技术领域本发明涉及无线通讯和照明控制技术领域，特别涉及一种基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备。
背景技术：
传统的智能照明设备大致分以下三类：1、不具备远程无线控制功能的智能照明设备。该类设备管理起来非常麻烦，只能单个设备运行。2、通过有线控制的智能照明设备。该类设备的安装存在维护专业技术性强、工程量大、安装周期长，功能配置不灵活等缺点。3、电力线载波控制类智能照明设备。该类设备的附加设备较多，如为了提高电力线的信号传输质量，加装了阻波器，滤波器等。由于附加设备较多，价格也不菲。并且由于电力线传输质量不高，有时还会出现控制失灵。传统的智能照明设备相互之间无法进行数据交换，也不能和其他物联网传感器节点进行数据交换和逻辑控制，无自身健康状态检测功能，都是要基于后台通过有线的方式来实现对运行模式的控制设置。现有的无线传感器网络通常采用电池供电，放置在没有基础结构的地方，节点的通信能力十分有限。这就要求传感器节点具有自组织的能力，自动形成转发监测数据的多跳无线网络。并且，受到电池容量的限制，采用电池供电无线自组网数据传输网络只能牺牲数据传输来延续电池待机寿命。专利CN103256548A公开了一种基于双蓄电池的全天候太阳能无线智能照明系统，该技术方案采用蓄电池和太阳能进行功能，供电条件受限，导致数据传输可能出现延误的问题。
技术实现要素：
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。为此，本发明的目的在于提出一种基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备，可以无后台管理的情况下实现智能照明设备相互之间的配合工作，并且还实现自组网，将多个智能照明设备自动组成数据路由和逻辑控制骨干网络，为大数据分析决策并控制提供硬件支持，达到照明效果和节能效果的最佳平衡。为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备，包括：AC/DC变换单元，所述AC/DC变换单元的输入端接交流电，用于将交流电转换为直流电；交通流量传感器，所述交通流量传感器用于检测交通流量数据，所述交通流量数据包括：移动物体的数量、体积和运行速度；嵌入式实时多任务调度单元，所述嵌入式实时多任务调度单元与所述AC/DC变换单元的输出端和所述交通流量传感器相连，用于在所述AC/DC变换单元提供的直流电的供电下，分析接收到的所述交通流量数据，根据分析结果生成照明功率控制信号；可变功率恒流源，所述可变功率恒流源的输入端与所述AC/DC变换单元的输出端和所述嵌入式实时多任务调度单元相连，用于在所述AC/DC变换单元提供的直流电的供电下，接收来自所述嵌入式实时多任务调度单元的照明功率控制信号；可变功率光源，所述可变功率光源与所述可变功率恒流源相连，用于根据所述照明功率控制信号，调整光源亮度；无线自组网数据路由单元，所述无线自组网数据路由单元与外部的至少一个基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备实现自组网，且与所述嵌入式实时多任务调度单元相连，用于实现外部的其他基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备中任意一个或多个与本地的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备进行数据交互和逻辑控制。进一步，所述无线自组网数据路由单元进一步外接有一个或多个传感器单元，所述传感器单元用于检测外部环境的传感器信号，所述无线自组网数据路由单将来自每个所述传感器单元的传感器信号发送至所述嵌入式实时多任务调度单元，所述嵌入式实时多任务调度单元对所述传感器信号进行分析，根据所述传感器信号和/或所述交通流量数据的分析结果生成照明功率控制信号。进一步，所述传感器单元包括：GPS定位传感器、风速传感器、温湿度传感器、液位传感器、雨量传感器、噪声分贝值传感器、PM2.5浓度传感器、压力传感器和液体流量传感器。进一步，所述无线自组网数据路由单元进一步与后台管理系统、手持终端、智能开关和/或移动终端的APP应用进行通信，接收模式切换控制信号，并发送至所述嵌入式实时多任务调度单元，所述嵌入式实时多任务调度单元根据所述模式切换控制信号在内置的多个照明场景模式中选择一个作为所述可变功率光源的当前照明场景模式，并生成与所述当前照明场景模式对应的照明功率控制信号。进一步，无线自组网内的任意两个基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备之间无线连接，以进行数据交互。进一步，所述嵌入式实时多任务调度单元设置有唯一的标识符，用于记录所述基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备的位置特征和身份特征。进一步，本发明实施例的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备，还包括：DO控制单元，所述DO控制单元的输入端与所述嵌入式实时多任务调度单元相连，用于接收开关控制信号，所述DO控制单元的输出端与外部的照明设备相连，用于根据所述开关控制信号控制外部的照明设备的亮度。进一步，本发明实施例的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备，还包括：运行状态自检单元，所述运行状态自检单元与所述嵌入式实时多任务调度单元相连，用于检测所述基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备的实时运行状态数据，并将所述实时运行状态数据发送至所述嵌入式实时多任务调度单元，由所述嵌入式实时多任务调度单元根据所述实时运行状态数据分析所述基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备的健康状态。