[发明专利]一种基于边缘计算的自适应调光系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种基于边缘计算的随机森林算法自适应调光系统，包括人机交互终端、边缘智能控制网关及智能街灯控制节点；人机交互终端包括街灯数据的远程传输可视化软件和智慧路灯后台管理控制平台；边缘智能控制网关包括边缘计算服务器、无线桥梁，边缘计算服务器通过无线桥梁连接人机交互终端及远程服务器，边缘计算服务器通过无线网络连接智能街灯控制节点；智能街灯控制节点包括集中控制板、单灯控制器、LED路灯及多路环境传感器；本发明将智慧路灯集中控制器作为边缘计算节点，充分利用其计算和存储资源的同时，减少智慧路灯网络的数据传输量，从而缓解云中心压力，提高对网络边缘设备异常检测及控制的实时性。

技术领域

本发明属于路灯技术领域，具体涉及一种基于边缘计算的随机森林算法自适应调光系统及其工作方法。

背景技术

随着社会经济的发展，能源和环境之间的冲突越来越突出，改善能源消耗和改善公共设施的利用效率，建设新的智能城市，是智慧城市的重要发展方向之一。

现如今，我国以及全世界都面临能源紧缺的问题，甚至在民用电的使用上需要采取必要的节约能源手段。城市交通路灯是重要的基础设施，互联网与人工智能相结合迸发出新的火花，为城市智能化提供新的动力。

智慧路灯系统是其中关键性的公共基础设施载体。然而，规模逐渐扩大的智慧路灯系统越来越无法满足实时、安全处理任务的需求。目前，常用的路灯控制方法是采用时间控制，光控制等，其主要缺陷是后端管理的严重滞后，精度低和工作效果差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于边缘计算的随机森林算法自适应调光系统，以解决背景技术中所提出的缺陷或问题。

为实现上述发明目的，本发明的实施例提供一种基于边缘计算的随机森林算法自适应调光系统，其特征在于，包括人机交互终端、边缘智能控制网关及智能街灯控制节点；

所述人机交互终端包括街灯数据的远程传输可视化软件和智慧路灯后台管理控制平台；

所述边缘智能控制网关包括边缘计算服务器、无线桥梁，所述边缘计算服务器通过无线桥梁连接人机交互终端及远程服务器，所述边缘计算服务器通过无线网络连接智能街灯控制节点；

所述智能街灯控制节点包括集中控制板、单灯控制器、LED路灯及多路环境传感器；所述多路环境传感器用于对周围环境数据进行采集，所述集中控制板的输出端连接单灯控制器并通过单灯控制器控制LED路灯，所述集中控制板的输入端连接多路环境传感器，所述集中控制板通过信号传输模块双向连接边缘智能网关。

进一步的，所述集中控制板包括处理器、继电器、电流检测电路、电压取样电路、复位电路、存储器及Lora基站模块。

优选的，所述单灯控制器用于对交通路端的单灯照明PWM亮度调控。

进一步的，所述多路环境传感器至少采集到光照强度、PM2.5浓度、车流量以及时间数据。

进一步的，所述边缘计算器对集中控制板所反馈的多路环境传感器所采集到的数据进行分析，分析过程采用K-means算法实现数据的聚类，将数据参数划分为不同等级；使用LDA算法进行降维，并使用现有数据建立数据模型(K-means)，建立光照等级lable；通过调节k值参数，使得类之间的间距最大，类内之间的间距最小；经过不停调整k值，确定最优K值，将所有样本数据建立簇心，形成边界清晰的分类结果，之后再通过大量处理后的数据采用随机森林算法进行数据训练，训练之后进行预测输出。

本发明的实施例另外还提供一种基于边缘计算的随机森林算法自适应调光系统的工作方法，其特征在于，包括以下过程：