專利名稱：一種物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及物聯(lián)網(wǎng)照明領(lǐng)域，更具體的，涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能化照明系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)中國市政工程道路照明專業(yè)委員會統(tǒng)計，在718個城市中，城市照明已達13723萬盞，并且每年以超過10%的速度快速發(fā)展。隨著國力增長和科技的進步，以及對能源效率意識的提高，節(jié)能減排問題成為重要議題。在道路照明光源的使用上，我們已經(jīng)走在了世界的前列，但在運營管理方面，尤其是對于如何提高效率、降低能耗方面仍然存在一些無法逾越的困難，且缺少有效的技術(shù)手段。隨著城市經(jīng)濟和規(guī)模的增長，機動車輛迅速增加，夜間車流量急劇增大，同時城市道路也日益復(fù)雜，很難通過工作人員對其全權(quán)管控。另一方面，由于基礎(chǔ)設(shè)施的條件所限，普遍缺失路燈通信鏈路，路燈的控制方式一般只能對整條道路統(tǒng)一控制，無法測量和控制到每一盞燈。而且傳統(tǒng)的路燈系統(tǒng)不能實現(xiàn)遠程監(jiān)控，只能通過人工方式收集照明線路和燈具的運行情況的信息，不但效率極低，而且成本高。一般城市道路，辦公樓宇的照明系統(tǒng)由地方或城市電網(wǎng)直接供電，由于地方和城市電網(wǎng)工作電壓會因時段不同，電網(wǎng)負(fù)載大小波動而波動，這種波動在某些極端情況下表現(xiàn)為夜間電網(wǎng)負(fù)載能力普遍偏低，夜間電網(wǎng)電壓比白天偏高，如不對道路或樓宇的照明系統(tǒng)電壓或電流等電力參數(shù)實行有效控制，易出現(xiàn)某些時段，道路或樓宇照明系統(tǒng)出現(xiàn)無法滿足照明需求或超額供電，導(dǎo)致電能浪費。例如，深夜一般道路對照明要求有所降低，但由于城市電網(wǎng)負(fù)載減少，電壓升高，引起道路鈉燈電壓升高，電燈消耗功率反而增大，從而出現(xiàn)了電能浪費現(xiàn)象。此外，白天由于自然光的照明亮度很高，如不適當(dāng)調(diào)節(jié)樓宇室內(nèi)照明系統(tǒng)的功率輸出，也會出現(xiàn)電能浪費現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提出一種物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，其智能化程度高，抗干擾能力強，能夠收集天氣、道路亮度和車流量的外界因素進行模糊計算，做出合理決策，引導(dǎo)供電系統(tǒng)的正常工作，且能實時監(jiān)測外負(fù)載的工作環(huán)境，使其在滿足工作需求的情況下，智能化節(jié)能。為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，包括控制設(shè)備、傳感設(shè)備、通訊設(shè)備和受控設(shè)備，其中傳感設(shè)備設(shè)于受控設(shè)備所在位置的信號采集處，通訊設(shè)備設(shè)于控制設(shè)備、傳感設(shè)備和受控設(shè)備之間，受控設(shè)備和傳感設(shè)備都受控于控制設(shè)備。所述的傳感設(shè)備包括天氣信號收集器、亮度采集器、車流量采集器和車速采集器，所述亮度采集器安裝在受控設(shè)備亮度采集處，車流量采集器和車速采集器，分段安裝在道路旁；所述受控設(shè)備包括照明燈具，分段設(shè)于道路的兩旁，對稱或交錯分布。進一步的，所述控制設(shè)備包括監(jiān)控中心和集中控制器，一個監(jiān)控中心控制多個集中控制器。進一步的,所述監(jiān)控中心包括智能決策單元、信息存儲單元和模糊控制單元,所述智能決策單元、信息存儲單元和模糊控制單元之間設(shè)有雙向數(shù)據(jù)傳輸線。進一步的，所述集中控制器包括信號收集控制器和指令發(fā)送控制器，所述信號收集控制器信號輸入端與傳感設(shè)備相連，信號輸出端與監(jiān)控中心相連；所述指令發(fā)送控制器，其信號發(fā)出端與受控裝置相連。進一步的，所述控制設(shè)備還包括照明控制器，受控于與之相連的集中控制器，且一個集中控制器控制控制多個照明控制器。