基于智慧城市的传感网系统、照明装置及控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于智慧城市的传感网系统、照明装置及控制装置，所述照明装置包括：照明模块、电源及灯控模块、控制模块、采集模块；其中，电源及灯控模块，用于提供直流电源，并对照明模块进行控制管理；控制模块，用于对电源及灯控模块和采集模块进行协调控制；采集模块，用于获取采集模块相应的传感网信息并进行信息交互。本发明提供的基于智慧城市的传感网系统、照明装置及控制装置，通过对照明装置进行改造，实现物联网信息实时采集、处理、传输、发布网络系统——城市传感网；并能实现多部门多系统如智慧路灯、智慧城管、智慧交通、智慧防汛、城市安全等共享，减少重复建设，大幅降低智慧城市部署、运营、维护成本。
【专利说明】基于智慧城市的传感网系统、照明装置及控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于智慧城市的传感网系统、照明装置及控制装置。
【背景技术】
[0002]智慧城市是把新一代信息技术充分运用在城市的各行各业之中的基于知识社会下一代创新的城市信息化高级形态。智慧城市基于互联网、云计算等新一代信息技术以及大数据、社交网络、综合集成法等工具和方法的应用，营造有利于创新涌现的生态，实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的可持续创新。
[0003]智慧城市的建设是要求通过以无线技术为代表的物联网、云计算等新一代信息技术应用实现全面感知、泛在互联、普适计算与融合应用。智慧城市首先要以无线城市为基础，无线城市是由运营商使用高速宽带无线技术覆盖城市行政区域，向用户提供利用无线终端或无线技术获取信息的服务，主要针对移动终端的移动业务，如移动终端看视频、玩游戏、召开视频会议、收发电子邮件等等。
[0004]目前城市中的照明系统通常是单一的应用系统，现有的照明装置有的利用发光二极管(Light Emitting Diode, LED)灯替代高压钠灯,再通过电力线传输、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service, GPRS)传输或自组网等来远程控制灯的开/关、调光、故障报警等功能，但并不能与其他应用模块、系统进行信息互通，相互感知。如此，目前的智慧城市大多是由相互独立的应用模块或子系统组成，如智慧路灯、智慧城管、智慧交通、智慧防汛、城市安全等，由于不存在统一的城市传感网系统，单个项目实施时，会出现施工费用高、部门协调困难、施工烦、取电难、效率低、周期长、设备功能单一、不同系统重复建设、对接复杂等问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于智慧城市的传感网系统、照明装置及控制装置，能够实现多系统的信息交互，低成本完成智慧城市建设。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]一种基于智慧城市的照明装置，包括照明模块，还包括:电源及灯控模块、控制模块、采集模块；其中，
[0008]所述电源及灯控模块，用于提供直流电源，并对照明模块进行控制管理；
[0009]所述控制模块，用于对电源及灯控模块和采集模块进行协调控制；
[0010]所述采集模块，用于获取采集模块相应的传感网信息、热点信息并进行信息交互。
[0011]一种基于智慧城市的控制装置，包括:电源、采集模块、控制模块、通讯模块；其中，
[0012]所述电源，用于为各模块进行供电；[0013]所述采集模块，与自身周围的无线传感器、RFID电子标签、WIFI热点、照明装置的一种或多种进行传感网信息的交互；
[0014]所述控制模块，协调各模块的工作，并对交互的信息、数据进行处理；
[0015]所述通讯模块，通过有线或无线方式与后台管理系统进行信息交互。
[0016]一种基于智慧城市的传感网系统，包括传感网平台，还包括如上所述的照明装置和如上所述的控制装置；其中，
[0017]所述控制装置，用于分别与照明装置和传感网平台进行信息交互；
[0018]所述照明装置和控制装置通过主站、分站、节点的三级结构进行信息交互。
