一种基于无线Mesh自组网的智能光配置系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于无线Mesh自组网的智能光配置系统及方法。路灯控制中心控制多个区域管理服务器，每个区域管理服务器管理区域内多个路灯控制节点，每个路灯控制节点控制多个路灯终端节点，采用集散式控制策略，避免了传统路灯控制过于集中而导致的照明系统瘫痪。路灯终端节点与路灯控制节点之间、路灯控制节点之间采用无线Mesh自组通信网络，便于远程控制和智能管理，克服了传统路灯组网灵活性差的缺陷。并且光配置方案考虑了实时路况和环境因素，根据不同的实时路况和环境数据，设置不同的路灯亮度，避免了现有技术中照明时间固定造成的电力资源的大量浪费，节约了电力成本，使路灯的亮度配置更为合理。

An intelligent optical configuration system and method based on wireless mesh ad hoc network

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线Mesh自组网的智能光配置系统及方法
本专利技术涉及智能照明控制
，特别是涉及一种基于无线Mesh自组网的集散式智能光配置系统及方法。
技术介绍
随着科技水平的快速提高，许多用户终端设备慢慢变得更加智能化，现在的城市照明系统也已经慢慢地趋于控制集成的智能化、设备的微型化、无线的网络化以及节能的环保化。道路照明不再只是要求照亮道路那样简单，人们如今更关注的是，在同样的情况下，怎样更有效率地、更加人性化地、更加绿色环保地优化道路照明系统。然而，目前城市照明系统还存在许多的问题：(1)现阶段的路灯控制系统架构属于有线式集中控制系统，由一个中央控制室统一控制，这种控制架构的缺陷在于，由于城市照明面积较广，需要构建多个控制系统，从而造成资源浪费，成本较高；(2)路灯控制过于集中，一旦控制中心或路由节点发生故障就会导致照明系统瘫痪；(3)现阶段的路灯控制系统架构灵活性较差；(4)没有完善的光照控制策略，照明时间固定，往往到了夜深人静时还是灯火通明，浪费了大量的电力资源。因此，提供一种能够克服传统路灯控制过于集中、组网灵活性差等缺陷的更为合理的路灯灯光配置方案和装置，是本领域亟待解决的一个技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于无线Mesh自组网的智能光配置系统及方法，能够克服传统路灯控制过于集中、组网灵活性差的缺陷，使路灯灯光配置更加合理和易于灵活控制。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于无线Mesh自组网的智能光配置系统，所述系统包括：路灯控制中心、所述路灯控制中心控制的多个区域管理服务器、每个所述区域管理服务器的管理区域内设置有多个路灯控制节点，每个所述路灯控制节点的控制区域内设置有多个路灯终端节点；每个所述路灯控制节点的控制区域内的多个路灯终端节点分别一一对应的设置在所述路灯控制节点的控制区域内的多个路灯上，并通过Zigbee无线通信与所述路灯控制节点连接，所述路灯终端节点用于采集状态数据，并将所述状态数据传输至所述路灯控制节点；所述状态数据包括路灯所在道路的行人车辆数据和环境数据；所述路灯控制节点设置在路口的控制柜中，相邻的路灯控制节点之间通过现场总线连接；所述路灯控制节点通过Zigbee无线通信与所述路灯所在管理区域的区域管理服务器连接，所述路灯控制节点用于采集所述路灯控制节点的控制区域内的各个路灯在预设时间段消耗的电能值和所述路灯控制节点所在路口的环境光照强度，将所述电能值、所述环境光照强度和所述路灯控制节点的控制区域内的状态数据组成控制区域数据集，并将所述控制区域数据集传输至所述区域管理服务器；所述区域管理服务器通过GPRS远程通信与所述路灯控制中心连接，所述区域管理服务器用于对管理区域内的所有的路灯控制节点的控制区域数据集进行封装，得到管理区域封装数据，并将所述管理区域封装数据传输至所述路灯控制中心；所述路灯控制中心用于根据各个区域管理服务器上传的管理区域封装数据得到光配置方案，将所述光配置方案生成配置控制指令，并将所述配置控制指令依次通过所述区域管理服务器、所述路灯控制节点、所述路灯终端节点控制各个所述区域的各个路灯的状态。可选的，所述路灯终端节点包括：主控模块、微波雷达探测器、开关模块和第一Zigbee无线通信模块；所述微波雷达探测器的信号输出端与所述主控模块的输入端连接，所述微波雷达探测器用于采集所述路灯所在道路的行人车辆数据，并将所述行人车辆数据传输至所述主控模块；所述主控模块通过所述第一Zigbee无线通信模块与所述路灯控制节点连接，所述主控模块用于通过所述第一Zigbee无线通信模块将所述行人车辆数据传输至所述路灯控制节点，并接收所述路灯控制节点发送的配置控制指令；所述主控模块的输出端与所述开关模块的输入端连接，所述开关模块的输出端与所述路灯连接，所述开关模块用于在所述主控模块的控制下，改变所述路灯的状态。可选的，所述路灯终端节点还包括：环境检测模块、继电器、聚热反光灯和静电吸附网；所述聚热反光灯设置在所述路口的拐弯处；所述静电吸附网设置在所述路灯的灯杆上；所述环境检测模块的信号输出端与所述主控模块的输入端连接，所述环境检测模块用于采集所述路口的环境数据，并将所述环境数据传输至所述主控模块；所述主控模块的输出端与所述继电器的控制端连接，所述继电器的输出端分别与所述聚热反光灯、所述静电吸附网连接，所述继电器用于在所述主控模块的控制下，改变所述聚热反光灯的状态和所述静电吸附网的状态。