進一步的，所述照明控制器包括信號采集器和交直流驅(qū)動器，信號采集器的信號輸入端和交直流驅(qū)動器的信號輸出端均與照明燈具相連接。進一步的，所述一個集中控制器控制多盞照明燈具。進一步的，所述天氣信號收集器設(shè)有溫濕度探針，受控于集中控制器，曝露于空氣中。進一步的，所述通訊設(shè)備包括光端機，所述光端機設(shè)于監(jiān)控中心和集中控制器之間，通過光纖連接監(jiān)控中心和集中控制器的通訊端口?？蛇x擇的，所述通訊設(shè)備包括GPRS/3G通訊裝置，此時監(jiān)控中心和集中控制器均設(shè)有信號發(fā)送與接收裝置。本實用新型的有益效果為:( I)設(shè)有智能決策單元和模糊控制單元，能集中管控道路或者樓宇燈具，通過對傳感設(shè)備的實測數(shù)據(jù)和信息存儲單元中的預(yù)設(shè)模型及參數(shù)進行計算，得出合理的能量分配方案，能有效防止電網(wǎng)波動。(2)能實時監(jiān)測受控負(fù)載所處的環(huán)境參數(shù)及運行參數(shù)，通過智能決策單元和模糊控制單元計算后，及時做出響應(yīng)，調(diào)整受控負(fù)載的工作狀態(tài)，既能滿足工作需求，又能極大化節(jié)能。(3)信息存儲單元中儲存有仿真模型程序和預(yù)設(shè)參數(shù)數(shù)據(jù)，作為前饋信號傳入智能決策單元計算，使得智能決策單元的決策具有對比性，防止智能決策單元做出錯誤的決策。(4)該系統(tǒng)搭建了城市電燈用電數(shù)字信息化管理平臺，有效運用了 M2M(machinetomachine, man to machine)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),節(jié)省大量人力物力，有效降低系統(tǒng)的維護成本。(5)運用了現(xiàn)代通訊技術(shù)，能有效實現(xiàn)遠程監(jiān)控或遙測等功能。

圖1是本實用新型具體實施方式
提供的一種物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實用新型具體實施方式
提供的一種物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)的控制流程圖。圖中:1、監(jiān)控中心；2、集中控制器；3、照明燈具；4、天氣信號收集器；5、亮度采集器；6、車流量采集器；7、車速采集器；8、光端機；9、GPRS/3G通訊；10、照明控制器；11、交直流驅(qū) 動器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。圖1是本實用新型具體實施方式
提供的一種物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。一種物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，包括控制設(shè)備、傳感設(shè)備、通訊設(shè)備和受控設(shè)備，其中傳感設(shè)備設(shè)于受控設(shè)備所在位置的信號采集處，通訊設(shè)備設(shè)于控制設(shè)備、傳感設(shè)備和受控設(shè)備之間，受控設(shè)備和傳感設(shè)備都受控于控制設(shè)備。所述的傳感設(shè)備包括天氣信號收集器4、亮度采集器5、車流量采集器6和車速采集器7，所述亮度采集器5安裝在受控設(shè)備亮度采集處，車流量采集器6和車速采集器7依照不同路況現(xiàn)狀，分段安裝在道路旁，所述天氣信號收集器包括溫濕度探針，各個傳感器收據(jù)的天氣溫濕度數(shù)據(jù)、道路亮度信號、車流量信號、車速采集信號傳入集中控制器2中，集中控制器2將上述信號數(shù)字化后作為后饋信號傳入智能決策單元中進行計算；所述受控設(shè)備包括照明燈具3，分段設(shè)于道路的兩旁，對稱或交錯分布。所述的控制設(shè)備包括監(jiān)控中心I和集中控制器2，一個監(jiān)控中心I控制多個集中控制器2，一個集中控制器2控制某一區(qū)域或某一路段的多個照明控制器，同時多個照明控制器也對應(yīng)多個照明燈具；所述監(jiān)控中心I包括智能決策單元、信息存儲單元和模糊控制單元，其中:智能決策單元能對傳感設(shè)備的實際測量數(shù)據(jù)的后饋信號和預(yù)測參數(shù)數(shù)據(jù)的前饋信號進行模擬仿真，結(jié)合燈具的當(dāng)前運行參數(shù)做出綜合計算和模擬運行；信息存儲單元，所述信息存儲單元中儲存有仿真模型程序和預(yù)設(shè)參數(shù)數(shù)據(jù)，作為前饋信號傳入智能決策單元；模糊控制單元，與智能決策單元相配合使用，將智能決策單元的計算結(jié)果結(jié)合道路的電能現(xiàn)狀，運用模糊控制理論及算法結(jié)合信息存儲單元中的儲存模型及數(shù)據(jù)，進行節(jié)能優(yōu)化計算，得出控制信號，隨后依據(jù)相應(yīng)的傳輸協(xié)議將控制信號傳給集中控制器2。