一種路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)及智能路燈的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)，包括：控制中心、路燈子站系統(tǒng)以及路燈終端；路燈終端包括測(cè)試儀，光照傳感器以及智能處理器；路燈終端配置有無(wú)線通信模塊，路燈子站系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器以及GPRS模塊；控制中心包括控制計(jì)算機(jī)和無(wú)線通信設(shè)備，無(wú)線通信設(shè)備包括與路燈子站系統(tǒng)連接的GPRS模塊。本實(shí)用新型利用雷達(dá)測(cè)速儀和紅外測(cè)距裝置來(lái)檢測(cè)車輛速度和位置，并以此為依據(jù)來(lái)控制車輛前方路燈工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，使得車輛行駛前方的路燈逐盞變亮，而車輛行駛過(guò)后，路燈隨之轉(zhuǎn)到較暗的工作狀態(tài)，這樣既能保證行車安全，又達(dá)到了節(jié)能的目的。
【專利說(shuō)明】
一種路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)及智能路燈
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及智能控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)及智能路燈。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，隨之快速發(fā)展的還有城市路燈照明系統(tǒng)的規(guī)模。這就造成了照明費(fèi)用支出在政府財(cái)政支出中所占的比例也逐年增加。有研究表明，合理而有效的道路照明能夠減少大約的交通事故率。隨著《節(jié)能法》的頒布，節(jié)能減排已經(jīng)被我國(guó)列為可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一。如何能夠在保證照明的前提下，通過(guò)對(duì)照明系統(tǒng)的改進(jìn)來(lái)達(dá)到能源節(jié)約的目的，已經(jīng)越來(lái)越受到全世界的關(guān)注。因此設(shè)計(jì)出一種自動(dòng)化程度高、運(yùn)行可靠、使用而維護(hù)方便、高效節(jié)能的照明控制系統(tǒng)顯得尤為重要。
[0003]目前，我國(guó)城市路燈大多都采用“全夜燈恒照度”的照明方式，控制方式也比較簡(jiǎn)單，一般采用光控與時(shí)控相結(jié)合的控制方式，該控制方式只能進(jìn)行統(tǒng)一的集中控制?，F(xiàn)有路燈控制方式主要存在著以下兩方面的問(wèn)題:第一，系統(tǒng)不能自動(dòng)監(jiān)控路燈的運(yùn)行狀態(tài)，其管理維護(hù)只能采用人工巡邏的方式，隨著路燈系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，這種巡邏方式無(wú)疑會(huì)浪費(fèi)越來(lái)越多的人力、物力，而且存在著嚴(yán)重的滯后性;第二，目前所采用的“全夜燈，恒照度”的照明方式雖然能夠滿足夜間照明的需求，但也造成了資源的浪費(fèi)。后半夜居民大都在休息，路上的車輛和行人非常的少，而此時(shí)所有的路燈仍處于正常的工作狀態(tài)，對(duì)電能造成了很大的浪費(fèi)。
[0004]據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)路燈照明投資的總額逐年快速增長(zhǎng)，僅在電能消耗方面就已經(jīng)超過(guò)一千億元。雖然我國(guó)各種能源比較豐富，電力行業(yè)有了很大發(fā)展，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比我國(guó)的能源利用率及人均用電均低于世界平均水平。面對(duì)能源的日益置乏，節(jié)能減排日益受到國(guó)際重視，設(shè)計(jì)一套完善的路燈照明管理體系及智能控制方式顯得尤為重要。照明系統(tǒng)節(jié)能的重點(diǎn)應(yīng)該放在后半夜車流量較少的時(shí)間段，通過(guò)智能控制合理調(diào)節(jié)路燈的照明狀態(tài)，把這部分的電能節(jié)省下來(lái)，將是一筆很大的財(cái)富。
[0005]西方發(fā)達(dá)國(guó)家很早就開始重視照明工程中能源浪費(fèi)的問(wèn)題，也提出并嘗試許多方法來(lái)解決這一問(wèn)題。最近，國(guó)際上提出了一種“在保證照明效果下點(diǎn)著燈節(jié)電”的節(jié)能新思想，這才是科學(xué)合理的節(jié)能理念，任何道路照明節(jié)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都應(yīng)該遵循這一重要思想；歐洲國(guó)家在道路照明方面采取了一系列的措施，如:在光源上，提倡釆用節(jié)能光源代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源;在照明器件上，對(duì)鎮(zhèn)流器和燈具都提出了更高的要求，對(duì)于不滿足要求的產(chǎn)品強(qiáng)行使其退出市場(chǎng)。日本在節(jié)能方面建立了新的能效標(biāo)準(zhǔn)，并修改了節(jié)能法。日本鼓勵(lì)制造商對(duì)燈具進(jìn)彳丁改進(jìn)，提尚節(jié)能效率，并規(guī)定在一定時(shí)間內(nèi)制造商需要將燈具的能源效率提尚到一定的目標(biāo)值，把不能滿足要求的生產(chǎn)廠家名字公布于眾。國(guó)外在節(jié)能照明方面主要做了以下幾方面的工作:
