LED模组自动照明系统及方法

技术领域

本发明属于LED控制与节能技术领域，尤其涉及一种LED模组自动照明系统、控制LED模组的远端控制平台、LED模组自动照明控制方法以及实现所述方法的非易失性计算机可读存储介质。

背景技术

随着电子信息技术的飞速发展、人们生活水平的显著提高及近年绿色环保意识的深入人心，智能照明技术越来越来受到重视。传统照明系统由于浪费电能、布线麻烦、功能单一等缺点，正逐渐被淘汰，智能照明将取而代之。由于LED照明技术具有亮度高、使用寿命长、节能、绿色环保等显著优势，所以智能照明系统大多采用LED作为照明光源。

目前城市路灯选用LED作为光源已成为大家的共识，也是政府节能的导向和相关节能政策的规定。全国各大城市均有将原来的高压钠灯、陶瓷金卤灯、荧光灯等相继更换为LED光源，特别是在一线城市中更换的比例更高，有些已经达到了80％以上，LED本身光源的节能效果也会大面积显现出来。在LED本身节能的同时，如何在LED的控制上再进行节能，逐渐成为新的趋势。

申请号为CN202010077742.X提出智能调光控制LED灯的规则算法，涉及LED线条灯、智慧筒灯等一系列需要智能控制，智能识别的一种物联网控制系统规则算法。由于LED线条灯以及LED智慧筒灯程序规则算法缺失，针对智能领域控制的规则算法，特独创发明了该项可以智能调光LED灯的规则算法，易于可视化编程灯具模块，发送指令到灯具端。该发明采用了一种傻瓜化的编程方式，可视化联机控制编程，采用串口或网口数据端口传输数据到点控灯具。任何一个命令都以数据包为单位来传输，这样可以保证通信的可靠性，同时也可以保证传输的数据不会发生歧义。

中国发明专利申请公开文本CN108882441A提出一种地下车库智能LED照明控制及能耗监测系统，包括微波探测器、智能调光模块、智能集成灯管和后台软件，所述微波探测器探测车辆或者人员行进动态并发出识别信号；所述智能调光模块接收识别信号进行逻辑计算，并向智能集成灯管发出控制信号；所述智能集成灯管接收智能调光模块发出的控制信号，自动调节灯管的照度；所述后台软件实现人机交互，其运行在应用程序APP或WINDDOWS操作平台上，通过网络和智能调光模块进行连接和通讯，支持互联网远程访问控制。该发明适合新建地下车库和既有地下车库；智能集成灯管使用寿命提高达30％以上，避免无效照明。

然而，上述现有技术仅仅是是针对数量较少或者单一目标区域的LED灯具进行节能化控制，无法推广到大规模数量的LED模组。对于类似于城市道路照明、大型场馆照明等场景俩说，安装的LED灯具数量数以千计，并且随着范围的扩展数量急剧扩大。上述现有技术的单个控制方法已经不再使用。

此外，不管是何种智能控制方法，其前提都是要准确获得每个LED模组乃至每一个LED灯具的状态参数才能制定或者匹配出对应的控制策略。然而，现有技术采用人工巡检的方式，同时需要传输大量数据，效率较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明对应性的提出多种技术方案，包括一种LED模组自动照明系统、一种控制LED模组的远端控制平台、一种LED模组自动照明控制方法以及实现所述方法的非易失性计算机可读存储介质。

在本发明的第一个方面，提供一种LED模组自动照明系统，所述系统包括分布于第一目标区域的第一数量的第一LED模组和分布于第二目标区域的第二数量的第二LED模组；

所述第一目标区域和所述第二目标区域在地理空间上邻接；

所述第一LED模组配置有第一控制模组，所述第二LED模组配置有第二控制模组；

所述系统还包括边缘计算模块；

所述边缘计算模块与所述第一LED模组和所述第二LED模组通信，用于获取所述第一LED模组和所述第二LED模组中每个LED的状态参数信息；

基于所述状态参数参数信息，所述边缘计算模块生成至少一个调整参数，并将所述调整参数发送至所述第一控制模组和/或第二控制模组；

所述第一控制模组和/或第二控制模组基于所述调整参数，调节所述第一LED模组和/或所述第二LED模组的工作状态。

更具体的，所述边缘计算模块通过近场无线通信技术，周期性的获取所述第一LED模组和所述第二LED模组中每个LED的状态参数信息，并周期性的生成所述调整参数；

若在两个相邻周期中生成的第一调整参数和第二调整参数的差值小于第一预设值，则增大所述周期的长度。

若所述差值大于第二预设值，则将第一周期中获取的所述第一LED模组和所述第二LED模组中每个LED的第一状态参数信息，和第二周期中获取的所述所述第一LED模组和所述第二LED模组中每个LED的第二状态参数信息，发送至所述远端控制平台。

