一种基于物联网的城市路灯管理系统

技术领域

本发明属于城市路灯技术领域，具体涉及一种基于物联网的城市路灯管理系统。

背景技术

智慧路灯将以道路照明灯杆为基础，整合公安、交通信号、通信、交通标识牌等为一体，实现多杆合一，减少路面立杆，释放公共空间资源。同时，作为智慧城市建设的重要载体，智慧路灯将作为物联网的端口，发挥更大的“综合体”作用。作为城市中分布最为密集且均匀的信息基础设施，路灯杆被认为是5G基站室外覆盖较优的载体，在智慧城市、5G基站建设的推动下，将逐步由单一照明功能变成新型公共基础设施，然而市面上各种的城市路灯仍存在各种各样的问题。

如授权公告号为CN108513406A所公开的一种基于物联网的城市路灯管理系统，其虽然实现了具有传统路灯的照明功能外，还具有利用自然资源发电节约成本、远程控制路灯的功能，同时能把路灯监测数据发送至远程PC端进行统一存储、分析，为公众提供路灯周围的环境信息和交通流量信息，但是并未解决现有的路灯存在的不能够有效的实现了灯进行互联连接，实现有效的联网控制，不能够采用互联网通信，蓝牙通信连接距离较短，不能够有效的实现通信连接，并且无法实现对绿色发电进行安全防护等的问题，为此我们提出一种基于物联网的城市路灯管理系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的城市路灯管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的城市路灯管理系统，包括控制模块，控制模块上电性连接有处理模块，处理模块上电性连接有检测模块，检测模块用于实现对环境和路灯进行检测；

处理模块上电性连接有驱动模块，驱动模块上电性连接有LED灯模块，驱动模块上电性连接有散热风机模块，驱动模块用于实现对LED灯模块和散热风机模块进行驱动运行，LED灯模块用于实现照明，散热风机模块用于实现对路灯进行散热处理；

处理模块上电性连接有通信模块，通信模块上通信连接有终端模块，通信模块用于实现对数据信息和控制指令进行传输，终端模块用于实现对系统进行的数据信息进行接收和远程的控制指令进行下达；

处理模块用于实现对远程的控制指令、控制模块的控制指令、检测模块采集的数据信息和对终端模块的数据信息进行传输，并且保持数据信息的精准度和安全性；

控制模块上电性连接有调压模块，调压模块上电性连接有电池模块和供电模块，电池模块上电性连接有DC-DC模块，DC-DC模块上电性连接有太阳能电池板，调压模块用于实现对供电电压进行调节控制，保持后续的电路能够稳定安全的运行，电池模块和供电模块用于分别对调压模块进行供电运行，电池模块还用于实现对太阳能电池板进行电量存储，太阳能电池板用于实现通过光照进行发电，实现绿色发电，DC-DC模块用于实现对太阳能电池板的发电电量进行稳定的调节输出，便于电池模块进行存储电量。

优选的，检测模块中包括有环境亮度检测模块、温度检测模块和灯光检测模块，环境亮度检测模块用于实现对路灯环境进行检测，便于实现通过检测环境的亮度进行自动控制路灯进行照明，温度检测模块用于实现对路灯的温度进行检测，主要用于检测太阳能电池板的温度，灯光检测模块用于实现对LED灯模块的亮度进行检测，便于通过亮度检测调节光照强度。

优选的，驱动模块中包括有两个驱动器，两个驱动器分别与LED灯模块和散热风机模块电性连接，驱动模块中还包括有调光器，调光器电性连接在LED灯模块和驱动器之间，调光器采用的是模拟调光器或者PWM调光器。

优选的，模拟调光器在安装使用时配置一个1—10V的调光开关，并且连接一组1—10V调光信号线到LED灯具驱动内部进行调光；PWM调光器通过数字编程方式做成无线网络的形式进行0-100％的调光。

优选的，通信模块采用的是无线通信器，终端模块通过无线通信器实现数据信息的传输和控制指令的下达，并且便于实现对互联网进行连通，方便整个社区、街道或者整个城市之间的路灯系统进行通信连通。

优选的，处理模块中包括有用于实现对数据信息进行解压的解压单元，并且还包括有对发送的数据信息进行加压的加压单元，包括有用于实现对数据信息进行解码的解密单元，还包括有用于实现对发送的数据信息进行加密的加密单元，包括有用于实现对数据信息进行滤波处理的滤波单元。