[0006]1.推廣綠色能源，在能源材料和使用規(guī)范上出臺(tái)了一系列標(biāo)準(zhǔn)，提高全民的節(jié)能意識(shí);2.提高照明器件的性能，通過(guò)改進(jìn)來(lái)提高照明燈具的功率因數(shù);3.實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)民眾自覺節(jié)能、節(jié)電。
[0007]國(guó)內(nèi)對(duì)照明節(jié)能問(wèn)題的重視比較晚，但是其發(fā)展速度很快。“中國(guó)綠色照明”對(duì)我國(guó)的照明節(jié)能研究提出了新的要求，要求在保證合理有效照明的情況下，通過(guò)采用節(jié)能光源，研發(fā)新的控制方法，達(dá)到照明節(jié)能的目標(biāo)。目前我國(guó)大多數(shù)城市路燈采用的照明節(jié)能途徑，主要有以下三種:
[0008]1.路燈智能控制器
[0009]目前國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)的路燈智能控制器主要是全自動(dòng)經(jīng)瑋度路燈控制器，該控制器采用液晶屏幕顯示，小巧精致，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，能夠根據(jù)使用地經(jīng)瑋度和當(dāng)前日期自動(dòng)計(jì)算出該地日出、日落時(shí)間來(lái)控制路燈開關(guān)，不需人工調(diào)節(jié)。該控制器有種控制方式:全夜燈、半夜燈(半夜關(guān)閉路燈、兩段燈(半夜關(guān)閉路燈，早晨啟路燈)，并滿足手動(dòng)節(jié)日全夜燈功能。主要應(yīng)用在市政單位路燈照明控制、大型亮化的工程、大型油田的照明控制、公司單位的照明控制。
[0010]這種智能控制器存在了一定的缺陷，系統(tǒng)只能按照日出、曰落時(shí)間的計(jì)算結(jié)果來(lái)開啟或者關(guān)閉路燈，當(dāng)遇到一些陰天、下雨等惡劣天氣需要開啟路燈開時(shí)，控制器不能滿足正常的照明需要。“全夜燈，恒照度”的照明方式雖然滿足了照明的需要，但是造成了很大的浪費(fèi)，半夜燈及兩段燈雖然可以節(jié)約電能，但是同時(shí)也是夜間行車的危險(xiǎn)性提高了，以降低安全性為代價(jià)的路燈節(jié)能方式是不可取的。
[0011]2.采用節(jié)能型光源
[0012]近年來(lái)我國(guó)在新型節(jié)能光源研發(fā)方面有了很大的發(fā)展，新型節(jié)能光源己經(jīng)幵始逐步替代原有的傳統(tǒng)光源。新型節(jié)能光源的優(yōu)點(diǎn)是在要求同樣照度的情況下，新型節(jié)能光源能夠降低燈具的電能損耗，另外節(jié)能光源的使用壽命一般要比傳統(tǒng)光源長(zhǎng)很多，這就在燈具的投資上節(jié)約了成本[5]。
[0013]LED作為新型節(jié)能燈已開始進(jìn)入我們的視野。傳統(tǒng)光源存在嚴(yán)重的光損耗及二次取光問(wèn)題，必須依靠光發(fā)射來(lái)解決，而新型LED釆用了點(diǎn)光源的形式，從根本上有效解了這個(gè)題。并且其對(duì)發(fā)射光的均勾度是可以控制的；色溫可選，能夠有效的提高照明效率，并達(dá)到節(jié)約成本的效果。發(fā)光效率高，節(jié)省電能可達(dá)70%，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)使得LED路燈的使用將很快超越尚壓納燈。
[0014]3.各種節(jié)能控制方法的研究
[0015]我國(guó)現(xiàn)有的節(jié)能設(shè)備雖然在一定程度上能夠達(dá)到節(jié)能的效果，但卻不能很好的滿足人們對(duì)節(jié)能品質(zhì)的要求，主要有以下幾方面:(I)采用自藕變壓器及磁飽和電壓器的降壓技術(shù)。其缺點(diǎn)是反映速度比較慢，而且由于其電壓會(huì)隨著用電時(shí)段和用電量的不同而出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，這就會(huì)造成燈光的頻閃，以致不能自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度。(2)采用電子元器件構(gòu)成的可控娃設(shè)備。該設(shè)備采用相控技術(shù)，缺點(diǎn)是元件容易發(fā)熱燒壞，照明質(zhì)量不能得到保證，國(guó)家已經(jīng)禁止使用這種可控硅產(chǎn)品。(3)新型LED路燈的調(diào)光技術(shù)，LED本身是二極管，可以實(shí)現(xiàn)快速開關(guān)，因此對(duì)于光源來(lái)說(shuō)，調(diào)光比其他節(jié)能燈更容易實(shí)現(xiàn)，所以目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了LED調(diào)光電源，可以對(duì)LED路燈進(jìn)行調(diào)光，使路燈在深夜降低亮度從而既滿足照明又能達(dá)到節(jié)能的目的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0016]本實(shí)用新型的目的是提供一種路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)。
