CN207201054U - 一种路灯亮度控制*** - Google Patents

一种路灯亮度控制*** Download PDF

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陈南松
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Abstract

本实用新型涉及路灯领域，具体公开了一种路灯亮度控制***，包括集中控制器和节点控制器，所述节点控制器包括主控芯片、光感模块、调光驱动电路、人体红外检测模块、雷达测速模块和无线通信模块，所述主控芯片分别与所述光感模块、所述调光驱动电路、所述人体红外检测模块、所述雷达测速模块和所述无线通信模块连接，所述无线通信模块通过无线网络与所述集中控制器连接。本实用新型解决了现有路灯控制方式的不足造成的电力资源浪费的现有技术问题。

Description

一种路灯亮度控制***
技术领域
本实用新型涉及路灯控制领域，尤其涉及一种路灯亮度控制***。
背景技术
目前的路灯控制***，主要采用光控和时控的控制方法。光控即利用光感原件所感受外界环境的光线强度来控制路灯亮度的方法；时控，即按人为规定按季节变化定时，按规定的时间来开关控制灯所亮的时间。光控由于晚间无人流量依旧照明，造成电力资源的极大浪费，时控由于地区间日落时间不一致，需要人为调整等原因，没达到智能化控制的目标，且对电力资源是一种巨大的浪费。
随着技术的进步，有线与无线网络技术的发展，使得现代的路灯都能连接到网络中，通过计算机***登录服务器对每盏灯进行遥测，遥控。虽然实现了一定的智能化，但是还是基于上述的控制方法，无法实现合理的照明以达到节能的目的，加上大多数采用电力线载波方式传输控制方法，需要进行道路施工布线以及设备安装，更增加了路灯在安装上的难度。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种路灯亮度控制***，以解决无法实现合理照明以达到节能的目的的现有技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种路灯亮度控制***，包括集中控制器和节点控制器，所述节点控制器包括主控芯片、光感模块、调光驱动电路、人体红外检测模块、雷达测速模块和无线通信模块，所述主控芯片分别与所述光感模块、所述调光驱动电路、所述人体红外检测模块、所述雷达测速模块和所述无线通信模块连接，所述无线通信模块通过无线网络与所述集中控制器连接。
优选地，路灯亮度控制***还包括云服务器，所述云服务器与所述集中控制器通过无线网络连接。
优选地，集中控制器包括交换机、工控板、路由器、摄像头和显示器，所述交换机与所述摄像头、所述工控板和所述路由器通过双绞网线连接，所述显示器通过串口与所述工控板连接，所述路由器与所述无线通信模块通过无线连接。
优选地，节点控制器还包括GPS定位模块和报警按钮装置，所述GPS定位模块和所述报警按钮装置分别与所述主控芯片连接。
优选地，节点控制器还包括环境数据监测模块，所述环境数据监测模块与所述主控芯片连接。
优选地，环境数据监测模块包括温湿度传感器、雾霾传感器和PH测量传感器。
优选地，无线通信模块为6LoWPAN无线通信模块。
本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型通过节点控制器检测运动物体的运行情况，判断运动物体的运动轨迹，从而控制物体运动轨迹上路灯的光照强度以达到节能的效果。
2、通过节点控制器中的GPS定位模块和报警按钮装置可以实现快速定位报警地址的功能，通过节点控制器中的环境数据监测模块快速集中获取节点控制器附近的环境参数。
下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型优选实施例的一种路灯亮度控制***的结构示意图；
图2是本实用新型优选实施例的集中控制器的结构示意图；
图3是本实用新型优选实施例的节点控制器的结构示意图；
图4是本实用新型优选实施例的节点车速检测与处理的流程图；
图5是本实用新型优选实施例的节点接收命令的处理流程图；
