智能路燈無線控制系統及方法
2023-04-23 13:22:26 2
專利名稱：智能路燈無線控制系統及方法
技術領域：
本發明屬於無線控制技術領域，涉及一種路燈控制系統，尤其涉及一種智能路燈無線控制系統；同時，本發明還涉及上述智能路燈無線控制系統的控制方法。
背景技術：
路燈作為生活的一部分已經和人們的生活息息相關，時刻與人們的生活同在。同樣也成為一個耗能大戶，據初步估算，全國每年在路燈上的電費達數百億，消耗足以驚人。 據測算中小城市在深夜10點以後、一般城市在深夜12點以後、大中型城市在深夜2點以後路上已經很少有行人車輛，一般小區在九點以後也已經不再有人出入，再開著路燈或全亮度亮著是對能源的大量浪費，因此智能燈光被提上日程，成為節能減排的又一良策。採用廣布的傳感器探測車輛人員的流動進而計算出應該打開的燈或增亮的燈，進行亮燈範圍的控制，進而達到節能的目的。目前市場上存在的智能燈光控制方式一般有集中控制方式、以及並行控制方式。集中控制方式的缺陷在於，集中控制的算法複雜，安裝麻煩，系統不穩定，且浪費資源。並行控制方式的缺陷在於，兩個相距較遠的發射器同時發射時會發生幹擾，影響系統的安全性。比如，兩個相距800米的發射器A、B，發射一個數據的時間是10ms。假設某一時刻發射器A探測到物體並發射開燈信號，而在發射器A發射5ms後，發射器B探測到物體並發射，但是800米外的發射器B無法知道發射器A正在發射，所以他也會發射信號，那麼在他們中間的疊加部分就不能準確接收信號，就會相互幹擾。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種智能路燈無線控制系統，可提高系統的穩定性能，增強抗幹擾能力，並系統可以多機同時發射信號。此外，本發明還提供上述智能路燈無線控制系統的控制方法，可提高系統的穩定性能，增強抗幹擾能力。為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案一種智能路燈無線控制系統，所述系統包括若干節點單元，各節點單元包括時間同步器，用以進行節點單元的時間同步，使得整個系統的所有節點單元時間同步，統一系統時間；無線裝置，包括無線接收器或/和無線發射器；無線接收器用以完成無線信號的接收，無線發射器用以完成無線信號的發送；控制器，連接所述時間同步器、無線發射器，用以控制所述無線發射器發送無線信號；系統統一設定周期時間內無線信號的發射時刻點，並設定每個發射時刻點發射的內容或類別，通過發射時刻點的不同來區分不同的無線信號，實現不同的功能；
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各節點單元只有在控制器設定的時刻點才能發射相應的無線信號，並且各個需要發射信號的節點單元在同一時刻發射的無線信號內容或無線信號類別相同。作為本發明的一種優選方案，所述時間同步器通過衛星授時實現時間同步；或者， 時間同步器通過手機基站授時實現時間同步。作為本發明的一種優選方案，所述無線信號發射時刻點包括起始信號點、信號轉發點、信號轉髮結束點、開燈信號點、關燈信號點、增亮信號點；所述起始信號點用於在傳感器探測到車輛或/和人員後，無線發射器在起始信號點發射增亮信號，其他單元如果在起始信號點收到增亮信號，則按照系統統一的算法在算法指向的信號轉發點轉發增亮信號；所述信號轉發點是指如果在該點收到增亮信號則按照系統統一算法在其他信號轉發點發射增亮信號；所述信號轉髮結束點是指如果在信號轉髮結束點收到增亮信號，就不再轉發增亮信號；所述開燈信號點是指在該點轉發開燈信號，或在該點收到信號就打開燈；所述關燈信號點是指在該點轉發關燈信號，或在該點收到信號就關燈。作為本發明的一種優選方案，所述無線信號發射時刻點還包括附加功能點，用於後期自定義。作為本發明的一種優選方案，所述節點單元轉發的信號分為單次轉發方式、半持續轉發方式、持續轉發方式；所述單次轉發方式是在收到信號後只轉發一次；所述半持續轉發方式是在收到信號後持續轉發，直到在單次轉發點收到信號；所述持續轉發方式是在收到信號後將連續轉發，直到轉發算法指向轉髮結束點。作為本發明的一種優選方案，所述節點單元轉發的信號與收到的信號相同，或者不同，但同一系統在同一時刻所有發射信號的無線發射器發射的信息內容相同。