在本发明的第二个方面，提供一种控制LED模组的远端控制平台，所述远端控制平台与在多个目标区域周期性移动的边缘计算终端通信。

并且，所述边缘计算终端包含边缘计算模块，所述边缘计算模块为第一个方面所述的一种LED模组自动照明系统中的所述边缘计算模块，所述边缘计算模块具备本地边缘计算能力。

所述远端控制平台通过无线通信方式获取边缘计算终端发送的LED模组状态参数信息，基于所述LED模组状态参数信息对所述目标区域的LED实现远程控制。

在本发明的第三个方面，提供一种LED模组自动照明控制方法，所述方法基于第一个方面所述的一种LED模组自动照明系统实现。在具体实现上，所述方法可以采用计算机流程语言实现如下：

S700：设定数据通信周期；

S701：所述边缘计算模块按照所述数据通信周期经过所述第一目标区域和所述第二目标区域；

S702：响应于所述边缘计算模块经过所述第一目标区域和所述第二目标区域的信号，所述第一LED模组和所述第二LED模组将每个LED的状态参数信息发送至所述边缘计算模块；

S703:所述边缘计算模块基于所述状态参数信息，生成本次调整参数；

S704：判断是否存在前次调整参数，如果是，则进入步骤S705；否则，返回步骤S701；

S705：计算所述本次调整参数和所述前次调整参数的相似度差异值；

S706：判断所述相似度差异值是否小于预定第一预设值，

如果是，则增大所述数据通信周期的长度，返回步骤S701。

本发明的上述方法可以通过包含处理器和存储器的终端设备，尤其是视频/图像处理终端设备或者语音处理终端设备，包括移动终端、桌面终端、服务器以及服务器集群等，通过程序指令自动化的执行。

作为优选，在本发明的上述各个方面的技术方案中，所述边缘计算模块为可移动模块，具体的，所述边缘计算模块可以内置于无人机、移动监控小车、移动无人车、移动手持终端中。

因此，在本发明的第四个方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令；通过包含处理器和存储器的图像/视频终端处理设备或者语音处理终端设备，执行所述程序指令，用于实现第三个方面所述方法的全部或者部分步骤。

本发明的技术方案，采用边缘计算技术与移动通信技术结合，能够周期性的巡检LED设备；并且能够基于不同周期的巡检反馈结果，调整巡检周期，节约巡检成本；此外，采用本地边缘计算技术，使得数据处理大部分能够在本地执行完成，避免数据远程传输压力，也能够及时识别出本地边缘计算不能解决的情况，由远端控制平台配合处理，确保了结果的准确性和全面性，能够极大的实现LED照明的智能化控制，从而节省资源。

本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的一种LED模组自动照明系统的整体架构图图2-图3是图1所述系统实现巡检周期控制的两个不同流程的示意图

图4是基于图1所述系统实现的一种控制LED模组的远端控制平台的应用场景示意图

图5是基于图1所述系统实现的一种LED模组自动照明控制方法的主体流程图

图6是图5所述方法具体实现的存储介质与终端设备的实施例示意图

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述。

参照图1，是本发明一个实施例的一种LED模组自动照明系统的整体架构图。

在图1中，所述LED模组自动照明系统包括分布于第一目标区域的第一数量的第一LED模组和分布于第二目标区域的第二数量的第二LED模组。

作为一个示例，所述第一目标区域和第二目标区域可以是室外照明区域，例如公共道路区域，第一目标区域可以是道路左侧，第二目标区域可以是道路右侧。

作为另一个示例，所述第一目标区域和所述第二目标区域可以是室内照明区域，例如大型会场、大型医院等，所述第一目标区域和所述第二目标区域可以是室内的相邻区域，例如前半部分和后半部分等。

上述示意性例子不作为对本发明的限制。

不管是哪种情况，作为本发明的基础，所述第一目标区域和所述第二目标区域在地理空间上邻接。

这是因为，发明人发现，LED模组在安装时，相同或者相近区域通常安装有相同的LED灯具，在巡检和控制时才可以作为同一批次，因此，上述限定并非随意性的，而是符合客观性的，即本申请的所谓控制或者巡检，并非毫无目的的随机进行。

