CN113099595A - 一种智慧路灯控制管理***及自动调光方法 - Google Patents

一种智慧路灯控制管理***及自动调光方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智慧路灯控制管理***及自动调光方法，包括数据处理中心和设置于不同区域的多个控制管理子***，所述控制管理子***包括智能网关和多个灯控节点，所述数据处理中心分别与每一个控制管理子***中的智能网关连接；在同一个智能控制子***中，所述智能网关和多个灯控节点通过自组网连接，所述灯控节点设置于不同的路灯处，用于通过智能网关接收来自数据处理中心的自动调光策略，并据此控制路灯进行自动调光控制，并在工作过程中对路灯信息进行采集，通过智能网关上传到数据处理中心。本发明根据路灯节点的实际情况进行照明策略制定，从而实现各个路灯节点处的精确照明控制，提高电能的利用率。

Description

一种智慧路灯控制管理***及自动调光方法
技术领域
本发明涉及智慧路灯，特别是涉及一种智慧路灯控制管理***及自动调光方法。
背景技术
智慧路灯是智慧城市的重要组成部分。它应用城市传感器、电力线载波/ZIGBEE通信技术和无线GPRS/CDMA通信技术等，将城市中的路灯串联起来，形成物联网，实现对路灯的远程集中控制与管理。
一般情况下，路灯的控制和调光策略都是相对一致的，例如白天关灯，晚上开灯；但是，在不同季节、不同区域其实天亮(日出)和天黑(日落)时间均不一样，如果用统一的标准进行调光控制，则会带来照明控制的不精确，降低电能的利用率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智慧路灯控制管理***及自动调光方法，能够根据路灯节点的实际情况进行照明策略制定，从而实现各个路灯节点处的精确照明控制，提高电能的利用率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种智慧路灯控制管理***，包括数据处理中心和设置于不同区域的多个控制管理子***，所述控制管理子***包括智能网关和多个灯控节点，所述数据处理中心分别与每一个控制管理子***中的智能网关连接；
在同一个智能控制子***中，所述智能网关和多个灯控节点通过自组网连接，所述灯控节点设置于不同的路灯处，用于通过智能网关接收来自数据处理中心的自动调光策略，并据此控制路灯进行自动调光控制，并在工作过程中对路灯信息进行采集，通过智能网关上传到数据处理中心；
所述数据处理中心，用于制定各个灯控节点的自动调光策略，通过各个智能控制子***中的智能网关下发给该智能控制子***中的灯控节点；并对各个智能控制子***中的智能网关上传的路灯信息进行接收和汇总处理，在路灯信息出现异常时进行报警。
一种智慧路灯控制管理的自动调光方法，包括以下步骤：
S1.数据处理中心根据每一个灯控节点的时区和位置信息，计算日出日落时间：
其中，日出时间t1的计算方式为：
Figure BDA0003024817560000011
日落时间t2的计算方式为：
t2＝24*(1+(T*15-m)/180)-t1；
其中，T表示时区，m表示经度，n表示纬度，经度、纬度采用角度制,东经、北纬为正,西经、南纬为负，k表示日期序列数，即调光当天在一年中的序列；
S2.数据处理中心制定每一个灯控节点的自动调光策略：
在灯控节点的日落时间t2到日出时间t1期间，将这段时间分为M时间段，为每个时间段设定相应的调光亮度；
在灯控节点的日出时间t1到日落时间t2期间，将环境亮度分为多个亮度区间，为每一个亮度区间设定相应的调光亮度；
S3.数据处理中心将自动调光策略通过各个智能控制子***中的智能网关下发给该智能控制子***中对应的灯控节点；
S4.每一个灯控节点在接收到自动调光策略后，在日落时间t2到日出时间t1期间，按照不同时间段的调光亮度对路灯进行调光控制；在日出时间t1到日落时间t2期间，根据周围环境亮度所在亮度区间，对路灯进行调光控制。
本发明的有益效果是：本发明将城市中的路灯串联起来，形成物联网，实现对路灯的远程集中控制与管理，能够有效提升公共照明管理水平，降低维护和管理成本，同时还会对路灯的异常情况进行综合监控和报警，以便于即使维护，保证路灯的正常工作，同时，根据路灯节点的实际情况进行照明策略制定，能够实现各个路灯节点处的精确照明控制，提高电能的利用率。