[0017]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中提供了一種路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)，包括:控制中心、路燈子站系統(tǒng)以及路燈終端；
[0018]路燈終端包括用于測(cè)算車輛與路燈間距的測(cè)試儀，檢測(cè)光照強(qiáng)度的光照傳感器以及接收測(cè)試儀和光照傳感器信號(hào)的智能處理器;路燈終端配置有用于連接同一路燈子站系統(tǒng)內(nèi)所有路燈終端的無(wú)線通信模塊，該無(wú)線通信模塊還用于將接收到的信號(hào)發(fā)送至路燈子站系統(tǒng)；
[0019]路燈子站系統(tǒng)包括用于與系統(tǒng)內(nèi)所有路燈終端通信連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器以及通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與控制中心通信連接的GPRS模塊；
[0020]控制中心包括控制計(jì)算機(jī)和無(wú)線通信設(shè)備，無(wú)線通信設(shè)備包括與路燈子站系統(tǒng)連接的GPRS模塊。
[0021 ]優(yōu)選的，測(cè)試儀包括紅外線測(cè)距裝置和雷達(dá)測(cè)速儀。
[0022]優(yōu)選的，路燈終端還包括用于檢測(cè)路燈電流電壓的電壓檢測(cè)傳感器和電流檢測(cè)傳感器。
[0023]優(yōu)選的，智能處理器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制路燈。
[0024]優(yōu)選的，光照傳感器通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換信號(hào)后與智能處理器連接。
[0025]優(yōu)選的，無(wú)線通信模塊為FR)完整功能設(shè)備。
[0026]優(yōu)選的，路燈終端還包括計(jì)時(shí)模塊。
[0027]優(yōu)選的，控制中心連接有多個(gè)路燈子站系統(tǒng)，路燈子站系統(tǒng)連接多個(gè)路燈終端。
[0028]本實(shí)用新型基于上述路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)，提供了一種智能路燈，包括路燈和路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)，路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)包括:控制中心、路燈子站系統(tǒng)以及路燈終端；
[0029]路燈終端包括用于測(cè)算車輛與路燈間距的測(cè)試儀，檢測(cè)光照強(qiáng)度的光照傳感器以及接收測(cè)試儀和光照傳感器信號(hào)的智能處理器;路燈終端配置有用于連接同一路燈子站系統(tǒng)內(nèi)所有路燈終端的無(wú)線通信模塊，該無(wú)線通信模塊還用于將接收到的信號(hào)發(fā)送至路燈子站系統(tǒng)；
[0030]路燈子站系統(tǒng)包括用于與系統(tǒng)內(nèi)所有路燈終端通信連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器以及通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與控制中心通信連接的GPRS模塊；
[0031]控制中心包括控制計(jì)算機(jī)和無(wú)線通信設(shè)備，無(wú)線通信設(shè)備包括與路燈子站系統(tǒng)連接的GPRS模塊。
[0032]綜上所述，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0033]本實(shí)用新型利用雷達(dá)測(cè)速儀和紅外測(cè)距裝置來(lái)檢測(cè)車輛速度和位置，并以此為依據(jù)來(lái)控制車輛前方路燈工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，使得車輛行駛前方的路燈逐盞變亮，而車輛行駛過(guò)后，路燈隨之轉(zhuǎn)到較暗的工作狀態(tài)，這樣既能保證行車安全，又達(dá)到了節(jié)能的目的。
[0034]此外，本實(shí)用新型在通信方面，利用了ZigBee和GPRS相結(jié)合的通訊方式，短距離通信ZigBee技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)子站內(nèi)部的通信，ZigBee子站與控制中心釆用GPRS通信;使得局域網(wǎng)內(nèi)具有良好穩(wěn)定的通信效果，整體費(fèi)用較低。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)連接框架示意圖；
[0036]圖2為路燈終端的控制流程圖；
[0037]圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中終端分布圖；
