CN109743821A - 智慧路灯照度补偿调光***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智慧路灯照度补偿调光***及方法，智慧路灯在已安装单灯控制器和集中控制器的情况下，首先确认一个智慧路灯照明区域内的光照度需求，然后通过光照传感器感受环境光照度，并通过本方法动态驱动单灯控制器的亮度以对环境光照度进行补偿，进而满足区域内光照度满足情况下最佳节能的目的。有益效果：可以自动且实时地对每个照明区域进行调节照度，无需人工操作，从人为经验判断改变为照度精确补偿，从而提高准确度，使其更加节能，同时，每个单灯控制器可以独立调节对应的智慧路灯，使每个路灯的照度得到精确调节，让每一个单灯都能独立响应不同的照度需求，非同时控制整个回路，控制精度得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及智慧照明调节控制技术领域，具体的说，涉及一种智慧路灯照度补偿调光***及方法。
背景技术
目前，智慧路灯的亮度控制一直是通过人工控制或时间表控制的模式来进行，这些传统的方式一是需要大量的人工参与，二是控制周期或频率过大，三是亮度控制的精确程度不高，四是只能做到一个回路下的多灯控制，无法做到单灯控制，五是无法添加更多的控制规则，导致模式单一，六是一种控制模式只能支持一个品牌的智慧路灯控制，无法同时兼容多个品牌的路灯同时控制。因此传统的路灯亮度控制技术，已不能满足人们对于在额定照度情况下，通过智能控制达到最大限度节能的需求。
发明内容
本发明提出了一种智慧路灯照度补偿调光***及方法，将原有的通过人工控制或时间表模式下，不节能的、不灵活的、不稳定的、不精确的、不智能的控制方式，转换化节能、灵活、高效、节能、智能的控制方式。
为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
一种智慧路灯照度补偿调光***，包括N台智慧路灯，所述N台智慧路灯组成M个控制回路，每个控制回路的智慧路灯数分别为n1、n2、…、nM，n1+n2+…+nM＝N，每个控制回路设有一个集中控制器，用于统一控制该控制回路的智慧路灯，M个所述集中控制器接入调光控制中心的控制端组，其特征在于：每台智慧路灯设有一个单灯控制器，用于独立控制该智慧路灯，每一单灯控制器均与对应控制回路的集中控制器连接；
所有智慧路灯划分为L个照明区域，每个照明区域上方设置有照度传感器，所有照度传感器接入所述调光控制中心的信号接收端组。
通过上述设计，调光控制中心通过照度传感器反馈实际照明情况，可以自动且实时地对每个照明区域进行调节照度，无需人工操作，从人为经验判断改变为照度精确补偿，从而提高准确度，使其更加节能，集中控制器仍能统一控制整个回路的照明情况，但每个单灯控制器可以独立调节对应的智慧路灯，使每个路灯的照度得到精确调节，让每一个单灯都能独立响应不同的照度需求，非同时控制整个回路，控制精度得到提高。
进一步设计，所述调光控制中心包括数据输入模块、规则设计模块、规则运行模块、数据缓存模块；
所述数据输入模块的输入端组即为所述调光控制中心的信号接收端组，所述数据输入模块的输出端组连接所述规则运行模块的输入端组，所述规则运行模块的输出端组连接所述集中控制器，所述规则运行模块的规则输入端组与所述规则设计模块的第一输出端组连接，所述规则设计模块的第二输出端组连接所述数据缓存模块，所述数据缓存模块还与所述规则运行模块连接。