附图说明
图1为本发明的***原理框图；
图2为灯控节点的原理示意图；
图3为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种智慧路灯控制管理***，包括数据处理中心和设置于不同区域的多个控制管理子***，所述控制管理子***包括智能网关和多个灯控节点，所述数据处理中心分别与每一个控制管理子***中的智能网关连接；
在同一个智能控制子***中，所述智能网关和多个灯控节点通过自组网连接，所述灯控节点设置于不同的路灯处，用于通过智能网关接收来自数据处理中心的自动调光策略，并据此控制路灯进行自动调光控制，并在工作过程中对路灯信息进行采集，通过智能网关上传到数据处理中心；
所述数据处理中心，用于制定各个灯控节点的自动调光策略，通过各个智能控制子***中的智能网关下发给该智能控制子***中的灯控节点；并对各个智能控制子***中的智能网关上传的路灯信息进行接收和汇总处理，在路灯信息出现异常时进行报警。
如图2所示，在本申请的实施例中，所述灯控节点包括无线组网模块、智能灯控模块、GPS定位模块、采集路灯工作电流信息的电流采集模块、采集路灯工作电压信息的电压采集模块，以及采集路灯周围光照信息的光照强度采集模块；
所述电流采集模块、电压采集模块、光照强度采集模块和GPS定位模块的输出端均与智能灯控模块连接，所述智能灯控模块与无线组网模块连接；
各个灯控节点中的无线组网模块以智能网关通过Sub1G无线自组网协议建立自组网通讯网络；
所述智能灯控模块，用于将电流采集模块、电压采集模块和GPS定位模块采集到的信息通过自组网通讯网络定时传输到智能网关，并通过所述智能网关传输给数据处理中心，同时基于来自数据处理中心的自动调光策略，结合光照强度模块采集到块采集到的信息，对路灯进行自动调光控制。
在本申请的实施例中，所述数据处理中心包括：
通讯模块，用于与各智能网关建立通信；
账户管理模块，用于创建、登录和管理智慧路灯控制管理***的账户信息，所述账户信息包括账号信息和密码信息；
策略制定模块，用于为各个灯控节点制定自动调光策略，并通过各个智能控制子***中的智能网关下发给该智能控制子***中的灯控节点；
数据监控模块，用于各个控制管理子***的灯控节点信息进行汇总处理和综合监控，在灯控节点上传的信息超过设定的阈值范围时，判定该节点为报警节点；
显示模块，用于在存在报警节点时，显示报警提示信息和报警节点的数据；
数据库模块，用于对各个控制管理子***的灯控节点信息进行保存；
历史数据查询模块，用于供用户对数据库模块中的历史信息进行查询；
历史曲线生成模块，用于根据用户指令，为灯控器节点的信息进行曲线生成，得到各个灯控节点处路灯的电压和电流曲线，并在显示模块中进行展示。
在本申请的实施例中，所述智能网关与数据处理中心建立通讯后，每隔30秒发送向数据处理中心发送心跳数据，避免长时间不通讯带来的掉线。
如图3所示，一种智慧路灯控制管理的自动调光方法包括以下步骤：
S1.数据处理中心根据每一个灯控节点的时区和位置信息，计算日出日落时间：
其中，日出时间t1的计算方式为：
Figure BDA0003024817560000041
日落时间t2的计算方式为：
t2＝24*(1+(T*15-m)/180)-t1；
其中，T表示时区，例如，中国时区为东8区,时区＝8，m表示经度，n表示纬度，经度、纬度采用角度制,东经、北纬为正,西经、南纬为负，k表示日期序列数，即调光当天在一年中的序列；例如如2月11日是一年的第42天，2月12日的日期序列数就为42。
S2.数据处理中心制定每一个灯控节点的自动调光策略：
在灯控节点的日落时间t2到日出时间t1期间，将这段时间分为M时间段，为每个时间段设定相应的调光亮度；
在灯控节点的日出时间t1到日落时间t2期间，将环境亮度分为多个亮度区间，为每一个亮度区间设定相应的调光亮度；
S3.数据处理中心将自动调光策略通过各个智能控制子***中的智能网关下发给该智能控制子***中对应的灯控节点；
S4.每一个灯控节点在接收到自动调光策略后，在日落时间t2到日出时间t1期间，按照不同时间段的调光亮度对路灯进行调光控制；在日出时间t1到日落时间t2期间，根据周围环境亮度所在亮度区间，对路灯进行调光控制。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种智慧路灯控制管理***，其特征在于：包括数据处理中心和设置于不同区域的多个控制管理子***，所述控制管理子***包括智能网关和多个灯控节点，所述数据处理中心分别与每一个控制管理子***中的智能网关连接；
