一种可变色智慧路灯

技术领域

本发明属于路灯技术领域，具体涉及一种可变色智慧路灯。

背景技术

中国上海出现了第一盏路灯，尽管它是煤油点燃的，可在人们的心目中，比月光还要圣神，后来，上海租界的路灯又改为煤气灯，是从伦敦移植过来的，亮度比煤油灯提高了数倍，在夜间行人的眼中，简直就是夜晚的“太阳”，上海十六浦码头亮起了中国第一盏电灯，配备的是一台10马力的内燃机发电组，相当于一辆手扶拖拉机的功率，现有路灯技术发展地更为节能明亮，但照明方式单一，在阴雨天无法达到最佳照明效果，所以人们需要一种可变色智慧路灯来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供了一种可变色智慧路灯。

本发明的技术方案为：

一种可变色智慧路灯，包括路灯支撑杆、横向支撑杆、转动安装块、透明密封板、第一安装板、太阳能板、第二安装板、LED灯安装板、反光罩、LED灯，所述路灯支撑杆竖直安装在地面上，所述路灯支撑杆顶端侧壁上横向固定安装有横向支撑杆，所述横向支撑杆远离路灯支撑杆一端旋转安装有转动安装块，转动安装块与横向支撑杆之间能够做相对旋转运动，便于对路灯光照方向进行调节，所述转动安装块远离横向支撑杆一端固定安装有透明密封板，透明密封板起到保护太阳能板的作用，防止太阳能板在风雨尘土的长期侵蚀下缩短使用寿命，以便于减少路灯更换零件的成本，所述透明密封板远离转动安装块一侧固定安装有第一安装板，所述第一安装板内部固定安装有太阳能板，本路灯中，太阳能板与储能电容通过电线电性连接，在阳光充足的情况下，太阳能板将太阳能转化为电能储存下来，以供夜晚使用，并且将多余的电能储存在储能电容中，以便于在连续阴雨天气中，路灯能够储存有足够的电能供连续数天使用，有效避免了现有太阳能路灯在连续阴雨天气下，太阳能转化电能储能不足，造成路灯无法亮起的现象，所述第一安装板远离透明密封板一侧固定安装有第二安装板，所述第二安装板远离第一安装板一侧固定安装有LED灯安装板，所述LED灯安装板远离第二安装板一侧固定安装有反光罩，所述反光罩内部固定安装有LED灯。

所述LED灯包括白光LED灯、黄光LED灯，所述白光LED灯与黄光LED灯交错安装在LED灯安装板内，白光LED灯与黄光LED灯交错位置安装，更利于黄与白两种光线的掺杂效果。

所述第二安装板内部一端固定安装有储能电容，所述储能电容一侧设置有单片机，所述单片机固定安装在第二安装板内，所述第二安装板远离储能电容一端开设有槽孔，所述槽孔内固定安装有湿度传感器，本路灯中，太阳能板与储能电容通过电线电性连接，在阳光充足的情况下，太阳能板将太阳能转化为电能储存下来，以供夜晚使用，并且将多余的电能储存在储能电容中，以便于在连续阴雨天气中，路灯能够储存有足够的电能供连续数天使用，有效避免了现有太阳能路灯在连续阴雨天气下，太阳能转化电能储能不足，造成路灯无法亮起的现象，本路灯中，单片机通过电线与储能电容电性连接，单片机通过电线与湿度传感器电性连接，储能电容同时对LED灯与湿度传感器供电，在阴雨天气中，湿度传感器对空气湿度进行测量，并将测量数据传递给单片机,在单片机中设置程序，根据湿度传感器测得的空气湿度进行白光LED灯与黄光LED灯的供电比例分配，空气湿度越高，对黄光LED灯供电量越大，白光LED灯的供电量越小，黄色光在阴雨天气中的视觉效果最好，便于阴雨天的照明，空气湿度越小，白光LED灯的供电量越大，黄光LED灯供电量越小，采用白光在非阴雨天气中使用，亮度更高，视觉效果会更好，且白光LED灯与黄光LED灯交错位置安装，更利于两种光线的掺杂效果。

