[0056] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0057] 如图1、3所示,一种基于大数据的智能化LED路灯使用监控系统,该监控系统使用在道路1两侧的LED路灯上;
[0058] 该监控系统包括信息采集终端、微控制终端、通讯终端和总控端;
[0059] 所述信息采集终端的输出端电性连接微控制终端的输入端,所述微控制终端之间通过通讯终端进行通讯,所述微控制终端与总控端之间通过通讯终端进行通讯。
[0060] 如图5-6所示,所述道路1上规划有若干条行车道2,所述道路1的宽度设定为Y米,所述道路1两侧等距离安装有若干个路灯3,两个所述路灯3之间的间距为X米,X∈[20, 30]。
[0061] 所述路灯3包括灯杆4、灯架5、灯头6、控制箱7、亮度传感器8和距离传感器9;
[0062] 所述灯杆4顶端横向固定安装有灯架5,所述灯架5一端固定安装有灯头6,所述灯头6内部安装有LED灯,所述灯头6 与灯杆4的水平距离为a米,所述灯杆4一侧安装有若干个亮度传感器8,两个所述亮度传感器8之间的距离和最上端的亮度传感器8与灯杆4和灯架5连接处之间的距离均设定为b米,所述灯杆4底端距离路面c米处安装有距离传感器9。
[0063] 所述信息采集终端包括若干个亮度传感器8、距离传感器9 和温度传感器;
[0064] 所述亮度传感器、距离传感器和温度传感器的输出端均电性连接微控制终端的输入端;
[0065] 所述亮度传感器用于对环境亮度和LED灯的亮度进行实时检测,所述距离传感器用于对是否有车辆经过该路灯3进行检测,以及用于判定车辆与路灯3之间的距离,作为是否点亮LED 灯的判定条件,所述温度传感器用于对LED灯使用过程中的温度进行实时的检测和监控,避免LED灯温度过高导致损坏而无法进行及时的更换。
[0066] 所述微控制终端包括LED灯控制模块和PLC控制器;
[0067] 所述PLC控制器的输出端电性连接LED灯控制模块的输入端,所述LED灯控制模块的输出端电性连接LED灯的输入端;
[0068] 所述PLC控制器用于对LED灯的智能控制,同时,用于对智能控制过程中的各项数据的计算,所述LED灯控制模块根据 PLC控制器的计算结果对LED灯的点亮和熄灭进行控制。
[0069] 所述通讯终端包括RS485总线和ZigBee通讯模块;
[0070] 如图2所示,所述RS485总线用于对PLC控制器之间进行通讯连接,所述ZigBee通讯模块用于对微控制终端与总控端之间进行实时通讯。
[0071] 如图4所示,所述亮度传感器8检测的环境亮度数据为L, LED灯的点亮亮度为P;
[0072] 当L>P时,所述LED灯控制模块控制LED灯不点亮;
[0073] 当L≤P时,所述LED灯控制模块控制LED灯点亮。
[0074] 所述LED灯点亮情况下,所述灯杆4一侧从顶端到底端的若干个亮度传感器8所检测的亮度分别为L1、L2、L3、…、Ln,相邻两个亮度传感器8之间的亮度差为(L1-L2)、(L2-L3)、…、 (L(n-1)-Ln),所述灯杆4一侧从顶端到底端的若干个亮度传感器8与LED灯之间的距离分别为Q1、Q2、Q3、…、Qn;
[0075] 其中:
[0076]
[0077]
[0078]
[0079] …
[0080]
[0081] 其中,n表示亮度传感器的数量,所述灯杆4一侧从顶端到底端的相邻两个亮度传感器8之间的光线衰减速率分别为M1、 M2、M3、…、M(n-1);
[0082]
[0083]
[0084] …
[0085]
[0086] 设定LED路灯允许的最大光线衰减速率为N,表明LED灯的使用寿命即将进入最终阶段;
[0087] 当M1、M2、M3、…、M(n-1)中的(n-1)/2项及以上大于等于 N时,表明LED灯需要更换,所述微控制终端通过ZigBee通讯模块与总控端之间进行无线通讯,并发送LED路灯所在地址,提供工作人员及时进行LED灯的更换,实现对LED灯使用寿命的预测,避免出现LED灯突然损坏无法进行照明的情况,可以有效的减少LED灯突然损坏导致的交通事故。
[0088] 所述温度传感器所检测的温度为T℃,所述LED灯的最高工作温度为G℃;
[0089] 当T≤G时,表示LED灯可以继续进行工作,无需其他操作;
[0090] 当T>G时,表示LED灯工作温度过高,可能存在短路现象,所述微控制终端通过通讯终端与总控端之间进行数据通信,控制LED灯关闭,并安排维修人员进行检修或更换。
[0091] 所述距离传感器9在无行人或车辆通过的情况下检测的数据为Y,在有行人或者车辆通过的情况下检测的数据为Y1;