作為本發明的一種優選方案，全部節點單元均設有傳感器；或者，部分節點單元設有傳感器；設有傳感器的節點單元同時還設有時鐘同步器和無線發射器；或者，部分設有傳感器和無線發射器但未設置時鐘同步器的節點單元設置無線接收器，接收設有時鐘同步器的節點單元通過其無線發射器發送的時鐘同步信號實現時鐘同步；或者，部分設有傳感器和無線發射器但未設置時鐘同步器的節點單元通過設置無線接收器接收某一無線發射器發射的時鐘同步信號實現時鐘同步；所述傳感器用以探測是否有移動的人或/和物體的存在，若存在則發送相應信號至控制器；或者，傳感器用以探測是否有人或/和物體進入傳感器探測範圍，若有則發送相應信號至控制器；或者，傳感器用以探測是否有人或/和物體位於傳感器探測範圍，若有則發送相應信號至控制器；所述無線發射器還用以在傳感器有信號後在控制器的控制下發射開燈或增亮信號；所述控制器同時用以控制節點單元各部分的運行；所述時鐘同步器用以接收統一時鐘信號，為系統提供統一時鐘信息，實現系統時鐘同步；設有傳感器的節點單元，在傳感器探測到移動的人或/和物體後，則通過無線發射器發射開燈或增亮信號，其他接到信號的節點單元開啟或增亮各自的燈；或者，設有傳感器的節點單元，在傳感器探測到在探測範圍內有人或/和物體的存在，則通過無線發射器發射開燈或增亮信號，其他接到信號的節點單元開啟或增亮各自的燈。一種上述智能路燈無線控制系統的控制方法，所述方法包括如下步驟時間同步器進行節點單元的時間同步，使得整個系統的所有節點單元時間同步， 統一系統時間；系統統一設定周期時間內無線信號的發射時刻點，並設定每個發射時刻點發射的內容或類別，通過發射時刻點的不同來區分不同的無線信號，實現不同的功能；各節點單元的控制器控制無線發射器在設定的發射時刻點發射對應的無線信號， 各個需要發射信號的節點單元在同一時刻發射的無線信號內容或無線信號類別相同。作為本發明的一種優選方案，所述方法進一步包括控制器獲取需要發送的無線信號，並實時判斷是否達到該無線信號對應的發射時刻點；若達到對應的發射時刻點，控制器控制無線發射器發射相應無線信號。本發明的有益效果在於本發明提出的智能路燈無線控制系統及方法，通過轉發中繼大大地延伸了信號的傳輸距離，可以提高系統的信號的有效距離。本發明將現有的一機單次發射改進為多機多次發射，使系統的穩定性能大大地提高，抗幹擾能力大大增強。通過衛星信號實現廣域時間同步，解決路燈的廣布特性。同時結合用不同的時刻點來實現不同的命令功能，使系統所有的單元在同一點發送的信號相同，不會有幹擾的產生，大大提高系統的穩定性能，按照規定發射，有效準確地通訊。
圖1為本發明智能路燈無線控制系統的組成示意圖。圖2為本發明方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。實施例一請參閱圖1，本發明揭示了一種智能路燈無線控制系統，所述系統包括若干節點單元10，各節點單元10包括控制器11、時間同步器13、無線裝置。時間同步器時間同步器13用以進行節點單元10的時間同步，使得整個系統的所有節點單元 10時間同步，統一系統時間。所述時間同步器13通過衛星授時實現時間同步；或者，時間同步器通過手機基站授時實現時間同步。無線裝置無線裝置包括無線接收器15或/和無線發射器14 ；無線接收器15用以完成無線信號的接收，無線發射器14用以完成無線信號的發送。
控制器控制器11連接所述時間同步器13、無線發射器14，用以控制節點單元10各部分的運行；如控制所述無線發射器14發送無線信號。系統統一設定周期時間內無線信號的發射時刻點，並設定每個發射時刻點發射的內容或類別，通過發射時刻點的不同來區分不同的無線信號。所述無線信號發射時刻點包括起始信號點、信號轉發點、信號轉髮結束點、開燈信號點、關燈信號點、增亮信號點。所述起始信號點用於在傳感器探測到車輛或/和人員後，無線發射器在起始信號點發射增亮信號，其他單元如果在起始信號點收到增亮信號，則按照系統統一的算法在算法指向的信號轉發點轉發增亮信號。所述信號轉發點是指如果在該點收到增亮信號則按照系統統一算法在其他信號轉發點發射增亮信號。所述信號轉髮結束點是指如果在信號轉髮結束點收到增亮信號，就不再轉發增亮信號。所述開燈信號點是指在該點轉發開燈信號，或在該點收到信號就打開燈。