一种用于智慧路灯的无线控制方法及系统与流程

本发明涉及物联网控制技术领域，特别涉及用于智慧路灯的无线控制方法及系统。

背景技术：

路灯作为城市的重要组成部分，随处可见，而且随着智慧城市建设加快，越来越多的路灯被人们利用起来。由于路灯在任何道路中都能见到，具备了许多扩展功能，因此诸如智慧路灯等一些智能化概念易于被推广。

智慧路灯的控制是基于对路灯的智能控制，现阶段对路灯的控制，可做到智能开关、调光、能耗监控和故障巡检。

现阶段对道路中路灯的控制，一般采用ZIGBEE无线网络连接或PLC电力线载波通讯，这类物联网的控制方式，需涉及服务器、集中控制器和路灯的单灯控制器；集中器跟服务器之间通讯采用了GPRS模式，集中控制器和单灯控制器采用了无线网络连接或者电力载波通讯连接。传统控制方式中，集中控制器作为连接单灯控制器和服务器是必不可少的一部分，没法去除。由于集中控制器安装于配电箱中，所以很多控制器厂家都将集中控制器的功能做的比较复杂化，包含了内置电表、回路控制等功能，而且集中控制器内部的MCU通常都是带了操作系统，MCU需要处理的线程比较多，就导致了系统的工作极其的不稳定，容易出现死机或者不工作情况，一旦集中控制器不能正常工作，那么就将导致单灯控制器无法正常接收到信息，处于无法控制的情况。

技术实现要素：

为解决的技术问题，本发明提出一种用于智慧路灯的无线控制方法及系统，减少了传统控制方案中的集中控制器，降低了整个路灯控制的成本，也减少了调试成本，避免了系统的工作不稳定而出现死机或者不工作的情况。

本发明提供了一种用于智慧路灯的无线控制方法，包括:

发送控制指令步骤：响应于用户的操作，发送控制指令；

发送指令数据包步骤：依据发送的所述控制指令，调取相关于所述控制指令的指令数据包，并通过无线网络发送至终端控制器对智慧路灯进行控制。

作为一种可实施方式，在所述发送指令数据包步骤中，调取相应的所述指令数据包，并通过LTE无线网络向所述终端控制器发送所述指令数据包。

相应地，本发明还提供了一种用于智慧路灯的无线控制系统，包括客户端、云服务器以及无线模块；

所述客户端用于响应于用户的操作，发送控制指令；

所述云服务器用于依据发送的所述控制指令，调取相关于所述控制指令的所述指令数据包，并通过无线网络向终端控制器发送。

作为一种可实施方式，所述无线模块包括NB-IOT无线模块，所述NB-IOT无线模块和所述终端控制器集成于一灯具内。

作为一种可实施方式，所述无线模块包括NB-IOT无线模块和LTE无线模块，所述NB-IOT无线模块、LTE无线模块以及所述终端控制器集成于一灯具内。

作为一种可实施方式，所述无线模块包括eLTE-IOT无线模块，所述eLTE-IOT无线模块和所述终端控制器集成于一灯具内。

作为一种可实施方式，所述无线模块包括eLTE-IOT无线模块和eLTE无线模块，所述eLTE-IOT无线模块、eLTE无线模块以及所述终端控制器集成于一灯具内。

本发明相比于现有技术的有益效果在于：

本发明提出一种用于智慧路灯的无线控制方法及系统，使控制指令直接到云平台再到基站再到终端控制器。由于减少了传统控制方案中的集中控制器，减少了数据传递产生的流量，降低了整个路灯控制的成本，也降低了调试成本，避免了系统的工作不稳定而出现死机或者不工作的情况。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的用于智慧路灯的无线控制方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的用于智慧路灯的无线控制系统的框图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。

参照图1，本发明实施例一提出了一种用于智慧路灯的无线控制方法，包括步骤S100和步骤S200。

在步骤S100中，控制指令从客户端1产生，云平台载于云服务器2，客户端1与云服务器2通过Internet网络连接。用户在客户端1上操作，即可通过Internet网络将控制指令发送至云服务器2。客户端1可以是电脑、平板或者手机等设备，用户在电脑、平板或者手机等设备上操作。

在步骤S200中，云服务器2从数据库中调取与控制指令相应的指令数据包，然后通过Internet网络将指令数据包发送给基站，基站再通过无线网络将指令数据包发送给终端控制器，对智慧路灯进行控制。

本实施例中，基站是第三方运营商，例如移动、联通或者电信。

本实施例中，无线网络可以是授权频段的，若采用授权频段的，即使用NB-IOT无线模块与基站进行数据传送，该无线网络的构建需要电信运营商部署。以下两种方案可以实现使用NB-IOT无线模块与基站进行数据传送。

方案一：终端控制器处于基站覆盖的范围内且信号较好，可以直接通过NB-IOT无线模块与基站进行数据传送。前提是，终端控制器与NB-IOT无线模块集成于一灯具4内。利用NB-IOT无线模块构建于带宽大约180KHz的蜂窝网络，就可直接部署于GSM网络、UMTS网络或者LTE网络，与普通蜂窝网络不同的是，该蜂窝网络降低了部署成本、实现平滑升级；另外由于可直接部署于GSM网络，所以它是专用于物联网的一种技术，不对任何的移动设备产生冲突，可以完整地实现通讯，不会出现信息堵塞和信息干扰等问题。

