[发明专利]基于物联网智能控制的节能路灯系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于物联网智能控制的节能路灯系统，包括主控系统(1)、分控系统(2)和控制单元系统(3)，其特征在于：

主控系统(1)包括上位机(101)和主控系统数据传输单元(102)，上位机(101)用于监控路灯是否存在故障，可根据需求设置指令切换工作模式以及控制部分或所有路灯的工作状态，主控系统数据传输单元(102)用于完成主控系统(1)与分控系统(2)的双向通信；

分控系统(2)具有一个或一个以上，包括分控系统数据传输单元a(201)、数据处理单元(202)和分控系统数据传输单元b(203)，分控系统数据传输单元a(201)用于传输主控系统(1)的指令及向主控系统(1)反馈控制单元系统(3)传来的数据，数据处理单元(202)用于处理这些指令和数据信息，分控系统数据传输单元b(203)用于传输控制单元系统(3)反馈的数据信息、与其它分控系统(2)传达指令或数据信息，以及将主控系统(1)的指令传达给控制单元系统(3)；

控制单元系统(3)具有一个或一个以上，分别设置在路灯上，包括控制中心(301)、输入单元(302)、定位单元(303)、环境检测单元(304)、脉宽调制单元(305)、时钟存储单元(306)和控制单元系统数据传输单元(307)，其中，控制中心(301)与其它六个模块进行单向或双向信息沟通，用于根据输入单元(302)提供的经纬度计算路灯所在地的日出日落时间，按需启动定位单元(303)获取故障路灯所在地地址，采集环境检测模块(304)检测到的信息，发出相应指令控制路灯的亮灭，若接收到主控系统(1)的指令，则按该指令切换工作模式或控制路灯的工作状态，输入单元(302)用于输入和显示经纬度及日期时间，定位单元(303)在控制中心(301)的命令下启动工作，用于定位故障路灯所在地坐标，环境检测单元(304)用于检测该路灯周围的状况，以确定是否需要照明，路灯的亮灭信息还可作为是否存在故障的判断依据，脉宽调制单元(305)在控制中心(301)的控制下产生波形控制继电器，实现路灯的亮灭，时钟存储单元(306)用于存储实时更新的日期和时间，控制单元系统数据传输单元(307)用于与分控系统数据传输单元b(203)及其它控制单元系统数据传输单元(307)进行信息沟通。

2.根据权利要求1所述的基于物联网智能控制的节能路灯系统，对于控制单元系统(3)各组成部分，其特征在于：

所述控制中心(301)，包括微控制器；

所述输入单元(302)，包括矩阵键盘和液晶显示器；

所述定位单元(303)，包括卫星导航系统接收器SoC解决方案、电平串口、稳压电路和电容滤波电路；

所述环境检测单元(304)，包括光强检测模块、A/D转换模块和信号放大电路；

所述脉宽调制单元(305)，包括PWM脉宽调制型控制器和稳压电路；

所述时钟存储单元(306)，包括时钟芯片和晶振电路；

所述控制单元系统数据传输单元(307)，包括无线通信模块。

3.根据权利要求1或2所述的基于物联网智能控制的节能路灯系统，其特征在于：所述环境检测单元(304)包括磁阻传感器模块，用于检测路灯附近是否有车辆经过，以确定路灯点亮的起始时间。

4.根据权利要求3所述的基于物联网智能控制的节能路灯系统，其特征在于：所述环境检测单元(304)包括热释电红外传感器模块，用于检测路灯附近是否有行人经过，以确定路灯点亮的起始时间。

5.根据权利要求4所述的基于物联网智能控制的节能路灯系统，其特征在于：所述环境检测单元(304)包括多普勒雷达测速模块，用于检测行人或行驶车辆的速度，以确定照明时长。

6.根据权利要求5所述的基于物联网智能控制的节能路灯系统，其特征在于：主控系统数据传输单元(102)和分控系统数据传输单元a(201)采用GPRS无线通信模块，实现配对通信，分控系统数据传输单元b(203)和控制单元系统数据传输单元(307)采用ZigBee无线通信模块，实现配对通信。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网智能控制的节能路灯系统及其控制方法，其特征在于：所述热释电红外传感器的探头结合使用菲涅尔透镜以增大有效探测距离,便于给行人或车辆提供足够大的照明区域。

8.一种基于物联网智能控制的节能路灯系统的控制方法，其特征在于：

系统分正常工作模式和智能工作模式两种；

正常工作模式是每当日出时间到时，控制单元系统(3)处于待机状态，日落时间到时，保持路灯持续亮至深夜；

自深夜起或其它因素导致天气阴暗时，路灯系统进入智能工作模式，当环境检测单元(304)检测到有人或车辆经过时，控制中心(301)立即控制脉宽调制单元(305)产生波形控制继电器点亮路灯，并立即通过环境检测单元(304)检测到的速度计算出人或车辆到达下一盏路灯照明区域内所需的时间，本盏路灯在该时间内持续点亮，超过该时间熄灭，控制中心(301)将该时间信息通过控制单元系统数据传输单元(307)传输给下一盏路灯，以控制下一盏路灯在指定时间点亮，若该路灯未接收到时间信息或者还没到预定的时间又检测到有人或车辆经过，则优先按检测到人或车辆的方式点亮路灯，控制中心(301)根据速度计算新的时间，否则，在指定时间点亮路灯，若已到日出时间，控制单元系统(3)进入待机状态；

在正常工作模式和智能工作模式下，若路灯亮灭异常，控制中心(301)启动定位单元(303)工作，并将定位到的故障路灯所在地的坐标通过控制单元系统数据传输单元(307)传输给分控系统数据传输单元b(203)，最终主控系统(1)会收到该信息并加以显示和提醒；

可以根据需求，在主控系统(1)的上位机(101)设置指令切换工作模式以及控制部分或所有路灯的工作状态。