所述關燈信號點是指在該點轉發關燈信號，或在該點收到信號就關燈。此外，所述無線信號發射時刻點還包括附加功能點，用於後期自定義。各節點單元10隻有在控制器設定的時刻點才能發射相應的無線信號，並且各個需要發射信號的節點單元在同一時刻發射的無線信號內容或無線信號類別相同。所述節點單元10轉發的信號分為單次轉發方式、半持續轉發方式、持續轉發方式；所述單次轉發方式是在收到信號後只轉發一次；所述半持續轉發方式是在收到信號後持續轉發，直到在單次轉發點收到信號；所述持續轉發方式是在收到信號後將連續轉發，直到轉發算法指向轉髮結束點。所述節點單元10轉發的信號與收到的信號相同，或者不同，但同一系統在同一時刻所有發射信號的無線發射器14發射的信息內容相同。此外，全部節點單元10均設有傳感器；或者，部分節點單元10設有傳感器12。設有傳感器12的節點單元10同時還設有時鐘同步器和無線發射器；或者，部分設有傳感器 12和無線發射器14、但未設置時鐘同步器13的節點單元10設置無線接收器15，接收設有時鐘同步器13的節點單元10通過其無線發射器14發送的時鐘同步信號實現時鐘同步；或者，部分設有傳感器12和無線發射器14但未設置時鐘同步器13的節點單元10通過設置無線接收器15接收某一無線發射器15發射的時鐘同步信號實現時鐘同步。所述傳感器12用以探測是否有移動的人或/和物體的存在，若存在則發送相應信號至控制器；或者，傳感器12用以探測是否有人或/和物體進入傳感器探測範圍，若有則發送相應信號至控制器；或者，傳感器12用以探測是否有人或/和物體位於傳感器探測範圍， 若有則發送相應信號至控制器。所述無線發射器14還用以在傳感器12有信號後在控制器的控制下發射開燈或增亮信號。所述時鐘同步器13用以接收統一時鐘信號，為系統提供統一時鐘信息，實現系統時鐘同步。設有傳感器12的節點單元10，在傳感器探測到移動的人或/和物體後，則通過無線發射器發射開燈或增亮信號，其他接到信號的節點單元開啟或增亮各自的燈；或者，設有傳感器的節點單元，在傳感器探測到在探測範圍內有人或/和物體的存在，則通過無線發射器發射開燈或增亮信號，其他接到信號的節點單元開啟或增亮各自的燈。
以上介紹了本發明智能路燈無線控制系統，本發明在揭示上述系統的同時，還揭示上述智能路燈無線控制系統的控制方法。所述方法包括如下步驟步驟Si時間同步器進行節點單元的時間同步，使得整個系統的所有節點單元時間同步，統一系統時間。步驟S2控制器設定周期時間內無線信號的發射時刻點，並設定每個發射時刻點發射的內容或類別，通過發射時刻點的不同來區分不同的無線信號。步驟S3控制器獲取需要發送的無線信號，並實時判斷是否達到該無線信號對應的發射時刻點；若達到對應的發射時刻點，轉至步驟S4。步驟S4各節點單元的控制器控制無線發射器在設定的發射時刻點發射對應的無線信號，各個需要發射信號的節點單元在同一時刻發射的無線信號內容或無線信號類別相同。實施例二本發系統包括若干個路燈，每個路燈都裝有gps時間同步器、無線收發器、傳感器，用gps衛星系統進行秒同步，將時間周期定為Is。並劃分成10等分，分別是0s、0. Is、 0. 2s,0. 3s,0. 4s,0. 5s,0. 6s,0. 7s,0. 8s,0. 9s。規定 Os 為起始信號點，0. ls_0. 5s 為信號轉發點，0. 6s為轉髮結束點，0. 7s為開燈信號點，0. 8s為關燈信號點，0. 9s用於故障播報， 並規定轉發算法是順序算法，並在同一秒內轉發。起始信號點發射0x55，轉發信號點發射 OxAA,開燈信號0x01，關燈信號0x02。任意路燈在探測到人員車輛後，將在Os時刻發送信號0x55，其他燈在接收到0x55或OxAA信號後，增亮各自的燈，並按轉發算法在規定的時刻點轉發信號OxAA，一定延時後自動減弱各自的燈的亮度。接收到信號0x01或0x02的路燈將對該信號在下一秒的相同時刻轉發，並按要求開關燈。該路燈系統使用時間控制和遙控控制來控制路燈的開關，系統定時設定開燈時間早7點，關燈時間晚7點。並結合遙控，根據季節由遙控中心根據情況使用遙控命令遙控路燈。如在春冬季節，晚上7點開燈太晚，就在晚6點在控制中心發送開燈命令0x01，接到 0x01命令的燈將打開各自的燈，並在下秒同一時刻轉發一次命令0x01，其他接到0x01的路燈將也打開各自的燈，並在下秒同一時刻轉發一次命令0x01，這樣就可以打開全部的路燈。 