一种基于无线网络的路灯智能控制方法

1.一种基于无线网络的路灯智能控制方法，其特征在于：多个路灯串联后接可变电抗变换器的一次边，多个路灯组成一组无线网络；每组无线通信网络设有主智能控制器和从智能控制器，每个路灯上设有传感器用于采集信号，采集信号通过无线通信方式传送至主智能控制器，主智能控制器根据采集的信号进行判断，通过无线通信方式向从智能控制器发送控制信号，从智能控制器控制功率变换单元，功率变换单元使前述可变电抗变换器的二次阻抗变化，从而实现对路灯的控制；每个路灯上设有光电传感器和声学传感器，光电传感器用于采集光信号，声学传感器用于采集噪声信号；根据光信号的强度变化，主智能控制器向从智能控制器发送相应的控制信号，控制路灯的亮度；
10个路灯组成一组无线网络，每组无线网络的主智能控制器还将各个路灯的工作状态信息通过无线通信方式传送至远程控制中心，远程控制中心向主智能控制器发送远程控制指令，实现对路灯的远程控制；
每组无线网络对照明实施按路段顺序编号，通过命令转发和状态返回实现节点之间拉手的通信，命令转发机制：每个节点通过一个位示图结构来记录哪些帧已经被转发，如果节点接收到命令帧后，判断该帧是否已经被该节点转发，如已转发则丢弃该帧；状态返回机制：命令帧发送到达指定节点后，该指定节点则接收该命令并立即返回状态；转发规则：只有节点号比目标节点号小才转发，状态返回过程则相反。
2.根据权利要求1所述的基于无线网络的路灯智能控制方法，其特征在于：一天分成光控时段和声控时段；光控时段时，根据采集的光信号，当有超过3个路灯需要开启时，主智能控制器向从智能控制器发送控制信号，开启路灯；声控时段时，根据采集的噪声信号，当检测到有超过2个路灯有人车经过时，主智能控制器向从智能控制器发送控制信号，开启路灯。
3.根据权利要求2所述的基于无线网络的路灯智能控制方法，其特征在于：根据光信号的强度变化，主智能控制器可向从智能控制器发送控制信号，控制路灯的亮度。
4.根据权利要求3所述的基于无线网络的路灯智能控制方法，其特征在于：主智能控制器出现故障时，从智能控制器接收采集信号，并根据采集信号进行判断，通过控制功率变换单元实现对路灯的控制。
5.根据权利要求4所述的基于无线网络的路灯智能控制方法，其特征在于：每组无线网络的主智能控制器还可将各个路灯的工作状态信息通过无线通信方式传送至远程控制中心，远程控制中心可向主智能控制器发送远程控制指令，实现对路灯的远程控制。

一种基于无线网络的路灯智能控制方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种基于无线网络的路灯智能控制方法。\n背景技术\n[0002] 现有的路灯控制方法多数是集中、定时控制其开关状态，其线路铺设、维护需要大量的人力和财力,同时对于路灯是否正常也只能通过人工方式进行检查,这些对路灯的管理极为不便,也容易造成电能损耗,因此有必要对路灯控制方法进行改进。\n[0003] “节能型智能照明控制系统”专利（公开号CN14044347）利用计算机控制整个路灯照明系统，可以实现对路灯照明的节能控制，但不能根据自然光的变化和噪声实现智能控制。“路灯单灯监控及节能装置”专利（公开号CN27244354）主要是运用功率因素校正技术抑制市电谐波，实现电能动态智能化管理，也不能根据自然光的变化和噪声实现智能控制。\n发明内容\n[0004] 本发明目的在于提供一种基于无线网络的路灯智能控制方法，可根据自然光的变化和噪声实现路灯的智能控制。\n[0005] 实现本发明目的技术方案：\n[0006] 一种基于无线网络的路灯智能控制方法，其特征在于：多个路灯串联后接可变电抗变换器的一次边，多个路灯组成一组无线网络；每组无线通信网络设有主智能控制器和从智能控制器，每个路灯上设有传感器用于采集信号，采集信号通过无线通信方式传送至主智能控制器，主智能控制器根据采集的信号进行判断，通过无线通信方式向从智能控制器发送控制信号，从智能控制器控制功率变换单元，功率变换单元使前述可变电抗变换器的二次阻抗变化，从而实现对路灯的控制。\n[0007] 每个路灯上设有光电传感器和声学传感器，光电传感器用于采集光信号，声学传感器用于采集噪声信号。\n[0008] 10个路灯组成一组无线网络。\n[0009] 一天分成光控时段和声控时段；光控时段时，根据采集的光信号，当有超过3个路灯需要开启时，主智能控制器向从智能控制器发送控制信号，开启路灯；声控时段时，根据采集的噪声信号，当检测到有超过2个路灯有人车经过时，主智能控制器向从智能控制器发送控制信号，开启路灯。\n[0010] 根据光信号的强度变化，主智能控制器可向从智能控制器发送控制信号，控制路灯的亮度。