CN112584569A - 基于大数据的led路灯的节能控制***及控制方法 - Google Patents

基于大数据的led路灯的节能控制***及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于大数据的LED路灯的节能控制***及控制方法。在基于大数据的LED路灯的节能控制***中，分组模块识别LED路灯的身份标识且分组LED路灯，响应于所述声音信息、图像信息、光信息以及车辆和人员数量信息，分析模块生成节能运行曲线，控制模块连接所述检测模块和分析模块，响应于所述信息以及节能运行曲线，控制模块对分组内的LED路灯进行控制。

Description

基于大数据的LED路灯的节能控制***及控制方法
技术领域
本发明属于LED路灯技术领域，特别涉及一种基于大数据的LED路灯的节能控制***及控制方法。
背景技术
道路照明是人类日常生活中的重要组成部分，传统的路灯通常采用360度发光的高压钠灯。但是由于高压钠灯的光损失较大，因而也造成了大量的能源浪费。当前，全球的环境在日益恶化，节约能源是亟待解决的问题。
目前，为了解决这一问题，现有技术采用LED路灯作为道路照明。LED路灯因其采用低压直流供电以及其高效率光色而具有高压、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于道路照明。但是现有技术中的LED路灯无法对车流量或人流量较少的区域进行节能控制，无法根据现实环境下的实际车流量或人流量情况对亮度进行控制调节。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明为了达成上述目的而进行了深入研究，具体而言，本发明提供一种基于大数据的LED路灯的节能控制***，基于大数据的LED路灯的节能控制***包括，
分组模块，其配置成识别LED路灯的身份标识且分组LED路灯；
检测模块，其包括设置于所述LED路灯的用于采集声音信息的声音收集装置、用于采集图像信息的图像采集装置、用于采集光信息的光识别装置以及用于采集车辆和人员数量信息的信息提供装置；
分析模块，其连接所述检测模块，响应于所述声音信息、图像信息、光信息以及车辆和人员数量信息，分析模块生成节能运行曲线，所述节能运行曲线包含需要LED路灯照明的时间段均值以及分时间段对LED路灯亮度进行控制的曲线；
控制模块，其连接所述检测模块和分析模块，响应于所述信息以及节能运行曲线，控制模块对分组内的LED路灯进行控制。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***中，信息提供装置采集指定区域内的车辆数量信息和人员数量信息，所述信息提供装置与所述控制模块相连接以提供所述车辆数量信息和所述人员数量信息传送至控制模块。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***中，分组模块包括二维码识别单元。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***中，控制模块包括信息处理装置，所述信息处理装置基于所述信息和/或节能运行曲线生成控制指令，控制模块根据所述控制指令对所述LED路灯进行控制。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***中，控制模块对所述LED路灯进行开关控制和亮度控制。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***中，控制模块包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***中，管理***还包括存储单元和无线通信设备，存储单元包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM，所述无线通信设备至少包括无线局域网通信设备和/或移动通信网络设备，无线局域网通信设备包括蓝牙、ZigBee和/或Wi-Fi模块，所述移动通信网络设备包括2G无线通信芯片、3G无线通信芯片、4G无线通信芯片和/或5G无线通信芯片。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***中，所述信息提供装置包括实时反馈路况的数字地图。
根据本发明的另一方面，一种所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***的控制方法包括以下步骤：
根据分组指令对至少一个LED路灯进行分组；
收集指定区域内的声音信息；
采集指定区域内的图像信息；
识别指定区域内的光信息；
提取指定区域内的车辆数量信息和人员数量信息；
响应于所述声音信息、图像信息、光信息以及车辆和人员数量信息，所述分析模块生成节能运行曲线，
根据所述声音信息、图像信息、光信息、车辆和人员数量信息以及所述节能运行曲线对LED路灯进行控制。
