一種具有環(huán)境和路況監(jiān)測(cè)功能的led路燈系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市照明用LED路燈技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及是具有環(huán)境和路況監(jiān)測(cè)功能的LED路燈系統(tǒng)，用于提高了城市管理效力，降低了城市管理成本。
【背景技術(shù)】
[0002]2014年8月，國(guó)家八部委印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出，智慧城市是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息集成等新一代信息技術(shù)，促進(jìn)城市規(guī)劃。建設(shè)、管理和服務(wù)智慧化的新概念和新模式。作為智慧城市建設(shè)推進(jìn)和發(fā)展最為迫切的城市道路照明、路況和環(huán)境監(jiān)測(cè)，受到了業(yè)界高度的關(guān)注。
[0003]隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，融合先進(jìn)制造工藝技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)等信息技術(shù)與智能化控制調(diào)度理念的相應(yīng)功能模塊化產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。如智能化高效LED路燈、智能化環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器和路況監(jiān)視攝像頭等?；谶@些設(shè)備構(gòu)建的功能系統(tǒng)，提高了城市管理效力，降低了城市管理成本。但是這些系統(tǒng)自成一體，資源信息共享能力差且建設(shè)成本較高，不利于智慧城市建設(shè)信息融合的理念?；诔鞘蠰ED路燈基礎(chǔ)設(shè)施，集城市照明、路況和環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與一體，同時(shí)具有高度信息融合與共享的裝置，對(duì)于構(gòu)建城市物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，推進(jìn)智慧城市建設(shè)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為提高了城市管理效力，降低了城市管理成本，提高資源信息共享能力，本發(fā)明提供一種具有環(huán)境和路況監(jiān)測(cè)功能的LED路燈系統(tǒng)。
[0005]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:一種具有環(huán)境和路況監(jiān)測(cè)功能的LED路燈系統(tǒng)，包括一前端路燈系統(tǒng)，所述前端路燈系統(tǒng)能夠完成高效節(jié)能城市照明及其智能開關(guān)控制、實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)與告警信息發(fā)布；
一中央服務(wù)器，所述中央服務(wù)器完成前端路燈系統(tǒng)的信息收集匯總、控制指令推送和信息資源共享接入；
所述前端路燈系統(tǒng)包括LED照明模塊、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)與告警模塊、4G網(wǎng)絡(luò)通信模塊和中央處理器模塊;所述中央處理器模塊同時(shí)連接LED照明模塊、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)與告警模塊、4G網(wǎng)絡(luò)通信模塊;所述LED照明模塊包括供燈頭、供電驅(qū)動(dòng)單元、開關(guān)控制單元、光照強(qiáng)度控制單元，實(shí)現(xiàn)LED照明的供電驅(qū)動(dòng)、開關(guān)控制、光照強(qiáng)度控制等智能化LED照明功能；
所述環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊主要完成裝置周圍PM2.5、氣溫、氣壓、濕度和風(fēng)速風(fēng)向環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)；
所述實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)與告警模塊完成當(dāng)前路況圖像信息(包括視頻和照片)的采集和危險(xiǎn)路段路況警示功能；
所述4G通信模塊完成前端裝置與中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信功能，傳送的數(shù)據(jù)信息包括將整臺(tái)裝置自身的工作狀態(tài)、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊采集的環(huán)境信息、實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)畫面； 所述中央處理器模塊是整個(gè)裝置的控制中心，主要完成裝置各個(gè)功能模塊工作模式的調(diào)度與控制功能。
[0006]所述中心服務(wù)器包括4G通信模塊管理系統(tǒng)和綜合信息接入管理系統(tǒng)，所述4G通信模塊管理系統(tǒng)通過公共互聯(lián)網(wǎng)端口與完成前端各個(gè)前端路燈系統(tǒng)的通信，綜合信息接入管理系統(tǒng)除完成對(duì)前端路燈系統(tǒng)的工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和控制功能外，還負(fù)責(zé)完成前端路燈裝置傳回信息的存儲(chǔ)、處理與分發(fā)功能。
