一种带移动侦测和联动控制的智慧路灯的制作方法

本发明属于路灯制造领域，特别涉及一种带移动侦测和联动控制的智慧路灯。

背景技术：

目前的路灯系统，基本都是固定亮度，人工或远程控制路灯供电的通断，即使没有人/车时，路灯也是常亮，这种状况不符合当今大环境下环保节能的理念，非常浪费资源。发明人通过检索，查询到2018年1月申请的发明专利cn108419342a一种无线智能路灯的联动控制系统及控制方法，所述系统包括智能网关、光照传感器、感应器和n个路灯；所述光照传感器与所述智能网关通信连接；所述n个路灯均受控于所述智能网关；每个感应器控制x个路灯，所述感应器与所述智能网关通信连接；所述感应器存储有lqi映射表。本发明能实现白天自动关灯，夜晚自动开灯并依据路上行为让路灯呈现不同亮度的效果。本发明简化了现有技术中为实现同样技术效果需要进行的大量的传感器和路灯的联动编程的工作量，也省略了安装时对路灯一一对应的要求，并且实现了智能联动以及兼容设备故障时自动接管处理，极大的方便了路灯项目的实施和推广，降低了人工维护的难度和繁琐性。但是该专利的最大不足点在于不能灵活联动的侦测人/车的移动并智能控制开启路灯。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种广域远程可控、灵活联动、智能人/车移动侦测的智慧路灯。

一种带移动侦测和联动控制的智慧路灯，其包括：

——所述灯头，采用led灯珠，串/并联组合；

——所述单灯控制器，可进行单灯控制与处理，能检测收集单灯工作参数，进行ac-dc变换、开/关灯、调光调色温；

——所述远程通讯模块，与远程控制网关通讯，接收远程控制指令，上传灯及外部环境变化数据；支持3g/4g/5g/lora/nb-iot/wf-iot无线通讯方式以及以太网、光纤有线通讯方式；通讯模块可更换；

——所述联动通讯模块，用于单灯之间联动通讯，采用433、zigbee、蓝牙短距无线通讯方式，可接收环境侦测模块上报的消息，调整路灯的光照度，同时根据预配置的联动策略，通过无线方式发送命令给下一级路灯，实现联动；

——环境侦测模块：支持多路传感器的开关量报警信号并行输入，处理器对多个传感器变量进行处理后再决定点灯方式，减少误报；可提供多个环境侦测报警输入，包括但不限于摄像头移动侦测、红外感应侦测、雷达移动侦测、红外移动侦测；模块的处理器根据程序中预配置的优先级和轮循机制，组合判断环境变化情况并做出应对措施，同时上报给联动模块；

所述智慧路灯在采用上述各模块使用时的具体工作步骤为：

步骤a：当需要远程控制操作点亮/关闭或调节某盏路灯时，远程控制中心通过云平台，向本地远程网关发送数据报文，通知路灯按预设亮度值亮灯；远程网关将相关报文解析成短字节的命令报文，发送给单灯；

步骤b：路灯的远程通讯模块接收并解析收到的报文，匹配id后，传递给单灯控制器；

步骤c：单灯控制器根据报文内容调节路灯的亮度或色度值，开/关灯；

步骤d：单灯控制器检测本路灯的电流、电压、功率因素数据；在按本机预设值延时一段时间后，如果没有环境移动侦测告警，则调暗路灯亮度到节能亮度值，进入节能状态；

步骤e：单灯控制器周期性的通过远程通讯模块发送心跳报文给远程网关，上报本路灯的电流、电压、功率因素数据；与此同时，单灯控制器轮循路灯工作状态，检测串口是否有移动侦测输入、检测是否有远程控制命令；