更具体的，参见图1，所述第一LED模组配置有第一控制模组，所述第二LED模组配置有第二控制模组。

作为本发明中关键的技术手段之一，体现在图1的实施例中，所述系统还包括边缘计算模块；

所述边缘计算模块与所述第一LED模组和所述第二LED模组通信，用于获取所述第一LED模组和所述第二LED模组中每个LED的状态参数信息；

基于所述状态参数参数信息，所述边缘计算模块生成至少一个调整参数，并将所述调整参数发送至所述第一控制模组和/或第二控制模组；

所述第一控制模组和/或第二控制模组基于所述调整参数，调节所述第一LED模组和/或所述第二LED模组的工作状态。

上述边缘计算模块，是指能够执行边缘计算的终端设备或者单元模块。

通常来说，边缘计算也是一种分布式计算。然而，在本发明中，首次利用边缘计算的单个本地节点计算能力，而不是利用其分布式特点。

边缘计算的核心是在靠近数据源或用户的地方提供计算、存储等基础设施，并为边缘应用提供云服务和IT环境服务。

相比于集中部署的云计算而言，边缘计算解决了时延过长、汇聚流量过大等问题，从而避免本地向云端(后端、远端)进行大量数据的传输。

边缘计算分布式以及靠近设备端的特性注定它实时处理的优势，所以它能够更好的支撑本地业务实时处理与执行。

作为更进一步的创新，在本实施例中，所述边缘计算模块为可移动模块；

所述边缘计算模块通过近场无线通信技术，周期性的获取所述第一LED模组和所述第二LED模组中每个LED的状态参数信息；所述状态参数信息包括：LED灯具的开关灯量、运行温度、电压/电流、故障信号、照度；LED模组的外界环境参数。

更具体的，所述边缘计算模块内嵌于移动式边缘计算终端中，用于执行本地的边缘计算。在本实施例中，所述“本地”可以简单理解为“所述第一目标区域和所述第二目标区域”，而无需与远端或者云端发生交互。

图2-图3示出了这种本地边缘实时处理的逻辑。

参见图2，所述边缘计算模块通过近场无线通信技术，周期性的获取所述第一LED模组和所述第二LED模组中每个LED的状态参数信息，并周期性的生成所述调整参数；

若在两个相邻周期中生成的第一调整参数和第二调整参数的差值小于第一预设值，则增大所述周期的长度。

参见图3，所述系统还包括远端控制平台；

所述边缘计算模块通过近场无线通信技术，周期性的获取所述第一LED模组和所述第二LED模组中每个LED的状态参数信息，并周期性的生成所述调整参数；

若在第一个周期中生成的第一调整参数和第二周期中生成的第二调整参数的差值大于第二预设值，则将第一周期中获取的所述第一LED模组和所述第二LED模组中每个LED的第一状态参数信息，和第二周期中获取的所述所述第一LED模组和所述第二LED模组中每个LED的第二状态参数信息，发送至所述远端控制平台。

可见，在图2的情形下，通过本地边缘计算即可完成相应的计算和处理控制，不需要远端平台的参与，也就不需要向远端平台进行数据传输，而这正是实际场景中的大部分情况；

如果本地边缘计算处理无法处理，或者出现异常，则进入图3所述的与远端交互的过程。但是，出现图3的情形是很少见的，因为异常、故障是偶发的，并且考虑到图2所述的周期性调节，这种偶发率会进一步降低，因此图3的可能性进一步降低。但是，为了避免极端情况，作为进一步的优选，可以参照图3的实施例。

因此，接下来可参见图4，图4给出了一种控制LED模组的远端控制平台，所述远端控制平台与在多个目标区域周期性移动的边缘计算终端通信。所述边缘计算终端包含边缘计算模块，所述边缘计算模块图1所述的一种LED模组自动照明系统中的所述边缘计算模块。

如图4所示的，所述边缘计算终端为可移动的设备，包括无人机，将所述边缘计算模块内置于所述无人机中，从而实现周期性的巡检移动。

所述远端控制平台通过无线通信方式获取所述边缘计算终端发送的LED模组状态参数信息，基于所述LED模组状态参数信息对所述目标区域的LED实现远程控制。

这里的远程控制，可以是远程的基于所述模组状态参数信息进行故障判断、状态调节。

当获取LED模组的多种状态参数信息之后，即可根据已有的各种调节策略发出智能调节指令或者判断。这里的调节策略包括自学习、预定规则等，本领域对此已有诸多报道，参见背景技术所述，具体的控制策略或者调节参数如何生成，不是本发明的改进重点，因此本发明的各个实施例对此不作展开，以免赘述，本领域技术人员也可以参见如下相关文献：

吴春海，赖常华，李振.LED路灯智能控制技术模式研究及应用[J].建筑电气，2014，(9):602-606；

Elejoste P,Angulo I,Perallos A.An Easy to Deploy Street Light ControlSystem Based on Wireless Communication and LED Technology[J].Sensors,2013,13:6492-6523；

沈旭东，徐意，宋兴洋.基于Zigbee的无线智能照明控制系统的设计[J].数字技术与应用，2016,2:161-163。

邱法超，陈显平，陈炜斌，钟富生；基于物联网智能控制的节能路灯系统[J].现代电子技术，2016，2(195):201-202.

