CN209911810U - 基于nbiot的景观灯智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开基于NBIOT的景观灯智能控制装置，包括灯组模块、OneNet平台和移动终端，灯组模块包括n组灯组，每组灯组包括MCU模块、电源模块、灯带、灯带控制器、Density传感器和NBIOT通信模块。本实用新型通过Density传感器模块来感知使用场景下人流量的变化，对景观灯灯组的点亮模式进行自动调整；自动调整景观灯灯组的点亮模式，可以有效地提升景观灯灯组的使用质量；实现对景观灯灯组精准化控制，可以有效地减少景观灯灯组的能耗，降低景观灯灯组LED点亮的频率，减少景观灯灯组LED点亮的时长，延长景观灯灯组的使用年限，降低景观灯的运维成本。

Description

基于NBIOT的景观灯智能控制装置

技术领域

本实用新型涉及景观灯控制技术领域，具体涉及基于NBIOT的景观灯智能控制装置。

背景技术

随着经济生活的提升，景观灯在我们的社会生产中使用的越来越多。现有的景观灯灯组需要以人工方式半自动控制景观灯的造型、光色与场景相适应。景观灯需要人为的控制电源和点亮模式，由于使用规模和使用需求的不同，需要操作人员仔细使用操作手册，操作时间长，控制步骤繁琐，难以实现精准化控制。此外，在仅有的几种景观灯灯组点亮模式中难以实现自由切换，不能物尽其用。由于城市的夜晚进入后半夜后，人们已经开始休息，街上人流量开始减少，有些地段在特殊时段根本不需要过多的路灯照明，导致能源浪费，增加了不必要的成本。

申请号为CN201820426325.X 的中国专利公开了一种LED景观灯控制***，包括：至少一盏LED景观灯和用于调节LED景观灯的控制终端；其中所述控制终端包括：其中所述控制终端包括：控制模块、与控制模块相连的视频采集单元；所述视频采集单元适于采集LED景观灯的显示效果，并获得灯光参数反馈值；所述控制模块适于将灯光参数反馈值与灯光预设值对比，以补偿调节LED景观灯。本实用新型的LED景观灯控制***根据灯光参数反馈值调节LED景观灯，使其显示效果更符合灯光预设值，提高了灯光显示效果与预览效果的匹配度，保证了灯光、环境和景点之间的匹配，满足了游客的视觉需求。该专利根据灯光参数反馈值调节LED景观灯，提高了灯光显示效果与预览效果的匹配度，存在的不足便是景观灯一直亮着，无法根据人流量的变化来调整景观灯灯组的点亮模式，一直保持强点亮模式造成了电能的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供了基于NBIOT的景观灯智能控制装置，管理人员可以通过移动终端对景观灯灯组的点亮模式进行快速调整，在营造良好灯光氛围，有效地提升景观灯灯组的使用质量。同时，可以对景观灯灯组实现精准化控制，有效地减少景观灯灯组的能耗，降低景观灯灯组LED点亮的频率，减少景观灯灯组LED点亮的时长，延长景观灯灯组的使用年限，对企事业单位减少景观灯的运维成本具备重要意义。

为实现上述目的，本实用新型通过以下方案实现：基于NBIOT的景观灯智能控制装置，包括灯组模块、OneNet平台和移动终端，灯组模块包括n组灯组，每组灯组包括MCU模块、电源模块、灯带、灯带控制器、Density传感器和NBIOT通信模块，所述MCU模块分别与电源模块、灯带控制器、Density传感器以及NBIOT通信模块电连接，所述灯带控制器与所述灯带电连接；

