一种无线AI智能街灯照明系统技术方案

本发明专利技术公开一种无线AI智能街灯照明系统，包括电源单元(A)，MCU微处理器及记忆单元(B)，能源管理控制单元(C)，调光控制输出信号单元(D)，无线通信单元(E)，环境光照感应单元(F)，云端后台管理系统和灯控网关控制器；所述灯控网关控制器安装于智能街灯杆上；所述灯控网关控制器与云端后台管理系统通过无线网络连接，实现信号传输，及时自动下载更新云端后台管理系统设置的点灯程序，所述点灯程序包括点灯时间排程及照明亮度阶梯式灯光管理程序。间排程及照明亮度阶梯式灯光管理程序。间排程及照明亮度阶梯式灯光管理程序。

【技术实现步骤摘要】
一种无线AI智能街灯照明系统


[0001]本专利技术属于无线通讯
，涉及无线智能照明
，具体涉及一种无线AI智能街灯照明系统。

技术介绍

[0002]智能化街灯控制(Smart Street Lighting Control)是智能化城市应用的一个重要公共设施，通过已有的无线基站及云端城市管理平台达到智能化控灯，紧急照明及节约能源等功能。
[0003]现代化街灯设计大部分采用LED灯具并以各种无线传输技术控制灯光开启。其中虽然已有所谓的控制功能，但并未达到真实智能化远程管理。
[0004]无线传输技术可以通过Bluetooth技术，WiFi技术或是4G LTE技术达成城市智能照明最后一里数据传输，将灯控信号发送至智能灯控网关，藉由智能灯控网关管理及控制LED灯具。
[0005]由于都市照明中街灯布建密集于城市小区中，但由于交通意外或是天灾造成的灯具损坏将造成管理维护的不便。所以如何做到紧急反馈通知也是目前智能照明应用的缺项。
[0006]现有灯具主要采用两种灯光控制技术0
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10V仿真数据量控制或是DALI通讯协议，灯具本身并不具备有任何智能管理能力，智能管理能力是藉由智能灯控网关(Smart LED Lighting Control Gateway)与云端管理后台达成灯具照明管理桥接。
[0007]云端管理平台透过上述各种无线传输技术远程发送命令给予灯控网关达成灯控功能。其中现有管理功能皆是自上至下的单向传输功能，对于灯具异常损坏，供电异常，耗电异常以及现场恶劣天气日照不足等问题无法实时反馈予管理平台。

