CN111278200A - 一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，包括以下步骤：安装，在现有的智慧路灯上安装连接检测模块；在每个智慧路灯上安装路灯工作状态控制器和数据传送终端；待上述安装完成后，完成检测路灯电源是否正常、智慧路灯周围的光线情况，并根据中央控制器调整路灯工作状态；启动，将安装好检测模块并且检测完成后调节好的智慧路灯启动；触发检测模块，使得检测模块在智慧路灯运行状态下进行检测；信号汇聚节点实时接收中央控制器控制中央数据库的中心数据采集要求，并区分实时要求传送、定时传送和信息拥塞三种情况。有益效果：及时调整关闭或打开特定地区的路灯，使得智慧路灯的整体功耗更合理，最终实现资源合理分配。
Description
技术领域
本发明涉及路灯领域，具体来说，涉及一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法。
背景技术
路灯被广泛运用于各种需要照明的地方。随着城市的发展，城市公共照明中海油景观照明一部分，虽然可以使城市更加美观，但却是额外的一部分电力消耗。目前，城市照明***采用传统的光控或时控的控制方式，整夜运行且以恒光照强度照明，即利用光敏传感器或者时钟模块设置实现路灯开关控制，这既与实际路况信息脱节，又浪费了电能，还给管理和维护带来不便。为此，人们提出了智慧路灯的概念，所谓智慧路灯，是指通过应用先进、高效、可靠的电力线载波通信技术和无线GPRS/CDMA通信技术等，实现对路灯的远程集中控制与管理的路灯，智慧路灯具有根据车流量自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能，从在提供足够照明亮度的同时，实现智能控制，以节省电能。
然而，现有的智慧路灯能耗无法及时监控，造成能源浪费，同时运行状态也无法及时获取，造成监管上的盲区，这对城市管理人员来说还是存在不少麻烦，为此，人们希望提供一种节能环保、同时能够远程实时控制的智慧路灯。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，包括以下步骤：
步骤S101：安装，在现有的智慧路灯上安装连接检测模块；
步骤S103：在每个智慧路灯上安装路灯工作状态控制器和数据传送终端；
步骤S105：待上述安装完成后，完成检测路灯电源是否正常、智慧路灯周围的光线情况，并根据中央控制器调整路灯工作状态；
步骤S107：启动，将安装好检测模块并且检测完成后调节好的智慧路灯启动；
步骤S109：触发检测模块，使得检测模块在智慧路灯运行状态下进行检测；
步骤S1011：信号汇聚节点实时接收中央控制器控制中央数据库的中心数据采集要求，并区分实时要求传送、定时传送和信息拥塞三种情况，计算网络数据链路负荷情况，自动选择信息传送方式；
步骤S1013：将传送至中央数据库的数据与中央数据库内的基础数据进行匹配对比；
步骤S1015：通过匹配对比的数据，判断智慧路灯的运行状态；
步骤S1017：将上述匹配的数据，储存至储存器中；
步骤S1019：将上述判断出的运行数据，发送给中央控制器，中央控制器控制相应的智慧路灯进行亮度调节或者开关，并且将收到数据的时间和调节的时间储存至中央数据库中去。
该方法进一步的，所述检测模块检测的数据包括功耗实时检测和运行状态检测，所述路灯工作状态控制器为LGA 775低功耗的CPU处理器，所述数据传送终端为ZigBee数据传送终端；
所述检测模块还检测智慧路灯应用区域的环境参数，包括车辆感应模块；具体来说，其所检测模块的车辆感应模块检测行进路上的车辆信息，并检测车辆的行进速度，并以距离车辆最近的路灯的当前位置为基点，沿行进方向和行进反方向依次控制灯的点亮数量N1和熄灭数量N2；天气模块检测检测天气参数；
其中，N1=f(行进速度，天气参数，路况亮度参数，经纬度信息)，即点亮数量N1是一个和行进速度，天气参数，路况亮度参数，经纬度信息的数值；
N2=f(行进速度，天气参数，路况亮度参数，经纬度信息)，即熄灭数量N2是一个和行进速度，天气参数，路况亮度参数，经纬度信息的数值；