***可部署到云端也可以现场部署，利用云计算能力和边缘计算能力，将现有的人工控制改为信息化控制。
更进一步，所述规则运行模块包括计算单元和执行单元，所述计算单元用于处理数据计算，所述执行单元用于根据计算结果处理控制命令。
可将原有的时间表控制，从1小时等大粒度控制周期降低到1秒左右的小粒度控制周期，通过控制周期的缩减让控制频率增加，从而更加节能。
更进一步设计，每个智慧路灯还设置有人体感知传感器，每个照明区域还设置有雾气传感器；
所述人体感知传感器的输出端、雾气传感器的输出端均接入所述调光控制中心的信号接收端组。
可根据用户实际需要动态添加更多的控制规则，从而让雾天路灯亮，人来路灯亮等多种智能控制规则与本例中的照度补偿控制规则可以并存，满足更多的需求。
更进一步，所述调光控制中心与集中控制器之间经通信协议统一模块串接。
通信协议统一模块(CCU)仅作为集中与分发数据的中间件，其技术方案主要由申请号：CN201710567172.0，专利名称：一种用于规范物联网硬件感知层反馈信息的方法及装置，以及申请号：CN201710567175.4，专利名称：一种用于规范物联网硬件感知层控制指令的方法及装置，所公开的内容为主，可将不同通信协议的数据解耦后统一为相同格式的数据信息，保证最后存储及运用的数据达到基本的统一模式，也可通过配置的方式支持多个品牌的集中控制器协议，使本***能够支持多个厂家的智慧路灯的调光控制能力。
一种智慧路灯照度补偿调光方法：
步骤一，调光控制中心实时接收每个照明区域上传的感知数据，并由数据输入模块输入规则运行模块，所述感知数据包括照度、人来情况、雾气浓度；
步骤二，所述规则运行模块调取规则设计模块中的调光规则；
步骤三，计算单元根据调取的调光规则判断当前感知数据是否需要调整灯光，是，进入下一步，否，返回步骤一；
步骤四，执行单元编辑控制命令发送至对应的集中控制器，令每个需调整灯光的智慧路灯完成调光。
智慧路灯在已安装单灯控制器和集中控制器的情况下，首先确认一个智慧路灯照明区域内的光照度需求，然后通过光照传感器感受环境光照度，并通过本方法动态驱动单灯控制器的亮度以对环境光照度进行补偿，进而满足区域内光照度满足情况下最佳节能的目的。其中，控制命令经过CCU生成针对于特定厂家的报文协议，从而透过集中控制器控制在同一回路下的所有智慧路灯的单灯控制器。
进一步地，所述调光规则包括光照补偿规则、雾天光照规则、人来亮度规则，其优先级由高到低依次为人来亮度规则、雾天光照规则、光照补偿规则，调取方法如下：
S2.1，计算单元识别人来情况，若有人靠近智慧路灯，则针对该智慧路灯调取人来亮度规则，否则进入下一步；
S2.2，计算单元识别雾气浓度，若雾气浓度大于雾天阈值，则针对该照明区域调取雾天光照规则，否则进入下一步；
S2.3，计算单元判断任一照明区域的照度是否达到最低照度值，是，返回步骤一，否，针对该照明区域调取光照补偿规则。
采用的精确光照补偿计算技术，如照明区域的环境照度只有10lux，但该区域照明需求是20lux，通过本技术可以路灯提供的照度准确的达到10lux，从而精确的满足一个额定的光照需求。也由于精确所以对于能源的节约也达了最大化。在实际应用中，完全可以将各照明区域按实际需求细化，比如人行道对照度需要30lux，车行道对照度的需求是20lux，即使这些路灯都在同一个回路工作，也可以通过可控制颗粒度更细的单灯控制器分别进行照度补偿。这也是传统的粗颗粒回路统一控制方式做不到的。
同时，人行道受人来的影响，每盏智慧路灯的照度都可能不同，尤其在夜间更加明显，而在车行道与人行道相邻处，驾驶员发现前方人行道的照度更强时，说明有人经过，可作为提醒驾驶员注意避让行人/减速行驶的提示。