所述的控制方法中，所述LED路灯设置有身份标识，通过分组模块对身份标识进行读取，产生分组指令。
所述的控制方法中，根据声音信息生成控制指令的方式包括预设声音信息工作值，当被收集的声音信息小于声音信息工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度；根据图像信息生成控制指令的方式包括预设图像信息工作值，当被采集的图像信息小于图像信息工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度；根据光信息生成控制指令的方式包括预设光信息工作值，当被识别的光信息大于光信息工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度；根据车辆数量信息或人员数量信息生成控制指令的方式包括预设车辆数量信息工作值和人员数量信息工作值，当被提供的车辆数量信息或人员数量信息分别小于车辆数量信息工作值和人员数量信息工作值时，关闭或降低LED路灯的亮度。
所述的控制方法中，响应于预定时间内生成的控制指令，分析模块基于所述控制指令生成节能运行曲线，节能运行曲线包括LED路灯照明的时间段均值，以及分时间段对LED路灯亮度控制的曲线。
所述的控制方法中，控制模块基于节能运行曲线对LED路灯进行控制，如果按照节能运行曲线需要关闭LED路灯但指定区域存在行人或车辆时，控制模块基于声音信息、图像信息、光信息、车辆数量信息或人员数量信息对LED路灯进行控制。
本发明的技术效果如下：
本发明的基于大数据的LED路灯的节能控制***通过分组模块识别LED路灯的身份标识且分组LED路灯，设置于所述LED路灯的用于采集声音信息的声音收集装置、用于采集图像信息的图像采集装置、用于采集光信息的光识别装置以及用于采集车辆和人员数量信息的信息提供装置检测相关信息，响应于所述声音信息、图像信息、光信息以及车辆和人员数量信息，分析模块生成节能运行曲线，响应于所述信息以及节能运行曲线，控制模块对分组内的LED路灯进行控制。本发明实现了对车流量或人流量较少的区域进行实时节能控制，根据现实环境下的实际车流量或人流量情况对亮度进行控制调节。
附图说明
图1为本发明一个实施方式的基于大数据的LED路灯的节能控制***的结构示意图。
图2为本发明基于大数据的LED路灯的节能控制***的控制方法的步骤示意图。
图中示：分组模块1、检测模块2、分析模块3、控制模块4。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各附图并不构成对本发明实施例的限定。
具体而言，如图1所示，一种基于大数据的LED路灯的节能控制***，基于大数据的LED路灯的节能控制***包括，
分组模块1，其配置成识别LED路灯的身份标识且分组LED路灯；
检测模块2，其包括设置于所述LED路灯的用于采集声音信息的声音收集装置、用于采集图像信息的图像采集装置、用于采集光信息的光识别装置以及用于采集车辆和人员数量信息的信息提供装置；
分析模块3，其连接所述检测模块2，响应于所述声音信息、图像信息、光信息以及车辆和人员数量信息，分析模块3生成节能运行曲线；
控制模块4，其连接所述检测模块2和分析模块3，响应于所述信息以及节能运行曲线，控制模块4对分组内的LED路灯进行控制。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***的一个实施例中，信息提供装置采集指定区域内的车辆数量信息和人员数量信息，所述信息提供装置与所述控制模块4相连接以提供所述车辆数量信息和所述人员数量信息传送至控制模块4。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***的一个实施例中，分组模块1包括二维码识别单元。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***的一个实施例中，控制模块4包括信息处理装置，所述信息处理装置基于所述信息和/或节能运行曲线生成控制指令，控制模块4根据所述控制指令对所述LED路灯进行控制。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***的一个实施例中，控制模块4对所述LED路灯进行开关控制和亮度控制。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***的一个实施例中，控制模块4包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***的一个实施例中，管理***还包括存储单元和无线通信设备，存储单元包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM，所述无线通信设备至少包括无线局域网通信设备和/或移动通信网络设备，无线局域网通信设备包括蓝牙、ZigBee和/或Wi-Fi模块，所述移动通信网络设备包括2G无线通信芯片、3G无线通信芯片、4G无线通信芯片和/或5G无线通信芯片。
