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专利号: 2018100028908
申请人: 张佳翔
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 其他类目不包含的电技术
更新日期:2024-10-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种路灯实时控制系统,其特征在于,包括:设置在路灯上的一级控制器、光感应模块、太阳能模块和一级信号处理模块,设置在路段上的二级控制器、红外探测模块和二级信号处理模块,设置在区域中心的三级控制器、PM2.5检测模块和三级信号处理模块,设置在远程控制中心的中央控制器;

其中,所述光感应模块、所述太阳能模块的输出端均与所述一级信号处理模块的输入端相连,所述一级信号处理模块的输出端与所述一级控制器相连;所述红外探测模块的输出端与所述二级信号处理模块的输入端相连,所述二级信号处理模块的输出端与所述二级控制器相连;所述PM2.5检测模块的输出端与所述三级信号处理模块的输入端相连,所述三级信号处理模块的输出端与所述三级信号处理模块相连;

所述光感应模块用于检测路灯周围环境的光强,并将光强的光信号转变成电信号传输至所述一级信号处理模块进行分析处理;

所述太阳能模块用于接收太阳光辐射,并将光辐射信号转换成电信号传输至所述一级信号处理模块进行分析处理,同时所述太阳能模块将太阳能转换成电能为路灯供电;

所述红外探测模块用于检测人流量和车流量,并将红外信号传输至所述二级信号处理模块进行分析处理;

所述PM2.5检测模块用于检测空气中PM2.5颗粒的质量浓度,并将浓度信号传输至所述三级信号处理模块进行分析处理;

所述一级信号处理模块将所述光感应模块输出的电信号进行分析处理,获取路灯周围的能见度信息,并与预设的能见度阈值进行比较,将能见度比较结果依次通过所述一级控制器、所述二级控制器、所述三级控制器发送至所述中央控制器,同时,所述一级信号处理模块用于对所述太阳能模块接收到的辐射信号对应的电信号进行分析处理,获取路灯周围的辐照度信息,并与预设的辐照度阈值进行比较,将辐照度比较结果依次通过所述一级控制器、所述二级控制器、所述三级控制器发送至所述中央控制器;

所述二级信号处理模块将所述红外探测模块输出的红外信号进行分析处理,获取路段的人流量和车流量信息,并与预设的流量阈值进行比较,将流量比较结果依次通过所述二级控制器、所述三级控制器发送至所述中央控制器;

所述三级信号处理模块将所述PM2.5检测模块输出的浓度信号进行分析处理,获取区域内的PM2.5浓度信息,并与预设的浓度阈值进行比较,将浓度比较结果通过所述三级控制器发送至所述中央控制器;

所述中央控制器将能见度比较结果、辐射度比较结果、流量比较结果和浓度比较结果进行综合判定,制定路灯控制策略,并将控制策略依次通过所述三级控制器、所述二级控制器发送至所述一级控制器;

所述一级控制器根据所述中央控制器下发的控制指令实现对路灯的开启或关闭的控制。

2.根据权利要求1所述的路灯实时控制系统,其特征在于,所述一级控制器设有用于与所述二级控制器通信连接的第一信号发射模块和第三控制指令接收模块;

所述二级控制器设有用于与所述一级控制器通信连接的第一信号接收模块和第三控制指令发射模块、用于与所述三级控制器通信连接的第二信号发射模块和第二控制指令接收模块;

所述三级控制器设有用于与所述二级控制器通信连接的第二信号接收模块和第二控制指令发射模块、用于与所述中央控制器通信连接的第三信号发射模块和第一控制指令接收模块;

所述中央控制器设有用于与所述三级控制器通信连接的第三信号接收模块和第一控制指令发射模块。

3.根据权利要求1所述的路灯实时控制系统,其特征在于,所述一级信号处理模块将包含能见度比较结果、辐射度比较结果的第一反馈信息发送至所述一级控制器,所述一级控制器将第一反馈信息发送至二级控制器,所述二级控制器接收若干一级控制器发送的第一反馈信息,并与所述二级信号处理模块输出的流量比较结果综合成第二反馈信息发送至三级控制器,所述三级控制器接收若干二级控制器发送的第二反馈信息,并与所述三级信号处理模块输出的浓度比较结果综合成第三反馈信息发送至中央控制器;