[0007]具體的，本發(fā)明一種具有環(huán)境和路況監(jiān)測(cè)功能的LED路燈系統(tǒng)，包括LED照明模塊、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)與告警模塊、4G網(wǎng)絡(luò)通信模塊和中央處理器模塊、4G通信模塊管理系統(tǒng)和綜合信息接入管理系統(tǒng);所述LED照明模塊中燈頭采用高效節(jié)能的發(fā)光LED燈珠為集成燈頭，所述供電驅(qū)動(dòng)單元采用高效恒流源反饋控制電路，即保證對(duì)LED燈珠供電電流的穩(wěn)定，又保證中央處理器模塊對(duì)LED燈光強(qiáng)度和開啟關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制，基于供電驅(qū)動(dòng)單元，所述中央處理器模塊能夠根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電流大小、乃至供電開關(guān)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以使得LED的光照強(qiáng)度能夠根據(jù)環(huán)境參數(shù)的變化進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，以確保城市道路照明系統(tǒng)高效、智能化的管理，此外，所述前端照明系統(tǒng)中各個(gè)模塊的供電也依賴于供電驅(qū)動(dòng)單元高效穩(wěn)定的供電輸出。
[0008]所述環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊采用小型化，低功耗的氣壓、溫濕度、PM2.5能見度和風(fēng)速風(fēng)向高精度傳感器，并將其集成模塊化，安裝擺放在裝置的頂端位置，并使其與外部環(huán)境有充分的接觸面積，以保證傳感器所測(cè)試參數(shù)的準(zhǔn)確性。模塊中的所有傳感器以并行掛載的形式連接在串行通信總線I2C總線上，通過總線出口與中央處理器模塊完成數(shù)據(jù)交互功能。
[0009]所述環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊的數(shù)據(jù)上報(bào)有主動(dòng)和被動(dòng)兩種模式，主動(dòng)模式下，路燈系統(tǒng)按照事先設(shè)定的上報(bào)頻次(包括定時(shí)上報(bào)，等時(shí)間間隔上報(bào))主動(dòng)地向中心服務(wù)器發(fā)送環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);被動(dòng)模式下，中心服務(wù)器向前端路燈系統(tǒng)發(fā)送上報(bào)參數(shù)指令，前端LED路燈裝置按照中心服務(wù)器的需求上報(bào)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)?；谙到y(tǒng)設(shè)定的工作模式，所述環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊的工作狀態(tài)受控于中央處理器模塊，在不需要采集、上傳環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的情況下，該模塊處于待機(jī)或關(guān)閉低功耗狀態(tài)，待需要采集上報(bào)環(huán)境參數(shù)時(shí)，再由處理器喚醒環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊，以此來降低模塊功耗。由于高精度傳感器對(duì)環(huán)境參數(shù)的敏感性，為保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，當(dāng)模塊冷啟動(dòng)后，延時(shí)2分鐘后再對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣上報(bào)。
[0010]所述實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)模塊選用結(jié)構(gòu)小巧、倍率靈活可變的高清數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)攝像頭作為該模塊的核心設(shè)備，所述中央處理器模塊通過攝像頭控制端口，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像頭開關(guān)、放大倍率和工作模式的實(shí)時(shí)控制。攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)端口傳送至中央處理器模塊，由中央處理器模塊對(duì)其進(jìn)行編碼處理后，傳送至4G通信模塊，經(jīng)4G通信模塊傳送至中心服務(wù)器。當(dāng)裝置所處路段出現(xiàn)交通事故或其他影響交通安全的情況時(shí)，裝置能夠根據(jù)交通監(jiān)控中心下發(fā)的指令，發(fā)出閃爍告警指示。
[0011]所述4G網(wǎng)絡(luò)通信模塊集3G與WLAN技術(shù)于一體，并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量音視頻流媒體和圖像的第四代移動(dòng)通信技術(shù)，即4G通信技術(shù)，傳輸速率以超過目前通用的有線網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到百兆以上，完全能滿足該裝置對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率的要求。本裝置采用技術(shù)成熟的4G網(wǎng)絡(luò)通信模塊，所述4G網(wǎng)絡(luò)通信模塊包括4G通信天線，移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商S頂卡和4G通信芯片單元組成，所述4G網(wǎng)絡(luò)通信模塊通過網(wǎng)口與中央處理器模塊相連，所述中央處理器模塊與中心服務(wù)器交互指令以及路燈系統(tǒng)采集到的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、路況監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和路燈系統(tǒng)工作狀態(tài)信息都經(jīng)此端口傳輸?shù)?G通信模塊，最終經(jīng)4G網(wǎng)絡(luò)完成傳輸任務(wù)。
[0012]所述中央處理器模塊的核心器件選用性價(jià)比高且支持多種低功耗模式的ARM系列處理器芯片，中央處理器模塊具有豐富的對(duì)外接口資源，通過I2C總線與環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊的數(shù)據(jù)交互功能;通過網(wǎng)口完成于路況監(jiān)測(cè)模塊的數(shù)據(jù)交互功能;通過網(wǎng)口完成與4G通信模塊的數(shù)據(jù)交互功能;通過通用I/O接口完成于LED照明模塊的數(shù)據(jù)交互功能。