图6是本实用新型优选实施例的主控芯片的引脚布局图。
图中各标号表示：1、云服务器；2、集中控制器；3、节点控制器；4、工控板；5、交换机；6、路由器；7、网络摄像头；8、显示器；9、主控芯片；10、无线通信模块；11、光感模块；12、人体红外感应模块；13、雷达测速模块；14、GPS定位模块；15、报警按钮装置；16、环境数据监测模块； 17、调光驱动电路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1，一种路灯亮度控制***，包括集中控制器2和节点控制器3，所述节点控制器3包括主控芯片9、光感模块11、调光驱动电路17、人体红外检测模块、雷达测速模块13和无线通信模块10，所述主控芯片9分别与所述光感模块11、所述调光驱动电路17、所述人体红外检测模块、所述雷达测速模块13和所述无线通信模块10连接，所述无线通信模块10通过无线网络与所述集中控制器2连接。参见图3，每一个节点控制器3都有可人为设定的ID编号地址码，ID地址可以通过集中控制器2发送命令进行修改，节点控制器3之间也是通过ID地址查找来进行准确的匹配从而进行数据交换。当人体红外感应模块12和\或雷达测速模块13没有监测到运动物体（车辆或人）经过时，节点控制器3通过光感模块11所采集到路灯环境周围的光照强度来控制路灯亮度作为第一亮度，此亮度一般设置为路灯亮度的50%。参见图4，当第一个节点控制器3检测到运动物体时，人体红外感应模块12将检测信息反馈至主控芯片9，主控芯片9发送亮度调节命令至调光驱动电路17，调节路灯亮度至第二亮度，即路灯亮度的100%亮度。此时雷达测速模块13测得运动物体的速度以及运动方向，根据交通要求运动物体与夜间前后方可视距离的对应关系以及路灯之间的间隔距离，计算所需调整亮度的路灯的范围，并找到对应路灯上的节点控制器3的ID地址。比如当前速度V所对应的前方可视距离为S,路灯间隔为s,则S/s得到所需要调节的路灯个数，在此本路灯ID号的基础上，计算出前方需要调光的路灯ID号，同理，使用后方可视距离除以灯杆距离，得到后方所需要调节路灯的个数，在当前路灯ID地址的基础上计算出后方需要调节路灯的ID号。当前节点控制器3的正方向上，ID号为增，反方向ID号为减，当前节点控制器3的无线通信模块10通过广播形式发送带有ID号地址码的调光数据帧命令给所需调光的节点控制器3，所需调光的节点控制器3通过无线通信模块10接收信号并通过前述方式调整路灯亮度值，从而达到以速度调节路灯亮度的目的，物体移动越快，前方调节路灯的数目越多。参见图5，对于接收到调光数据帧的节点控制器3，先根据ID地址码判断信号是否属于自己，不属于自己的信号不作处理。然后判断信号是由集中控制器2发出还是由其他节点控制器3发出。由于集中控制器2的命令等级高于节点控制器3的命令等级，所以若接收到集中控制器2的控制信号时先执行集中控制器2的控制命令，如调整亮度、读取数据、设定第一级第二级亮度以及算法参数设置等。若接收的是节点控制器3的调光信号，先根据主控芯片9内部定时器判断是否处于上次调光周期内，如仍在调光周期内则不调节亮度，这样可避免流量大时的多次重复调节，但定时器会更新调光周期，重新计算周期。若已过调光周期，则根据调光信号通过主控芯片9控制调光驱动电路17调节路灯亮度。当检测到无移动物体经过时，控制芯片按光感模块11所测环境光照亮度发送光照强度调节命令给调光驱动电路17从而调节路灯亮度。参见图6，主控芯片9选用STM32F107，光感模块11选用GY301串口光强模块。本实用新型的路灯亮度控制***所测环境光照强度调整路灯亮度，且能够按所需动态控制路灯亮度，在需要时提高亮度，不需要时降低亮度从而达到节能效果。
优选地，路灯亮度控制***还包括云服务器1，云服务器1用于收集以及存储由集中控制器2发送过来的各个节点的数据，比如节点的光照强度，环境数据信息，路灯检测到的电压电流信息，GPS定位报警信息，同时，通过云服务器1，能够对路灯节点进行远程控制操作，进行统一管理。所述云服务器1与所述集中控制器2通过无线网络连接。