步骤f：环境侦测模块检测到有告警输入时，先软件防抖和识别处理，然后根据程序中预置的优先级和判断机制，综合判决点灯行为后，通过串口通知到单灯控制器点亮路灯；

步骤g：环境侦测模块根据预设联动策略，通过联动通讯模块发出控制报文，通知联动路灯亮灯；

步骤h：单灯控制器收到环境侦测模块发来的亮灯命令后，点灯，同时通过远程通讯模块向网关上报路灯状态变迁状态；

步骤i：下级路灯的联动通讯模块接收到上级模块发来的联动报文后，立即退出节能模式，将数据报文传递给环境侦测模块，由环境侦测模块分析是否联动以及联动策略。

本发明智慧路灯具有智能检测，根据路上行人或车辆情况，自动调节灯的亮度，并提前于移动物体点亮前方的路灯，做到灯随人/车动，人/车走灯暗。本发明智慧路灯同时还具有远程控制功能，使控制人员可以在值班机房里远程开启/调节亮度比例/关闭，可随时查询所有路灯的能力，足不出户即可掌握各路灯的运行状况。

附图说明

图1是本发明智慧路灯的硬件架构图；

图2是本发明智慧路灯中环境侦测模块的硬件框图；

图3是本发明智慧路灯中环境侦测工作流程图；

图4是本发明智慧路灯中联动调光工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详述。

如图1～4所示，一种带移动侦测和联动控制的智慧路灯，包括以下模块：

灯头：与常规led路灯没有区别，采用led灯珠，串/并联组合，灯珠数量决定了灯头功率。

单灯控制器：所有调光led路灯均有此模块，本模块的调光和开关灯功能与通常的区别不大，仅是控制芯片和电路设计差异。本发明的单灯控制器与常规控制器不同之处是兼有单灯控制与处理功能，并具有检测收集单灯工作参数等功能电路；能实现：ac-dc变换、开/关灯和调光调色温功能。

远程通讯模块：主要功能是与远程控制网关通讯，接收远程控制指令，上传灯及外部环境变化数据；通讯方式支持3g/4g/5g/lora/nb-iot/wf-iot等无线通讯方式以及以太网、光纤等有线通讯方式；本模块与目前传统的通讯模块的区别在于可通过换模块的方式支持。其具备以下功能：①、与控制中心通讯，接收控制中心的开/关灯和调光指令；②、与单灯控制器通讯，实现单灯控制器的调光；③、将检测到的灯参数、外部环境变化以及联动操作等情况上报控制中心。

联动通讯模块：用于单灯之间联动通讯，采用433、zigbee、蓝牙等短距无线通讯方式。与此类传统的通讯模块没有太大分别，在本发明中只是定义了私有数据格式，节点之间采用点对点通讯方式，不需要互相加入。接收环境侦测模块上报的消息，调整本路灯的光照度，同时根据预配置的联动策略，通过无线方式发送命令给下一级路灯，实现联动功能。最终实现灯随车亮，车走灯暗/灭。

环境侦测模块：一般的带移动侦测的路灯系统，是将移动侦测独立于单灯单独安装，只给单灯控制器一根信号线。所以单灯只能外接一个移动侦测设备，且基本不能做处理。本发明的环境侦测模块，支持多路传感器的开关量报警信号并行输入，处理器对多个传感器变量进行处理后再决定点灯方式，因此减少了误报，增加了可靠性，同时也达到了节能的目的，这是目前所有此类专利与应用所不具备的功能。本模块提供多个环境侦测报警输入，包括但不限于摄像头移动侦测、红外感应侦测、雷达移动侦测、红外移动侦测。模块的处理器根据程序中预配置的优先级和轮循机制，组合判断环境变化情况并做出应对措施，同时上报给联动模块。

本发明将红外移动侦测与环境侦测和联动通讯模块集成在一体，将单灯控制器与远程通讯模块集成在一体。并将所有控制电路集成于灯头内（红外移动侦测传感器除外），因此本发明是具有联动功能的集成红外移动侦测（可扩展摄像头、红外、雷达等侦测）的路灯，较其他路灯具有一定的智慧功能。可以实现自主动态调节光亮度，提高节能效果。