[0019]本发明提供的基于智慧城市的传感网系统、照明装置及控制装置，通过对照明装置进行改造，实现物联网信息实时采集、处理、传输、发布网络系统——城市传感网；并能实现多部门多系统如智慧路灯、智慧城管、智慧交通、智慧防汛、城市安全等共享，减少重复建设，大幅降低智慧城市部署、运营、维护成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明实施例提供的基于智慧城市的照明装置的结构示意图；
[0021]图2为本发明实施例提供的基于智慧城市的控制装置的结构示意图；
[0022]图3为本发明实施例提供的基于智慧城市的传感网系统的架构示意图；
[0023]图4为本发明实施例提供的基于智慧城市的传感网系统的拓扑示意图；
[0024]图5为本发明实施例提供的基于智慧城市的传感网系统的逻辑结构示意图；
[0025]图6为本发明实施例提供的基于智慧城市的传感网系统的通讯方式一的示意图；
[0026]图7为本发明实施例提供的基于智慧城市的传感网系统的通讯方式二的示意图。
【具体实施方式】
[0027]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0028]图1示出了本发明实施例提供的基于智慧城市的照明装置的结构，如图1所示，所述照明装置包括:照明模块、电源及灯控模块、控制模块、采集模块；其中，
[0029]所述电源及灯控模块，用于提供直流电源，并对照明模块进行控制管理，具体地，可提供直流5V、36V的电源，并对照明模块进行控制管理包括智能开关、智慧调光、能效管理、漏电报警、故障报警等控制管理；
[0030]所述控制模块，用于对电源及灯控模块和采集模块进行协调控制；
[0031]所述采集模块，用于获取采集模块相应的传感网信息、热点信息并进行信息交互。
[0032]进一步地，所述照明装置还包括:加/解密模块，用于对要与自身建立无线连接的设备进行合法性确认，并对交互的信息进行加密和/或解密，具体可以通过与控制模块进行信息交互完成设备合法性确认，也可以对采集模块交互的信息进行加密和/或解密。
[0033]进一步地，所述采集模块包括:自组网模块、射频识别(Radio FrequencyIDentif ication, RFID)模块、无线高保真(Wireless Fidelity, WIFI)模块、5.8G 通讯模块的一种或多种。具体地，RFID模块可以根据不同需求，采集传感器信息，如温度、湿度、震动、报警、烟雾、水位、雨量、气象等信息，WIFI模块可提供自身作为WIFI设备的信息等。[0034]图2示出了本发明实施例提供的基于智慧城市的控制装置的结构，如图2所示，所述控制装置包括:电源、采集模块、控制模块、通讯模块；其中，
[0035]所述电源，用于为各模块进行供电，具体可以提供直流5V、12V、24V等电源。
[0036]所述采集模块，与自身周围的照明装置进行传感网信息的交互；还可与自身建立连接的其他设备进行传感网信息的交互，如无线传感器、RFID电子标签、WIFI热点等等；
[0037]所述控制模块，协调各模块的工作，并对交互的信息、数据进行处理；作为控制模块的中心，用于协调各模块工作、任务管理、故障报警灯，对信息数据暂存、过滤、转发等；
[0038]所述通讯模块，通过有线或无线方式与后台管理系统进行信息交互。
[0039]进一步地，所述控制装置还包括:加/解密模块，用于进行授权认证，确认自身的合法性，具体可以通过与控制模块进行信息交互完成合法性确认。
[0040]进一步地，所述采集模块包括:自组网模块、RFID模块、WIFI模块、5.8G通讯模块的一种或多种。
[0041]进一步地,所述通讯模块包括:全球微波互联接入(Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access, WIMAX)模块、无线局域网(Wireless Local Area Networks, WLAN)模块、3G/4G/5G模块、北斗短报文(Radio Determination Satellite System,RDSS)模块的一种或多种。
[0042]其中，所述RDSS模块具体可以通过无线电卫星业务实现，可以通过北斗短报文功能与后台管理系统进行应急交互通讯。
[0043]本发明实施例还提供一种基于智慧城市的传感网系统，包括传感网平台、上述照明装置及上述控制装置；其中，
[0044]所述控制装置，用于分别与照明装置和传感网平台进行信息交互；
[0045]所述照明装置和控制装置通过主站、分站、节点的三级结构进行信息交互。