所述光照补偿规则为：预先设定每个照明区域的最低照度值，当该照明区域的照度低于对应的最低照度值时，提高该照明区域的所有智慧路灯照度，直至整个照明区域达到最低照度值；
所述雾天光照规则为：预先设定雾天阈值，当雾气浓度达到雾天阈值时，将所有智慧路灯调整为黄光；
所述人来亮度规则为：预先设定人行亮度，当有人靠近任一智慧路灯时，对应调整该智慧路灯的照度，使之大于等于所述人行亮度；
所述调光规则还包括故障补偿规则，其优先级高于所述光照补偿规则并低于所述雾天光照规则，步骤S2.3还包括如下内容：
S2.3.1，计算单元判断任一照明区域的照度是否达到最低照度值，是，返回步骤一，否，进入下一步；
S2.3.2，计算单元识别该照明区域的照度数据量是否缺失或异常，是，针对该照明区域调取故障补偿规则，否，则针对该照明区域调取光照补偿规则。
所述故障补偿规则为：预先设定每个照明区域的最低照度值，当该照明区域任一智慧路灯故障时，该照明区域的照度数据量即出现缺失或异常，调整未故障的智慧路灯照度，令该照明区域整体照度达到最低照度值。
本发明的有益效果：
1、在被控制的智慧路灯已安装单灯控制器且每条均安装回路控制器的情况下，通过在照明区域内加装照度传感器，并使用本***即可达到照度补偿智能调光的能力；
2、本***通过加装CCU(另一个发明专利)的情况下，可通过配置的方式支持多个品牌的集中控制器协议，使本***能够支持多个厂家的智慧路灯的调光控制能力；
3、提供云计算和边缘计算两种部署使用能力，可满足云端直接控制和现场控制两项目模式；
4、可将原有的时间表控制，从1小时等大粒度控制周期降低到1秒左右的小粒度控制周期，通过控制周期的缩减让控制频率增加，从而更加节能；
5、可将原有的亮度调节从人为经验判断改变为照度精确补偿，从而提高准确度，使其更加节能；
6、可将原有的回路控制改为单灯控制，从而让每一个单灯都能独立响应不同的照度需求，使其更加节能；
7、可根据用户实际需要动态添加更多的控制规则，从而让雾天路灯亮，人来路灯亮等多种智能控制规则与本例中的照度补偿控制规则可以并存，满足更多的需求。
附图说明
图1是***的结构示意图；
图2是方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种智慧路灯照度补偿调光***，包括N台智慧路灯1，所述N台智慧路灯1组成M个控制回路，每个控制回路的智慧路灯1数分别为n1、n2、…、nM，且n1+n2+…+nM＝N，每个控制回路设有一个集中控制器2，用于统一控制该控制回路的智慧路灯1，M个所述集中控制器2接入调光控制中心3的控制端组，每台智慧路灯1设有一个单灯控制器4，每一单灯控制器4均与对应控制回路的集中控制器2连接；
所有智慧路灯1划分为L个照明区域，每个照明区域上方设置有照度传感器5，所有照度传感器5接入所述调光控制中心3的信号接收端组。
所述调光控制中心3包括数据输入模块3a、规则设计模块3b、规则运行模块3c、数据缓存模块3d；
所述数据输入模块3a的输入端组即为所述调光控制中心3的信号接收端组，所述数据输入模块3a的输出端组连接所述规则运行模块3c的输入端组，所述规则运行模块3c的输出端组连接所述集中控制器2，所述规则运行模块3c的规则输入端组与所述规则设计模块3b的第一输出端组连接，所述规则设计模块3b的第二输出端组还连接所述数据缓存模块3d，所述数据缓存模块3d还与所述规则运行模块3c连接。
所述规则运行模块3c包括计算单元和执行单元，所述计算单元用于处理数据计算，所述执行单元用于根据计算结果处理控制命令。