本发明智慧路灯在使用时的具体工作步骤为：

步骤a：当需要远程控制操作点亮/关闭或调节某盏路灯时，远程控制中心通过云平台，向本地远程网关发送数据报文，通知路灯按预设亮度值亮灯。远程网关将相关报文解析成短字节的命令报文，发送给单灯；

步骤b：路灯的远程通讯模块接收并解析收到的报文，匹配id后，传递给单灯控制器；

步骤c：单灯控制器根据报文内容调节路灯的亮度（或色度）值或开/关灯。

步骤d：单灯控制器检测本路灯的电流、电压、功率因素等数据。在按本机预设值延时一段时间后，如果没有环境移动侦测告警，则调暗路灯亮度到节能亮度值，进入节能状态；

步骤e：单灯控制器周期性(120s的整数倍)的发送心跳报文（通过远程通讯模块）给远程网关，上报本路灯的电流、电压、功率因素等数据。与此同时，单灯控制器轮循路灯工作状态，检测串口是否有移动侦测输入、检测是否有远程控制命令；

步骤f：环境侦测模块检测到有告警输入时，先软件防抖和识别处理，然后根据程序中预置的优先级和判断机制，综合判决点灯行为后，通过串口通知到单灯控制器点亮路灯；

步骤g：环境侦测模块根据预设联动策略，通过联动模块发出控制报文，通知联动路灯（下级点灯群组编号）亮灯。

步骤h：单灯控制器收到环境侦测模块发来的亮灯命令后，点灯，同时通过远程通讯模块向网关上报路灯状态变迁状态；

步骤i：下级路灯的联动模块接收到上级模块发来的联动报文后，立即退出节能模式，将数据报文传递给环境侦测模块，由环境侦测模块分析是否联动以及联动策略等。

本发明与现有技术相比，主要体现为以下三点：

（1）远程控制，在普通led调光节能路灯上增加远程通讯模块，增强单灯控制器的处理能力，路灯定时上报单灯工作状态和能耗数据，达到远程掌握与运营，遥控操作与设置，本地智能节能。

（2）本地联动，检测到人/车移动时，及时调光，在尽可能合理的范围内联动后续多盏路灯，解决了车过灯才亮的问题。通过调节联动方式与数量，可以尽可能合理的达到节能效果。

（3）多传感器移动侦测与判决，任何一种移动侦测设备都有可能产生误判误报，如摄像头对树叶和光影的误判，红外对动物的误判，雷达对空气波动甚至风、雨的误判，本发明通过多传感器检测，多信号联合判决，达到减少误判概率，进而节能和延长路灯的寿命。

本发明智慧路灯的工作原理：

（1）在普通调光led路灯的基础上，增加本发明的移动侦测模块和远程通讯模块，灯头上安装红外移动侦测、摄像头移动侦测、雷达移动侦测等侦测传感器中的任何一个或几个。本发明目前已完成的是安装红外移动侦测传感器；

（2）当路灯通电时，默认led路灯点亮，单灯控制器检测灯的电压、电流、功率因数、温度等数据，通过远程通讯模块上传给指挥中心；

（3）灯延时预定时间后（指挥中心通过远程通讯模块预设好的时间参数，保存于单灯控制器内），如果未检测到有效移动侦测数据或联通数据，则灯自动调暗（预设）；

（4）移动侦测传感器检测到车（或人）等物体移动，经硬件防抖处理后，给联动模块发送报警信号；

（5）联动模块以一定格式发送报警给单灯控制器，单灯控制器根据预定策略，调整路灯的光亮度；

（6）联动模块同时根据预定联动规则，向相应的灯模块发送命令，命令格式为前导码+发送者id+接收者id+长度+数据段+校验；

（7）单灯控制器完成调光后，立即将所有最新状态通知远程通讯模块，远程通讯模块上报消息给控制中心。