所述中央控制器根据第三反馈信息,解析出各个路灯的能见度比较结果和辐射度比较结果,各个路段的流量比较结果及各个区域内的浓度比较结果,根据需求制定控制策略,将第一控制指令下发至所述三级控制器,所述三级控制器根据接收到的第一控制指令,下发第二控制指令至所述二级控制器,所述二级控制器根据接收到的第二控制指令,下发第三控制指令至所述一级控制器,所述一级控制器根据第三控制指令控制对应路灯的开启和关闭。

4.根据权利要求1所述的路灯实时控制系统,其特征在于,所述光感应模块包括发送器、光学元件、接收器和检测电路,所述发送器不间断地发射光束,发出的光束经过所述光学元件聚焦后被所述接收器接收,接收的光信号通过所述检测电路滤出有效光信号,并转换成电信号。

5.根据权利要求1所述的路灯实时控制系统,其特征在于,所述太阳能模块包含背板、透光前板、设置于背板与透光前板之间的太阳能电池,用以固定背板和透光前板的框架、以及位于框架内的光电转换模块,所述透光前板用于接收太阳光辐射,接收的光能通过所述光电转换模块转换成电能,储存在所述太阳能电池中为路灯供电,同时,所述光电转换模块将接收的光辐射信号转成对应的电信号。

6.一种路灯实时控制系统的实时控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

步骤1,每个光感应模块分别检测对应的路灯周围环境的光强,并将光强的光信号转变成电信号传输至对应的一级信号处理模块进行分析处理;每个太阳能模块分别接收太阳光辐射,并将光辐射信号转换成电信号传输至对应的一级信号处理模块进行分析处理;每个一级信号处理模块分别将每个光感应模块输出的电信号进行分析处理,获取对应的路灯周围的能见度信息,并与预设的能见度阈值进行比较,同时,每个一级信号处理模块分别对每个太阳能模块接收到的光辐射信号对应的电信号进行分析处理,获取对应的路灯周围的辐照度信息,并与预设的辐照度阈值进行比较;

步骤2,每个红外探测模块分别检测对应路段内的人流量和车流量,并将红外信号传输至二级信号处理模块进行分析处理;每个二级信号处理模块分别将每个红外探测模块输出的红外信号进行分析处理,获取对应路段的人流量和车流量信息,并与预设的流量阈值进行比较;

步骤3,每个PM2.5检测模块分别检测区域中心空气中PM2.5颗粒的质量浓度,并将浓度信号传输至三级信号处理模块进行分析处理;每个三级信号处理模块分别将每个PM2.5检测模块出的浓度信号进行分析处理,获取对应区域内的PM2.5浓度信息,并与预设的浓度阈值进行比较;

步骤4,每个一级信号处理模块分别将包含能见度比较结果和辐射度比较结果的第一反馈信息发送至对应的一级控制器,若干一级控制器分别将第一反馈信息发送至对应的二级控制器;所述二级控制器接收若干一级控制器发送的第一反馈信息,并将若干第一反馈信息与所述二级信号处理模块输出的流量比较结果综合成第二反馈信息,若干二级控制器将各自综合的第二反馈信息分别发送至对应的三级控制器;所述三级控制器接收若干二级控制器发送的第二反馈信息,并将若干第二反馈信息与所述三级信号处理模块输出的浓度比较结果综合成第三反馈信息,若干三级控制器将各自综合的第三反馈信息发送至中央控制器;