[0038]圖4為本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例中雷達(dá)測(cè)速儀安裝分布情況示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]本實(shí)用新型提供了一種路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)，包括控制中心、路燈子站系統(tǒng)以及路燈終端。路燈終端包括用于測(cè)算車輛與路燈間距的測(cè)試儀，測(cè)試儀包括紅外線測(cè)距裝置和雷達(dá)測(cè)速儀;檢測(cè)光照強(qiáng)度的光照傳感器以及接收測(cè)試儀和光照傳感器信號(hào)的智能處理器，智能處理器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制路燈;光照傳感器通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換信號(hào)后與智能處理器連接。路燈終端還包括用于檢測(cè)路燈電流電壓的電壓檢測(cè)傳感器和電流檢測(cè)傳感器。路燈終端配置有用于連接同一路燈子站系統(tǒng)內(nèi)所有路燈終端的無(wú)線通信模塊，該無(wú)線通信模塊還用于將接收到的信號(hào)發(fā)送至路燈子站系統(tǒng);無(wú)線通信模塊為FFD完整功能設(shè)備。
[0040]路燈終端還包括計(jì)時(shí)模塊，可以用于生成時(shí)鐘信號(hào)。控制中心連接有多個(gè)路燈子站系統(tǒng)，路燈子站系統(tǒng)連接多個(gè)路燈終端。
[0041]路燈子站系統(tǒng)包括用于與系統(tǒng)內(nèi)所有路燈終端通信連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器以及通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與控制中心通信連接的GPRS模塊?？刂浦行陌刂朴?jì)算機(jī)和無(wú)線通信設(shè)備，無(wú)線通信設(shè)備包括與路燈子站系統(tǒng)連接的GPRS模塊。
[0042]本實(shí)用新型的工作原理和過(guò)程如下:
[0043]ZigBee設(shè)備類型有兩種:全功能設(shè)備FFD(Full Funct1n Device)和精簡(jiǎn)功能設(shè)備RFD(Reduced Funct1n Deveice) JFD具備全功能協(xié)議桟及充足的系統(tǒng)資源，可以容納子網(wǎng)中所有節(jié)點(diǎn)的設(shè)備信息。FFD既可以作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的組織修復(fù)功能，又能夠作為路由實(shí)現(xiàn)路由組織功能。RFD只能接收信號(hào)，并執(zhí)行相應(yīng)的控制命令，構(gòu)成最簡(jiǎn)單的ZigBee終端設(shè)備，可以自動(dòng)尋找路由，根據(jù)需要傳送數(shù)據(jù)或進(jìn)入休眠狀態(tài)。由于功能上的區(qū)另IJ，精簡(jiǎn)功能設(shè)備RFD只能FFD與通信，而各個(gè)RFD之間無(wú)法進(jìn)行直接通信。
[0044]如圖1所示，本實(shí)用新型的無(wú)線通訊釆用三級(jí)通信控制模式:控制中心、路燈子站系統(tǒng)和路燈終端?？刂浦行呢?fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)所有的路燈子站系統(tǒng)的管理和運(yùn)行，向每個(gè)路燈子站發(fā)送控制指令，并接收來(lái)自子站的數(shù)據(jù)信息。每個(gè)子站系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理該子站范圍內(nèi)的路燈終端，向路燈終端發(fā)送控制命令，并釆集各路燈終端的電流、電壓參數(shù)對(duì)路燈的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。每個(gè)路燈終端節(jié)點(diǎn)由電力變壓器和一個(gè)控制箱組成，負(fù)責(zé)接收子站網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器及相關(guān)路由的控制命令，控制其所在路燈的工作情況。
[0045]系統(tǒng)的控制中心可以設(shè)在城市路燈管理部門，由主控計(jì)算機(jī)、IXD顯示器、無(wú)線通信設(shè)備構(gòu)成，其中主控計(jì)算機(jī)的主要作用是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，控制中心的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈系統(tǒng)的遙控、遙測(cè)功能。每個(gè)路燈終端節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)智能處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)電流、電壓參數(shù)的釆集、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線收發(fā)功能，這些終端節(jié)點(diǎn)的功能是執(zhí)行來(lái)自控制中心和其他路由器的指令，路燈終端節(jié)點(diǎn)的智能處理器能夠?qū)崟r(shí)在線的檢測(cè)各種參數(shù)，并執(zhí)行上層網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的控制命令?？