元。

4.一种如权利要求3所述的***，所述数据解析单元包括LED路灯运行状态检测解析子单元、LED路灯流明衰减检测解析子单元、道路交通状况检测解析子单元、以及恒定照明调光解析子单元；其中，

所述LED路灯运行状态检测解析子单元用于根据监控单元实时获取的LED路灯的电流和电压信号，与设定的电流电压标准值进行比较，生成关于运行状态的检测解析结果；

所述LED路灯流明衰减检测解析是通过监控单元传输的LED路灯本身流明强度值，结合设定的流明强度值进行对比，解析得出LED路灯流明衰减是否超过设定的阈值，生成关于流明衰减的检测解析结果；

所述道路交通状况检测解析是通过监控单元传输的数据，统计每个过往的LED路灯所在位置的车辆，解析得出整个安装有LED路灯的区域道路交通的基本状况，生成关于道路交通状况的检测解析结果。

所述恒定照明调光解析子单元通过监控单元传输的实时环境光照强度数据，与设定的环境光照强度进行对比，生成关于环境相关照度的检测解析结果。

5.一种如权利要求4所述的***，所述现场分控制单元的智能驱动单元包括：驱动电路、压降变换单元、定时平衡单元、定时控制单元、平均电流获取单元、PWM信号生成单元、温度响应三极管、和温度调节信号发生电路；所述定时平衡单元分别与驱动电路、定时控制单元和平均电流获取单元连接；压降变换单元分别与驱动电路和平均电流获取单元连接；所述温度响应三极管的漏极与LED的阴极相连，源极与PWM信号生成单元相连，栅极与温度调节信号发生电路相连。

6.一种如权利要求5所述的***，所述驱动保护单元包括插值比较电路和插值信号产生电路；其中，所述接插值比较电路的输出端接智能驱动单元的驱动电路，负输入端接地；插值信号产生电路的第一输入端接智能驱动单元的压降变换单元，第二输入端接第一外部基准电压，输出端接插值比较电路的第一输入端；插值比较电路的第二输入端接第二外部基准电压，其负输入端接地。

7.一种如权利要求6所述的***，所述监控单元包括电流电压监测单元、亮度监测单元、微波监测单元以及环境温度监测单元；

所述电流电压监测单元用于实时获取LED路灯的电流和电压参数，包括依次连接的电流取样单元、平滑单元、缓冲单元；所述电流取样单元用于对LED路灯中的电流进行取样，所述平滑单元用于对取样的电流信号进行平滑处理，所述缓冲单元用于对经平滑处理后的信号进行缓冲后输入到现场处理单元；

所述实时亮度监测单元，用于检测LED路灯的实际光照度并与设定值交叉对比，得出LED路灯的流明衰减程度，并用于检测外界环境的光照度，将检测结果输入到现场处理单元；

所述环境温度监测单元用于实时获取LED路灯所处位置的环境温度，并将检测结果输入到现场处理单元；

所述微波监测单元，用于检测对应LED路灯下的车辆移动方向、速度、及距离信息，并将检测结果输入到现场处理单元。

8.一种如权利要求7所述的***，所述现场通信单元包括：光发射单元，用于发射LED可见光，所述LED可见光具有照明和通信功能；光接收单元，用于接收车辆发射的可见光信号；网络信号转换单元，用于将所述接收到的可见光信号转换为现有网络可进行数据交换的帧数据格式。

9.一种如权利要求8所述的***，所述稳压供电单元包括回归控制电路、输出交直转换电路和供电响应控制单元，所述回归控制电路与所述输出交直转换电路连接，所述输出交直转换电路与所述供电响应控制单元连接。