[0092] 当Y1<Y/2时,表明行人或者车辆在道路1的该侧行走或者行驶,所述PLC控制器控制该侧路灯3点亮,所述PLC控制器通过RS485总线将信号传递至相邻的两根路灯3的PLC控制器,相邻两根路灯的PLC控制器开始计时,直至行人或者车辆运行至其中一根相邻的路灯3,该路灯3底端安装的距离传感器9 对行人或者车辆是否到达该路灯3位置处进行检测,所述PLC 控制器停止计时,计时时间为t;
[0093] 所述行进的速度为V:
[0094]
[0095] 当V≥e时,表示为车辆行驶通过,车辆所在位置前方和后方的路灯3均亮起150-200米的可视距离;
[0096] 当V<e时,表示为行人行走通过,行人所在位置前方和后方的路灯3均亮起20-30米的可视距离;
[0097] 当Y1≥Y/2时,表示行人或者车辆在道路的另一侧行走或行驶,所述距离传感器检测的该侧路灯不点亮。
[0098] 实施例一:所述道路1的宽度设定为Y=14米,两个所述路灯3之间的间距为X=25米。
[0099] 所述灯头6与灯杆4的水平距离为a=1.5米,两个所述亮度传感器8之间的距离和最上端的亮度传感器8与灯杆4和灯架5连接处之间的距离均设定为b=2米,所述灯杆4底端距离路面c=1米处安装有距离传感器9。
[0100] 所述LED灯点亮情况下,所述灯杆4一侧从顶端到底端的3 亮度传感器8所检测的亮度分别为1230、1215、1195,相邻两个亮度传感器8之间的亮度差为15、20,所述灯杆4一侧从顶端到底端的3个亮度传感器8与LED灯之间的距离分别为Q1、 Q2、Q3;
[0101] 其中:
[0102]
[0103]
[0104]
[0105] 所述灯杆4一侧从顶端到底端的相邻两个亮度传感器8之间的光线衰减速率分别为M1、M2;
[0106]
[0107]
[0108] 设定LED路灯允许的最大光线衰减速率为N=30;
[0109] M1、M2都小于30,表明LED路灯不需要更换。
[0110] 所述温度传感器所检测的温度为T=45℃,所述LED灯的最高工作温度为G=55℃;
[0111] T≤G,表示LED灯可以继续进行工作,无需其他操作;
[0112] 所述距离传感器9在无行人或车辆通过的情况下检测的数据为Y=14米,在有行人或者车辆通过的情况下检测的数据为 Y1=2米;
[0113] Y1=2<Y/2=7时,表明行人或者车辆在道路1的该侧行走或者行驶,所述PLC控制器控制该侧路灯3点亮,所述PLC控制器通过RS485总线将信号传递至相邻的两根路灯3的PLC控制器,相邻两根路灯的PLC控制器开始计时,直至行人或者车辆运行至其中一根相邻的路灯3,该路灯3底端安装的距离传感器 9对行人或者车辆是否到达该路灯3位置处进行检测,所述PLC 控制器停止计时,计时时间为t=2s;
[0114] 所述行进的速度为V:
[0115]
[0116] V=12.5≥e=5,表示为车辆行驶通过,车辆所在位置前方和后方的路灯3均亮起200米的可视距离,即所述PLC控制器控制车辆所在路灯位置前方和后方各8盏路灯。
[0117] 实施例二:所述道路1的宽度设定为Y=14米,两个所述路灯3之间的间距为X=25米。
[0118] 所述灯头6与灯杆4的水平距离为a=1.5米,两个所述亮度传感器8之间的距离和最上端的亮度传感器8与灯杆4和灯架5连接处之间的距离均设定为b=2米,所述灯杆4底端距离路面c=1米处安装有距离传感器9。
[0119] 所述LED灯点亮情况下,所述灯杆4一侧从顶端到底端的3 亮度传感器8所检测的亮度分别为1150、1065、935,相邻两个亮度传感器8之间的亮度差为85、130,所述灯杆4一侧从顶端到底端的3个亮度传感器8与LED灯之间的距离分别为Q1、Q2、 Q3;
[0120] 其中:
[0121]
[0122]
[0123]
[0124] 所述灯杆4一侧从顶端到底端的相邻两个亮度传感器8之间的光线衰减速率分别为M1、M2;
[0125]
[0126]
[0127] 设定LED路灯允许的最大光线衰减速率为N=30;
[0128] M1、M2都大于30,表明LED路灯需要更换,所述微控制终端通过ZigBee通讯模块与总控端之间进行无线通讯,并发送 LED路灯所在地址,提供工作人员及时进行LED灯的更换,实现对LED灯使用寿命的预测,避免出现LED灯突然损坏无法进行照明的情况,可以有效的减少LED灯突然损坏导致的交通事故。
[0129] 所述温度传感器所检测的温度为T=45℃,所述LED灯的最高工作温度为G=55℃;
[0130] T≤G,表示LED灯可以继续进行工作,无需其他操作;
[0131] 所述距离传感器9在无行人或车辆通过的情况下检测的数据为Y=14米,在有行人或者车辆通过的情况下检测的数据为 Y1=9米;
[0132] Y1=9<Y/2=7当Y1≥Y/2时,表示行人或者车辆在道路的另一侧行走或行驶,所述距离传感器检测的该侧路灯不点亮。
[0133] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。