从而根据测量的速度，依据汽车相应速度对应能见度的算法，即N1、N2计算法则生成需要控制开关路灯数量，并依次点亮路灯数量N1，同时关闭相应的通过路灯的路灯数量N2；当速度超过该路段的限制速度时，路灯对汽车进行报警，而当速度未超过该限制速度时，则汽车继续行进；
当汽车通过该路段时，则相应的路灯关闭，否则继续测量汽车行进速度。
该方法进一步的，上述功耗实时检测使用检测算法，对于基波和各次谐波，根据正余弦函数的特性，通过构造数学变换，分别将它们转换成直流分量，再经低通滤波求取其有效值、相位角参数。
该方法进一步的，所述检测算法对于间谐波，先从原信号中去除基波和各次谐波，然后对余下的部分用幅值谱最大值搜索法获取各间谐波分量的频率、有效值和相位角参数。
该方法进一步的，所述运行状态检测用线性自适应Adaline神经网络，在随机噪声和衰减的直流分量影响下对***谐波进行跟踪。
该方法进一步的，所述运行状态检测以直流分量和各次谐波的正、余弦基作为输入序列，以信号的傅里叶系数作为权矢量或学习参数，通过不断调节学习参数使模型的输出序列与期望的响应序列之差小，其中学习参数是实时跟踪时变谐波的幅值和相位变化。
该方法进一步的，上述运行状态检测中，若出现运行状态异常，中央控制器将异常信号发送给后台控制器；所述中央控制器还可根据预先存储在数据库中的控制亮灯数量和灭灯数量、日期和时刻参数构成矩阵数据库，进行数据查询从而得到路灯控制参数。
该方法进一步的，上述异常信号包括灯珠亮度达不到以及没有亮度。
该方法进一步的，所述储存器由至少一个表空间和数据库模式对象组成，模式是对象的集合，模式对象是直接引用数据库数据的逻辑结构。
该方法进一步的，所述模式对象包括：表、视图、序列、存储过程、同义词、索引、簇和数据库链。
本发明的有益效果：
（1）、本发明解决现有的智慧路灯能耗无法及时监控，造成能源浪费，同时运行状态也无法及时获取，造成监管上的盲区的问题，本发明可实时检测路灯功耗，实时检测路灯运行状态，并根据功耗还有运行状态，及时调整关闭或打开特定地区的路灯，使得智慧路灯的整体功耗更合理，最终实现资源合理分配；具有很强的创造性。
（2）、本发明低能耗、自组网、安全、不易受干扰、成本低，能够实现智慧路灯的远程控制、远程监视。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法的步骤流程图之一；
图2是根据本发明实施例的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法的步骤流程图之二；
图3是根据本发明实施例的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法中信号连接的***结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法。
如图1-3所示，根据本发明实施例的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，包括以下步骤：
步骤S101，安装，在现有的智慧路灯上安装连接检测模块；
步骤S103，在每个智慧路灯上安装路灯工作状态控制器和数据传送终端；
步骤S105，待上述安装完成后，完成检测路灯电源是否正常、智慧路灯周围的光线情况，并根据中央控制器调整路灯工作状态；
步骤S107，启动，将安装好检测模块并且检测完成后调节好的智慧路灯启动；
步骤S109，触发检测模块，使得检测模块在智慧路灯运行状态下进行检测；
步骤S1011，信号汇聚节点实时接收中央控制器控制中央数据库的中心数据采集要求，并区分实时要求传送、定时传送和信息拥塞三种情况，计算网络数据链路负荷情况，自动选择信息传送方式；
步骤S1013，将传送至中央数据库的数据与中央数据库内的基础数据进行匹配对比；
步骤S1015，通过匹配对比的数据，判断智慧路灯的运行状态；
步骤S1017，将上述匹配的数据，储存至储存器中；
步骤S1019，将上述判断出的运行数据，发送给中央控制器，中央控制器控制相应的智慧路灯进行亮度调节或者开关，并且将收到数据的时间和调节的时间储存至中央数据库中去。