余剑青.基于LED光衰补偿的节能型路灯控制系统研究[D].2017

在此基础上，进一步参见图5，图5示出一种LED模组自动照明控制方法，该方法可以通过计算机程序指令的形式，通过流程语言自动化的实现。图5示出了部分流程步骤代码，其中，各个步骤代码的具体功能包括：

S700：设定数据通信周期；

S701：所述边缘计算模块按照所述数据通信周期经过所述第一目标区域和所述第二目标区域；

S702：响应于所述边缘计算模块经过所述第一目标区域和所述第二目标区域的信号，所述第一LED模组和所述第二LED模组将每个LED的状态参数信息发送至所述边缘计算模块；

S703:所述边缘计算模块基于所述状态参数信息，生成本次调整参数；

S704：判断是否存在前次调整参数，如果是，则进入步骤S705；否则，返回步骤S701；

S705：计算所述本次调整参数和所述前次调整参数的相似度差异值；

S706：判断所述相似度差异值是否小于预定第一预设值，

如果是，则增大所述数据通信周期的长度，返回步骤S701。

作为进一步的改进，

所述步骤S704进一步包括：

如果不存在前次调整参数，则将所述本次调整参数发送至所述第一控制模组和/或第二控制模组。

所述步骤S706进一步包括：

判断所述相似度差异值是否大于预定的第二预设值；

如果是，则将所述本次调整参数和所述前次调整参数发送至远端控制平台。

在上述各个实施例中提到的周期长度、周期参数、预设值、第一预设值、第二预设值等，均是本领域技术人员根据实际情况可以自行设定的，并且在实施过程中可以动态调整。

本发明对此未做展开，但是不影响本领域技术人员对技术方案的实质理解和技术上的实现。

诸如“调整参数”、“控制策略”等，则可以参见前述提到的现有技术进行对应的理解。

例如，所述第一调整参数或第二调整参数，可以是与LED模组ID对应的电压/电流调节值，例如，ID1-增加5v、ID2-增加3V等，可以依序表示为T1＝{5，3，……}；T2＝{4，1，……}

此时，第一调整参数和第二调整参数的差值小于第一预设值，可以理解为T1和T2的差值，即δT＝{1，2，……}。

差值小于第一预设值，可以是δT中每一个数值均大于第一预设值，也可以是超过预定比例的数值大于第一预设值，还可以是其他条件。

再例如，可以将第一LED模组的第一状态参数绘制成第一曲线，将第二LED模组的第二状态参数绘制成第二曲线；

此时，计算所述本次调整参数和所述前次调整参数的相似度差异值，既可以理解为第一曲线和第二曲线的相似度差异值，再和第一预设值和第二预设值进行比对，等等；

可以理解，第一预设值小于第二预设值；第一预设值和第二预设值可以各自为1个，也可以各自为多个。

上述仅仅是示意性的举例，以便于本领域技术人员理解，并不代表对本发明技术方案的限制，也不代表本发明的技术方案在具体实施例中一定如此。

图5实施例的上述方法可以通过包含处理器和存储器的终端设备，尤其是视频/图像处理终端设备或者语音处理终端设备，包括移动终端、桌面终端、服务器以及服务器集群等，通过程序指令自动化的执行。

因此，参见图6，在本发明的上述各个方面的技术方案中，所述边缘计算模块为可移动模块，具体的，所述边缘计算模块可以内置于无人机、移动监控小车、移动无人车、移动手持终端中。

对应于前述提到的室外目标区域，可以采用无人机、移动监控小车、移动无人车实现本申请的技术方案；

对应于前述提到的室内目标区域，可以采用移动手持终端实现本申请的技术方案。

图6提供非易失性的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令；通过包含处理器和存储器的图像/视频终端处理设备或者语音处理终端设备，执行所述程序指令，用于实现图5所述方法的全部或者部分步骤。

相对于现有技术，本发明至少具备如下优点：

(1)采用边缘计算技术与移动通信技术结合，能够周期性的巡检LED设备；

(2)能够基于不同周期的巡检反馈结果，调整巡检周期，节约巡检成本；

(3)采用本地边缘计算技术，使得数据处理大部分能够在本地执行完成，避免数据远程传输压力；

(4)能够及时识别出本地边缘计算不能解决的情况，由远端控制平台配合处理，确保了结果的准确性和全面性，能够极大的实现LED照明的智能化控制，从而节省资源。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。