在同一个智能控制子***中，所述智能网关和多个灯控节点通过自组网连接，所述灯控节点设置于不同的路灯处，用于通过智能网关接收来自数据处理中心的自动调光策略，并据此控制路灯进行自动调光控制，并在工作过程中对路灯信息进行采集，通过智能网关上传到数据处理中心；
所述数据处理中心，用于制定各个灯控节点的自动调光策略，通过各个智能控制子***中的智能网关下发给该智能控制子***中的灯控节点；并对各个智能控制子***中的智能网关上传的路灯信息进行接收和汇总处理，在路灯信息出现异常时进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种智慧路灯控制管理***，其特征在于：所述灯控节点包括无线组网模块、智能灯控模块、GPS定位模块、采集路灯工作电流信息的电流采集模块、采集路灯工作电压信息的电压采集模块，以及采集路灯周围光照信息的光照强度采集模块；
所述电流采集模块、电压采集模块、光照强度采集模块和GPS定位模块的输出端均与智能灯控模块连接，所述智能灯控模块与无线组网模块连接；
各个灯控节点中的无线组网模块以智能网关通过Sub1G无线自组网协议建立自组网通讯网络；
所述智能灯控模块，用于将电流采集模块、电压采集模块和GPS定位模块采集到的信息通过自组网通讯网络定时传输到智能网关，并通过所述智能网关传输给数据处理中心，同时基于来自数据处理中心的自动调光策略，结合光照强度模块采集到块采集到的信息，对路灯进行自动调光控制。
3.根据权利要求1所述的一种智慧路灯控制管理***，其特征在于：所述数据处理中心包括：
通讯模块，用于与各智能网关建立通信；
账户管理模块，用于创建、登录和管理智慧路灯控制管理***的账户信息，所述账户信息包括账号信息和密码信息；
策略制定模块，用于为各个灯控节点制定自动调光策略，并通过各个智能控制子***中的智能网关下发给该智能控制子***中的灯控节点；
数据监控模块，用于各个控制管理子***的灯控节点信息进行汇总处理和综合监控，在灯控节点上传的信息超过设定的阈值范围时，判定该节点为报警节点；
显示模块，用于在存在报警节点时，显示报警提示信息和报警节点的数据；
数据库模块，用于对各个控制管理子***的灯控节点信息进行保存；
历史数据查询模块，用于供用户对数据库模块中的历史信息进行查询；
历史曲线生成模块，用于根据用户指令，为灯控器节点的信息进行曲线生成，得到各个灯控节点处路灯的电压和电流曲线，并在显示模块中进行展示。
4.根据权利要求1所述的一种智慧路灯控制管理***，其特征在于：所述智能网关与数据处理中心建立通讯后，每隔30秒发送向数据处理中心发送心跳数据，避免长时间不通讯带来的掉线。
5.一种智慧路灯控制管理的自动调光方法，基于权利要求1～4中任意一项所述的***，其特征在于：包括以下步骤：
S1.数据处理中心根据每一个灯控节点的时区和位置信息，计算日出日落时间：
其中，日出时间t1的计算方式为：
Figure FDA0003024817550000021
日落时间t2的计算方式为：
t2＝24*(1+(T*15-m)/180)-t1；
其中，T表示时区，m表示经度，n表示纬度，经度、纬度采用角度制,东经、北纬为正,西经、南纬为负，k表示日期序列数，即调光当天在一年中的序列；
S2.数据处理中心制定每一个灯控节点的自动调光策略：
在灯控节点的日落时间t2到日出时间t1期间，将这段时间分为M时间段，为每个时间段设定相应的调光亮度；
在灯控节点的日出时间t1到日落时间t2期间，将环境亮度分为多个亮度区间，为每一个亮度区间设定相应的调光亮度；
S3.数据处理中心将自动调光策略通过各个智能控制子***中的智能网关下发给该智能控制子***中对应的灯控节点；
S4.每一个灯控节点在接收到自动调光策略后，在日落时间t2到日出时间t1期间，按照不同时间段的调光亮度对路灯进行调光控制；在日出时间t1到日落时间t2期间，根据周围环境亮度所在亮度区间，对路灯进行调光控制。
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