Density传感器用于获取场景内的人流量变化信息；

NBIOT通信模块通过OneNet平台与所述移动终端电连接，用于获取移动终端发送的模式调节信息。

优选的，所述MCU模块、灯带控制器采用STM32F103CBT6单片机。

优选的，所述NBIOT通信模块采用M5310模块，M5310模块通过串口与所述MCU模块电连接。

优选的，所述电源模块包括降压电路、电源转换电路和电源控制电路，所述降压电路采用XL4016芯片，用于输出5V电压；

电源转换电路采用Im1117-3.3芯片，将5V电压转换为3.3V电压，用于给所述MCU模块供电；

电源控制电路采用MIC29302稳压IC，将5V电压转化为3.8V，用于给所述NBIOT通信模块供电。

优选的，所述Density传感器包括ATK-HC05蓝牙模块，ATK-HC05蓝牙模块与MCU模块连接。

本实用新型的有益效果为：1、通过Density传感器模块来感知使用场景下人流量的变化，对景观灯灯组的点亮模式进行自动调整；

2、自动调整景观灯灯组的点亮模式，可以有效地提升景观灯灯组的使用质量；

3、实现对景观灯灯组精准化控制，可以有效地减少景观灯灯组的能耗，降低景观灯灯组LED点亮的频率，减少景观灯灯组LED点亮的时长，延长景观灯灯组的使用年限，降低景观灯的运维成本；

4、将NB-IoT技术应用于景观灯控制，实现远程分布式远程控制，通信容量大，不会担心景观灯过多过于密集导致个体无法通讯的情况。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为一种基于NBIOT的景观灯智能控制装置原理图；

图2为灯组模块结构图；

图3为MCU模块电路图；

图4为NBIOT通信模块电路图；

图5为Density传感器电路图；

图6为LED模块电路图

图7为降压电路图；

图8为电源转换电路图；

图9为电源控制电路图；

图10为SIM卡接口电路图。

具体实施方式

如图1所示，基于NBIOT的景观灯智能控制装置，其特征在于：包括灯组模块、OneNet平台和移动终端，灯组模块包括n组灯组，每组灯组包括MCU模块、电源模块、灯带、灯带控制器、Density传感器和NBIOT通信模块，所述MCU模块分别与电源模块、灯带控制器、Density传感器以及NBIOT通信模块电连接，所述灯带控制器与所述灯带电连接；

Density传感器用于获取场景内的人流量变化信息；

NBIOT通信模块通过OneNet平台与所述移动终端电连接，用于获取移动终端发送的模式调节信息。

所述MCU模块、灯带控制器采用STM32F103CBT6单片机。

所述NBIOT通信模块采用M5310模块，M5310模块通过串口与所述MCU模块电连接。如图4所示，M5310模块的M5310_TXD、M5310_RXD、M5310_SWDIO、M5310_SWCLK、M5310_D_RXD、M5310_D_TXD引脚与STM32F103CBT6单片机的RX1、TX1、PA13、PA14、RX2、TX2、TX3、RX3引脚连接。

所述电源模块包括降压电路、电源转换电路和电源控制电路，所述降压电路采用XL4016芯片，用于输出5V电压，如图7所示；

电源转换电路采用Im1117-3.3芯片，将5V电压转换为3.3V电压，用于给所述MCU模块供电，如图8所示；

电源控制电路采用MIC29302稳压IC，将5V电压转化为3.8V，用于给所述NBIOT通信模块供电，如图9所示。

所述Density传感器包括ATK-HC05蓝牙模块，ATK-HC05蓝牙模块与MCU模块连接。ATK-HC05蓝牙模块的LED、 KEY、 RXD、TXD引脚与STM32F103CBT6单片机LED_ATK、KEY_ATK、TX2、RX2引脚连接。

如图10为SIM卡接口电路，SIM卡I/O、VCC、RST、CLK通过上拉电阻与M5310的SIM _DATE、SIM _VDD、SIM _RST、SIM _CLK引脚连接。

实施例2

Density传感器采用成本更低的红外线检测运动物体，而不是像摄像机那样通过图像获得信息，采集数据的同时能不侵犯隐私。

Density传感器搜集到的数据，被Density应用程序编程接口（API）整理，使开发人员能够集成进应用软件中。本实施例中，只要景观灯管理部门授权给Density，Density就可以创建一个使用地理位置信息数据的应用程序，通过在移动终端如手机中安装应用程序，可以实时访问查看当前人流量变化曲线和历史人流量变化曲线。

OneNET是由***打造的PaaS物联网开放平台。平台能够帮助开发者轻松实现设备接入与设备连接，本实施例中用于建立灯组模块和移动终端之间的通信。

实施例3：

本装置的工作原理：

移动终端可以采用自动和手动模式通过OneNet平台发送控制命令至灯组的NBIOT通信模块，MCU模块获取NBIOT通信模块的控制命令来调节LED灯带的点亮模式和点亮频率，以实现移动终端对景观灯灯组的精准化控制；移动终端发出请求，通过OneNET平台向NB-IoT终端设备发送控制命令，设备响应命令；