刂浦行呐c各子站之間通過(guò)GPRS進(jìn)行通信，子站內(nèi)的通信則通過(guò)ZigBee模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，以節(jié)約成本，本路燈終端系統(tǒng)采用網(wǎng)狀網(wǎng)的連接方式，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0046]每一個(gè)路燈子站包含一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、若干個(gè)路由節(jié)點(diǎn)CRU及若干個(gè)FFD節(jié)點(diǎn)，每個(gè)路燈節(jié)點(diǎn)的處理器ZigBee和設(shè)備即CPU。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)，并負(fù)責(zé)各個(gè)子站與控制中心的通信，控制子網(wǎng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)電源開關(guān)狀態(tài)。在實(shí)際的路燈照明系統(tǒng)中，選擇在道路的十字路口建立一個(gè)ZigBee子站，每個(gè)子站控制以十字路口為中心的四條道路上的路燈，并負(fù)責(zé)與控制中心進(jìn)行通信。子站協(xié)調(diào)器將該子站區(qū)域內(nèi)的路燈情況，如是否有故障路燈，故障路燈的具體位置等信息直接傳送給控制中心的GPRS接收器，這樣在控制中心的上就可以看到故障路燈的詳細(xì)信息，方便管理維護(hù)。
[0047]本系統(tǒng)中由于要求每一個(gè)路燈節(jié)點(diǎn)既能夠接受來(lái)自其他節(jié)點(diǎn)的信息，又要能夠發(fā)送信息給其他的路燈節(jié)點(diǎn)，因此系統(tǒng)應(yīng)選用全功能的FFD設(shè)備，以滿足系統(tǒng)的通信需求。
[0048]ZigBee通過(guò)無(wú)線通信組成星狀、樹狀或者網(wǎng)狀網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。路燈?jié)能系統(tǒng)的覆蓋面積較大，而星狀網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積很小，顯然在此節(jié)能系統(tǒng)中不適合使用星狀網(wǎng)絡(luò)。樹狀網(wǎng)絡(luò)，由于道路是直線延伸的，因此并沒(méi)有太多的分叉子節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)就縮減成了鏈狀結(jié)構(gòu)。在樹狀網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)之間的信息傳遞是以接力方式進(jìn)行傳輸?shù)?，以達(dá)到遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪康?。?duì)于長(zhǎng)鏈型的樹狀網(wǎng)絡(luò)存在著一個(gè)很明顯的缺點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)的傳輸負(fù)載量不平衡，即在靠近ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器即子站的路由節(jié)點(diǎn)會(huì)承擔(dān)較多的數(shù)據(jù)傳輸量，隨著道路長(zhǎng)度的延伸，節(jié)點(diǎn)若承受太大的載荷會(huì)降低整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。在網(wǎng)狀網(wǎng)中，所有的節(jié)點(diǎn)都是全功能設(shè)備，所有節(jié)點(diǎn)之間都是對(duì)等的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以與其范圍之內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，因此網(wǎng)狀網(wǎng)雖然具有自愈性高、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，也滿足了覆蓋面積較大的要求，在工程中應(yīng)用也比較多。在此路燈節(jié)能控制系統(tǒng)中選用網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以完全滿足系統(tǒng)的通信要求，并使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
[0049]每一個(gè)路燈上都配備一個(gè)芯片，由于全部采用了FFD設(shè)備，所以每個(gè)路燈都可以看做是一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)，整個(gè)子站內(nèi)的路燈組成網(wǎng)狀網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)即網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)GPRS與控制中心進(jìn)行通信，每個(gè)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)其所在的子網(wǎng)的建立和管理。