技术实现思路

[0008]专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种可实现智能化调控的、节能减排的无线AI智能街灯照明系统。
[0009]技术方案：一种无线AI智能街灯照明系统，其特征在于：包括电源单元(A)，MCU微处理器及记忆单元(B)，能源管理控制单元(C)，调光控制输出信号单元(D)，无线通信单元(E)，环境光照感应单元(F)，云端后台管理系统和灯控网关控制器；所述灯控网关控制器安装于智能街灯杆上；所述灯控网关控制器与云端后台管理系统通过无线网络连接，实现信号传输，及时自动下载更新云端后台管理系统设置的点灯程序，所述点灯程序包括点灯时间排程及照明亮度阶梯式灯光管理程序；
[0010]所述电源单元(A)通过NEMA接口自智能灯杆上取得交流电源，此电源单元(A)的电压范围为AC85V～275V；电源单元(A)将交流电源转换成次直流电源做为街灯照明系统整体运作的电源；
[0011]所述灯控网关控制器内配置点灯控制软件，所述点灯控制软件预先配置默认的点
灯程序；灯控网关控制器与云端后台管理系统正常联机状态下，由所述灯控网关控制器按照云端后台管理系统更新的点灯程序进行控制街灯的启闭；灯控网关控制器与云端后台管理系统无法联机状态下，由所述灯控网关控制器按照预先配置默认的点灯程序进行控制街灯的启闭；
[0012]所述MCU微处理器及记忆单元(B)作为整体系统运作核心，进行与云端后台管理系统联系沟通点灯时间排程；通过学习过往记录时间自动演算学习控灯排程表；支持云端通讯协议并具备云端软件升级及自动下载配置等能力；通过能源管理控制单元(C)抓取能源消耗状况得到实时能源数据发送给云端管理系统；如果采集到能源消耗异常将记录异常并告知后台相关位置请求故障检查服务；异常天气侦测自然光照强度，通过环境光照感应单元(F)获取光照仿真量信号，经由仿真量信号与光照强度对比计算后判定是否开启街灯照明以及确定照明亮度；
[0013]所述能源管理控制单元(C)，具备有交流电压电流计算能力，MCU微处理器及记忆单元(B)通过通讯界面与能源管理控制单元(C)获取相关能源数据；MCU微处理器及记忆单元(B)同时控制能源管理控制单元(C)的电源输出到NEMA接口提供电力给灯具；
[0014]所述调光控制输出信号单元(D)作为输出调光控制信号的单元；MCU微处理器及记忆单元(B)输出一级调光信号经由调光控制输出信号单元(D)将数据放大及回授控制后再经由NEMA接头输出给智能灯具的调光器，由所述调光器调节灯具的明亮程度；
[0015]经由调光控制输出信号单元(D)输出的调光控制信号可以是0
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10V或是DALI曼彻斯特信号；
[0016]无线通信单元(E)为通讯单元，MCU微处理器及记忆单元(B)通过通信接口与无线通信单元(E)沟通发送数据给无线数据网关或是基站连上Internet网络，通过Internet网络云端传输与云端后台管理系统达成通讯；MCU微处理器及记忆单元(B)也通过通讯界面自无线通信单元(E)获取地理相关位置情报；当MCU微处理器及记忆单元(B)侦测到智能灯具有异常情况时，自动向维修单位发送含有地理相关讯息的维修情报；直接提供地理位置讯息，免除相关人为错误登录的情况发生；
[0017]所述环境光照感应单元(F)为环境光照感测单元，环境光照感应单元(F)具备有线性光照亮度传感器，通过将微弱的光照亮度信号处理运放后提供给MCU微处理器及记忆单元(B)作为运算比对用途；当MCU微处理器及记忆单元(B)获取信号并比对光照强度后可以判定是否环境自然光照偏低需要开灯或是需要降低光照；经由环境光照感应单元(F)提供的自然光照感测达到智能一体化的城市智能控制灯杆照明。
[0018]进一步地，为最大化的节省能源，为所述照明亮度阶梯式灯光管理程序为根据环境光照感应单元反馈的环境光照情况，在0％
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100％的亮度范围内阶梯式调整街灯的亮度。
[0019]进一步地，作为较优实施方式，所述自动演算学习控灯排程表具体方法为：预设一组控灯排程，系统自动存储过往3日控灯记录，搭配环境光照感应单元(F)的环境光感测记录，挑选一组存储库内的记录作为当日操作排程。
[0020]进一步地，作为较优实施方式，所述无线通信单元(E)为Bluetooth、WiFi或LPWAN的无线通信技术单元；
[0021]进一步地，作为较优实施方式，所述无线通信单元(E)为LoRa MAC、LoRaWAN或LTE通讯技术单元。
[0022]进一步地，作为较优实施方式，所述MCU微处理器及记忆单元(B)通过通讯界面与能源管理控制单元(C)获取相关能源数据，实时监控灯具的能耗情况，通过分析灯具的能耗异常情况判断灯具工作的异常情况，根据异常情况，透过云端通讯协议向维修运营平台发送故障码,GPS定位讯息以及灯杆信息,提供维修中心人员便捷作业。
[0023]本专利技术还提供上述无线AI智能街灯照明系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
[0024](1)灯控网关控制器按照预先配置的默认点灯程序控制街灯的点亮时间及点亮程度；
[0025](2)所述MCU微处理器及记忆单元(B)通过通讯界面与能源管理控制单元(C)获取相关能源数据，实时监控灯具的能耗情况，通过分析灯具的能耗异常情况判本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线AI智能街灯照明系统，其特征在于：包括电源单元(A)，MCU微处理器及记忆单元(B)，能源管理控制单元(C)，调光控制输出信号单元(D)，无线通信单元(E)，环境光照感应单元(F)，云端后台管理系统和灯控网关控制器；所述灯控网关控制器安装于智能街灯杆上；所述灯控网关控制器与云端后台管理系统通过无线网络连接，实现信号传输，及时自动下载更新云端后台管理系统设置的点灯程序，所述点灯程序包括点灯时间排程及照明亮度阶梯式灯光管理程序；所述电源单元(A)通过NEMA接口自智能灯杆上取得交流电源，此电源单元(A)的电压范围为AC85V～275V；电源单元(A)将交流电源转换成次直流电源做为街灯照明系统整体运作的电源；所述灯控网关控制器内配置点灯控制软件，所述点灯控制软件预先配置默认的点灯程序；灯控网关控制器与云端后台管理系统正常联机状态下，由所述灯控网关控制器按照云端后台管理系统更新的点灯程序进行控制街灯的启闭；灯控网关控制器与云端后台管理系统无法联机状态下，由所述灯控网关控制器按照预先配置默认的点灯程序进行控制街灯的启闭；所述MCU微处理器及记忆单元(B)作为整体系统运作核心，进行与云端后台管理系统联系沟通点灯时间排程；通过学习过往记录时间自动演算学习控灯排程表；支持云端通讯协议并具备云端软件升级及自动下载配置等能力；通过能源管理控制单元(C)抓取能源消耗状况得到实时能源数据发送给云端管理系统；如果采集到能源消耗异常将记录异常并告知后台相关位置请求故障检查服务；异常天气侦测自然光照强度，通过环境光照感应单元(F)获取光照仿真量信号，经由仿真量信号与光照强度对比计算后判定是否开启街灯照明以及确定照明亮度；所述能源管理控制单元(C)，具备有交流电压电流计算能力，MCU微处理器及记忆单元(B)通过通讯界面与能源管理控制单元(C)获取相关能源数据；MCU微处理器及记忆单元(B)同时控制能源管理控制单元(C)的电源输出到NEMA接口提供电力给灯具；所述调光控制输出信号单元(D)作为输出调光控制信号的单元；MCU微处理器及记忆单元(B)输出一级调光信号经由调光控制输出信号单元(D)将数据放大及回授控制后再经由NEMA 接头输出给智能灯具的调光器，由所述调光器调节灯具的明亮程度；经由调光控制输出信号单元(D)输出的调光控制信号可以是0
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10V或是DALI曼彻斯特信号；无线通信单元(E)为通讯单元，MCU微处理器及记忆单元(B)通过通信接口与无线通信单元(E)沟通发送数据给无线数据网关或是基站连上Internet网络，通过Internet网络云端传输与云端后台管理系统达成通讯；MCU微处理器及记忆单元(B)也通过通讯界面自无线通信单元(E)获取地理相关位置情报；当MCU微处理器及记忆单元(B)侦测到智能灯具有异常情况时，自动向维修单位发送含有地理相关讯息的维修情报；直接提供地理位置讯息，免除相关人为错误登录的情况发生；所述环境光照感应单元(F)为环境光照感测单元，环境光照感应单元(F)具备有线性光照亮度传感器，通过将微弱的光照亮度信号处理运放后提供给MCU微处理器及记忆单元(B)作为运算比对用途；当MCU微处理器及记忆单元(B)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨淮滨，李志川，范维干，
申请(专利权)人：中波动光工业通信江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：