[0046]进一步地，所述控制装置为主站、多个照明装置进行分组管理，每一分组包括一分站及多个节点，两两分组互为备用；其中，
[0047]所述主站，与每一分组的分站进行信息交互；
[0048]所述分站，将主站发来的信息在组内各节点间和/或其他分站间进行信息交互。
[0049]进一步地，所述控制装置为主站、多个照明装置进行分组管理，每一分组包括第一分站、第二分站及多个节点，第二分站为第一分站的备用分站；其中，
[0050]所述主站，与每一分组的第一分站进行信息交互；
[0051]所述第一分站，将主站发来的信息在组内各节点及其它分站间进行信息交互。
[0052]下面通过系统架构、网络拓扑、系统结构等角度对上述基于智慧城市的传感网系统进行详细描述。
[0053]图3示出了本发明实施例提供的基于智慧城市的传感网系统的架构，如图3所示，上述传感网系统的架构可以包括:专业系统、业务支撑系统、运营支撑系统、传输网及感知网等；其中，
[0054]所述专业系统可以包括政府、公安、路灯、交通等各方面的专业系统；
[0055]所述业务支撑系统可以包括资源管理、计费账务、经营分析等各种业务的业务支撑系统；
[0056]所述运营支撑系统可以包括资源管理、工单管理、采集系统等各种运营支撑系统；
[0057]所述传输网具体包括WIMAX、WLAN、3G/4G/5G、RDSS等通讯方式，具体可借助控制装置、照明装置的相应模块实现。
[0058]所述感知网系统具体包括照明装置的采集模块、其他多功能感知器、传感器、RFID、摄像头等等，其中所述照明装置的采集模块在图3中以路灯作为示意。
[0059]图4为本发明实施例提供的基于智慧城市的传感网系统的拓扑示意图，如图4所示，所述传感网系统包括:智慧城市传感网平台、多功能物联网智慧感知器、以及智慧路灯；其中，
[0060]所述多功能物联网智慧感知器包括如上所述的控制装置，工作过程与该控制装置相同，不再赘述；
[0061]所述智慧路灯包括如上所述的照明装置，工作过程与该照明装置相同，不再赘述。
[0062]如图4所示，智慧路灯通过自组网通讯与多功能物联网智慧感知器进行信息交互，多功能物联网感知器通过互联网宽带有线连接或无线连接等方式与智慧城市传感网平台进行信息交互。
[0063]图5示出了本发明实施例提供的基于智慧城市的传感网系统的逻辑结构，图5中，该传感网系统包括多个多功能物联网智慧感知器，并且将各系统、控制器进行了逻辑简化显示，具体的工作过程与上述相同，不再赘述。
[0064]本发明实施例提供的基于智慧城市的传感网系统，基于自组网通讯的方式，在智慧路灯(包括上述照明装置)和多功能物联网智慧感知器(包括上述控制装置)之间进行信息交互。
[0065]图6为本发明实施例提供的基于智慧城市的传感网系统的通讯方式一的示意，如图6所示，上述控制装置作为主站`，多个照明装置进行分组管理，分别组成组1-组5 ;其中，每个分组中包括两个分站和多个节点，且所述两个分站互为备用，并且所述分站也可同时作为节点。
[0066]如此，控制装置和照明装置可以基于无线通讯实现主站、分站、节点的三级结构的信息交互，如图6所示，主站可通过主用分站实现五跳互传:主站一分站I一分站3—分站5—分站7—分站9，分站负责组内节点的信息交互，实现传感网系统内各节点与主站之间的信息交互，其中，分站2、分站4、分站6、分站8、分站10作为组内备用分站，由于分站也可同时作为节点，因此，主用分站通过组内节点的信息交互的同时，即可实现主备分站的信息交互。应当理解，主站通过主用分站进行信息交互也可间隔一个或多个分站互传，如:主站一分站I—分站5—分站9等ο
[0067]图7为本发明实施例提供的基于智慧城市的传感网系统的通讯方式二的示意，如图7所示，上述控制装置作为主站，多个照明装置进行分组管理，分别组成组1-组10 ;其中，每个分组中包括一个分站和多个节点，且所述分站也可同时作为节点。
[0068]如此，控制装置和照明装置可以实现主站、分站、节点的三级结构的信息交互，如图7所示，主站可通过各分组中的分站实现五跳互传:主站一分站I一分站3—分站5—分站?一分站9 ;主站一分站2—分站4一分站6—分站8一分站10,分站负责组内节点的信息交互，实现传感网系统内各节点与主站之间的信息交互。应当理解，主站通过分站进行信息交互也可间隔一个或多个分站互传，如:主站一分站I一分站5—分站9等。其中，分站1-分站2、分站3-分站4、分站5-分站6、分站7-分站8、分站9-分站10可互为备用，通过节点号码、分站号码范围进行灵活配置控制，实现网内各节点与主站之间的信息交互。