在夏秋季節早上7點關燈有點晚，就再早6點由控制中心發關燈命令0x02，接到命令0x02 的燈將關閉各自的燈，並在下秒同一時刻轉發命令0x02 —次，其他接到0x02的路燈將也關閉各自的燈，並在下秒同一時刻轉發一次命令0x02，達到關閉全部路燈的效果。未接到命令就按設定時間開關燈。這樣使用定時與遙控相結合，可以方便的控制路燈，實現照明節能兩不誤，在特殊天氣也可以實現路燈的隨意控制。該路燈結合gps授時系統，統一在夜間12:00進入節能狀態，將燈光降到50%的亮度。同時結合傳感器在探測到人員車輛後按照協議的規定在Os發送增亮信號，接到信號的路燈按照規定在規定的時刻轉發命令，並開燈或增亮，實現車來燈開，車走燈暗的效果。轉發流程=Os接到信號0x55的路燈，將在0. ls、0. 2s、0. 3s,0. 4s,0. 5s五個時刻點發射信號OxAA，同時增亮各自的燈。0. Is接到信號OxAA的路燈，將在0. 2s,0. 3s,0. 4s,0. 5s四個時刻點發射信號 OxAA，同時增亮各自的燈。0. 2s接到信號OxAA的路燈，將在0. 3s,0. 4s,0. 5s三個時刻點發射信號OxAA，同
8時增亮各自的燈。0. 3s接到信號OxAA的路燈，將在0. 4s,0. 5s兩個時刻點發射信號OxAA，同時增亮各自的燈。0. 4s接到信號OxAA的路燈，將在0. 5s 一個時刻點發射信號OxAA，同時增亮各自的燈。0. 5s接到信號OxAA的路燈，將增亮各自的燈，不發射信號。如果路燈發生故障，將在0. 9s播報OxOf，接收終端走到路燈附近後便接到故障碼，就會知道路燈發生故障，同時還可增加故障接收臺與控制中心聯網。綜上所述，本發明提出的智能路燈無線控制系統及方法，通過轉發中繼大大地延伸了信號的傳輸距離，可以提高系統的信號的有效距離。本發明將現有的一機單次發射改進為多機多次發射，使系統的穩定性能大大地提高，抗幹擾能力大大增強。通過衛星信號實現廣域時間同步，解決路燈的廣布特性。同時結合用不同的時刻點來實現不同的命令功能，使系統所有的單元在同一點發送的信號相同，不會有幹擾的產生，大大提高系統的穩定性能，按照規定發射，有效準確地通訊。這裡本發明的描述和應用是說明性的，並非想將本發明的範圍限制在上述實施例中。這裡所披露的實施例的變形和改變是可能的，對於那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發明的精神或本質特徵的情況下，本發明可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、 材料和部件來實現。在不脫離本發明範圍和精神的情況下，可以對這裡所披露的實施例進行其它變形和改變。
權利要求
1.一種智能路燈無線控制系統，其特徵在於，所述系統包括若干節點單元，各節點單元包括時間同步器，用以進行節點單元的時間同步，使得整個系統的所有節點單元時間同步， 統一系統時間；無線裝置，包括無線接收器或/和無線發射器；無線接收器用以完成無線信號的接收， 無線發射器用以完成無線信號的發送；控制器，連接所述時間同步器、無線發射器，用以控制所述無線發射器發送無線信號； 系統統一設定周期時間內無線信號的發射時刻點，並設定每個發射時刻點發射的內容或類別，通過發射時刻點的不同來區分不同的無線信號，實現不同的功能；各節點單元只有在系統設定的時刻點才能發射相應的無線信號，並且各個需要發射信號的節點單元在同一時刻發射的無線信號內容或無線信號類別相同。
2.根據權利要求1所述的智能路燈無線控制系統，其特徵在於所述時間同步器通過衛星授時實現時間同步；或者，時間同步器通過手機基站授時實現時間同步。
3.根據權利要求1所述的智能路燈無線控制系統，其特徵在於所述無線信號發射時刻點包括起始信號點、信號轉發點、信號轉髮結束點、開燈信號點、關燈信號點、增亮信號點；所述起始信號點用於在傳感器探測到車輛或/和人員後，無線發射器在起始信號點發射增亮信號，其他單元如果在起始信號點收到增亮信號，則按照系統統一的算法在算法指向的信號轉發點轉發增亮信號；所述信號轉發點是指如果在該點收到增亮信號則按照系統統一算法在其他信號轉發點發射增亮信號；所述信號轉髮結束點是指如果在信號轉髮結束點收到增亮信號，就不再轉發增亮信號；所述開燈信號點是指在該點轉發開燈信號，或在該點收到信號就打開燈； 所述關燈信號點是指在該點轉發關燈信號，或在該點收到信號就關燈。