在该方案中，指令数据包通过Internet网络发送给基站，基站再直接将指令数据包发送给终端控制器的NB-IOT无线模块。

方案二：终端控制器不处于基站覆盖的范围内，或者终端控制器处于基站覆盖的边缘位置且信号较差，可以利用LTE无线模块建立微基站，在第三方运营商的基站内建立微基站。由于LTE无线模块的发送功率大，可以覆盖以微基站为中心，超过几公里的范围，该范围内的NB-IOT无线模块都可以直接与LTE无线模块进行数据传送。前提是，终端控制器与NB-IOT无线模块集成于一灯具4内。

在该方案中，指令数据包通过Internet网络发送给基站，基站再将指令数据包发送给微基站，微基站再将指令数据包发送给终端控制器的NB-IOT无线模块。

本实施例中，无线网络也可以是非授权频段的，若采用非授权频段的，即使用eLTE-IOT无线模块与基站进行数据传送。eLTE属于非授权频段，工作于公共频段，只要符合相关标准，任何组织无需审核即可部署；相应地，eLTE-IOT属于非授权频段，工作于公共频段，只要符合相关标准，任何组织无需审核即可部署。以下两种方案可以实现使用eLTE-IOT无线模块与基站进行数据传送。

方案一：终端控制器处于基站覆盖的范围内且信号较好，可以直接通过eLTE-IOT无线模块与基站进行数据传送。

在该方案中，指令数据包通过Internet网络发送给基站，基站再直接将指令数据包发送给终端控制器的eLTE-IOT无线模块。

方案二：终端控制器不处于基站覆盖的范围内，或者终端控制器处于基站覆盖的边缘位置且信号较差，可以利用eLTE无线模块建立微基站，在第三方运营商的基站内建立微基站。由于eLTE无线模块的发送功率大，可以覆盖以微基站为中心，超过几公里的范围，该范围内的eLTE-IOT无线模块都可以直接与eLTE无线模块进行数据传送。

在该方案中，指令数据包通过Internet网络发送给基站，基站再将指令数据包发送给微基站，微基站再将指令数据包发送给终端控制器的eLTE-IOT无线模块。

另外，为与NB-IOT无线模块配合，防止NB-IOT无线模块损坏后导致蜂窝网络瘫痪。可使用带GSM模块的单稳态触发模块，GSM模块与基站通讯连接。在蜂窝网络瘫痪后的一段时间内，通过GSM模块维持数据传输，与此同时，单稳态触发模块将报警信号通过基站发送给客户端，及时通知管理人员，有充足的时间采取应对措施。

需要注意的是，由于LTE和eLTE都属于宽带应用，还可以用于进行视频流、图像流、语音流等需要大数据传输的场合；由于NB-IOT和eLTE-IOT都属于窄带应用，还可以用于控制、数据采集、报警触发等小数据处理的场合。上述四种方案基于两种技术，可以相互使用。

传统的无线类通讯控制，例如ZIGBEE方案或者2G类的通讯控制；基本采用了三级模式，即上位机服务器、集中器、终端组成三级，上位机服务器和集中器采用了2G/4G的通讯方式，集中器和终端采用ZIGBEE方式。上位机服务器通过操作，将指令通过2G/4G网络发送给集中器，集中器解析指令后，将指令进行编译，通过内置的ZIGBEE模块发送出去，终端的内的ZIGBEE接收到环境中的指令，对指令进行解析等处理，终端内部具有MCU，MCU与ZIGBEE之间采用串口连接，ZIGBEE将指令通过串口传输给MCU，MCU通过不同指令的含义进行相关的控制，同时将执行结果指令通过串口传输给ZIGBEE模块，ZIGBEE模块发送执行结果指令，集中器内部的ZIGBEE接收到传输来的指令解析完成后，通过2G/4G网络传输给上位机服务器。

所以终端和上位机服务器存在了中间一级，所以使用过程中或者现场安装过程中，集中器是必不可少的一份，需要将集中器先与上位机服务器进行调试连接通过，再调试终端，所以相关的调试比较麻烦。

虽然ZIGBEE工作在公共频段-2.4G，但是很多RF设备都是工作在这个频点范围内，例如WIFI，而且WIFI的使用量非常的大，所以现场调试过程中，如果WIFI设备过的，肯定会导致ZIGBEE通讯出现问题。同时ZIGBEE也容易受到外围环境，建筑物、天气等因素干扰。

采用2G通讯的单灯控制，其实现方式就会比ZIGBEE相对比较简单些，去除了集中器的中间环节，直接将终端与上位机服务器连接，但是由于2G网络并不是专门用来作为物联网通讯使用的，很多地区2G还用于语音通话等，所以将2G作为路灯灯具4控制的通讯方案，会导致该地区很多2G设备连接，会与用户手机等移动设备冲突，而导致信号传输受到影响。

因此，本发明提出一种用于智慧路灯的无线控制方法，使控制指令直接到云平台再到基站再到终端控制器。由于减少了传统控制方案中的集中控制器，减少了数据传递产生的流量，降低了整个路灯控制的成本，也降低了调试成本，避免了系统的工作不稳定而出现死机或者不工作的情况。

参照图2，本发明实施例二提出了一种用于智慧路灯的无线控制系统，用于实现上述无线控制方法。其包括客户端1、云服务器2以及无线模块3；其中，无线模块3可以由NB-IOT无线模块或者eLTE-IOT无线模块实现，也可以由LTE无线模块、NB-IOT无线模块或者eLTE无线模块、eLTE-IOT无线模块实现。此外，与上述无线控制方法重复之处，本实施例中不再赘述。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。