所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***的一个实施例中，所述信息提供装置包括实时反馈路况的数字地图。
为了进一步理解本发明，一个实施例中，节能控制***主要包括：分组模块1、检测模块2、分析模块3以及控制模块4。
一个实施例中，分组模块1用于对多个LED路灯进行分组。分组方式包括：在LED路灯上设置身份标识，分组模块1中包括的标识识别装置能够对LED路灯上的身份标识进行识别，并能够将识别所得到的身份信息传递至节能控制***。操作人员通过节能控制***将LED路灯按照其物理位置进行区域划分，进而对同一区域内相近的LED路灯进行分组。节能控制***能够将分组指令以广播的方式或者以点对点的方式发送到LED路灯上。通过广播发送时，LED路灯在接收到分组指令时需要将分组指令中携带的身份信息与自身的身份信息进行比对，如果相同则执行该分组指令，如果不同则不执行该分组指令。
一个实施例中，检测模块2用于对LED路灯运行环境进行检测。其中包括：声音收集装置，用于收集指定区域内的声音信息并能够将所收集的声音信息传递至控制模块4；图像采集装置，用于采集指定区域内的图像信息并能够将所采集的图像信息传递至控制模块4；光识别装置，用于识别制定区域内的光信息并能够将所采集的光信息传递至控制模块4；信息提供装置，用于提供指定区域内的车辆数量信息和人员数量信息，并能够将所提供的信息传递至控制模块4。优选地，图像采集装置可以为红外线检测仪器采集图像信息。信息提供装置能够通过该装置的采集接口采集车辆数量信息和人员数量信息。所述车辆数量信息和人员数量信息可以通过数字地图提供。指定区域的范围为大于0米小于10米。
一个实施例中，控制模块4用于对LED路灯的亮度和开关进行控制。控制模块4包括信息处理装置，能够对声音信息、图像信息、光信息、车辆数量信息和人员数量信息进行处理。处理方式包括：信息处理装置内预设有声音信息、图像信息、光信息、车辆数量信息和人员数量信息的工作值，当声音收集装置传递的声音信息、图像采集装置传递的图像信息、光识别装置传递的光信息以及信息提供装置提供的车辆数量信息和人员数量信息低于预设的工作值时，可以关闭或降低LED路灯亮度。决定是否开灯以及通过环境亮度动态调整照明亮度、照度。即控制模块4基于声音信息、图像信息、光信息、车辆数量信息和人员数量信息对LED路灯的亮度和开关进行控制。例如，某些路段或区域内车流量或人流量较少。LED路灯依然保持统一的照明亮度，则会导致能源浪费。通过声音收集装置，可以收集该路段上的声音。当收集的声音低于预设的工作值时，可以关闭或降低亮度，当收集的声音高于预设的工作值正常工作。具体的划分原则，可以根据实际情况进行相应的改变。例如，可以采用间隔照明的方式降低亮度，也可以通过调节LED灯的功率进行亮度的改变，声音阀值可以采用单一阀值进行比较，也可以采用多个阀值，划分为多个控制区间，分别针对每一个声音区间进行相应的亮度控制。
一个实施例中，分析模块3能够获得控制模块4中的全部控制指令。通过在固定时间间隔下具有的不同声音信息、图像信息、光信息以及车辆和人员数量信息的情况下，控制模块对LED路灯的亮度和开关进行不同的操作控制，分析模块3分析分组内LED路灯的控制指令，统计出节能运行曲线。控制模块4可以依据节能控制曲线对分组内的LED路灯进行控制。
在一个实施例中，节能运行曲线中包含需要LED路灯照明的时间段均值，以及分时间段对LED路灯亮度进行控制的曲线。
在一个实施例中，控制模块4通过声音信息、图像信息、光信息、车辆数量信息和人员数量信息结合节能控制曲线对LED路灯的亮度和开关进行控制，当按照节能运行曲线需要关闭LED路灯但在该区域存在行人或车辆时，控制模块4则基于声音信息、图像信息、光信息、车辆数量信息或人员数量信息对LED路灯进行控制。
如图2所示，一种所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***的控制方法包括以下步骤：
根据分组指令对至少一个LED路灯进行分组；
收集指定区域内的声音信息；
采集指定区域内的图像信息；
识别指定区域内的光信息；
提取指定区域内的车辆数量信息和人员数量信息；
响应于所述声音信息、图像信息、光信息以及车辆和人员数量信息，分析模块3生成节能运行曲线，
根据所述收集的声音信息、所述采集的图像信息、所述识别的光信息、所述车辆数量信息或人员数量信息以及所述节能运行曲线对LED路灯进行控制。
所述的控制方法的一个实施方式中，所述LED路灯设置有身份标识，通过分组模块1对身份标识进行读取，产生分组指令。