步骤5,所述中央控制器根据若干第三反馈信息,分别解析出各个路灯的能见度比较结果和辐射度比较结果,各个路段的流量比较结果及各个区域内的浓度比较结果,根据需求制定控制策略,将第一控制指令下发至所述三级控制器,所述三级控制器根据接收到的第一控制指令,下发第二控制指令至所述二级控制器,所述二级控制器根据接收到的第二控制指令,下发第三控制指令至所述一级控制器;

步骤6,每个三级控制器根据各自接收到的第一控制指令,解析出对应的控制指令,并分解成若干第二控制指令,每个三级控制器下发若干第二控制指令至若干对应的二级控制器,每个二级控制器根据各自接收到的第二控制指令,解析出对应的控制指令,并分解成若干第三控制指令,每个二级控制器下发若干第三控制指令至若干对应的一级控制器,每个一级控制器根据各自接收到的第三控制指令控制对应路灯的开启和关闭。

7.根据权利要求6所述的实时控制方法,其特征在于,步骤5中,所述中央控制器在制定控制策略时,按照如下方法:

如果一个路灯能见度低于能见度阈值且辐射度低于辐射度阈值且该路灯对应区域内的PM2.5浓度高于浓度阈值,此时,判定该路灯为开启;

如果一个路灯能见度低于能见度阈值,辐射度在一段时间间隔内采集不到信息,此时,当该路灯对应区域内的PM2.5浓度高于浓度阈值时,判定该路灯为开启,而当该路灯对应区域内的PM2.5浓度低于浓度阈值时,判定该路灯为关闭;

如果一个路灯的能见度在一段时间间隔内采集不到信息,辐射度低于辐射度阈值,此时,当该路灯对应区域内的PM2.5浓度高于浓度阈值时,判定该路灯为开启,而当该路灯对应区域内的PM2.5浓度低于浓度阈值时,判定该路灯为关闭;

如果一个路灯能见度高于能见度阈值,辐射度低于辐射度阈值,此时,不论该路灯对应区域内的PM2.5浓度是否高于浓度阈值,均判定该路灯为关闭;

如果一个路灯能见度低于能见度阈值,辐射度高于辐射度阈值,此时,不论该路灯对应区域内的PM2.5浓度是否高于浓度阈值,均判定该路灯为关闭;

如果一个路灯能见度高于能见度阈值,辐射度高于辐射度阈值,此时,不论该路灯对应区域内的PM2.5浓度是否高于浓度阈值,均判定该路灯为关闭;

如果一个路灯的能见度或辐射度在一段时间间隔内均采集不到信息,此时,当该路灯对应区域内的PM2.5浓度高于浓度阈值时,判定该路灯为开启,而当该路灯对应区域内的PM2.5浓度低于浓度阈值时,判定该路灯为关闭。

8.根据权利要求7所述的实时控制方法,其特征在于,如果一个路段内所有路灯均判定为开启,此时,当这个路段内的人流量和车流量较少时,判定该路段内的路灯间隔性开启;

如果一个路段内所有路灯均判定为关闭,此时,当这个路段内的人流量和车流量较多时,判定该路段内的路灯间隔性关闭。

9.根据权利要求6所述的实时控制方法,其特征在于,步骤1中,每个光感应模块每隔时间t1检测一次周围环境的光强,一段时间T1内连续检测n1次,光电感应模块将这n1个电信号均传输至信号处理模块进行分析处理;所述一级信号处理模块对这n1个电信号进行分析处理时,分别解析出对应的n1个能见度信息,并将其中最高的能见度和最低的能见度去除后取均值,获取路灯周围的能见度信息。

10.根据权利要求6所述的实时控制方法,其特征在于,步骤3中,每个PM2.5检测模块每隔时间t2检测一次空气中的PM2.5颗粒的质量浓度,一段时间T2内连续检测n2次,PM2.5检测模块将这n2个浓度信号均传输至二级信号处理模块进行分析处理;所述二级信号处理模块对这n2个浓度信号进行分析处理时,分别解析出对应的n2个能浓度信息,并将其中最高的浓度值和最低的浓度值去除后取均值,获取空气中的PM2.5的浓度信息。