所述集中控制器2包括信號收集控制器和指令發(fā)送控制器，其中:信號收集控制器，信號收集控制器內(nèi)部設(shè)有信號轉(zhuǎn)換器，其信號輸入端與傳感設(shè)備相連，信號輸出端與智能決策單元相連，信號收集控制器用于收集各個傳感設(shè)備所產(chǎn)生的信號，將數(shù)字化后傳給智能決策單元。指令發(fā)送控制器，其信號發(fā)出端與受控裝置相連，能將模糊控制單元產(chǎn)生的控制指令傳輸給受控設(shè)備。所述控制設(shè)備還包括照明控制器10，用于生效監(jiān)控中心I所發(fā)布的控制指令，調(diào)節(jié)路燈的輸出功率，受控于與之相連的集中控制器2的指令發(fā)送控制器。其內(nèi)部的設(shè)有交直流驅(qū)動器11，它能夠?qū)崿F(xiàn)照明燈具3的無級可調(diào)，控制照明燈具3以適合環(huán)境的亮度所需的功率輸出，相當(dāng)于多級開關(guān)對應(yīng)不同功率，以不同功率控制照明燈具3的發(fā)光，故照明燈具3不必一直全功率工作，節(jié)約電能。交直流驅(qū)動器11，用于驅(qū)動交流鈉燈和直流恒壓LED燈，能對交流鈉燈電壓和直流恒壓LED燈的電流進行調(diào)節(jié)，受控于與之相連的照明控制器11。能夠根據(jù)外負(fù)載的需求選擇性驅(qū)動負(fù)載，對于原已安裝傳統(tǒng)鈉燈的道路，可以調(diào)節(jié)鈉燈的電壓來控制道路的照明度，對于安裝LED路燈的道路，可以調(diào)節(jié)LED燈的直流電流來控制道路的照明度。所述通訊設(shè)備包括光端機8，所述光端機8設(shè)于監(jiān)控中心I和集中控制器2之間，通過光纖連接監(jiān)控中心I和集中控制器2的通訊端口。用于集中控制器2與監(jiān)測中心I之間的信號傳輸。通訊設(shè)備包括光端機8還可以是GPRS/3G通訊9，此時監(jiān)控中心I和集中控制3器均設(shè)有信號發(fā)送與接收裝置，通過信號的發(fā)送與接收裝置實現(xiàn)遠程的遙測與控制。圖2是本實用新型具體實施方式
提供的一種物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)的控制流程圖。具體使用時，監(jiān)測中心I依據(jù)不同道路的情況提前設(shè)置道路的現(xiàn)場參數(shù)，參數(shù)主要包括道路的路面參數(shù)和場景照明需求參數(shù)，在依據(jù)信息存儲單元內(nèi)預(yù)設(shè)的交通流預(yù)測模型和道路亮度預(yù)測模型實時計算，得出當(dāng)前道路的亮度的預(yù)測結(jié)果，作為前饋信號輸入智能決策單元。各個傳感設(shè)備收集天氣溫濕度數(shù)據(jù)、道路亮度信號、車流量信號、車速采集信號傳給集中控制器2的信號收集控制器，信號收集控制器將信號數(shù)字化后，作為后饋信號輸入智能決策單元。照明控制器10的信號采集器采集當(dāng)前道路或樓宇的燈具具體運行參數(shù)傳入智能決策單元，作為智能決策單元的輔助信號。智能決策單元12對前饋信號、后饋信號和輔助信號綜合計算，做出相應(yīng)的決策，將決策傳入模糊控制單元中。模糊控制單元通過系統(tǒng)的能耗狀況對決策系統(tǒng)的決策進行優(yōu)化后，得出電能分配方案及控制指令，通過相應(yīng)傳輸協(xié)議將控制指令傳給集中控制器2。集中控制器2通過其內(nèi)部的指令發(fā)送控制器將指令發(fā)送給照明控制器10，照明控制器10通過其內(nèi)部的交直流驅(qū)動器11執(zhí)行指令，完成對路燈亮度的調(diào)節(jié)，使路燈在合適的功率下工作，達到節(jié)能的目的。此外，照明控制器10無法監(jiān)測到燈具的運行參數(shù)時視為燈具損壞，將通過集中控制器2發(fā)送信號至監(jiān)測中心1，監(jiān)測中心發(fā)出警報提醒工作人員處理。
