基于基底检测和故障报警功能的智慧路灯杆

技术领域

本发明涉及智慧交通技术领域，具体涉及基于基底检测和故障报警功能的智慧路灯杆。

背景技术

在一些位于山区的城镇和居民区，路灯杆所处位置通常在路牙、斜坡，常发泡水、风化、地质运动等造成地基不稳定，一旦倒伏会造成人身、财产损坏以及道路长时间中断，基于电子信息技术有必要也有可能做到提前预防、监测和报警。

尤其是对于地形复杂以及土质松软的区域，路灯杆虽然做好必要的机械固定以及加固措施，但是仍然后发生倾斜等危险。此外由于路灯杆的需要保证持久耐用、以及其长久户外保持牢固等的特性，需要具有足够长久的使用寿命，以及必要的保证其安全使用的措施。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明旨在提供基于基底检测和故障报警功能的智慧路灯杆，包括控制装置以及通过线缆与其相连接的位移传感器、报警灯装置、语音提醒装置、4G通信模块、自动断电装置和道闸装置；所述位移传感器用于测量路灯杆基底相对于固定地基的位移，并且传送到控制装置；在测量到位移报超标后，报警灯装置发出声光报警、语音提醒装置提示位移报警，自动断电装置将路灯杆的供电电源切断。通过上述措施，以达到基于电子信息技术对易倒伏的路灯杆提前预防、监测和报警的技术目的。

为此，本发明涉及基于基底检测和故障报警功能的智慧路灯杆，包括控制装置以及通过线缆与其相连接的位移传感器、压力传感器、报警灯装置、语音提醒装置、4G通信模块和自动断电装置，所述自动断电装置与路灯杆供电电源相连接；其中：

所述压力传感器，用于测量路灯杆基底相对于固定地基的压力，并且传送至控制装置；

所述位移传感器，用于测量路灯杆基底相对于固定地基的位移，并且传送到控制装置；

所述报警灯装置，用于在测量到位移超标后，发出声光报警；

所述语音提醒装置，用于提示位移报警；

所述自动断电装置，用于在测量到位移超标后，自动将路灯杆的供电电源切断；

4G通信模块用于将测量的位移数据和报警信息发送到外部信息系统；

所述控制装置，在压力传感器的压力值低于预定值后启动计数器计时，当压力传感器的压力值低于预定值超过2小时后启动语音提醒装置以及报警灯装置报警基于基底检测和故障报警功能的智慧路灯杆。

进一步地，所述位移传感器为LVDT位移传感器，其内部包含初级线圈、两个次级线圈、铁芯和可自由移动的杆状衔铁；铁芯固定设置在可自由移动的杆状衔铁内，初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈骨架内部有一个可自由移动的杆状衔铁；初级线圈接入交流电；所述线圈骨架与固定地基通过金属丝连接。

进一步地，所述位移传感器为电容式位移传感器，内部包含两块固定电容极板和可活动的电介质板，电介质板通过金属丝与固定地基相连接。

进一步地，外部信息系统包括但不限于路灯管监控中心，路灯管监控中心收录区域内所有路灯杆的压力监控数据以及位移数据、报警数据。

进一步地，当压力传感器的压力值低于预定值超过1小时后启动语音提醒装置以及报警灯装置报警，并且通过4G通信模块向路灯监控中心报警。

进一步地，所述智慧路灯杆预留有道闸装置接口，用于可插拔地连接道闸装置，用于在测量到位移报超标后，阻断道路以防止行人和车辆进入。

进一步地，所述自动断电装置为电磁继电器；其输入触点连接控制装置，输出触点连接到路灯杆的供电电源。

进一步地，所述基于基底检测和故障报警功能的智慧路灯杆还包括风速仪；所述风速仪与控制装置相连接，固定于路灯杆顶部，从路灯电源供电，用于测量实时风速，以辅助减少位移传感器测量误差和避免误报警。

本发明具有如下有益效果：

首先，本发明的智慧路灯杆具有位移传感器用于测量路灯杆基底相对于固定地基的位移，可对路灯杆地基不稳定做出实时检测以便于提前预防、检测以及报警，其结合位移传感器、报警灯装置、语音提醒装置对路灯杆进行实时报警，警醒周围行人。

其次，本发明的智慧路灯杆还具有4G通信模块、自动断电装置和道闸装置，而且通过外部信息系统进行联网区域监控以及维护，保证路灯杆的实时养护，提升其安全性能。当检测到路灯杆地基不稳定时自动将检测报警信息外发、自动将路灯杆断电以防止触电、砸伤事故，增强了系统安全性。

综上所述，本发明的智慧路灯杆，做到了对区域内路灯杆的实时机械压力监测以及倾斜位移等的监测，对其安全性达到了较好的保护。而且能够借助自动断电装置以及道闸装置等的使用，保证有危险的路灯杆的进一步安全防护，提高了其安全使用以及维修的性能，在具体的实践中具有较好的应用。