可选的，所述路灯终端节点还包括：PWM模块；所述主控模块的输出端与所述PWM模块的控制端连接，所述PWM模块的输出端与所述路灯连接，所述PWM模块用于在所述主控模块的控制下，改变所述路灯的亮度。可选的，所述路灯控制节点包括：光传感器、电流探头、电力分析模块、智能服务器和第二Zigbee无线通信模块；所述光传感器设置在所述控制柜的外部；所述光传感器与所述智能服务器连接；所述光传感器用于采集所述路口的环境光照强度，并将所述环境光照强度传输至所述智能服务器；所述电流探头的信号输出端与所述电力分析模块的输入端连接，所述电流探头用于测量输出至所述路灯控制节点的控制区域的所有路灯的电流值，并将所述电流值传输至所述电力分析模块；所述电力分析模块的输出端与所述智能服务器的输入端连接，所述电力分析模块用于根据所述电流值，计算得到所述路口所在道路的各个路灯在预设时间段消耗的电能值，并将所述电能值传输至所述智能服务器；所述智能服务器通过所述第二Zigbee无线通信模块与所述路灯终端节点连接；所述智能服务器用于通过所述第二Zigbee无线通信模块接收所述路口所在道路的各个路灯的状态数据，并将所述路口所在道路的各个路灯的状态数据、所述环境光照强度和所述电能值通过所述第二Zigbee无线通信模块传输至所述区域管理服务器；所述智能服务器还用于通过所述第二Zigbee无线通信模块接收所述区域管理服务器发送的配置控制指令，并根据所述配置控制指令控制所述路口所在道路的各个路灯的状态。可选的，所述区域管理服务器包括：微控制器模块、GPRS远程通信模块和第三Zigbee无线通信模块；所述微控制器模块通过所述第三Zigbee无线通信模块与所述路灯控制节点连接；所述微控制器模块通过所述GPRS远程通信模块与所述路灯控制中心连接；所述微控制器用于对管理区域内的所有的路灯控制节点的控制区域数据集进行封装，得到管理区域封装数据，并将所述管理区域封装数据传输至所述路灯控制中心。一种基于无线Mesh自组网的智能光配置方法，所述方法包括：获取数周的每个路灯终端节点的行人车辆数据；对数周的每个路灯终端节点的行人车辆数据进行分类，获得每个路灯控制节点的所有采集时间点的行人车辆数据；根据每个所述路灯控制节点的所有采集时间点的行人车辆数据，采用方差分析算法，获得每个所述路灯控制节点的每一周的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无线Mesh自组网的智能光配置系统，其特征在于，所述系统包括：路灯控制中心、所述路灯控制中心控制的多个区域管理服务器、每个所述区域管理服务器的管理区域内设置有多个路灯控制节点，每个所述路灯控制节点的控制区域内设置有多个路灯终端节点；/n每个所述路灯控制节点的控制区域内的多个路灯终端节点分别一一对应的设置在所述路灯控制节点的控制区域内的多个路灯上，并通过Zigbee无线通信与所述路灯控制节点连接，所述路灯终端节点用于采集状态数据，并将所述状态数据传输至所述路灯控制节点；所述状态数据包括路灯所在道路的行人车辆数据和环境数据；/n所述路灯控制节点设置在路口的控制柜中，相邻的路灯控制节点之间通过现场总线连接；所述路灯控制节点通过Zigbee无线通信与所述路灯所在管理区域的区域管理服务器连接，所述路灯控制节点用于采集所述路灯控制节点的控制区域内的各个路灯在预设时间段消耗的电能值和所述路灯控制节点所在路口的环境光照强度，将所述电能值、所述环境光照强度和所述路灯控制节点的控制区域内的状态数据组成控制区域数据集，并将所述控制区域数据集传输至所述区域管理服务器；/n所述区域管理服务器通过GPRS远程通信与所述路灯控制中心连接，所述区域管理服务器用于对管理区域内的所有的路灯控制节点的控制区域数据集进行封装，得到管理区域封装数据，并将所述管理区域封装数据传输至所述路灯控制中心；/n所述路灯控制中心用于根据各个区域管理服务器上传的管理区域封装数据得到光配置方案，将所述光配置方案生成配置控制指令，并将所述配置控制指令依次通过所述区域管理服务器、所述路灯控制节点、所述路灯终端节点控制各个所述区域的各个路灯的状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于无线Mesh自组网的智能光配置系统，其特征在于，所述系统包括：路灯控制中心、所述路灯控制中心控制的多个区域管理服务器、每个所述区域管理服务器的管理区域内设置有多个路灯控制节点，每个所述路灯控制节点的控制区域内设置有多个路灯终端节点；
每个所述路灯控制节点的控制区域内的多个路灯终端节点分别一一对应的设置在所述路灯控制节点的控制区域内的多个路灯上，并通过Zigbee无线通信与所述路灯控制节点连接，所述路灯终端节点用于采集状态数据，并将所述状态数据传输至所述路灯控制节点；所述状态数据包括路灯所在道路的行人车辆数据和环境数据；
所述路灯控制节点设置在路口的控制柜中，相邻的路灯控制节点之间通过现场总线连接；所述路灯控制节点通过Zigbee无线通信与所述路灯所在管理区域的区域管理服务器连接，所述路灯控制节点用于采集所述路灯控制节点的控制区域内的各个路灯在预设时间段消耗的电能值和所述路灯控制节点所在路口的环境光照强度，将所述电能值、所述环境光照强度和所述路灯控制节点的控制区域内的状态数据组成控制区域数据集，并将所述控制区域数据集传输至所述区域管理服务器；
所述区域管理服务器通过GPRS远程通信与所述路灯控制中心连接，所述区域管理服务器用于对管理区域内的所有的路灯控制节点的控制区域数据集进行封装，得到管理区域封装数据，并将所述管理区域封装数据传输至所述路灯控制中心；
所述路灯控制中心用于根据各个区域管理服务器上传的管理区域封装数据得到光配置方案，将所述光配置方案生成配置控制指令，并将所述配置控制指令依次通过所述区域管理服务器、所述路灯控制节点、所述路灯终端节点控制各个所述区域的各个路灯的状态。