所述的控制方法的一个实施方式中，根据声音信息生成控制指令的方式包括预设声音信息工作值，当被收集的声音信息小于声音信息工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度；根据图像信息生成控制指令的方式包括预设图像信息工作值，当被采集的图像信息小于图像信息工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度；根据光信息生成控制指令的方式包括预设光信息工作值，当被识别的光信息大于光信息工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度；根据车辆数量信息或人员数量信息生成控制指令的方式包括预设车辆数量信息工作值和人员数量信息工作值，当被提供的车辆数量信息或人员数量信息分别小于车辆数量信息工作值和人员数量信息工作值时，关闭或降低LED路灯的亮度。
所述的控制方法的一个实施方式中，响应于预定时间内生成的控制指令，分析模块3基于所述控制指令生成节能运行曲线，节能运行曲线包括LED路灯照明的时间段均值，以及分时间段对LED路灯亮度控制的曲线。
所述的控制方法的一个实施方式中，控制模块4基于节能运行曲线对LED路灯进行控制，如果按照节能运行曲线需要关闭LED路灯但指定区域存在行人或车辆时，控制模块4基于声音信息、图像信息、光信息、车辆数量信息或人员数量信息对LED路灯进行控制。
一个实施例中，节能控制方法包括：
S01将产生的分组指令传递给LED路灯，并根据分组指令对LED路灯进行分组。LED路灯接收到分组指令后，需要将分组指令中携带的身份信息提取出来与自身的身份信息进行比对，如果身份信息一致则执行分组指令，如果身份信息不一致则不执行分组指令。在本实施例中，分组指令的传递方式可以以广播的形式进行传递，也可以以点对点的形式进行传递；在本实施例中，LED路灯上设置有身份标识，该身份标识可以是电子标签、二维码、条码等形式，能够通过标识识别装置识别该身份标识；
S02收集指定区域内的声音信息；
S03采集指定区域内的图像信息；
S04识别指定区域内的光信息；
S05提取车辆数量信息和人员数量信息。
在一个实施例中，车辆数量信息和人员数量信息可以从现有技术中的地图技术进行采集。车辆数量信息可以由现有技术中的地图技术进行采集，地图技术可以收集到任意时间段内地理区域内的车辆数量，并且可以将该车辆数量形成密度图；数字地图可以收集到地理区域内使用该地图技术进行导航的人员数量形成密度图。
在一个实施例中，S06根据收集的声音信息、采集的图像信息、识别的光信息、提取的车辆数量信息或人员数量信息生成控制指令。根据声音信息生成控制指令的方式是指预设一个声音信息的工作值，当被收集的声音信息小于工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度；根据图像信息生成控制指令的方式是指预设一个图像信息的工作值，当被采集的图像信息小于工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度；根据光信息生成控制指令的方式是指预设一个光信息的工作值，当被识别的光信息大于工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度；根据车辆数量信息或人员数量信息生成控制指令的方式是指预设一个车辆数量信息的工作值和一个人员数量信息的工作值，当被提供的车辆数量信息或人员数量信息小于工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度。
S07根据长时间生成的一定数量的控制指令，能够通过分析的方式将该控制指令转化为节能运行曲线。
S08根据节能运行曲线能够对LED路灯进行基础控制，如果按照节能运行曲线需要关闭LED路灯但是周围确实有行人或车辆时，仍旧可以适用声音信息、图像信息、光信息、车辆数量信息或人员数量信息对LED路灯进行控制。
本发明各实施例的方法和***可以实现为纯粹的软件，例如用Java语言来编写的软件程序，并基于JRE8以及以上版本的Java运行环境；也可以根据需要实现为纯粹的硬件，例如专用ASIC芯片或FPGA芯片；还可以实现为结合了软件和硬件的***，例如存储有固定代码的固件***。
本发明的另一个方面是一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述指令被执行时可实施本发明各实施例的方法。
工业实用性
本发明的基于大数据的LED路灯的节能控制***及控制方法可以在照明领域制造并使用。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (13)

1.一种基于大数据的LED路灯的节能控制***，其包括，
分组模块，其配置成识别LED路灯的身份标识且分组LED路灯；
检测模块，其包括设置于所述LED路灯的用于采集声音信息的声音收集装置、用于采集图像信息的图像采集装置、用于采集光信息的光识别装置以及用于采集车辆和人员数量信息的信息提供装置；
分析模块，其连接所述检测模块，响应于所述声音信息、图像信息、光信息以及车辆和人员数量信息，分析模块生成节能运行曲线，所述节能运行曲线包含需要LED路灯照明的时间段均值以及分时间段对LED路灯亮度进行控制的曲线；