所述槽孔开口处上端固定安装有遮水弧面板，所述遮水弧面板为弧形的遮水弧面板，遮水弧面板起到遮挡雨滴进入槽孔的作用，防止路灯在大树遮挡环境下使用时，树叶会遮挡住部分雨滴，若没有遮水弧面板做遮挡，则在大树下的路灯与没有大树遮挡的路灯，进入槽孔的雨水量相差大，也就会造成湿度传感器测得的数据不等的现象，进而影响本路灯中白光LED灯与黄光LED灯的功率分配达到的阴雨下高效照明的功能，而经过遮水弧面板遮挡后，湿度传感器测得的为槽孔内空气的湿度，并非槽孔灌水后的湿度，测量结果更准确。

所述太阳能板可选用BYT-PA型太阳能电池板，所述湿度传感器可选用TS-FTM型湿度传感器。

所述智慧管理模块包括灯监控系统、管理系统、服务平台、人工智能系统。

所述智慧管理模块的硬件接口采用统一标准，包括RE485、RS232、CAN和DI接口，所述智慧管理模块通过硬件接口分别与外接摄像头、信号灯、通讯基站、除尘设备、分贝检测仪、红外监控仪、车牌设备装置、照相机连接；所述智慧管理模块设有开放型 Linux 系统，基于 Openwrt，支持多种通讯方式如Socket 透传、HTTP、MQTT、SSL；所述智慧管理模块软件接口采用统一标准、统一协议的方式，实现WEBSERVERS/RPC/SOCKET/HTTP多种网络协议和数据标准与智慧管理模块之间的相互转换，帮助用户免受多种编程基础、线程管理、协议解析、设备读写等繁琐操作的困扰，简单、快速完成数据传输。

如附图4、5所示，所述智慧管理模块包括灯监控系统，所述灯监控系统包括无线通讯模组、检测与计量模块、主控单元和智能电源模块，所述检测与计量模块信号输出端连接主控单元信号输入端，主控单元信号输入输出端连接无线通讯模组信号输出输入端；所述无线通讯模组采用采用4G通信芯片，LTE power class等级为3，支持TDD-LTE B38\ B 39\B 40\ B 41，支持以太网、RS485通信以及HPLC宽带电力线载波通信功能；所述检测与计量模块测量电参数如电压、电流、功率、电量，量程为80-260VAC，工作频率为45-65HZ，主控单元CPU闪存512KB，始终频率72MHz，接口包括I2C、SPI、IO、AD、USART、PWM，针脚为100；所述智能电源模块包括配电路由模块、AC/DC隔离电源模块、交流计量模块、直流计量模块，配电路由连接AC/DC隔离电源模块和交流计量模块，AC/DC隔离电源模块连接交流计量单元模块，交流计量单元模块对直流供电监测和计量，所述主控单元与配电路由模块、配电路由模块、交流计量模块、直流计量模块连接，获取各模块数据和告警信息，控制系统运行。

如附图6所示，所述智慧管理模块的管理系统软件架构框架如下所述：1）应用服务为基于python3.x的flask的web框架；2）基于Postgresql的表信息管理、redis图库插件；3）Nginx的API网关；4）南向的主要应用通信协议为RS485、RTSP/RTP，TCP/UDP，ONVIF，Modbus，I2C，I2S，SPI等，北向的主要应用通信协议为HTTP、MQTT、Websocket；

硬件架构框架如下所述：1）主系统CPU搭载国产ARM 32位双核LOT 高性能处理器，硬盘64G，扩展存储支持USB、M.2接口扩展；2）安全性内嵌国密级硬件加密芯片，支持国密级加密、黑白名单访问控制，随机数认证，公钥身份认证，用户权限分级，IP/MAC地址过滤；3）南北向通信组网，支持通过LORA无线通信实现南向传感器设备无线接入和组网通信，支持北向通信支持国产5G通信芯片，实现北向无线组网，同时具备双光纤主备网络通信；4）接口上固定8路千兆以太网口，100/1000M自适应RJ45接口，其中支持4路POE供电，包含USB3.1×2、 MicroSD ×1 、 HDMI ×1、 RS-232×1 、RS-485 ×1、I/O ×4、自适应10/100/1000Mbps网口×2等接口，接口丰富；5）工业级设计，IP54防水防尘设计，适应温度-20℃至+60℃宽温设计，支持无风扇被动散热，防雷击、防浪涌。

所述智慧管理模块的服务平台基于物联网核心技术如智能传感器、无线传输技术、大规模数据处理与远程控制，以及互联网、无线通信、云计算大数据技术高度融合开发，集设备在线采集、远程控制、无线传输、数据分析、预警信息发布、决策支持、一体化控制等功能于一体，其云架构原理、技术细节如下：