2.根据权利要求1所述的基于无线Mesh自组网的智能光配置系统，其特征在于，所述路灯终端节点包括：主控模块、微波雷达探测器、开关模块和第一Zigbee无线通信模块；
所述微波雷达探测器的信号输出端与所述主控模块的输入端连接，所述微波雷达探测器用于采集所述路灯所在道路的行人车辆数据，并将所述行人车辆数据传输至所述主控模块；
所述主控模块通过所述第一Zigbee无线通信模块与所述路灯控制节点连接，所述主控模块用于通过所述第一Zigbee无线通信模块将所述行人车辆数据传输至所述路灯控制节点，并接收所述路灯控制节点发送的配置控制指令；
所述主控模块的输出端与所述开关模块的输入端连接，所述开关模块的输出端与所述路灯连接，所述开关模块用于在所述主控模块的控制下，改变所述路灯的状态。


3.根据权利要求2所述的基于无线Mesh自组网的智能光配置系统，其特征在于，所述路灯终端节点还包括：环境检测模块、继电器、聚热反光灯和静电吸附网；
所述聚热反光灯设置在所述路口的拐弯处；所述静电吸附网设置在所述路灯的灯杆上；
所述环境检测模块的信号输出端与所述主控模块的输入端连接，所述环境检测模块用于采集所述路口的环境数据，并将所述环境数据传输至所述主控模块；
所述主控模块的输出端与所述继电器的控制端连接，所述继电器的输出端分别与所述聚热反光灯、所述静电吸附网连接，所述继电器用于在所述主控模块的控制下，改变所述聚热反光灯的状态和所述静电吸附网的状态。


4.根据权利要求2所述的基于无线Mesh自组网的智能光配置系统，其特征在于，所述路灯终端节点还包括：PWM模块；
所述主控模块的输出端与所述PWM模块的控制端连接，所述PWM模块的输出端与所述路灯连接，所述PWM模块用于在所述主控模块的控制下，改变所述路灯的亮度。


5.根据权利要求1所述的基于无线Mesh自组网的智能光配置系统，其特征在于，所述路灯控制节点包括：光传感器、电流探头、电力分析模块、智能服务器和第二Zigbee无线通信模块；
所述光传感器设置在所述控制柜的外部；所述光传感器与所述智能服务器连接；所述光传感器用于采集所述路口的环境光照强度，并将所述环境光照强度传输至所述智能服务器；
所述电流探头的信号输出端与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：代冀阳，赵玉坤，应进，吴歇尔，聂航，孙翊君，李品伟，鲁亮亮，王宁，李叶鼎，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36