[发明专利]基于NB-IoT的智能路灯管理系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于NB‑IoT的智能路灯管理系统，其特征在于：包括路灯终端、基站、核心网和监控终端；所述路灯终端通过基站和核心网与监控终端连接；所述路灯终端包括依次连接电源适配器、单灯控制器和LED灯具；所述单灯控制器包括主控模块、电源模块、NB‑IOT通信模块和传感器模块；所述主控模块与电源模块、NB‑IOT通信模块和传感器模块分别连接；所述电源模块还与NB‑IOT通信模块和传感器模块分别连接。本发明具备依据环境自动调光、远程控制、参数监测和故障检测等功能，利用NB‑IoT新型物联网通信技术实现远程控制，通过监控中心对一个区域的路灯进行统一管理，根据不同的规则对路灯终端进行灵活控制，能够节约路灯的电耗。

技术领域

本发明涉及一种基于NB-IoT的智能路灯管理系统及方法。

背景技术

智能路灯管理系统作为智慧城市的重要组成部分正迎来前所未有的发展机遇。在长期的运营维护过程中，传统的路灯管理控制方式逐步暴露了多个弊端，具体为：传统路灯采用手动、光控、钟控等管理方式，容易受季节、天气等自然环境和人为因素影响，经常该亮时不亮，该灭时不灭，造成能源浪费；路灯经常在后半夜超功率运行，增加电能消耗和降低灯具寿命；缺乏实时监测功能，灯具无法按需调节亮；传统的路灯管理系统一般采用ZigBee、PLC、433MHz等通信方式连接路灯，一旦网关出现问题或断网，路灯将不受控制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于NB-IoT的智能路灯管理系统及方法，对路灯工作状态、人流车流量以及环境光强进行实时监测；采用 NB-IoT无线传输技术，实现端到云和云到端的数据传输，可以实时监控路灯的工作状态，并且根据采集到的参数实现智能调光、远程控制、参数监测和故障检测等功能，利用NB-IoT 新型物联网通信技术实现远程控制，通过监控中心对一个区域的路灯进行统一管理，根据不同的规则对路灯终端进行灵活控制，进而节约路灯的电耗，节省人力物力成本，降低维护成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于NB-IoT的智能路灯管理系统，包括路灯终端、基站、核心网和监控终端；所述路灯终端通过基站和核心网与监控终端连接；所述路灯终端包括依次连接电源适配器、单灯控制器和LED 灯具；所述单灯控制器包括主控模块、电源模块、NB-IOT通信模块和传感器模块；所述主控模块与电源模块、NB-IOT通信模块和传感器模块分别连接；所述电源模块还与NB-IOT通信模块和传感器模块分别连接。

进一步的，所述监控终端包括物联网云平台和手机 APP客户端，通过手机 APP客户端可以实时监控路灯终端运行状态或实时控制路灯终端运行装置。所述的物联网云平台界面的内容为设备详情、历史数据、设备日志、历史命令。设备详情包含了设备名称、设备ID、验证码（BC95 模块的 IMEI 号）和通信协议等内容；历史数据包括环境光照强度，路灯工作功率，路灯亮度等级，GPS 定位的经纬度和人流车流量。设备日志用于显示设备接入的情况；历史命令用于记录是来自手机APP端的开关灯控制命令。所述的APP客户端的监控主界面的内容有设备名称，设备在线状态，GPS 定位的经纬度，环境光照强度，路灯工作功率，路灯亮度等级，人流车流量（设定为一分钟为一个周期），路灯远程开关按键，历史数据查询，路灯位置查询，设备新增/删除功能。

进一步的，所述传感器模块包括用于检测光照强度的光照强度传感器模块、用于检测人流车流的红外传感器模块和用以快速定位故障路灯位置的GPS定位模块。

进一步的，所述主控模块为STM32L4主控模块，采用 LiteOS 轻量级物联网操作系统。

进一步的，所述的电源模块分为两个部分，一部分是 LED 灯具供电的电源系统，另一部分是单灯控制的辅助电源系统。因为本系统的LED 灯具工作电压为12V，采用AC/DC电源适配器（220V交流转12V直流）来提供灯具用电。在单灯控制器电源部分，本系统采用一款恒定5V升压控制器TP5410完成5V升压输出。