CN105916274B - 路灯控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种路灯控制方法和装置，其中，该方法包括：通过光感传感器检测当前的环境亮度；确定所述光感传感器检测到的当前的环境亮度是否达到预设的开灯亮度界限；如果所述环境亮度达到所述预设的开灯亮度界限，则通过V/I传感器获取所述路灯的电压信号和/或电流信号；如果所述电压信号和/或电流信号满足预设条件，则控制路灯打开，如果所述电压信号和/或电流信号不满足预设条件，则反馈路灯的故障情况。本发明解决了现有技术中控制***中路灯的开/关灯时间不可调且准确率低，且春夏秋冬开关灯时间固定不变的技术问题，达到了对路灯开关时间进行合理控制的技术效果。进一步的，通过V/I传感器等实现对故障的检测并可以确定故障点。

Description

路灯控制方法和装置
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域，具体而言，涉及一种路灯控制方法和装置。
背景技术
随着城市现代化的建设，道路交通越来越发达，随之而来的路灯照明也逐渐兴盛。城市路灯照明数量在不断增加，***体系随之也越来越庞大，从而也使得对路灯***的管理和维护变得异常困难。
目前，对路灯***的控制多采用配电箱定时路灯控制***，这种控制***中路灯的开/关灯时间不可调且准确率低，且春夏秋冬开关灯时间固定不变。同时，也无法及时对故障进行反馈，只能等待路人反馈或者巡检人员发现，进一步的，维修难度比较高，路灯故障时无法确定故障点，只能从配电箱、灯、电源等一级一级进行排查。
虽然，现有的智能化无线(例如：WIFI、ZigBee、BLE、GPRS)控制技术替代传统的路灯控制方法，但它们的通信特性限制了适用范围，且成本大，WIFI、ZigBee、BLE都是近场通讯(d<＝20m)，路灯间距一般为30～50m，通讯距离太长会影响信号传输质量，GPRS通信需要消耗巨量流量成本。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种路灯控制方法，以根据环境的亮度实现对路灯开关状态的合理控制，该方法包括：
通过光感传感器检测当前的环境亮度；
确定所述光感传感器检测到的当前的环境亮度是否达到预设的开灯亮度界限；
如果所述环境亮度达到所述预设的开灯亮度界限，则通过V/I传感器获取所述路灯的电压信号和/或电流信号；
如果所述电压信号和/或电流信号满足预设条件，则控制路灯打开，如果所述电压信号和/或电流信号不满足预设条件，则反馈路灯的故障情况。
在一个实施方式中，在确定当前的环境亮度是否达到预设的开灯亮度界限之后，所述方法还包括：
如果所述环境亮度未达到所述预设的开灯亮度界限，则确定所述光感传感器是否故障；
如果确定所述光感传感器故障，则反馈光感故障状态。
在一个实施方式中，控制路灯打开，包括：
通过下达闭合路灯照明继电器命令，控制路灯打开。
在一个实施方式中，在控制路灯打开之后，所述方法还包括：
获取所述路灯照明继电器的状态；
如果所述路灯照明继电器为未闭合状态，则反馈开关故障告警信息。
在一个实施方式中，如果所述电压信号和/或电流信号满足预设条件，则控制路灯打开，包括：
如果有电压无电流，则确定路灯处于白天正常状态，如果有电压有电流，则确定路灯处于晚上开灯状态；
控制路灯打开；
如果所述电压信号和/或电流信号不满足预设条件，则反馈路灯的故障情况，包括：
如果无电压无电流，则确定路灯处于断路故障状态，如果无电压有电流，则确定路灯处于短路故障状态；
产生路灯故障告警信息，并反馈故障状态点。
在一个实施方式中，将所有待控制的路灯以总线形式接入BACnet网关，通过BACnet楼宇智控协议定义路灯控制数据协议数据帧，对路灯进行控制。
在一个实施方式中，所述路灯控制数据协议数据帧中携带有以下信息至少之一：对在一个实施方式中，象类型、设备类型、路灯ID、或街区编码。
本发明实施例还提供了一种路灯控制装置，以根据环境的亮度实现对路灯开关状态的合理控制，该装置包括：
检测模块，用于通过光感传感器检测当前的环境亮度；
第一确定模块，用于确定所述光感传感器检测到的当前的环境亮度是否达到预设的开灯亮度界限；
第一获取模块，用于在所述环境亮度达到所述预设的开灯亮度界限的情况下，通过V/I传感器获取所述路灯的电压信号和/或电流信号；