1）Web前端：使用html、css、javascript、ajax来构建。

（1）ajax：异步JavaScript和XML，创建交互式网页应用的综合开发技术；

（2）Vue.js：构建展示界面的渐进式框架，采用自底向上增量开发的设计；

（3）ECharts：开源、功能强大的数据可视化插件；

2）第三方应用：平台提供api接口，第三方应用通过http/https等方式平台获取共享数据；

3）服务端SSM集成框架，由以下3个Java开源框架集成构建：

（1）SpringMVC：MVC(Model View Controller)框架，可快速开发WEB应用；

（2）Spring Framework：开放源代码的设计层面框架，解决业务逻辑层和其他各层的松耦合问题，包括： JDBC及数据库事务管理、MyBatis集成、日志记录、权限控制、用户注入、集成Redis、定时任务调度模块；

（3） MyBatis：开源的基于Java的持久层框架，支持定制化 SQL、存储过程以及高级映射。

所述智慧管理模块的人工智能系统包括机器视觉、物体的检测和识别等算法方向，通过算法注入，实现目标检测、目标捕捉、人脸识别、抓取物体，核心技术如下：

1）人脸识别：结合人脸识别技术和场景的实际情况，搭建多场景联合训练+跨场景对抗训练的人脸识别训练框架，将识别结果进行多次校对和关键字提取，得到精准标签；

2）音视频识别：利用深度学习从视频、音频等信息数据中识别内容，基于对视频语音及音频的综合分析，对内容理解后形成分类标签，针对垂直领域单独建模，精细化识别视频中出现的物体种类、型号和详细特征；

3）人机识别：利用探针采集传感器数据，进行人机识别，通过获取数据并观察其统计特征及分布，结合业务规则和数据的分布建立深度学习模型，

4）图神经网络：知识网络通常表示为异构图，其中不同的关系由不同类型的边表示，浓缩智慧路灯机器人中的节点信息，利用智慧路灯机器人的多种关系生成异构图，作为机器学习模型的输入。

所述智慧管理模块的通讯模块分别与其他可变色智慧路灯智慧管理模块的通讯模块以及远程管理中心连接，组建三级管理网络，每个单独可变色智慧路灯组成一级网络，同一区域内的可变色智慧路灯组成二级网络，每个区内设有中端管理中心，远程管理中心连接依托公网通讯方式，采用统一的通信协议，与二级网络中端管理中心进行数据交互、指令下达，形成执行具体任务的区域性响应，中端管理中心与一级网络可变色智慧路灯进行数据交互、指令下达。

所述三级管理网络为涉及“交通基础设施、天气环境、机动车、非机动车、行人”五位要素的感知网络，实现“无意、轻微、一般、中度、严重、特别严重”六级交通安全状态的识别判断和即时响应；通过规则算法，面向人、车、后台、执法单兵发布信息、指令或动作，实现主动预防、日常精细化管理、应急响应处置三类交通安全管理路径的智能化或智能辅助；动态调配交通“缓急行止”四种状态，让城市交通体系处于动态的安全平衡范围。

本发明的有益效果在于：

本路灯设计透明密封板对太阳能板进行保护，防止太阳能板在风雨尘土的长期侵蚀下缩短使用寿命，以便于减少路灯更换零件的成本；

本路灯中，在阳光充足的情况下，太阳能板将太阳能转化为电能储存下来，以供夜晚使用，并且将多余的电能储存在储能电容中，以便于在连续阴雨天气中，路灯能够储存有足够的电能供连续数天使用，有效避免了现有太阳能路灯在连续阴雨天气下，太阳能转化电能储能不足，造成路灯无法亮起的现象；

在阴雨天气中，本发明中湿度传感器对空气湿度进行测量，利用单片机根据湿度传感器测得的空气湿度进行白光LED灯与黄光LED灯的供电比例分配，空气湿度越高，对黄光LED灯供电量越大，白光LED灯的供电量越小，黄色光在阴雨天气中的视觉效果最好，便于阴雨天的照明，空气湿度越小，白光LED灯的供电量越大，黄光LED灯供电量越小，采用白光在非阴雨天气中使用，亮度更高，视觉效果会更好；

