專利名稱：一種物聯網智能照明系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及物聯網照明領域，更具體的，涉及一種基于物聯網技術智能化照明系統及方法。
背景技術：
根據中國市政工程道路照明專業委員會統計，在718個城市中，城市照明已達13723萬盞，并且每年以超過10%的速度快速發展。隨著國力增長和科技的進步，以及對能源效率意識的提高，節能減排問題成為重要議題。在道路照明光源的使用上，我們已經走在了世界的前列，但在運營管理方面，尤其是對于如何提高效率、降低能耗方面仍然存在一些無法逾越的困難，且缺少有效的技術手段。隨著城市經濟和規模的增長，機動車輛迅速增加，夜間車流量急劇增大，同時城市道路也日益復雜，很難通過工作人員對其全權管控。另一方面，由于基礎設施的條件所限，普遍缺失路燈通信鏈路，路燈的控制方式一般只能對整條道路統一控制，無法測量和控制到每一盞燈。而且傳統的路燈系統不能實現遠程監控，只能通過人工方式收集照明線路和燈具的運行情況的信息，不但效率極低，而且成本高。一般城市道路，辦公樓宇的照明系統由地方或城市電網直接供電，由于地方和城市電網工作電壓會因時段不同，電網負載大小波動而波動，這種波動在某些極端情況下表現為夜間電網負載能力普遍偏低，夜間電網電壓比白天偏高，如不對道路或樓宇的照明系統電壓或電流等電力參數實行有效控制，易出現某些時段，道路或樓宇照明系統出現無法滿足照明需求或超額供電，導致電能浪費。例如，深夜一般道路對照明要求有所降低，但由于城市電網負載減少，電壓升高，引起道路鈉燈電壓升高，電燈消耗功率反而增大，從而出現了電能浪費現象。此外，白天由于自然光的照明亮度很高，如不適當調節樓宇室內照明系統的功率輸出，也會出現電能浪費現象。
發明內容本實用新型的目的在于提出一種物聯網智能照明系統，其智能化程度高，抗干擾能力強，能夠收集天氣、道路亮度和車流量的外界因素進行模糊計算，做出合理決策，引導供電系統的正常工作，且能實時監測外負載的工作環境，使其在滿足工作需求的情況下，智能化節能。為達此目的，本發明采用以下技術方案:一種物聯網智能照明系統，包括控制設備、傳感設備、通訊設備和受控設備，其中傳感設備設于受控設備所在位置的信號采集處，通訊設備設于控制設備、傳感設備和受控設備之間，受控設備和傳感設備都受控于控制設備。所述的傳感設備包括天氣信號收集器、亮度采集器、車流量采集器和車速采集器，所述亮度采集器安裝在受控設備亮度采集處，車流量采集器和車速采集器，分段安裝在道路旁；所述受控設備包括照明燈具，分段設于道路的兩旁，對稱或交錯分布。進一步的，所述控制設備包括監控中心和集中控制器，一個監控中心控制多個集中控制器。進一步的,所述監控中心包括智能決策單元、信息存儲單元和模糊控制單元,所述智能決策單元、信息存儲單元和模糊控制單元之間設有雙向數據傳輸線。進一步的，所述集中控制器包括信號收集控制器和指令發送控制器，所述信號收集控制器信號輸入端與傳感設備相連，信號輸出端與監控中心相連；所述指令發送控制器，其信號發出端與受控裝置相連。進一步的，所述控制設備還包括照明控制器，受控于與之相連的集中控制器，且一個集中控制器控制控制多個照明控制器。進一步的，所述照明控制器包括信號采集器和交直流驅動器，信號采集器的信號輸入端和交直流驅動器的信號輸出端均與照明燈具相連接。進一步的，所述一個集中控制器控制多盞照明燈具。進一步的，所述天氣信號收集器設有溫濕度探針，受控于集中控制器，曝露于空氣中。進一步的，所述通訊設備包括光端機，所述光端機設于監控中心和集中控制器之間，通過光纖連接監控中心和集中控制器的通訊端口。可選擇的，所述通訊設備包括GPRS/3G通訊裝置，此時監控中心和集中控制器均設有信號發送與接收裝置。本實用新型的有益效果為:( I)設有智能決策單元和模糊控制單元，能集中管控道路或者樓宇燈具，通過對傳感設備的實測數據和信息存儲單元中的預設模型及參數進行計算，得出合理的能量分配方案，能有效防止電網波動。(2)能實時監測受控負載所處的環境參數及運行參數，通過智能決策單元和模糊控制單元計算后，及時做出響應，調整受控負載的工作狀態，既能滿足工作需求，又能極大化節能。(3)信息存儲單元中儲存有仿真模型程序和預設參數數據，作為前饋信號傳入智能決策單元計算，使得智能決策單元的決策具有對比性，防止智能決策單元做出錯誤的決策。(4)該系統搭建了城市電燈用電數字信息化管理平臺，有效運用了 M2M(machinetomachine, man to machine)的物聯網技術,節省大量人力物力，有效降低系統的維護成本。(5)運用了現代通訊技術，能有效實現遠程監控或遙測等功能。