控制模块，其连接所述检测模块和分析模块，响应于所述信息以及节能运行曲线，控制模块对分组内的LED路灯进行控制。
2.权利要求1所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***，其特征在于：信息提供装置采集指定区域内的车辆数量信息和人员数量信息，所述信息提供装置与所述控制模块相连接以提供所述车辆数量信息和所述人员数量信息传送至控制模块。
3.根据权利要求1所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***，其特征在于：分组模块包括二维码识别单元。
4.根据权利要求1所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***，其特征在于：控制模块包括信息处理装置，所述信息处理装置基于所述信息和/或节能运行曲线生成控制指令，控制模块根据所述控制指令对所述LED路灯进行控制。
5.根据权利要求1所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***，其特征在于：控制模块对所述LED路灯进行开关控制和亮度控制。
6.根据权利要求1所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***，其特征在于：控制模块包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA。
7.根据权利要求1所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***，其特征在于：管理***还包括存储单元和无线通信设备，存储单元包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM，所述无线通信设备至少包括无线局域网通信设备和/或移动通信网络设备，无线局域网通信设备包括蓝牙、ZigBee和/或Wi-Fi模块，所述移动通信网络设备包括2G无线通信芯片、3G无线通信芯片、4G无线通信芯片和/或5G无线通信芯片。
8.根据权利要求1所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***，其特征在于：所述信息提供装置包括实时反馈路况的数字地图。
9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的基于大数据的LED路灯的节能控制***的控制方法，其包括以下步骤：
根据分组指令对至少一个LED路灯进行分组；
收集指定区域内的声音信息；
采集指定区域内的图像信息；
识别指定区域内的光信息；
提取指定区域内的车辆数量信息和人员数量信息；
响应于所述声音信息、图像信息、光信息以及车辆和人员数量信息，所述分析模块生成节能运行曲线，
根据所述声音信息、图像信息、光信息、车辆和人员数量信息以及所述节能运行曲线对LED路灯进行控制。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述LED路灯设置有身份标识，通过分组模块对身份标识进行读取，产生分组指令。
11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，根据声音信息生成控制指令的方式包括预设声音信息工作值，当被收集的声音信息小于声音信息工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度；根据图像信息生成控制指令的方式包括预设图像信息工作值，当被采集的图像信息小于图像信息工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度；根据光信息生成控制指令的方式包括预设光信息工作值，当被识别的光信息大于光信息工作值时，就关闭或降低LED路灯的亮度；根据车辆数量信息或人员数量信息生成控制指令的方式包括预设车辆数量信息工作值和人员数量信息工作值，当被提供的车辆数量信息或人员数量信息分别小于车辆数量信息工作值和人员数量信息工作值时，关闭或降低LED路灯的亮度。
12.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，响应于预定时间内生成的控制指令，分析模块基于所述控制指令生成节能运行曲线，节能运行曲线包括LED路灯照明的时间段均值，以及分时间段对LED路灯亮度控制的曲线。
13.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，控制模块基于节能运行曲线对LED路灯进行控制，如果按照节能运行曲线需要关闭LED路灯但指定区域存在行人或车辆时，控制模块基于声音信息、图像信息、光信息、车辆数量信息或人员数量信息对LED路灯进行控制。
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