本发明中将白光LED灯与黄光LED灯交错位置安装，更利于两种光线的掺杂效果；

遮水弧面板起到遮挡雨滴进入槽孔的作用，防止路灯在大树遮挡环境下使用时，树叶会遮挡住部分雨滴，若没有遮水弧面板做遮挡，则在大树下的路灯与没有大树遮挡的路灯，进入槽孔的雨水量相差大，也就会造成湿度传感器测得的数据不等的现象，进而影响本路灯中白光LED灯与黄光LED灯的功率分配达到的阴雨下高效照明的功能，而经过遮水弧面板遮挡后，湿度传感器测得的为槽孔内空气的湿度，并非槽孔灌水后的湿度，测量结果更准确，使白黄两光参杂比例更精确，提供更有利的灯下视野。

实现精准的城市照明灯具状态感知，迅速处置各种故障。满足供电的可靠性和稳定性，从而将照明供电网络打造成为智慧城市得以依赖的能量源。

数据标准方面，通过统一的数据标准制定和发布，结合完善的数据标准管理体系，保障数据的完整性、一致性、规范性，实现数据的“互通、互知”，从源头上快速接入数据，解决了多部门数据共享和融合的公用问题；在数据格式上支持各种结构化、非结构化及视频数据的传输，屏蔽各业务应用、各系统之间的数据类型差异。

服务平台基于芯片和模组，具有高性能、低功耗边缘计算服务能力的AIot智能终端设备，集边缘计算，AI芯片、协议栈、国密芯片、通信接口服务器、光端机、路由交换、存储于一体核心能力， 就近提供边缘智能服务，满足实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键场景。

附图说明

图1是本发明一种可变色智慧路灯侧视截面图。

图2是本发明一种可变色智慧路灯中LED灯安装板仰视图。

图3是本发明一种可变色智慧路灯图1中A区域放大图。

图4是灯监控系统主控单元示意图。

图5是灯监控系统示意图。

图6是管理系统示意图。

图中标号：1、路灯支撑杆；2、横向支撑杆；3、转动安装块；4、透明密封板；5、第一安装板；6、太阳能板；7、第二安装板；8、LED灯安装板；9、反光罩；10、白光LED灯；11、黄光LED灯；12、储能电容；13、单片机；14、湿度传感器；15、遮水弧面板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限如此。

一种可变色智慧路灯，包括路灯支撑杆1、横向支撑杆2、转动安装块3、透明密封板4、第一安装板5、太阳能板6、第二安装板7、LED灯安装板8、反光罩9、LED灯，路灯支撑杆1竖直安装在地面上，路灯支撑杆1顶端侧壁上横向固定安装有横向支撑杆2，横向支撑杆2远离路灯支撑杆1一端旋转安装有转动安装块3，转动安装块3与横向支撑杆2之间能够做相对旋转运动，便于对路灯光照方向进行调节，转动安装块3远离横向支撑杆2一端固定安装有透明密封板4，透明密封板4起到保护太阳能板6的作用，防止太阳能板6在风雨尘土的长期侵蚀下缩短使用寿命，以便于减少路灯更换零件的成本，透明密封板4远离转动安装块3一侧固定安装有第一安装板5，第一安装板5内部固定安装有太阳能板6，本路灯中，太阳能板6与储能电容12通过电线电性连接，在阳光充足的情况下，太阳能板6将太阳能转化为电能储存下来，以供夜晚使用，并且将多余的电能储存在储能电容12中，以便于在连续阴雨天气中，路灯能够储存有足够的电能供连续数天使用，有效避免了现有太阳能路灯在连续阴雨天气下，太阳能转化电能储能不足，造成路灯无法亮起的现象，第一安装板5远离透明密封板4一侧固定安装有第二安装板7，第二安装板7远离第一安装板5一侧固定安装有LED灯安装板8，LED灯安装板8远离第二安装板7一侧固定安装有反光罩9，反光罩9内部固定安装有LED灯。

LED灯包括白光LED灯10、黄光LED灯11，白光LED灯10与黄光LED灯11交错安装在LED灯安装板8内，白光LED灯10与黄光LED灯11交错位置安装，更利于黄与白两种光线的掺杂效果。