[0013]整套系統(tǒng)采用星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，中心服務(wù)器是系統(tǒng)的核心，所有前端節(jié)點(diǎn)裝置基于4G通信模塊，通過公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與中心服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。中心服務(wù)器具有多信息系統(tǒng)融合接入端口?；谶@些端口通道，中心服務(wù)器一方面對(duì)入網(wǎng)的前端路燈裝置進(jìn)行身份認(rèn)證和實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，另一方面將從前端裝置發(fā)回的數(shù)據(jù)按照要求傳送給指定的城市管理信息系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果:本發(fā)明集城市道路照明、實(shí)時(shí)路況監(jiān)視與告警和實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)功能與一體，在保證城市監(jiān)管相關(guān)功能的前提下，大大節(jié)約了城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中成本投入。相比將路況監(jiān)管攝像頭安裝在城市道路路口和關(guān)鍵路段的傳統(tǒng)做法，路況監(jiān)測(cè)與路燈結(jié)合在一體，并能夠根據(jù)需要實(shí)時(shí)將路況信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的方案，使得道路監(jiān)管部門對(duì)城市路況監(jiān)測(cè)更全面，從而有助于其更科學(xué)快速地做出交通疏導(dǎo)策略，從而有效疏導(dǎo)交通。路燈與環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊的結(jié)合，相比傳統(tǒng)的在城市關(guān)鍵地段設(shè)置環(huán)境監(jiān)測(cè)站的方法，使得環(huán)境氣象部門可以對(duì)城市各個(gè)角落的環(huán)境氣象參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而使得環(huán)境監(jiān)測(cè)部門對(duì)整個(gè)城市的環(huán)境狀況有全面的把控，便于快速定位空氣污染源，以便及時(shí)采取抑制措施。采用4G無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境和路況的監(jiān)測(cè)，相比傳統(tǒng)有線通信方式，不僅易于安裝調(diào)試、降低建設(shè)成本投入，而且也使得對(duì)路況和環(huán)境的監(jiān)測(cè)范圍延伸到有線網(wǎng)絡(luò)難以抵達(dá)的市郊和山區(qū)等地域。本裝置客戶機(jī)/服務(wù)器的構(gòu)架模式，使得接入系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置都可以通過服務(wù)器接入城市管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，克服了城市不同職能部門數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)孤立的弊端，實(shí)現(xiàn)了智慧城市信息數(shù)據(jù)融合的需求。
【附圖說明】
[0015]圖1是前端路燈系統(tǒng)組成原理框圖。
[0016]圖2是中心服務(wù)器連接關(guān)系圖。
[0017]圖3是環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊內(nèi)部傳感器連接關(guān)系圖。
[0018]圖4是系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1、2所示，一種具有環(huán)境和路況監(jiān)測(cè)功能的LED路燈系統(tǒng)，包括一前端路燈系統(tǒng)，所述前端路燈系統(tǒng)能夠完成高效節(jié)能城市照明及其智能開關(guān)控制、實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)與告警信息發(fā)布；
一中央服務(wù)器，所述中央服務(wù)器完成前端路燈系統(tǒng)的信息收集匯總、控制指令推送和信息資源共享接入；
所述前端路燈系統(tǒng)包括LED照明模塊、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)與告警模塊、4G網(wǎng)絡(luò)通信模塊和中央處理器模塊;所述中央處理器模塊同時(shí)連接LED照明模塊、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)與告警模塊、4G網(wǎng)絡(luò)通信模塊;所述LED照明模塊包括供燈頭、供電驅(qū)動(dòng)單元、開關(guān)控制單元、光照強(qiáng)度控制單元，實(shí)現(xiàn)LED照明的供電驅(qū)動(dòng)、開關(guān)控制、光照強(qiáng)度控制等智能化LED照明功能；
所述環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊主要完成裝置周圍環(huán)境參數(shù)，包括PM2.5、氣溫、氣壓、濕度和風(fēng)速風(fēng)向的監(jiān)測(cè)功能；
所述實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)與告警模塊完成當(dāng)前路況圖像信息(包括視頻和照片)的采集和危險(xiǎn)路段路況警示功能；
所述4G通信模塊完成前端裝置與中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信功能，傳送的數(shù)據(jù)信息包括將整臺(tái)裝置自身的工作狀態(tài)、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊采集的環(huán)境信息、實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)畫面；中央處理器模塊是整個(gè)裝置的控制中心，主要完成裝置各個(gè)功能模塊工作模式的調(diào)度與控制功能。
[0020]所述中心服務(wù)器包括4G通信模塊管理系統(tǒng)和綜合信息接入管理