优选地，所述集中控制器2包括交换机5、工控板4、路由器6、摄像头和显示器8，所述交换机5与所述摄像头、所述工控板4和所述路由器6通过双绞网线连接，所述显示器8通过串口与所述工控板4连接，所述路由器6与所述无线通信模块10通过无线连接。参见图2，路灯集中控制器2一般安装在交叉路口，或者一条道路中的核心部位的路灯顶端，工控板4是路灯集中控制器2的核心部件，是整个一组路灯控制***的核心单元，它负责转发由云服务器1发送过来的信息，同时控制网络摄像头7进行道路抓拍。并且由于动态控制算法是运行于各个节点控制器3上，所以即使集中控制器2不工作，各个节点控制器3也能正常运行。实现了集中管理，分布式控制，各个节点控制器3分别运行计算，解决了全部由集中控制器2控制路灯的工作冗余以及无线传输距离的问题。
优选地，所述节点控制器3还包括GPS定位模块14和报警按钮装置15，所述GPS定位模块14和所述报警按钮装置15分别与所述主控芯片9连接。云服务器1可以采集GPS定位模块14所提供的路灯定位信息，能找到对应的路灯位置，通过安装在路灯灯杆上的报警按钮装置15，可以为行人提供准确的报警地点信息。其中GPS定位模块14选用NEO-6M UBLOX卫星***模块。
优选地，所述节点控制器3还包括环境数据监测模块16，所述环境数据监测模块16与所述主控芯片9连接。环境数据监测模块16包括温湿度传感器、雾霾传感器和PH测量传感器。集中控制器2可以收集同一组路节点控制器3的环境数据监测模块16检测到的环境数据信息并显示在显示器8上。通过集中-分布式的方式可以集中获取各个位置的环境数据信息，在完成节能照明的同时提供了环境数据信息，不需要额外进行布线，节约了大量资源和成本。其中温湿度传感器选用HTU21D 温湿度传感器。
优选地，无线通信模块10为6LoWPAN无线通信模块10。6LoWPAN是基于IPV6的低速个人局域网（基于IEEE 802.15.4标准协议），面对IPV4地址的枯竭，在低速无线个域网中使用IPV6更合适，6LoWPAN所具有的低功率运行的潜力，使得更加符合节能的效果，且使用无线通信，能节省电力线在安装上所需的空间，节省成本。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种路灯亮度控制***，其特征在于，包括集中控制器（2）和节点控制器（3），所述节点控制器（3）包括主控芯片（9）、光感模块（11）、调光驱动电路（17）、人体红外检测模块、雷达测速模块和无线通信模块（10），所述主控芯片（9）分别与所述光感模块（11）、所述调光驱动电路（17）、所述人体红外检测模块、所述雷达测速模块和所述无线通信模块（10）连接，所述无线通信模块（10）通过无线网络与所述集中控制器（2）连接。
2.根据权利要求1所述的一种路灯亮度控制***，其特征在于，所述路灯亮度控制***还包括云服务器（1），所述云服务器（1）与所述集中控制器（2）通过无线网络连接。
3.根据权利要求2所述的一种路灯亮度控制***，其特征在于，所述集中控制器（2）包括交换机（5）、工控板（4）、路由器（6）、摄像头和显示器（8），所述交换机（5）与所述摄像头、所述工控版和所述路由器（6）通过双绞网线连接，所述显示器（8）通过串口与所述工控板（4）连接，所述路由器（6）与所述无线通信模块（10）通过无线连接。
4.根据权利要求2所述的一种路灯亮度控制***，其特征在于，所述节点控制器（3）还包括GPS定位模块（14）和报警按钮装置（15），所述GPS定位模块（14）和所述报警按钮装置（15）分别与所述主控芯片（9）连接。
5.根据权利要求2所述的一种路灯亮度控制***，其特征在于，所述节点控制器（3）还包括环境数据监测模块（16），所述环境数据监测模块（16）与所述主控芯片（9）连接。
6.根据权利要求5所述的一种路灯亮度控制***，其特征在于，所述环境数据监测模块（16）包括温湿度传感器、雾霾传感器和PH测量传感器。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种路灯亮度控制***，其特征在于，所述无线通信模块（10）为6LoWPAN无线通信模块（10）。
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