圖1是本實用新型具體實施方式
提供的一種物聯網智能照明系統的結構框圖；圖2是本實用新型具體實施方式
提供的一種物聯網智能照明系統的控制流程圖。圖中:1、監控中心；2、集中控制器；3、照明燈具；4、天氣信號收集器；5、亮度采集器；6、車流量采集器；7、車速采集器；8、光端機；9、GPRS/3G通訊；10、照明控制器；11、交直流驅 動器。
具體實施方式
以下結合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發明的技術方案。圖1是本實用新型具體實施方式
提供的一種物聯網智能照明系統的結構框圖。一種物聯網智能照明系統，包括控制設備、傳感設備、通訊設備和受控設備，其中傳感設備設于受控設備所在位置的信號采集處，通訊設備設于控制設備、傳感設備和受控設備之間，受控設備和傳感設備都受控于控制設備。所述的傳感設備包括天氣信號收集器4、亮度采集器5、車流量采集器6和車速采集器7，所述亮度采集器5安裝在受控設備亮度采集處，車流量采集器6和車速采集器7依照不同路況現狀，分段安裝在道路旁，所述天氣信號收集器包括溫濕度探針，各個傳感器收據的天氣溫濕度數據、道路亮度信號、車流量信號、車速采集信號傳入集中控制器2中，集中控制器2將上述信號數字化后作為后饋信號傳入智能決策單元中進行計算；所述受控設備包括照明燈具3，分段設于道路的兩旁，對稱或交錯分布。所述的控制設備包括監控中心I和集中控制器2，一個監控中心I控制多個集中控制器2，一個集中控制器2控制某一區域或某一路段的多個照明控制器，同時多個照明控制器也對應多個照明燈具；所述監控中心I包括智能決策單元、信息存儲單元和模糊控制單元，其中:智能決策單元能對傳感設備的實際測量數據的后饋信號和預測參數數據的前饋信號進行模擬仿真，結合燈具的當前運行參數做出綜合計算和模擬運行；信息存儲單元，所述信息存儲單元中儲存有仿真模型程序和預設參數數據，作為前饋信號傳入智能決策單元；模糊控制單元，與智能決策單元相配合使用，將智能決策單元的計算結果結合道路的電能現狀，運用模糊控制理論及算法結合信息存儲單元中的儲存模型及數據，進行節能優化計算，得出控制信號，隨后依據相應的傳輸協議將控制信號傳給集中控制器2。所述集中控制器2包括信號收集控制器和指令發送控制器，其中:信號收集控制器，信號收集控制器內部設有信號轉換器，其信號輸入端與傳感設備相連，信號輸出端與智能決策單元相連，信號收集控制器用于收集各個傳感設備所產生的信號，將數字化后傳給智能決策單元。指令發送控制器，其信號發出端與受控裝置相連，能將模糊控制單元產生的控制指令傳輸給受控設備。所述控制設備還包括照明控制器10，用于生效監控中心I所發布的控制指令，調節路燈的輸出功率，受控于與之相連的集中控制器2的指令發送控制器。其內部的設有交直流驅動器11，它能夠實現照明燈具3的無級可調，控制照明燈具3以適合環境的亮度所需的功率輸出，相當于多級開關對應不同功率，以不同功率控制照明燈具3的發光，故照明燈具3不必一直全功率工作，節約電能。交直流驅動器11，用于驅動交流鈉燈和直流恒壓LED燈，能對交流鈉燈電壓和直流恒壓LED燈的電流進行調節，受控于與之相連的照明控制器11。能夠根據外負載的需求選擇性驅動負載，對于原已安裝傳統鈉燈的道路，可以調節鈉燈的電壓來控制道路的照明度，對于安裝LED路燈的道路，可以調節LED燈的直流電流來控制道路的照明度。所述通訊設備包括光端機8，所述光端機8設于監控中心I和集中控制器2之間，通過光纖連接監控中心I和集中控制器2的通訊端口。用于集中控制器2與監測中心I之間的信號傳輸。通訊設備包括光端機8還可以是GPRS/3G通訊9，此時監控中心I和集中控制3器均設有信號發送與接收裝置，通過信號的發送與接收裝置實現遠程的遙測與控制。圖2是本實用新型具體實施方式