借助于上述技术方案，可实时检测路灯功耗，实时检测路灯运行状态，并根据功耗还有运行状态，及时调整关闭或打开特定地区的路灯，是的智慧路灯的整体功耗更合理，最终实现资源合理分配；
所述检测模块还检测智慧路灯应用区域的环境参数，包括车辆感应模块；具体来说，其所检测模块的车辆感应模块检测行进路上的车辆信息，并检测车辆的行进速度，并以距离车辆最近的路灯的当前位置为基点，沿行进方向和行进反方向依次控制灯的点亮数量N1和熄灭数量N2；天气模块检测检测天气参数；
其中，N1=f(行进速度，天气参数，路况亮度参数，经纬度信息)，即点亮数量N1是一个和行进速度，天气参数，路况亮度参数，经纬度信息的数值；
N2=f(行进速度，天气参数，路况亮度参数，经纬度信息)，即熄灭数量N2是一个和行进速度，天气参数，路况亮度参数，经纬度信息的数值；
从而根据测量的速度，依据汽车相应速度对应能见度的算法，即N1、N2计算法则生成需要控制开关路灯数量，并依次点亮路灯数量N1，同时关闭相应的通过路灯的路灯数量N2；当速度超过该路段的限制速度时，路灯对汽车进行报警，而当速度未超过该限制速度时，则汽车继续行进；
当汽车通过该路段时，则相应的路灯关闭，否则继续测量汽车行进速度。
此外，所述检测模块检测的数据包括功耗实时检测和运行状态检测。上述功耗实时检测使用检测算法，对于基波和各次谐波，根据正余弦函数的特性，通过构造数学变换，分别将它们转换成直流分量，再经低通滤波求取其有效值、相位角参数。所述检测算法对于间谐波，先从原信号中去除基波和各次谐波，然后对余下的部分用幅值谱最大值搜索法获取各间谐波分量的频率、有效值和相位角参数。所述运行状态检测用线性自适应Adaline神经网络，在随机噪声和衰减的直流分量影响下对***谐波进行跟踪。所述运行状态检测以直流分量和各次谐波的正、余弦基作为输入序列，以信号的傅里叶系数作为权矢量或学习参数，通过不断调节学习参数使模型的输出序列与期望的响应序列之差小，其中学习参数是实时跟踪时变谐波的幅值和相位变化。上述运行状态检测中，若出现运行状态异常，中央控制器将异常信号发送给后台控制器。上述异常信号包括灯珠亮度达不到以及没有亮度。所述储存器由至少一个表空间和数据库模式对象组成，模式是对象的集合，模式对象是直接引用数据库数据的逻辑结构。所述模式对象包括：表、视图、序列、存储过程、同义词、索引、簇和数据库链。所述检测模块检测的数据包括功耗实时检测和运行状态检测，如图3所示，所述路灯工作状态控制器以MSP430低功耗的CPU，所述数据传送终端为ZigBee数据传送终端；所述中央控制器还可根据预先存储在数据库中的控制亮灯数量和灭灯数量、日期和时刻参数构成矩阵数据库，进行数据查询从而得到路灯控制参数。
综上所述，本实施例解决现有的智慧路灯能耗无法及时监控，造成能源浪费，同时运行状态也无法及时获取，造成监管上的盲区的问题，本发明可实时检测路灯功耗，实时检测路灯运行状态，并根据功耗还有运行状态，及时调整关闭或打开特定地区的路灯，是的智慧路灯的整体功耗更合理，最终实现资源合理分配，本发明低能耗、自组网、安全、不易受干扰、成本低，能够实现智慧路灯的远程控制、远程监视。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)
1.一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S101，安装，在现有的智慧路灯上安装连接检测模块；
步骤S103，在每个智慧路灯上安装路灯工作状态控制器和数据传送终端；
步骤S105，待上述安装完成后，完成检测路灯电源是否正常、智慧路灯周围的光线情况，并根据光线情况，通过中央控制器调整路灯工作状态；
步骤S107，启动，将安装好检测模块并且检测完成后调节好的智慧路灯启动；
步骤S109，触发检测模块，使得检测模块在智慧路灯运行状态下进行检测；
步骤S1011，信号汇聚节点实时接收中央控制器控制中央数据库的中心数据采集要求，并区分实时要求传送、定时传送和信息拥塞三种情况，计算网络数据链路负荷情况，自动选择信息传送方式；
步骤S1013，将传送至中央数据库的数据与中央数据库内的基础数据进行匹配对比；
步骤S1015，通过匹配对比的数据，判断智慧路灯的运行状态；
步骤S1017，将上述匹配的数据，储存至储存器中；