權(quán)利要求1.一種物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，包括控制設(shè)備、傳感設(shè)備、通訊設(shè)備和受控設(shè)備，其中傳感設(shè)備設(shè)于受控設(shè)備所在位置的信號采集處，通訊設(shè)備設(shè)于控制設(shè)備、傳感設(shè)備和受控設(shè)備之間，受控設(shè)備和傳感設(shè)備都受控于控制設(shè)備，其特征在于: 所述的傳感設(shè)備包括天氣信號收集器(4)、亮度采集器(5)、車流量采集器(6)和車速采集器(7)，所述亮度采集器(5)安裝在受控設(shè)備亮度采集處，車流量采集器(6)和車速采集器(7)，分段安裝在道路旁； 所述受控設(shè)備包括照明燈具(3)，分段設(shè)于道路的兩旁，對稱或交錯分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述控制設(shè)備包括: 所述的控制設(shè)備包括監(jiān)控中心(I)和集中控制器(2)，一個監(jiān)控中心(I)控制多個集中控制器(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控中心包括: 智能決策單元、信息存儲單元和模糊控制單元，所述智能決策單元、信息存儲單元和模糊控制單元之間設(shè)有雙向數(shù)據(jù)傳輸線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述集中控制器(2)包括: 信號收集控制器，其信號輸入端與傳感設(shè)備相連，信號輸出端與智能決策單元相連； 指令發(fā)送控制器，其信號發(fā)出端與受控設(shè)備相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述控制設(shè)備還包括: 照明控制器(10)，受控于與之相連的集中控制器(2)，且一個集中控制器控制控制多個照明控制器(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述照明控制器包括: 信號采集器和交直流驅(qū)動器(11)，信號采集器的信號輸入端和交直流驅(qū)動器(11)的信號輸出端均與照明燈具相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述一個集中控制器控制多盞照明燈具(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述天氣信號收集器設(shè)有溫濕度探針，受控于集中控制器，曝露于空氣中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊設(shè)備包括: 光端機(8)，所述光端機(8)設(shè)于監(jiān)控中心(I)和集中控制器(2)之間，通過光纖連接監(jiān)控中心和集中控制器的通訊端口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊設(shè)備包括: GPRS/3G通訊裝置(9)，此時監(jiān)控中心(I)和集中控制器(2)均設(shè)有信號發(fā)送與接收裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，包括控制設(shè)備、傳感設(shè)備、通訊設(shè)備和受控設(shè)備，傳感設(shè)備采集受控設(shè)備運行參數(shù)和周邊環(huán)境參數(shù)后傳入控制設(shè)備中計算出控制指令，指導(dǎo)受控設(shè)備工作，所述的控制設(shè)備包括監(jiān)控中心、集中控制器和照明燈控制器，所述的傳感設(shè)備包括天氣信號收集器、亮度采集器、車流量采集器和車速采集器。本實用新型的有益效果為設(shè)有智能決策單元和模糊控制單元，能計算出合理的電能分配方案，具有糾錯功能，能有效防止電網(wǎng)波動，負(fù)載耗能依據(jù)環(huán)境變化自動調(diào)節(jié)，不會一直處于全功率狀況，節(jié)能效果明顯，構(gòu)建數(shù)字信息化管理平臺適合遠程管理，節(jié)約維護成本。
文檔編號H05B37/02GK202931630SQ20122059320
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者王建平, 許勇, 盧文杰 申請人:深圳市全智聚能科技有限公司