提供的一種物聯網智能照明系統的控制流程圖。具體使用時，監測中心I依據不同道路的情況提前設置道路的現場參數，參數主要包括道路的路面參數和場景照明需求參數，在依據信息存儲單元內預設的交通流預測模型和道路亮度預測模型實時計算，得出當前道路的亮度的預測結果，作為前饋信號輸入智能決策單元。各個傳感設備收集天氣溫濕度數據、道路亮度信號、車流量信號、車速采集信號傳給集中控制器2的信號收集控制器，信號收集控制器將信號數字化后，作為后饋信號輸入智能決策單元。照明控制器10的信號采集器采集當前道路或樓宇的燈具具體運行參數傳入智能決策單元，作為智能決策單元的輔助信號。智能決策單元12對前饋信號、后饋信號和輔助信號綜合計算，做出相應的決策，將決策傳入模糊控制單元中。模糊控制單元通過系統的能耗狀況對決策系統的決策進行優化后，得出電能分配方案及控制指令，通過相應傳輸協議將控制指令傳給集中控制器2。集中控制器2通過其內部的指令發送控制器將指令發送給照明控制器10，照明控制器10通過其內部的交直流驅動器11執行指令，完成對路燈亮度的調節，使路燈在合適的功率下工作，達到節能的目的。此外，照明控制器10無法監測到燈具的運行參數時視為燈具損壞，將通過集中控制器2發送信號至監測中心1，監測中心發出警報提醒工作人員處理。
權利要求1.一種物聯網智能照明系統，包括控制設備、傳感設備、通訊設備和受控設備，其中傳感設備設于受控設備所在位置的信號采集處，通訊設備設于控制設備、傳感設備和受控設備之間，受控設備和傳感設備都受控于控制設備，其特征在于: 所述的傳感設備包括天氣信號收集器(4)、亮度采集器(5)、車流量采集器(6)和車速采集器(7)，所述亮度采集器(5)安裝在受控設備亮度采集處，車流量采集器(6)和車速采集器(7)，分段安裝在道路旁； 所述受控設備包括照明燈具(3)，分段設于道路的兩旁，對稱或交錯分布。
2.根據權利要求1所述的物聯網智能照明系統，其特征在于，所述控制設備包括: 所述的控制設備包括監控中心(I)和集中控制器(2)，一個監控中心(I)控制多個集中控制器(2)。
3.根據權利要求2所述的物聯網智能照明系統，其特征在于，所述監控中心包括: 智能決策單元、信息存儲單元和模糊控制單元，所述智能決策單元、信息存儲單元和模糊控制單元之間設有雙向數據傳輸線。
4.根據權利要求2所述的物聯網智能照明系統，其特征在于，所述集中控制器(2)包括: 信號收集控制器，其信號輸入端與傳感設備相連，信號輸出端與智能決策單元相連； 指令發送控制器，其信號發出端與受控設備相連。
5.根據權利要求2所述的物聯網智能照明系統，其特征在于，所述控制設備還包括: 照明控制器(10)，受控于與之相連的集中控制器(2)，且一個集中控制器控制控制多個照明控制器(10)。
6.根據權利要求5所述的物聯網智能照明系統，其特征在于，所述照明控制器包括: 信號采集器和交直流驅動器(11)，信號采集器的信號輸入端和交直流驅動器(11)的信號輸出端均與照明燈具相連接。
7.根據權利要求1所述的物聯網智能照明系統，其特征在于，所述一個集中控制器控制多盞照明燈具(3)。
8.根據權利要求1所述的物聯網智能照明系統，其特征在于，所述天氣信號收集器設有溫濕度探針，受控于集中控制器，曝露于空氣中。
9.根據權利要求1所述的物聯網智能照明系統，其特征在于，所述通訊設備包括: 光端機(8)，所述光端機(8)設于監控中心(I)和集中控制器(2)之間，通過光纖連接監控中心和集中控制器的通訊端口。
10.根據權利要求1或9所述的物聯網智能照明系統，其特征在于，所述通訊設備包括: GPRS/3G通訊裝置(9)，此時監控中心(I)和集中控制器(2)均設有信號發送與接收裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種物聯網智能照明系統，包括控制設備、傳感設備、通訊設備和受控設備，傳感設備采集受控設備運行參數和周邊環境參數后傳入控制設備中計算出控制指令，指導受控設備工作，所述的控制設備包括監控中心、集中控制器和照明燈控制器，所述的傳感設備包括天氣信號收集器、亮度采集器、車流量采集器和車速采集器。本實用新型的有益效果為設有智能決策單元和模糊控制單元，能計算出合理的電能分配方案，具有糾錯功能，能有效防止電網波動，負載耗能依據環境變化自動調節，不會一直處于全功率狀況，節能效果明顯，構建數字信息化管理平臺適合遠程管理，節約維護成本。
文檔編號H05B37/02GK202931630SQ20122059320
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月12日 優先權日2012年11月12日
發明者王建平, 許勇, 盧文杰 申請人:深圳市全智聚能科技有限公司