步骤S1019，将上述判断出的运行数据，发送给中央控制器，中央控制器控制相应的智慧路灯进行亮度调节或者开关，并且将收到数据的时间和调节的时间储存至中央数据库中去。
2.根据权利要求1所述的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，其特征在于，所述检测模块检测的数据包括功耗实时检测和运行状态检测，所述路灯工作状态控制器以MSP430低功耗的CPU，所述数据传送终端为ZigBee数据传送终端；
所述检测模块还检测智慧路灯应用区域的环境参数，包括车辆感应模块；具体来说，其所检测模块的车辆感应模块检测行进路上的车辆信息，并检测车辆的行进速度，并以距离车辆最近的路灯的当前位置为基点，沿行进方向和行进反方向依次控制灯的点亮数量N1和熄灭数量N2；天气模块检测检测天气参数；
其中，N1=f(行进速度，天气参数，路况亮度参数，经纬度信息)，即点亮数量N1是一个和行进速度，天气参数，路况亮度参数，经纬度信息的数值；
N2=f(行进速度，天气参数，路况亮度参数，经纬度信息)，即熄灭数量N2是一个和行进速度，天气参数，路况亮度参数，经纬度信息的数值；
从而根据测量的速度，依据汽车相应速度对应能见度的算法，即N1、N2计算法则生成需要控制开关路灯数量，并依次点亮路灯数量N1，同时关闭相应的通过路灯的路灯数量N2；当速度超过该路段的限制速度时，路灯对汽车进行报警，而当速度未超过该限制速度时，则汽车继续行进；
当汽车通过该路段时，则相应的路灯关闭，否则继续测量汽车行进速度。
3.根据权利要求2所述的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，其特征在于，上述功耗实时检测使用检测算法，对于基波和各次谐波，根据正余弦函数的特性，通过构造数学变换，分别将它们转换成直流分量，再经低通滤波求取其有效值、相位角参数。
4.根据权利要求3所述的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，其特征在于，所述检测算法对于间谐波，先从原信号中去除基波和各次谐波，然后对余下的部分用幅值谱最大值搜索法获取各间谐波分量的频率、有效值和相位角参数。
5.根据权利要求2所述的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，其特征在于，所述运行状态检测用线性自适应Adaline神经网络，在随机噪声和衰减的直流分量影响下对***谐波进行跟踪。
6.根据权利要求5所述的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，其特征在于，所述运行状态检测以直流分量和各次谐波的正、余弦基作为输入序列，以信号的傅里叶系数作为权矢量或学习参数，通过不断调节学习参数使模型的输出序列与期望的响应序列之差小，其中学习参数是实时跟踪时变谐波的幅值和相位变化。
7.根据权利要求6所述的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，其特征在于，上述运行状态检测中，若出现运行状态异常，中央控制器将异常信号发送给后台控制器；所述中央控制器还可根据预先存储在数据库中的控制亮灯数量和灭灯数量、日期和时刻参数构成矩阵数据库，进行数据查询从而得到路灯控制参数。
8.根据权利要求7所述的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，其特征在于，上述异常信号包括灯珠亮度达不到以及没有亮度。
9.根据权利要求8所述的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，其特征在于，所述储存器由至少一个表空间和数据库模式对象组成，模式是对象的集合，模式对象是直接引用数据库数据的逻辑结构。
10.根据权利要求9所述的一种智慧路灯实时功耗及运行状态的检测方法，其特征在于，所述模式对象包括：表、视图、序列、存储过程、同义词、索引、簇和数据库链。
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