\n[0011] 主智能控制器出现故障时，从智能控制器接收采集信号，并根据采集信号进行判断，通过控制功率变换单元实现对路灯的控制。\n[0012] 每组无线网络的主智能控制器还可将各个路灯的工作状态信息通过无线通信方式传送至远程控制中心，远程控制中心可向主智能控制器发送远程控制指令，实现对路灯的远程控制。\n[0013] 本发明具有的有益效果：\n[0014] 本发明多个路灯组成一组无线网络，通过传感器采集光信号和噪声信号，采集信号通过无线通信方式传送至主智能控制器，主智能控制器根据采集的信号进行判断，实现对该组路灯的控制。本发明可根据光线的强弱、人车的多少，实现对路灯的智能化控制，实现路灯的全自动监控,大大减少路灯管理、维护的费用,减轻工作人员的负担，同时降低电能损耗。\n[0015] 本发明一天分成光控时段和声控时段；光控时段时，根据采集的光信号，当有超过\n3个路灯需要开启时，主智能控制器向从智能控制器发送控制信号，开启路灯；声控时段时，根据采集的噪声信号，当检测到有超过2个路灯有人车经过时，主智能控制器向从智能控制器发送控制信号，开启路灯，实现全自动监控，既减轻了工作人员负担，又降低电能损耗。本发明根据光信号的强度变化，主智能控制器可向从智能控制器发送控制信号，控制路灯的亮度，可进一步有效控制电能损耗。\n[0016] 本发明主智能控制器出现故障时，从智能控制器接收采集信号，并根据采集信号进行判断，通过控制功率变换单元实现对路灯的控制，保证本发明系统的运行可靠性、实用性。本发明每组无线网络的主智能控制器还可将各个路灯的工作状态信息通过无线通信方式传送至远程控制中心，远程控制中心可向主智能控制器发送远程控制指令，实现对路灯的控制，即可实现路灯的远程化、网络化控制，更加方便路灯的管理、维护。\n附图说明\n[0017] 图1为本发明路灯控制部分的原理框图。\n具体实施方式\n[0018] 如图1所示，多个路灯串联后接可变电抗变换器的一次边，功率变换单元与可变电抗变换器的二次边构成二次阻抗变换电路，通过改变二次阻抗可来改变一次阻抗与负载阻抗的比例关系，实现路灯软起动和调压节能。功率变换单元由电力电子功率器件、触发控制器、信号检测与处理器等组成，此为现有技术，通过对晶闸管控制角的调整来控制可变电抗变换器二次线圈电流的大小。\n[0019] 主智能控制器根据采集的信号进行判断，通过无线通信方式向从智能控制器发送控制信号，从智能控制器控制功率变换单元，功率变换单元使前述可变电抗变换器的二次阻抗变化，从而实现对路灯的控制。实施时，10个路灯组成一组无线网络，每组无线通信网络设有一个主智能控制器和一个从智能控制器。主智能控制器出现故障时，从智能控制器接收采集信号，并根据采集信号进行判断，通过控制功率变换单元实现对路灯的控制。\n[0020] 每个路灯上设有光电传感器和声学传感器，光电传感器用于采集光信号，声学传感器用于采集噪声信号，采集的信号通过无线通信方式传送至主智能控制器。无线通信模块的MCU采用Freesclae公司MC13213，无线通信模块采用ZigBee技术，IEEE802.15.协议，通信覆盖半径达150米，每10个路灯自组一个网络，对照明实施按路段顺序编号，通过命令转发和状态返回实现节点之间拉手的通信。命令转发机制:每个节点通过一个位示图结构来记录哪些帧已经被转发(位示图最多可以表示256帧)，如果节点接收到命令帧后，判断该帧是否已经被该节点转发，如已转发则丢弃该帧(节点只对收到的命令帧进行转发，对帧的内容不做修改)，从而保证了以最快的速度控制一条线路，并且有效防止了某个节点故障影响整条线路的工作;状态返回机制:命令帧发送到达指定节点后，该指定节点则接收该命令并立即返回状态;转发规则:只有节点号比目标节点号小才转发，状态返回过程则相反。\n[0021] 利用时钟定时器将一天分成光控时段和声控时段划分两个时间段。从凌晨3点到晚上10点作为光控时间段，从晚上十点到凌晨3点为声控时间段。光控时段内，通过光电传感器接收自然光照亮度，当10个组网路灯的3个以上均显示需要开启时，主智能控制器向从智能控制器发送控制信号，开启路灯（防止有单个传感器受遮挡情况）。声控时段内，因为为全晚上，主要靠声学传感器来实现控制。如果十个路灯的声学传感器中有2个检测到有人车经过时，主智能控制器向从智能控制器发送控制信号，开启路灯，没有人和车时，则关闭路灯。根据光信号的强度变化，主智能控制器可向从智能控制器发送相应的控制信号，控制路灯的亮度。每组无线网络的主智能控制器还可将各个路灯的工作状态信息通过无线通信方式传送至远程控制中心，远程控制中心可向主智能控制器发送远程控制指令，实现对路灯的远程控制。