优选的，滤波单元采用的是限幅滤波算法、中值滤波算法、算术平均滤波算法、低通滤波或者IIR数字滤波算法实现对滤除杂波；

IIR数字滤波算法采用的是二阶IIR低通滤波，二阶IIR低通滤波的计算公式如下：

y(n)为输出数据，x

优选的，调压模块中包括有用于实现对供电电压进行调节的输出的AC-DC电路，包括有用于实现对电压进行稳定输出的稳压芯片和用于实现对电压进行滤波的RC滤波器，还包括有用于实现对系统进行安全防护的防浪涌电路。

优选的，DC-DC模块采用的是降压电路，DC-DC模块的内部设有振荡器和斩波器，DC-DC模块的输出端与电池模块电性连接，电池模块与调压模块中的AC-DC电路电性连接，温度检测模块设置在太阳能电池板的下部，散热风机模块实现对太阳能电池板进行散热处理。

优选的，控制模块上电性连接有辅助模块，辅助模块中包括有、显示器、控制按键、声光报警器、复位电路、时钟晶振电路，还包括有用于实现对数据信息进行存储的存储器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在使用的时候，通过通信模块和终端模块实现对社区、街道或者整个城市之间的路灯系统进行通信连通，并且采用了互联网通信的NB-lot或者是LoRaWAN，能够实现联网通信连接，打破无线通信的距离限制和能耗高等的问题，便于实现联网控制。

通过太阳能电池板进行绿色发电，结合供电模块的市电网，能够有效的实现绿色使用，并且通过调压模块和DC-DC模块保持供电的稳定和安全性，提高安全性用电，并且检测模块的设定便于实现对太阳能电池板的安全性进行防护，便于调节LED灯模块的光照强度和照明自动控制调节等优点。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

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。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网的城市路灯管理系统，包括控制模块，控制模块上电性连接有处理模块，处理模块上电性连接有检测模块，检测模块用于实现对环境和路灯进行检测；

处理模块上电性连接有驱动模块，驱动模块上电性连接有LED灯模块，驱动模块上电性连接有散热风机模块，驱动模块用于实现对LED灯模块和散热风机模块进行驱动运行，LED灯模块用于实现照明，散热风机模块用于实现对路灯进行散热处理；

处理模块上电性连接有通信模块，通信模块上通信连接有终端模块，通信模块用于实现对数据信息和控制指令进行传输，终端模块用于实现对系统进行的数据信息进行接收和远程的控制指令进行下达；

处理模块用于实现对远程的控制指令、控制模块的控制指令、检测模块采集的数据信息和对终端模块的数据信息进行传输，并且保持数据信息的精准度和安全性；

控制模块上电性连接有调压模块，调压模块上电性连接有电池模块和供电模块，电池模块上电性连接有DC-DC模块，DC-DC模块上电性连接有太阳能电池板，调压模块用于实现对供电电压进行调节控制，保持后续的电路能够稳定安全的运行，电池模块和供电模块用于分别对调压模块进行供电运行，电池模块还用于实现对太阳能电池板进行电量存储，太阳能电池板用于实现通过光照进行发电，实现绿色发电，DC-DC模块用于实现对太阳能电池板的发电电量进行稳定的调节输出，便于电池模块进行存储电量。

为了实现对环境进行检测，便于实现对路灯进行自动开启，以及便于实现对LED灯模块的亮度进行检测，便于进行调节亮度，并且便于实现对太阳能电池板的温度进行检测，提高安全性，本实施例中，优选的，检测模块中包括有环境亮度检测模块、温度检测模块和灯光检测模块，环境亮度检测模块用于实现对路灯环境进行检测，便于实现通过检测环境的亮度进行自动控制路灯进行照明，温度检测模块用于实现对路灯的温度进行检测，主要用于检测太阳能电池板的温度，灯光检测模块用于实现对LED灯模块的亮度进行检测，便于通过亮度检测调节光照强度。

为了实现对LED灯模块和散热风机模块进行驱动运行，并且实现对LED灯模块进行灯光强度的调节控制，本实施例中，优选的，驱动模块中包括有两个驱动器，两个驱动器分别与LED灯模块和散热风机模块电性连接，驱动模块中还包括有调光器，调光器电性连接在LED灯模块和驱动器之间，调光器采用的是模拟调光器或者PWM调光器。