进一步，所述实时运行状态数据包括：电流、电压、有功、无功、功率和电度量。进一步，所述嵌入式实时多任务调度单元采用微控制器MCU。根据本发明实施例的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备，可以无后台管理的情况下实现智能照明设备相互之间的配合工作，并且还实现自组网，将多个智能照明设备自动组成数据路由和逻辑控制骨干网络，为大数据分析决策并控制提供硬件支持，达到照明效果和节能效果的最佳平衡。本发明不仅仅能够实现无级调光，还能在相互之间实现自组网，照明模式能够在自身设定的模式之间相互切换。此外，本发明还可以通过后台管理系统或者手持终端、手机APP、照度传感器等调整自身的照明模式，使得按需照明和多种照明方式共存。此外，本发明能够检测自身的健康状态，能使得维护人员通过远程管理就能够及时知道设备的运行状况，节省了人工管理成本，设备之间的无线通讯功可以节省通讯线缆的布线成本。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本发明一个实施例的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备的结构图；图2为根据本发明另一个实施例的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备的结构图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。本发明提出一种基于物联网的无线自助网可变功率智能照明设备，基于物联网实现无线自组网和照明功率控制，并能作为物联网信息传输网络传输其他物联网传感器的数据。如图1所示，本发明实施例的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备，包括：AC/DC变换单元1、交通流量传感器2、嵌入式实时多任务调度单元3、可变功率恒流源4、可变功率光源5和无线自组网数据路由单元6。具体地，AC/DC变换单元1的输入端接交流电，用于将交流电转换为直流电，实现供电电压的变换。具体地，AC/DC变换单元1可以将100V-240V-380V交流电压转为一个或多个稳定的直流电压，为后端设备正常工作提供稳定可靠的工作电源，使无线物联网节点无需考虑剩余能量问题，避免传统物联网路由器因电池供电带来的实时性不高，网络健壮性差的问题。此外，AC/DC变换单元1同时具有断电保护、漏电保护、短路保护、过流保护、过压保护等线路保护功能。AC/DC变换单元1可以作为基于物联网无线自组网可变功率智能照明设备的工作电源，直接供电给可变功率恒流源4。此外，AC/DC变换单元1还可以同时向嵌入式实时多任务调度单元3供电。交通流量传感器2用于检测交通流量数据，作为嵌入式实时多任务调度单元3设定可变功率光源5的照明功率的数据依据。其中，交通流量数据包括：移动物体的数量、体积和运行速度。需要说明的是，交通流量数据不限于上述举例，还可以包括移动物体的其他相关数据，在此不再赘述。嵌入式实时多任务调度单元3与AC/DC变换单元1的输出端和交通流量传感器2相连，用于在AC/DC变换单元1提供的直流电的供电下，分析接收到的交通流量数据，根据分析结果生成照明功率控制信号。在本发明的一个实施例中，嵌入式实时多任务调度单元3设置有唯一的标识符，用于记录基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备的位置特征和身份特征。由于，每个基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备都具有唯一的标识符，可以通过该唯一标识符，方便后期信息处理和信息溯源等应用。优选的，嵌入式实时多任务调度单元3采用微控制器MCU。可变功率恒流源4的输入端与AC/DC变换单元1的输出端和嵌入式实时多任务调度单元3相连，用于在AC/DC变换单元1提供的直流电的供电下，接收来自嵌入式实时多任务调度单元3的照明功率控制信号，并为内置的可变功率光源5提供所需的工作电源。可变功率光源5与可变功率恒流源4相连，用于根据照明功率控制信号，调整光源亮度，实现照明效果和节能效果的最佳平衡。无线自组网数据路由单元6与外部的至少一个基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备实现自组网，且与嵌入式实时多任务调度单元3相连。即，无线自组网数据路由单元6可以将多个物联网的无线自组网可变功率智能照明设备按控制要求自动组成数据交换和逻辑控制网络，其中，交换数据和相互的逻辑控制信号都是无线传输。无线自组网数据路由单元6用于实现外部的其他基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备中任意一个或多个与本地的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备进行数据交互和逻辑控制。其中，每个无线自组网数据路由单元6都内置自组网数据通讯协议，只要相邻设备的距离满足该数据传送速率的参考距离要求，便可实现自组网，将多个基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备按控制要求自动组成数据路由和逻辑控制骨干网络，自组网的网络拓扑形式不受限制。