[0050]參考圖3，本路燈節(jié)能系統(tǒng)的每個(gè)子站所具有的終端節(jié)點(diǎn)數(shù)為200左右，以路燈的標(biāo)準(zhǔn)間距離50米為例，那么一個(gè)子網(wǎng)的覆距尚大概為:10000m左右，S卩10Km，能夠滿足實(shí)際的控制需求。
[0051]本系統(tǒng)根據(jù)雷達(dá)測(cè)速儀提供的車輛速度信號(hào)來(lái)控制路燈的亮度變化，使車輛行駛前方的路燈隨著車輛的前進(jìn)變亮，而車輛行駛后方的路燈隨之逐盞變暗，這樣既能滿足車輛行駛的安全性也達(dá)到了節(jié)能的目的。因此雷達(dá)測(cè)速儀在本節(jié)能系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。
[0052]為了達(dá)到控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，提高控制精度，在道路上安裝的雷達(dá)測(cè)速儀越多則控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性就越好。然而考慮到系統(tǒng)的成本問(wèn)題又不宜安裝太多的雷達(dá)測(cè)速儀，綜合以上兩方面來(lái)考慮，將雷達(dá)測(cè)速儀的間距設(shè)為1000m。即在距離路口兩百米的地方裝第一個(gè)雷達(dá)測(cè)速儀，之后每隔一千米再另外裝一臺(tái)，具體的工程實(shí)踐中依實(shí)際情況而定，距離可以做適當(dāng)?shù)脑鰷p。雷達(dá)測(cè)速儀安裝分布情況示意圖如圖4所示。
[0053]車輛在行駛過(guò)程中不可能一直按照直線路程來(lái)行駛，因此在十字路口處增加相應(yīng)的設(shè)備來(lái)輔助判斷車輛的行駛方向顯得尤為重要。在雙向六車道的路口處，所有的行駛車輛都要提前選擇車道，以保證交通的順暢及行車的安全性?？梢岳貌煌嚨琅c路燈之間的相對(duì)距離來(lái)判斷車輛的行駛方向。
[0054]如圖2所示，智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的硬件主要由智能控制器和PffM調(diào)光驅(qū)動(dòng)電路組成。ZigBee芯片CC2430具有工業(yè)級(jí)的、8倍于標(biāo)準(zhǔn)8051的內(nèi)核，因此在系統(tǒng)中可以直接用作系統(tǒng)的微處理器。系統(tǒng)的硬件主要由光照傳感器、雷達(dá)測(cè)速儀、信號(hào)變送器、智能處理器、驅(qū)動(dòng)電路以及A/D、D/A轉(zhuǎn)換器組成。
[0055]硬件系統(tǒng)的工作原理:光照傳感器測(cè)得的光信號(hào)經(jīng)變送器送入A/D轉(zhuǎn)換器，來(lái)控制路燈的開關(guān)狀態(tài)。雷達(dá)測(cè)速儀將測(cè)得的速度信號(hào)通過(guò)模糊控制算法實(shí)時(shí)處理，來(lái)控制LED路燈的亮度變化，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
[0056]由于LED光源相對(duì)于傳統(tǒng)路燈具有響應(yīng)快、方便控制的特點(diǎn)，能夠支持調(diào)光，且調(diào)光方式比較簡(jiǎn)舉，可在0-100%之間任意調(diào)光，因此可以在特定的條件下通過(guò)調(diào)節(jié)LED路燈的亮度，既能夠保證道路照明的需要又可以達(dá)到節(jié)能的目的。比如在后半夜，道路上行駛車輛非常少的情況下可以使用智能調(diào)光，即沒(méi)有車輛行駛的時(shí)候路燈工作在較低的亮度狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到車輛信號(hào)的時(shí)候，使路燈工作在較亮的工作狀態(tài)，以達(dá)到照明的需要。
[0057]例如本系統(tǒng)將一天劃分為5段，分別針對(duì)不同的道路車流量情況及照明需求對(duì)路燈做出相應(yīng)的控制，具體如下:
[0058](I)從白天到黃昏階段，一般情況這個(gè)時(shí)間段內(nèi)道路上不需要人工照明，因此這個(gè)階段的路燈處于關(guān)閉狀態(tài)，輸出調(diào)節(jié)為0%。
[0059](2)黃昏階段開始開啟路燈，要經(jīng)過(guò)大概五個(gè)小時(shí)的車流量高峰期，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)由于車輛和行人較多，因此路燈處于100%的輸出，以保證道路交通的安全。
[0060](3)車流量高峰過(guò)后一直到天亮，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)居民都在休息，道路上行駛的車輛非常少，因此在沒(méi)有車輛的時(shí)候使路燈工作在的30%工作狀態(tài)，有車輛行駛時(shí)，調(diào)整路燈亮度為70%，車輛行駛過(guò)后又恢復(fù)到原來(lái)的工作狀態(tài)。