第二安装板7内部一端固定安装有储能电容12，储能电容12一侧设置有单片机13，单片机13固定安装在第二安装板7内，第二安装板7远离储能电容12一端开设有槽孔，槽孔内固定安装有湿度传感器14，本路灯中，太阳能板6与储能电容12通过电线电性连接，在阳光充足的情况下，太阳能板6将太阳能转化为电能储存下来，以供夜晚使用，并且将多余的电能储存在储能电容12中，以便于在连续阴雨天气中，路灯能够储存有足够的电能供连续数天使用，有效避免了现有太阳能路灯在连续阴雨天气下，太阳能转化电能储能不足，造成路灯无法亮起的现象，本路灯中，单片机13通过电线与储能电容12电性连接，单片机13通过电线与湿度传感器14电性连接，储能电容12同时对LED灯与湿度传感器14供电，在阴雨天气中，湿度传感器14对空气湿度进行测量，并将测量数据传递给单片机13,在单片机13中设置程序，根据湿度传感器14测得的空气湿度进行白光LED灯10与黄光LED灯11的供电比例分配，空气湿度越高，对黄光LED灯11供电量越大，白光LED灯10的供电量越小，黄色光在阴雨天气中的视觉效果最好，便于阴雨天的照明，空气湿度越小，白光LED灯10的供电量越大，黄光LED灯11供电量越小，采用白光在非阴雨天气中使用，亮度更高，视觉效果会更好，且白光LED灯10与黄光LED灯11交错位置安装，更利于两种光线的掺杂效果。

槽孔开口处上端固定安装有遮水弧面板15，遮水弧面板15为弧形的遮水弧面板15，遮水弧面板15起到遮挡雨滴进入槽孔的作用，防止路灯在大树遮挡环境下使用时，树叶会遮挡住部分雨滴，若没有遮水弧面板15做遮挡，则在大树下的路灯与没有大树遮挡的路灯，进入槽孔的雨水量相差大，也就会造成湿度传感器14测得的数据不等的现象，进而影响本路灯中白光LED灯10与黄光LED灯11的功率分配达到的阴雨下高效照明的功能，而经过遮水弧面板15遮挡后，湿度传感器14测得的为槽孔内空气的湿度，并非槽孔灌水后的湿度，测量结果更准确。

本发明的工作原理：

将路灯支撑杆1底部与地面固定连接，转动安装块3与横向支撑杆2之间能够做相对旋转运动，便于对路灯光照方向进行调节，透明密封板4起到保护太阳能板6的作用，防止太阳能板6在风雨尘土的长期侵蚀下缩短使用寿命，以便于减少路灯更换零件的成本，本路灯中，太阳能板6与储能电容12通过电线电性连接，在阳光充足的情况下，太阳能板6将太阳能转化为电能储存下来，以供夜晚使用，并且将多余的电能储存在储能电容12中，以便于在连续阴雨天气中，路灯能够储存有足够的电能供连续数天使用，有效避免了现有太阳能路灯在连续阴雨天气下，太阳能转化电能储能不足，造成路灯无法亮起的现象，本路灯中，单片机13通过电线与储能电容12电性连接，单片机13通过电线与湿度传感器14电性连接，储能电容12同时对LED灯与湿度传感器14供电，在阴雨天气中，湿度传感器14对空气湿度进行测量，并将测量数据传递给单片机13,在单片机13中设置程序，根据湿度传感器14测得的空气湿度进行白光LED灯10与黄光LED灯11的供电比例分配，空气湿度越高，对黄光LED灯11供电量越大，白光LED灯10的供电量越小，黄色光在阴雨天气中的视觉效果最好，便于阴雨天的照明，空气湿度越小，白光LED灯10的供电量越大，黄光LED灯11供电量越小，采用白光在非阴雨天气中使用，亮度更高，视觉效果会更好，且白光LED灯10与黄光LED灯11交错位置安装，更利于两种光线的掺杂效果，遮水弧面板15起到遮挡雨滴进入槽孔的作用，防止路灯在大树遮挡环境下使用时，树叶会遮挡住部分雨滴，若没有遮水弧面板15做遮挡，则在大树下的路灯与没有大树遮挡的路灯，进入槽孔的雨水量相差大，也就会造成湿度传感器14测得的数据不等的现象，进而影响本路灯中白光LED灯10与黄光LED灯11的功率分配达到的阴雨下高效照明的功能，而经过遮水弧面板15遮挡后，湿度传感器14测得的为槽孔内空气的湿度，并非槽孔灌水后的湿度，测量结果更准确。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。