控制模块，用于在所述电压信号和/或电流信号满足预设条件的情况下，控制路灯打开，在所述电压信号和/或电流信号不满足预设条件的情况下，反馈路灯的故障情况。
在一个实施方式中，上述路灯控制装置还包括：第二确定模块，用于在确定当前的环境亮度是否达到预设的开灯亮度界限之后，在所述环境亮度未达到所述预设的开灯亮度界限的情况下，确定所述光感传感器是否故障；
第一反馈模块，用于在确定所述光感传感器故障的情况下，反馈光感故障状态。
在一个实施方式中，所述控制模块具体用于通过下达闭合路灯照明继电器命令，控制路灯打开。
在一个实施方式中，上述路灯控制装置还包括：第二获取模块，用于在控制路灯打开之后，获取所述路灯照明继电器的状态；
第二反馈模块，用于在所述路灯照明继电器为未闭合状态的情况下，反馈开关故障告警信息。
在一个实施方式中，所述控制模块包括：
第一控制单元，用于在判断有电压无电流时，确定路灯处于白天正常状态，在判断有电压有电流时，确定路灯处于晚上开灯状态，控制路灯打开；
第二控制单元，用于在判断无电压无电流时，确定路灯处于断路故障状态，在判断无电压有电流时，确定路灯处于短路故障状态，产生路灯故障告警信息，并反馈故障状态点。
在一个实施方式中，上述路灯控制装置还包括：接入模块，用于将所有待控制的路灯以总线形式接入BACnet网关，通过BACnet楼宇智控协议定义路灯控制数据协议数据帧，对路灯进行控制。
在一个实施方式中，所述路灯控制数据协议数据帧中携带有以下信息至少之一：对象类型、设备类型、路灯ID、或街区编码。
在上述实施例中，通过当前的环境亮度来确定是否需要打开路灯，从而可以解决现有技术中控制***中路灯的开/关灯时间不可调且准确率低，且春夏秋冬开关灯时间固定不变的技术问题，达到了对路灯开关时间进行合理控制的技术效果，进一步的，通过V/I传感器等实现对故障的检测并可以确定故障点。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的路灯控制方法的方法流程图；
图2是根据本发明实施例的路灯控制网络流程图；
图3是根据本发明实施例的基于BACnet的路灯控制管理***顶层网络拓扑图示意图；
图4是根据本发明实施例的路灯控制装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示为本发明实施例提供的路灯控制方法的方法流程图，可以包括以下步骤：
步骤101：通过光感传感器检测当前的环境亮度；
步骤102：确定所述光感传感器检测到的当前的环境亮度是否达到预设的开灯亮度界限；
具体地，可以通过光感传感器检测当前的环境亮度，即，通过光感传感器上传的信号数据确定是否达到人员识别的黑暗界限，从而确定是否需要打开路灯，如果达到了，则可以控制路灯打开。
进一步的，考虑到有时候检测到当前的环境温度未达到亮度需求，也可能是光感传感器出现了故障，为此，可以在确定当前的环境亮度未达到预设的开灯亮度界限的情况下，可以先确定所述光感传感器是否故障；如果确定所述光感传感器故障，则反馈光感故障状态，从而使得***可以即时获知光感传感器是否出现故障，以便安排维修，保证路灯可以按需要开闭。
步骤103：如果所述环境亮度达到所述预设的开灯亮度界限，则通过V/I传感器获取所述路灯的电压信号和/或电流信号；
步骤104：如果所述电压信号和/或电流信号满足预设条件，则控制路灯打开，如果所述电压信号和/或电流信号不满足预设条件，则反馈路灯的故障情况。
即，考虑到现有的路灯***无法及时对故障进行反馈，只能等待路人反馈或者巡检人员发现，进一步的，维修难度比较高，路灯故障时无法确定故障点，只能从配电箱、灯、电源等一级一级进行排查的问题，在本例中，增加了V/I传感器，从而有效实现对路灯***故障的发现和处理。具体地，上述方法还可以包括：从V/I传感器的数据信息中获取路灯的电压信号和电流信号；如果有电压无电流，则确定路灯处于白天正常状态；如果有电压有电流，则确定路灯处于晚上开灯状态；如果无电压无电流，则确定路灯处于断路故障状态；如果无电压有电流，则确定路灯处于短路故障状态。
在具体实现的时候，可以通过下达闭合路灯照明继电器命令，控制路灯打开，即，对路灯开闭的控制所采用的是路灯照明继电器，如果确定需要开灯，那么控制闭合继电器即可，如果确定需要闭灯，那么控制打开继电器即可。
有时继电器也可能存在问题，为了可以即时发现继电器存在的故障，在本例中，可以在控制路灯打开之后，获取所述路灯照明继电器的状态；如果所述路灯照明继电器为未闭合状态，则反馈开关故障状态，从而使得可以即时对继电器进行维修，以保证路灯***的正常运行。