[0061]本實(shí)用新型還公開了一種智能路燈，包括路燈和路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)，路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)包括:控制中心、路燈子站系統(tǒng)以及路燈終端；
[0062]路燈終端包括用于測(cè)算車輛與路燈間距的測(cè)試儀，檢測(cè)光照強(qiáng)度的光照傳感器以及接收測(cè)試儀和光照傳感器信號(hào)的智能處理器;路燈終端配置有用于連接同一路燈子站系統(tǒng)內(nèi)所有路燈終端的無(wú)線通信模塊，該無(wú)線通信模塊還用于將接收到的信號(hào)發(fā)送至路燈子站系統(tǒng)；
[0063]路燈子站系統(tǒng)包括用于與系統(tǒng)內(nèi)所有路燈終端通信連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器以及通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與控制中心通信連接的GPRS模塊；
[0064]控制中心包括控制計(jì)算機(jī)和無(wú)線通信設(shè)備，無(wú)線通信設(shè)備包括與路燈子站系統(tǒng)連接的GPRS模塊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 控制中心、路燈子站系統(tǒng)以及路燈終端； 所述路燈終端包括用于測(cè)算車輛與路燈間距的測(cè)試儀，檢測(cè)光照強(qiáng)度的光照傳感器以及接收測(cè)試儀和光照傳感器信號(hào)的智能處理器;所述路燈終端配置有用于連接同一路燈子站系統(tǒng)內(nèi)所有路燈終端的無(wú)線通信模塊，該無(wú)線通信模塊還用于將接收到的信號(hào)發(fā)送至路燈子站系統(tǒng)； 所述路燈子站系統(tǒng)包括用于與系統(tǒng)內(nèi)所有路燈終端通信連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器以及通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與控制中心通信連接的GPRS模塊； 所述控制中心包括控制計(jì)算機(jī)和無(wú)線通信設(shè)備，所述無(wú)線通信設(shè)備包括與路燈子站系統(tǒng)連接的GPRS模塊。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)試儀包括紅外線測(cè)距裝置和雷達(dá)測(cè)速儀。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述路燈終端還包括用于檢測(cè)路燈電流電壓的電壓檢測(cè)傳感器和電流檢測(cè)傳感器。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述智能處理器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制路燈。5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述光照傳感器通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換信號(hào)后與智能處理器連接。6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述無(wú)線通信模塊為FFD完整功能設(shè)備。7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述路燈終端還包括計(jì)時(shí)模塊。8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述控制中心連接有多個(gè)路燈子站系統(tǒng)，所述路燈子站系統(tǒng)連接多個(gè)路燈終端。9.一種智能路燈，其特征在于:包括路燈和路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)，所述路燈智能節(jié)能控制系統(tǒng)包括:控制中心、路燈子站系統(tǒng)以及路燈終端； 所述路燈終端包括用于測(cè)算車輛與路燈間距的測(cè)試儀，檢測(cè)光照強(qiáng)度的光照傳感器以及接收測(cè)試儀和光照傳感器信號(hào)的智能處理器;所述路燈終端配置有用于連接同一路燈子站系統(tǒng)內(nèi)所有路燈終端的無(wú)線通信模塊，該無(wú)線通信模塊還用于將接收到的信號(hào)發(fā)送至路燈子站系統(tǒng)； 所述路燈子站系統(tǒng)包括用于與系統(tǒng)內(nèi)所有路燈終端通信連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器以及通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與控制中心通信連接的GPRS模塊； 所述控制中心包括控制計(jì)算機(jī)和無(wú)線通信設(shè)備，所述無(wú)線通信設(shè)備包括與路燈子站系統(tǒng)連接的GPRS模塊。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK205430708SQ201620276141
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日
【發(fā)明人】張鈺笙, 李夢(mèng)婷, 祁德志, 湯偉
【申請(qǐng)人】張鈺笙, 李夢(mèng)婷, 祁德志, 湯偉