需要说明的是，无线自组网内的任意两个基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备之间无线连接，以进行数据交互，不受相邻两个节点的传输距离限制。无线自组网数据路由单元6可以和外部的控制单元、和自身属性相同的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备、智能开关、手持终端、网关、各类传感器交换数据和相互的逻辑控制。在本发明的一个实施例中，无线自组网数据路由单元6进一步外接有一个或多个传感器单元。其中，传感器单元用于检测外部环境的传感器信号。无线自组网数据路由单将来自每个传感器单元的传感器信号发送至嵌入式实时多任务调度单元3。嵌入式实时多任务调度单元3对传感器信号进行分析，根据传感器信号和/或交通流量数据的分析结果生成照明功率控制信号。嵌入式实时多任务调度单元3优先处理自身交通流量传感器2探测单元的数据，还可以在无后台管理的情况下实现与其他智能照明设备相互之间的配合工作。此外，嵌入式实时多任务调度单元3还能和无线自组网通讯单元进行数据交换，自动分析外部传感器单元的数据，生成照明功率控制信号，根据实际需要控制内置可变功率光源5的照度值以达到照明效果和节能效果的最佳平衡。在本发明的一个示例中，传感器单元包括：GPS定位传感器、风速传感器、温湿度传感器、液位传感器、雨量传感器、噪声分贝值传感器、PM2.5浓度传感器、压力传感器和液体流量传感器。嵌入式实时多任务调度单元3可以接收来自交通流量传感器2和无线自组网数据路由单元6的信号。嵌入式实时多任务调度单元3优先响应自身交通流量传感器2单元的信号，同时还能响应其他无线自组网可变功率智能照明设备、手持终端、智能开关、各类传感器的信号，并进行逻辑分析后控制可变功率恒流源4调节内置可变功率光源5的亮度，并将各种物联网传感器信号传输回后台管理系统进行大数据分析工作。需要说明的是，本发明实施例的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备，可以接收并且传输的数据不局限于上述举例，还可以为其他物联网内的相关设备数据，在此不再赘述。此外，无线自组网数据路由单元6进一步与后台管理系统、手持终端、智能开关和/或移动终端的APP应用进行通信。无线自组网数据路由单元6来自上述设备的接收模式切换控制信号，并发送至嵌入式实时多任务调度单元3。嵌入式实时多任务调度单元3根据模式切换控制信号在内置的多个照明场景模式中选择一个作为可变功率光源5的当前照明场景模式，并生成与当前照明场景模式对应的照明功率控制信号。一般的参考模式为，嵌入式实时多任务调度单元3在一定的照度和时间段内，接收到后台管理系统、手持终端、智能开关和/或移动终端的APP应用的照明需求指令时，控制可变功率光源5提高亮度，在不符合设定照度和时间段内控制可变功率光源5降低亮度。例如，当夜间时，控制可变功率光源5提高亮度；当白天时，控制可变功率光源5降低亮度。当光照度低于预设照度时，控制可变功率光源5提高亮度；当光照度高于预设照度时，控制可变功率光源5降低亮度。嵌入式实时多任务调度单元3通过无线自组网数据路由单元6接入的外部个人计算机PC、手持终端、开关面板或手机来调节或者设定单个智能照明设备或者自组网内部分或全部智能照明设备的运行模式。嵌入式实时多任务调度单元3可以在无后台管理系统的情况下实现多个智能照明设备相互之间的配合工作，并且能够将所有接收到的信号(例如，故障信号)通过无线的方式传输给后台管理系统，还能够通过无线进行固件升级。并且，外部的物联网传感器及执行控制单元，例如各类GPS、温度、湿度、照度、压力等传感器，开关设备、手持终端、网关也均可通过该数据路由和逻辑控制骨干网络交换数据和实现相应的逻辑控制功能。如图2所示，本发明实施例的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备，还包括：DO控制单元7。DO控制单元7的输入端与嵌入式实时多任务调度单元3相连，用于接收开关控制信号，DO控制单元7的输出端与外部的照明设备相连，用于根据开关控制信号控制外部的照明设备的亮度。如图2所示，本发明实施例的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备，还包括：运行状态自检单元8。运行状态自检单元8与嵌入式实时多任务调度单元3相连，用于检测基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备的实时运行状态数据，并将实时运行状态数据发送至嵌入式实时多任务调度单元3。由嵌入式实时多任务调度单元3根据实时运行状态数据分析基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备的健康状态，实现对自身健康状态的检测。例如，分析LED光源是否损坏等故障。在本发明的一个实施例中，实时运行状态数据包括：电流、电压、有功、无功、功率和电度量。根据本发明实施例的基于物联网的无线自组网可变功率智能照明设备，可以无后台管理的情况下实现智能照明设备相互之间的配合工作，并且还实现自组网，将多个智能照明设备自动组成数据路由和逻辑控制骨干网络，为大数据分析决策并控制提供硬件支持，达到照明效果和节能效果的最佳平衡。本发明不仅仅能够实现无级调光，还能在相互之间实现自组网，照明模式能够在自身设定的模式之间相互切换。此外，本发明还可以通过后台管理系统或者手持终端、手机APP、照度传感器等调整自身的照明模式，使得按需照明和多种照明方式共存。此外，本发明能够检测自身的健康状态，能使得维护人员通过远程管理就能够及时知道设备的运行状况，节省了人工管理成本，设备之间的无线通讯功可以节省通讯线缆的布线成本。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。