在上例中，通过当前的环境亮度来确定是否需要打开路灯，从而可以解决现有技术中控制***中路灯的开/关灯时间不可调且准确率低，且春夏秋冬开关灯时间固定不变的技术问题，达到了对路灯开关时间进行合理控制的技术效果，同时结合V/I传感器获取到电压信号和电流信号，可以有效检测出故障情况。
在本例中，可以将所有待控制的路灯以总线形式接入BACnet网关，通过BACnet楼宇智控协议定义路灯控制数据协议数据帧，对路灯进行控制。其中，楼宇自动控制网络数据通讯协议(A Data Communication Protocol for Building Automation and ControlNetworks，简称为BACnet协议)由美国暖通、空调和制冷工程师协会(ASHRAE)组织的标准项目委员会135P(Stand Project Committee，即SPC 135P)历经八年半时间开发的。
BACnet楼宇智控协议通过定义工作站级通讯网络的标准通信协议，以取消不同厂商工作站之间的专有网关，将不同厂商、不同功能的产品集成在一个***中，并实现各厂商设备的互操作，从而实现整个楼宇控制***的标准化和开放化。
BACnet协议是为计算机控制采暖、制冷、空调HVAC***和其他建筑物设备***定义服务和协议，从而使BACnet协议的应用以及建筑物自动控制技术的使用更为简单。
下面对引入BACNet楼宇智控协议来实现路灯的控制进行说明：针对现有技术的不足，提供了一种合理高效、方便安全的基于BACnet的路灯远程控制方法解决方案，以及自定义路灯控制数据协议，引用BACnet楼宇智控协议，自定义路灯控制数据协议，为路灯控制管理提供了一套即可接入互联网，又可独立集成一个局域网的数据网络***，具体实现流程可以包括：
1)预定义路灯控制数据协议帧格式；
2)以街区划分路灯控制区域；
3)按协议预定义参数变量与路灯ID、型号、编码等信息；
4)以BACnet为网络端子，集成构建数据网络***的局域网，并将所有路灯的BACnet网关接入互联网。
按照路灯控制管理***特性定义32bit数据帧格式，31～24bit表示对象类型，23～16bit表示设备类型，15～8bit表示路灯ID，7～0bit表示街区编码，如下表所示：
表1
每帧数据报文首先从每个数据分段的最低位开始识别，其中，以下位段表示指数(2^N，Nmax＝32)
31～24bit表示对象类型：光感、V/I、开关量数据；
23～16bit表示设备类型：0--特殊预留，1--光感传感器，2--开关；
15～8bit表示路灯ID：0--特殊预留，1--路灯ID；
7～0bit表示街区编码：0--特殊预留，1--街区编码。
按照路灯控制管理***特性自定义对象类型：BI(1)--开/关(状态)；BO(1)--开/关(控制)；AI(1)--光感信号；AO(1)--V/I信号，如表2所示：
表2
具体地：
BI(1)：BI代表二进制输入，有两个状态：ACTIVE代表1，INACTIVE代表0；BI后面括号里的数字0代表预留，1代表第一数字输入量，2以后可扩展，表中表示第一开关状态量；
BO(1)：BO代表二进制输出，有两个状态：ACTIVE代表1，INACTIVE代表0；BO后面括号里的数字0代表预留，1代表第一数字输入量，2以后可扩展，表中表示第一开关控制量；
AI(1)：AI代表模拟输入量；AI后面括号里的数字0代表预留，1代表第一模拟输入量，2以后可扩展，表中表示第一光感信号量；
AO(1)：AO代表模拟输出量；AO后面括号里的数字0代表预留，1代表第一模拟输出量，2以后可扩展，表中表示第一V/I信号量。
下面结合一个具体实施例对上述路灯控制方法进行说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明的不当限定。
如图2所示，首先检测光感传感器上传的信号数据是否达到人眼识别的黑暗界限，如果到达，则下达闭合路灯照明继电器命令，并将这一界限值进行反馈；如果未到达，则分析数据是属于故障状态数据还是处于白天的正常状态，如果属于故障数据，则***反馈光感故障状态。