[0069]本发明提供的基于智慧城市的传感网系统、照明装置及控制装置，通过对照明装置进行改造，实现物联网信息实时采集、处理、传输、发布网络系统——城市传感网；并能实现多部门多系统如智慧路灯、智慧城管、智慧交通、智慧防汛、城市安全等共享，减少重复建设，大幅降低智慧城市部署、运营、维护成本。本发明实施例通过对照明装置改造，将高能耗的传统照明灯换成LED灯，能够节能60%以上，还实现了照明模块的智能开关、智慧调光、能效管理、漏电报警、故障报警等功能；不需要另行开挖城市道路、外挂设备，保持了城市的环境美观。同时利用RFID微功耗部件，实现了 RFID无线传感器的即布即用和节能减排，通过RDSS实现应急通讯，提高了可靠性。
[0070]本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0071]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种基于智慧城市的照明装置，包括照明模块，其特征在于，所述照明装置还包括:电源及灯控模块、控制模块、采集模块；其中， 所述电源及灯控模块，用于提供直流电源，并对照明模块进行控制管理； 所述控制模块，用于对电源及灯控模块和采集模块进行协调控制； 所述采集模块，用于获取采集模块相应的传感网信息、热点信息并进行信息交互。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置还包括:加/解密模块，用于对要与自身建立无线连接的设备进行合法性确认，并对交互的信息进行加密和/或解密。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述采集模块包括:自组网模块、射频识别RFID模块、无线高保真WIFI模块、5.8G通讯模块的一种或多种。
4.一种基于智慧城市的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括:电源、采集模块、控制模块、通讯模块；其中， 所述电源，用于为各模块进行供电； 所述采集模块，与自身周围的无线传感器、RFID电子标签、WIFI热点、照明装置的一种或多种进行传感网信息的交互； 所述控制模块，协调各模块的工作，并对交互的信息、数据进行处理； 所述通讯模块，通过有线或无线方式与后台管理系统进行信息交互。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括:加/解密模块，用于进行授权认证，确认自身的合法性。
6.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述采集模块包括:自组网模块、RFID模块、WIFI模块、5.8G通讯模块的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的控制模块，其特征在于，所述通讯模块包括:全球微波互联接入WIMAX模块、无线局域网WLAN模块、3G/4G/5G模块、北斗短报文RDSS模块的一种或多种。
8.一种基于智慧城市的传感网系统，包括传感网平台，其特征在于，所述传感网系统还包括如权利要求1至3任一项所述的照明装置和如权利要求4至7任一项所述的控制装置；其中， 所述控制装置，用于分别与照明装置和传感网平台进行信息交互； 所述照明装置和控制装置通过主站、分站、节点的三级结构进行信息交互。
9.根据权利要求8所述的传感网系统，其特征在于，所述控制装置为主站、多个照明装置进行分组管理，每一分组包括一分站及多个节点，两两分组互为备用；其中， 所述主站，用于与每一分组的分站进行信息交互； 所述分站，用于将主站发来的信息在组内各节点间和/或其他分站间进行信息交互。
10.根据权利要求8所述的传感网系统，其特征在于，所述控制装置为主站、多个照明装置进行分组管理，每一分组包括第一分站、第二分站及多个节点，第二分站为第一分站的备用分站；其中， 所述主站，用于与每一分组的第一分站进行信息交互； 所述第一分站，用于将主站发来的信息在组内各节点及其它分站间进行信息交互。
【文档编号】G05B19/418GK103885415SQ201410104278
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】赵向东 申请人:深圳市远铭科技有限公司