附图说明

图1是基底检测和故障报警功能的智慧路灯杆的一个实施例的组成示意图；

图2是智慧路灯杆的另一个实施例的组成示意图；

图3是位移传感器2的一个实施例的结构图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

本发明涉及基于基底检测和故障报警功能的智慧路灯杆，其组成结构如图1所示，包括控制装置1以及通过线缆与其相连接的位移传感器2、压力传感器10、计时器11、报警灯装置3、语音提醒装置4、4G通信模块5和自动断电装置6，所述自动断电装置6与路灯杆供电电源相连接；其中：

所述压力传感器10，用于测量路灯杆基底相对于固定地基的压力，并且传送至控制装置；

所述位移传感器2，用于测量路灯杆基底相对于固定地基的位移，并且传送到控制装置；

所述报警灯装置3，用于在测量到位移超标后，发出声光报警；

所述语音提醒装置4，用于提示位移报警；

所述自动断电装置6，用于在测量到位移超标后，自动将路灯杆7的供电电源切断；

4G通信模块用于将测量的位移数据和报警信息发送到外部信息系统；

所述控制装置5，在压力传感器的压力值低于预定值后启动计数器11计时，当压力传感器的压力值低于预定值超过2小时后启动语音提醒装置以及报警灯装置报警。

智慧路灯杆的位移传感器2用于测量路灯杆基底相对于固定地基的位移，并且传送到控制装置。位移传感器通过RS232串口、CAN总线、RS485总线或者以太网与控制装置相连接；可包括多套位移传感器，以检测路灯杆周围多个方向和维度的相对位移。

智慧路灯杆的所述道闸装置8用于在测量到位移报超标后，阻断道路以防止行人和车辆进入。道闸装置具体为直杆或曲臂杆式的电动道闸，由减速箱、电机（或者采用液压）传动机构、平衡装置、机箱、闸杆支架、闸杆等部分组成；闸杆上具有可闪烁的指示灯，当闸杆落下后指示灯闪烁、以提示过往车辆和行人。所述智慧路灯杆预留有道闸装置接口，用于可插拔地连接道闸装置，用于在测量到位移报超标后，阻断道路以防止行人和车辆进入，进而实现辅助实现安全隔离功能，提高智慧灯杆的安全性能。

所述自动断电装置为电磁继电器；其输入触点连接控制装置，输出触点连接到路灯杆的供电电源。

外部信息系统包括但不限于路灯管监控中心，路灯管监控中心收录区域内所有路灯杆的压力监控数据以及位移数据、报警数据，从而方便对路灯杆进行检测以及维护保养，这些数据可以精确地反应路灯杆的使用情况，有的放矢地进行维护以及保养，能够极大地提高路灯杆的使用寿命，以及降低维护、营运以及使用风险。

当压力传感器的压力值低于预定值超过1小时后启动语音提醒装置以及报警灯装置报警，并且通过4G通信模块向路灯监控中心报警，以便进行下一步维护处理。

实施例1

如图3所示，所述位移传感器为LVDT位移传感器，其壳体21内部包含初级线圈24、两个次级线圈23、铁芯25和可自由移动的杆状衔铁22,铁芯固定设置在可自由移动的杆状衔铁22内；初级线圈、次级线圈分布在壳体内的线圈骨架26上，线圈骨架26内部有一个可自由移动的杆状衔铁；初级线圈接入交流电；所述可自由移动的杆状衔铁与固定地基通过金属丝连接。

当衔铁处于中间位置时，两个次级线圈产生的感应电动势相等，这样输出电压为0；当衔铁在线圈内部移动并偏离中心位置时，两个线圈产生的感应电动势不等，有电压输出，其电压大小取决于位移量的大小。为了提高传感器的灵敏度，改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围，设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反，LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差，这个输出的电压值与铁心的位移量成线性关系。

输出信号为4-20mA或0-10mA电流，具有良好的恒流特性，频率为0～10kHz。

实施例2

智慧路灯杆的所述位移传感器为电容式位移传感器，内部包含两块固定电容极板和可活动的电介质板，电介质板通过金属丝与固定地基相连接。

当电介质板移动时，电容器的介电常数改变，从而电容值发生改变；将电容器通入交流电，测量输入电压与输出电流的关系即可计算电容，进而计算电介质板的位移量。

实施例3

如图2所示，所述智慧路灯杆还包括风速仪9。风速仪9与控制装置1相连接；固定于路灯杆顶部，从路灯电源供电。

风速仪9用于测量实时风速，将测量的风速信息通过数据线传送到控制装置1；数据线的通信方式为RS232串口、CAN总线、RS485总线或者以太网。控制装置将单个位移传感器每次测量的位移和风速仪测量的实时高空风速相结合，得出修正后的位移，考虑到方位的影响便可减少测量误差以及避免误报警。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。