其次，反馈路灯照明继电器状态，如果继电器未闭合，则***反馈开关故障状态；如果继电器闭合，则上传V/I传感器数据信号，然后，检测该数据信号包含的电压/电流：如果有电压无电流，则确定是白天正常状态；如果有电压有电流，则确定是晚上开灯状态；如果无电压无电流，则确定路灯处于断路故障状态；如果无电压有电流，则确定路灯处于短路故障状态。最后，如果确定为正常状态，则循环检测；如果是故障状态，则提醒故障状态点。
如图3所示为基于BACnet的路灯控制管理***顶层网络拓扑图示意图，从BACnet网关层次开始，向上从路由器到交换机，再到服务器，通过以太网构成一个广域网。在以太网层次，可通过其进行云端储存和数据计算处理，还可通过路灯远程监控，接入智慧交通***，配合交通管制。
在上例中，为了方便对路灯进行远程监控，在反馈电路中加入V/I传感器，通过该V/I传感器监控开关继电器闭合后的状态，通过V/I传感器来检测路灯照明回路的电压/电流，以监控灯的故障状态，通过开关量和光感数据来检测光感及开关的故障状态。
上述的路灯控制方法不仅可以应用在城市路灯控制中，还可用于社区路灯控制、景区路灯控制、高速公路路灯控制、隧道路灯控制等等，本申请对此不作限定。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种路灯控制装置，如下面的实施例所述。由于路灯控制装置解决问题的原理与路灯控制方法相似，因此路灯控制装置的实施可以参见路灯控制方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图4是本发明实施例的路灯控制装置的一种结构框图，如图4所示，可以包括：检测模块401、第一确定模块402、第一获取模块403和控制模块404，下面对该结构进行说明。
检测模块401，可以用于通过光感传感器检测当前的环境亮度；
第一确定模块402，可以用于确定所述光感传感器检测到的当前的环境亮度是否达到预设的开灯亮度界限；
第一获取模块403，可以用于在所述环境亮度达到所述预设的开灯亮度界限的情况下，通过V/I传感器获取所述路灯的电压信号和/或电流信号；
控制模块404，可以用于在所述电压信号和/或电流信号满足预设条件的情况下，控制路灯打开，在所述电压信号和/或电流信号不满足预设条件的情况下，反馈路灯的故障情况。
在一个实施方式中，上述路灯控制装置还可以包括：第二确定模块，用于在确定当前的环境亮度是否达到预设的开灯亮度界限之后，在所述环境亮度未达到所述预设的开灯亮度界限的情况下，确定所述光感传感器是否故障；第一反馈模块，用于在确定所述光感传感器故障的情况下，反馈光感故障状态。
在一个实施方式中，控制模块404具体可以用于通过下达闭合路灯照明继电器命令，控制路灯打开。
在一个实施方式中，上述路灯控制装置还可以包括：第二获取模块，用于在控制路灯打开之后，获取所述路灯照明继电器的状态；第二反馈模块，用于在所述路灯照明继电器为未闭合状态的情况下，反馈开关故障告警信息。
在一个实施方式中，控制模块404可以包括：第一控制单元，用于在判断有电压无电流时，确定路灯处于白天正常状态，在判断有电压有电流时，确定路灯处于晚上开灯状态，控制路灯打开；第二控制单元，用于在判断无电压无电流时，确定路灯处于断路故障状态，在判断无电压有电流时，确定路灯处于短路故障状态，产生路灯故障告警信息，并反馈故障状态点。
在一个实施方式中，上述路灯控制装置还可以包括：接入模块，用于将所有待控制的路灯以总线形式接入BACnet网关，通过BACnet楼宇智控协议定义路灯控制数据协议数据帧，对路灯进行控制。
在一个实施方式中，所述路灯控制数据协议数据帧中携带有以下信息至少之一：对象类型、设备类型、路灯ID、或街区编码。
从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：通过当前的环境亮度来确定是否需要打开路灯，从而可以解决现有技术中控制***中路灯的开/关灯时间不可调且准确率低，且春夏秋冬开关灯时间固定不变的技术问题，达到了对路灯开关时间进行合理控制的技术效果，进一步的，通过V/I传感器等实现对故障的检测并可以确定故障点。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种路灯控制方法，其特征在于，包括：
通过光感传感器检测当前的环境亮度；
确定所述光感传感器检测到的当前的环境亮度是否达到预设的开灯亮度界限；
如果所述环境亮度达到所述预设的开灯亮度界限，则通过V/I传感器获取所述路灯的电压信号和/或电流信号；