为了实现对灯光的强度进行调节，选择两种方式，便于实现自动化调节控制或者远程控制，本实施例中，优选的，模拟调光器在安装使用时配置一个1—10V的调光开关，并且连接一组1—10V调光信号线到LED灯具驱动内部进行调光；PWM调光器通过数字编程方式做成无线网络的形式进行0-100％的调光。

为了有效的实现互联网通信，提高通信的距离，便于实现对路灯的连接性，本实施例中，优选的，通信模块采用的是无线通信器，终端模块通过无线通信器实现数据信息的传输和控制指令的下达，并且便于实现对互联网进行连通，方便整个社区、街道或者整个城市之间的路灯系统进行通信连通。

为了实现对数据信息进行有效的计算处理，提高数据信息传输的精准度和安全性，本实施例中，优选的，处理模块中包括有用于实现对数据信息进行解压的解压单元，并且还包括有对发送的数据信息进行加压的加压单元，包括有用于实现对数据信息进行解码的解密单元，还包括有用于实现对发送的数据信息进行加密的加密单元，包括有用于实现对数据信息进行滤波处理的滤波单元。

为了实现对数据信息进行有效的滤波处理，本实施例中，优选的，滤波单元采用的是限幅滤波算法、中值滤波算法、算术平均滤波算法、低通滤波或者IIR数字滤波算法实现对滤除杂波；

IIR数字滤波算法采用的是二阶IIR低通滤波，二阶IIR低通滤波的计算公式如下：

y(n)为输出数据，x

为了实现对系统进行供电运行，并且保持供电过程的安全性和稳定性，本实施例中，优选的，调压模块中包括有用于实现对供电电压进行调节的输出的AC-DC电路，包括有用于实现对电压进行稳定输出的稳压芯片和用于实现对电压进行滤波的RC滤波器，还包括有用于实现对系统进行安全防护的防浪涌电路。

为了实现对太阳能电池板的电量进行输送和存储，本实施例中，优选的，DC-DC模块采用的是降压电路，DC-DC模块的内部设有振荡器和斩波器，DC-DC模块的输出端与电池模块电性连接，电池模块与调压模块中的AC-DC电路电性连接，温度检测模块设置在太阳能电池板的下部，散热风机模块实现对太阳能电池板进行散热处理。

为了实现对系统进行方便性的操作控制，本实施例中，优选的，控制模块上电性连接有辅助模块，辅助模块中包括有、显示器、控制按键、声光报警器、复位电路、时钟晶振电路，还包括有用于实现对数据信息进行存储的存储器。

本发明的工作原理及使用流程：

在使用的时候，通过供电模块和调压模块实现对控制模块进行供电运行，并且路灯上还设有太阳能电池板，且太阳能电池板在发电时，通过DC-DC模块实现对电压进行调节，便于将太阳能电池板的发电存储到电池模块中，便于电池模块通过调压模块实现对控制模块进行供电；

且控制模块上电性连接有处理模块，且处理模块上电性连接有检测模块，且检测模块中包括有环境亮度检测模块、温度检测模块和灯光检测模块，环境亮度检测模块用于实现对路灯环境进行检测，便于实现通过检测环境的亮度进行自动控制路灯进行照明，温度检测模块用于实现对路灯的温度进行检测，主要用于检测太阳能电池板的温度，灯光检测模块用于实现对LED灯模块的亮度进行检测，便于通过亮度检测调节光照强度，然后检测的数据信息通过处理模块传输给控制模块，且控制模块将处理后的信息或者指令传输给驱动模块，通过驱动模块实现对LED灯模块和散热风机模块进行驱动，便于实现在检测到环境光照较弱的时候，进行自动化的启动LED灯模块，实现照明，并且在太阳能电池板温度较高的时候，通过散热风机模块进行散热处理；

并且在控制模块上电性连接有通信模块，且通信模块上通信连接有终端模块，且通信模块采用的是无线通信器，无线通信器选用的是NB-lot或者是LoRaWAN，终端模块用于实现对系统进行远程控制调节，并且便于实现对互联网进行连通，方便整个社区、街道或者整个城市之间的路灯系统进行通信连通，采用了互联网通信的NB-lot或者是LoRaWAN，能够实现联网通信连接，打破无线通信的距离限制和能耗高等的问题，便于实现联网控制。

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。