每个智慧路灯1还设置有人体感知传感器，每个照明区域还设置有雾气传感器；
所述人体感知传感器的输出端、雾气传感器的输出端均接入所述调光控制中心3的信号接收端组。
所述调光控制中心3与集中控制器2之间经通信协议统一模块6串接。
如图2所示，一种智慧路灯照度补偿调光方法：
步骤一，调光控制中心3实时接收每个照明区域上传的感知数据，并由数据输入模块3a输入规则运行模块3c，所述感知数据包括照度、人来情况、雾气浓度；
步骤二，所述规则运行模块3c调取规则设计模块3b中的调光规则；
步骤三，计算单元根据调取的调光规则判断当前感知数据是否需要调整灯光，是，进入下一步，否，返回步骤一；
步骤四，执行单元编辑控制命令发送至对应的集中控制器2；
步骤五，所述集中控制器2对应发送控制命令至单灯控制器4，令每个需调整灯光的智慧路灯1完成调光。
所述调光规则包括光照补偿规则、雾天光照规则、人来亮度规则、故障补偿规则，其优先级由高到低依次为人来亮度规则、雾天光照规则、故障补偿规则、光照补偿规则，调取方法如下：
S2.1，计算单元识别人来情况，若有人靠近智慧路灯1，则针对该智慧路灯1调取人来亮度规则，否则进入下一步；
S2.2，计算单元识别雾气浓度，若雾气浓度大于雾天阈值，则针对该照明区域调取雾天光照规则，否则进入下一步；
S2.3，计算单元判断任一照明区域的照度是否达到最低照度值，是，返回步骤一，否，进入下一步；
S2.4，计算单元识别该照明区域的照度数据量是否缺失或异常，是，针对该照明区域调取故障补偿规则，否，则针对该照明区域调取光照补偿规则。
所述光照补偿规则为：预先设定每个照明区域的最低照度值，当该照明区域的照度低于对应的最低照度值时，提高该照明区域的所有智慧路灯1照度，直至整个照明区域达到最低照度值；
所述雾天光照规则为：预先设定雾天阈值，当雾气浓度达到雾天阈值时，将所有智慧路灯1调整为黄光；
所述人来亮度规则为：预先设定人行亮度，当有人靠近任一智慧路灯1时，对应调整该智慧路灯1的照度，使之大于等于所述人行亮度；
所述故障补偿规则为：预先设定每个照明区域的最低照度值，当该照明区域任一智慧路灯1故障时，该照明区域的照度数据量即出现缺失或异常，调整未故障的智慧路灯1照度，令该照明区域整体照度达到最低照度值。
Claims (10)
1.一种智慧路灯照度补偿调光***，包括N台智慧路灯(1)，所述N台智慧路灯(1)组成M个控制回路，每个控制回路的智慧路灯(1)数分别为n1、n2、…、nM，且n1+n2+…+nM＝N，每个控制回路设有一个集中控制器(2)，用于统一控制该控制回路的智慧路灯(1)，M个所述集中控制器(2)接入调光控制中心(3)的控制端组，其特征在于：每台智慧路灯(1)设有一个单灯控制器(4)，每一单灯控制器(4)均与对应控制回路的集中控制器(2)连接；
所有智慧路灯(1)划分为L个照明区域，每个照明区域上方设置有照度传感器(5)，所有照度传感器(5)接入所述调光控制中心(3)的信号接收端组。
2.根据权利要求1所述的智慧路灯照度补偿调光***，其特征在于：所述调光控制中心(3)包括数据输入模块(3a)、规则设计模块(3b)、规则运行模块(3c)、数据缓存模块(3d)；
所述数据输入模块(3a)的输入端组即为所述调光控制中心(3)的信号接收端组，所述数据输入模块(3a)的输出端组连接所述规则运行模块(3c)的输入端组，所述规则运行模块(3c)的输出端组连接所述集中控制器(2)，所述规则运行模块(3c)的规则输入端组与所述规则设计模块(3b)的第一输出端组连接，所述规则设计模块(3b)的第二输出端组连接所述数据缓存模块(3d)，所述数据缓存模块(3d)还与所述规则运行模块(3c)连接。