如果所述电压信号和/或电流信号满足预设条件，则控制路灯打开，如果所述电压信号和/或电流信号不满足预设条件，则反馈路灯的故障情况；
其中，在确定当前的环境亮度是否达到预设的开灯亮度界限之后，所述方法还包括：
如果所述环境亮度未达到所述预设的开灯亮度界限，则确定所述光感传感器是否故障；
如果确定所述光感传感器故障，则反馈光感故障状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制路灯打开，包括：
通过下达闭合路灯照明继电器命令，控制路灯打开。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在控制路灯打开之后，所述方法还包括：
获取所述路灯照明继电器的状态；
如果所述路灯照明继电器为未闭合状态，则反馈开关故障告警信息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：
如果所述电压信号和/或电流信号满足预设条件，则控制路灯打开，包括：
如果有电压无电流，则确定路灯处于白天正常状态，如果有电压有电流，则确定路灯处于晚上开灯状态；
控制路灯打开；
如果所述电压信号和/或电流信号不满足预设条件，则反馈路灯的故障情况，包括：
如果无电压无电流，则确定路灯处于断路故障状态，如果无电压有电流，则确定路灯处于短路故障状态；
产生路灯故障告警信息，并反馈故障状态点。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将所有待控制的路灯以总线形式接入BACnet网关，通过BACnet楼宇智控协议定义路灯控制数据协议数据帧，对路灯进行控制。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述路灯控制数据协议数据帧中携带有以下信息至少之一：对象类型、设备类型、路灯ID、或街区编码。
7.一种路灯控制装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于通过光感传感器检测当前的环境亮度；
第一确定模块，用于确定所述光感传感器检测到的当前的环境亮度是否达到预设的开灯亮度界限；
第一获取模块，用于在所述环境亮度达到所述预设的开灯亮度界限的情况下，通过V/I传感器获取所述路灯的电压信号和/或电流信号；
控制模块，用于在所述电压信号和/或电流信号满足预设条件的情况下，控制路灯打开，在所述电压信号和/或电流信号不满足预设条件的情况下，反馈路灯的故障情况；
其中，所述装置还包括：
第二确定模块，用于在确定当前的环境亮度是否达到预设的开灯亮度界限之后，在所述环境亮度未达到所述预设的开灯亮度界限的情况下，确定所述光感传感器是否故障；
第一反馈模块，用于在确定所述光感传感器故障的情况下，反馈光感故障状态。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制模块具体用于通过下达闭合路灯照明继电器命令，控制路灯打开。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
第二获取模块，用于在控制路灯打开之后，获取所述路灯照明继电器的状态；
第二反馈模块，用于在所述路灯照明继电器为未闭合状态的情况下，反馈开关故障告警信息。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：
第一控制单元，用于在判断有电压无电流时，确定路灯处于白天正常状态，在判断有电压有电流时，确定路灯处于晚上开灯状态，控制路灯打开；
第二控制单元，用于在判断无电压无电流时，确定路灯处于断路故障状态，在判断无电压有电流时，确定路灯处于短路故障状态，产生路灯故障告警信息，并反馈故障状态点。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
接入模块，用于将所有待控制的路灯以总线形式接入BACnet网关，通过BACnet楼宇智控协议定义路灯控制数据协议数据帧，对路灯进行控制。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述路灯控制数据协议数据帧中携带有以下信息至少之一：对象类型、设备类型、路灯ID、或街区编码。
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