Density传感器对场景人流量信息进行监测，将监测信息通过NBIOT通信模块发送至OneNet平台，平台推送给服务器，可以建立场景人流量数据库；

移动终端通过访问场景人流量数据库生成人流量变化曲线，管理人员通过设置人流量阈值，***根据比对人流量变化平均值与阈值进行比较，适时自动调整景观灯灯组的状态；

***采用一定时间间隔对人流量变化进行监测，统计人流量变化平均值，对人流量进行预测分析，适时调整景观灯模式，避免过调节造成***高负荷对设备产生不可逆的损毁。

灯带控制器设置强点亮模式和弱点亮模式，其中，强点亮模式是高频变化的景观灯展示，弱点亮模式是低频变化的景观灯展示；

此外，弱点亮模式中的点亮方式避免全点亮的状态，采取间隔点亮变化的变化，并且在一定可行的状态下降低LED的供电电压以减弱LED的亮度。

本实施例中涉及的灯带的亮度调节的方法可以采用专利文献，申请号CN201820593793.6所公开的一种园林用节能景观灯中所公开的方法实现，该专利文献中通过第一控制电路和第二控制电路对第一照明模组和第二照明模组进行控制，实现景观的梯度照明。通过控制电路对照明灯组控制的方法实现，将专利文献中的根据光线传感器和热释红外传感器分别实现照明亮度调节，本实施例将该专利文献中的光线传感器和热释红外传感器替换为Density传感器，通过Density传感器检测到的人流量与预设的人流量比较，再通过该文献的控制电路来实现强点亮模式和弱电亮模式。

管理人员通过移动终端可以查看当前人流量变化曲线和历史人流量变化曲线，还可以查看***通过对历史数据的分析的预测曲线。

实施例4：

本专利将NB-IoT技术应用于景观灯控制，1）不再需要人工巡查，数据全部自动传输到平台上，节省了大量人力资源；

2）NB-IoT能容纳通讯基站用户容量是GPRS的10倍，可满足景观灯数量庞大的需求；

3）NB-IoT拥有超低功耗，正常通信和待机电流是mA和uA级别，模块待机时间可长达十年，极大程度的简化了景观灯监测在后期的维护；

4）采用NB-IoT无线网络，实现远程分布式远程控制，通信容量大，不会担心景观灯过多过于密集导致个体无法通讯的情况。

Claims (5)

1.基于NBIOT的景观灯智能控制装置，其特征在于：包括灯组模块、OneNet平台和移动终端，灯组模块包括n组灯组，每组灯组包括MCU模块、电源模块、灯带、灯带控制器、Density传感器和NBIOT通信模块，所述MCU模块分别与电源模块、灯带控制器、Density传感器以及NBIOT通信模块电连接，所述灯带控制器与所述灯带电连接；

Density传感器用于获取场景内的人流量变化信息；

NBIOT通信模块通过OneNet平台与所述移动终端电连接，用于获取移动终端发送的模式调节信息。

2.根据权利要求1所述的基于NBIOT的景观灯智能控制装置，其特征在于：所述MCU模块、灯带控制器采用STM32F103CBT6单片机。

3.根据权利要求1所述的基于NBIOT的景观灯智能控制装置，其特征在于：所述NBIOT通信模块采用M5310模块，M5310模块通过串口与所述MCU模块电连接。

4.根据权利要求1所述的基于NBIOT的景观灯智能控制装置，其特征在于：所述电源模块包括降压电路、电源转换电路和电源控制电路，所述降压电路采用XL4016芯片，用于输出5V电压；

电源转换电路采用Im1117-3.3芯片，将5V电压转换为3.3V电压，用于给所述MCU模块供电；

电源控制电路采用MIC29302稳压IC，将5V电压转化为3.8V，用于给所述NBIOT通信模块供电。

5.根据权利要求1所述的基于NBIOT的景观灯智能控制装置，其特征在于：所述Density传感器包括ATK-HC05蓝牙模块，ATK-HC05蓝牙模块与MCU模块连接。

Images