3.根据权利要求2所述的智慧路灯照度补偿调光***，其特征在于：所述规则运行模块(3c)包括计算单元和执行单元，所述计算单元用于处理数据计算，所述执行单元用于根据计算结果处理控制命令。
4.根据权利要求1所述的智慧路灯照度补偿调光***，其特征在于：每个智慧路灯(1)还设置有人体感知传感器，每个照明区域还设置有雾气传感器；
所述人体感知传感器的输出端、雾气传感器的输出端均接入所述调光控制中心(3)的信号接收端组。
5.根据权利要求1所述的智慧路灯照度补偿调光***，其特征在于：所述调光控制中心(3)与集中控制器(2)之间经通信协议统一模块(6)串接。
6.一种智慧路灯照度补偿调光方法，其特征在于：
步骤一，调光控制中心(3)实时接收每个照明区域上传的感知数据，并由数据输入模块(3a)输入规则运行模块(3c)，所述感知数据包括照度、人来情况、雾气浓度；
步骤二，所述规则运行模块(3c)调取规则设计模块(3b)中的调光规则；
步骤三，计算单元根据调取的调光规则判断当前感知数据是否需要调整灯光，是，进入下一步，否，返回步骤一；
步骤四，执行单元编辑控制命令发送至对应的集中控制器(2)；
步骤五，所述集中控制器(2)对应发送控制命令至单灯控制器(4)，令每个需调整灯光的智慧路灯(1)完成调光。
7.根据权利要求6所述的智慧路灯照度补偿调光方法，其特征在于：所述调光规则包括光照补偿规则、雾天光照规则、人来亮度规则，其优先级由高到低依次为人来亮度规则、雾天光照规则、光照补偿规则，调取方法如下：
S2.1，计算单元识别人来情况，若有人靠近智慧路灯(1)，则针对该智慧路灯(1)调取人来亮度规则，否则进入下一步；
S2.2，计算单元识别雾气浓度，若雾气浓度大于雾天阈值，则针对该照明区域调取雾天光照规则，否则进入下一步；
S2.3，计算单元判断任一照明区域的照度是否达到最低照度值，是，返回步骤一，否，针对该照明区域调取光照补偿规则。
8.根据权利要求7所述的智慧路灯照度补偿调光方法，其特征在于：所述光照补偿规则为：预先设定每个照明区域的最低照度值，当该照明区域的照度低于对应的最低照度值时，提高该照明区域的所有智慧路灯(1)照度，直至整个照明区域达到最低照度值；
所述雾天光照规则为：预先设定雾天阈值，当雾气浓度达到雾天阈值时，将所有智慧路灯(1)调整为黄光；
所述人来亮度规则为：预先设定人行亮度，当有人靠近任一智慧路灯(1)时，对应调整该智慧路灯(1)的照度，使之大于等于所述人行亮度。
9.根据权利要求7所述的智慧路灯照度补偿调光方法，其特征在于：所述调光规则还包括故障补偿规则，其优先级高于所述光照补偿规则并低于所述雾天光照规则，步骤S2.3还包括如下内容：
S2.3.1，计算单元判断任一照明区域的照度是否达到最低照度值，是，返回步骤一，否，进入下一步；
S2.3.2，计算单元识别该照明区域的照度数据量是否缺失或异常，是，针对该照明区域调取故障补偿规则，否，则针对该照明区域调取光照补偿规则。
10.根据权利要求9所述的智慧路灯照度补偿调光方法，其特征在于：所述故障补偿规则为：预先设定每个照明区域的最低照度值，当该照明区域任一智慧路灯(1)故障时，该照明区域的照度数据量即出现缺失或异常，调整未故障的智慧路灯(1)照度，令该照明区域整体照度达到最低照度值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190510 |