4.根據權利要求3所述的智能路燈無線控制系統，其特徵在於 所述無線信號發射時刻點還包括附加功能點，用於後期自定義。
5.根據權利要求1所述的智能路燈無線控制系統，其特徵在於所述節點單元轉發的信號分為單次轉發方式、半持續轉發方式、持續轉發方式； 所述單次轉發方式是在收到信號後只轉發一次；所述半持續轉發方式是在收到信號後持續轉發，直到在單次轉發點收到信號； 所述持續轉發方式是在收到信號後將連續轉發，直到轉發算法指向轉髮結束點。
6.根據權利要求1所述的智能路燈無線控制系統，其特徵在於所述節點單元轉發的信號與收到的信號相同，或者不同，但同一系統在同一時刻所有發射信號的無線發射器發射的信息內容相同。
7.根據權利要求1所述的智能路燈無線控制系統，其特徵在於 全部節點單元均設有傳感器；或者，部分節點單元設有傳感器；設有傳感器的節點單元同時還設有時鐘同步器和無線發射器；或者，部分設有傳感器和無線發射器但未設置時鐘同步器的節點單元設置無線接收器，接收設有時鐘同步器的節點單元通過其無線發射器發送的時鐘同步信號實現時鐘同步；或者，部分設有傳感器和無線發射器但未設置時鐘同步器的節點單元通過設置無線接收器接收某一無線發射器發射的時鐘同步信號實現時鐘同步；所述傳感器用以探測是否有移動的人或/和物體的存在，若存在則發送相應信號至控制器；或者，傳感器用以探測是否有人或/和物體進入傳感器探測範圍，若有則發送相應信號至控制器；或者，傳感器用以探測是否有人或/和物體位於傳感器探測範圍，若有則發送相應信號至控制器；所述無線發射器還用以在傳感器有信號後在控制器的控制下發射開燈或增亮信號； 所述控制器同時用以控制節點單元各部分的運行；所述時鐘同步器用以接收統一時鐘信號，為系統提供統一時鐘信息，實現系統時鐘同步；設有傳感器的節點單元，在傳感器探測到移動的人或/和物體後，則通過無線發射器發射開燈或增亮信號，其他接到信號的節點單元開啟或增亮各自的燈；或者，設有傳感器的節點單元，在傳感器探測到在探測範圍內有人或/和物體的存在，則通過無線發射器發射開燈或增亮信號，其他接到信號的節點單元開啟或增亮各自的燈。
8.—種權利要求1至7之一所述智能路燈無線控制系統的控制方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟時間同步器進行節點單元的時間同步，使得整個系統的所有節點單元時間同步，統一系統時間；系統統一設定周期時間內無線信號的發射時刻點，並設定每個發射時刻點發射的內容或類別，通過發射時刻點的不同來區分不同的無線信號，實現不同的功能；各節點單元的控制器控制無線發射器只有在設定的發射時刻點才能發射對應的無線信號，各個需要發射信號的節點單元在同一時刻發射的無線信號內容或無線信號類別相同。
9.根據權利要求8所述的控制方法，其特徵在於所述方法進一步包括控制器獲取需要發送的無線信號，並實時判斷是否達到該無線信號對應的發射時刻點；若達到對應的發射時刻點，控制器控制無線發射器發射相應無線信號。
全文摘要
本發明揭示了一種智能路燈無線控制系統及方法，所述系統包括若干節點單元，各節點單元包括時間同步器、無線裝置、控制器；時間同步器進行節點單元的時間同步，使系統所有節點單元時間同步；無線裝置包括無線接收器或/和無線發射器；控制器控制無線發射器發送無線信號；系統統一設定周期時間內無線信號的發射時刻點，並設定每個發射時刻點發射的內容或類別，通過發射時刻點的不同來區分不同的無線信號。本發明通過轉發中繼大大地延伸了信號的傳輸距離，可提高系統信號的有效距離。本發明將現有的一機單次發射改進為多機多次發射，使系統的穩定性能大大提高，抗幹擾能力大大增強。並統一規定發射的時間、內容，使系統信號實現準確的同步並行運作。
文檔編號G08C17/02GK102487570SQ20111026284
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月6日 優先權日2011年9月6日
發明者徐大江 申請人:徐大江