专利名称：一种基于多Agent技术的园区道路照明节能系统及其实现方法
技术领域：
本发明属于照明节能和多Agent技术领域，，特别涉及一种基于多Agent技术的园区道路照明节能系统。
背景技术：
传统公共空间的照明以路灯为代表，一般采取定时制，在入夜时分和天亮时分别亮灯和熄灯。这样的策略简单易行，也充分满足人们的生活所需，但是也有显著的缺点。首先是能源的大量浪费，在夜深没有行人或车辆的时候，仍然亮灯；其次是缺乏灵活性，在天气变化时出现还未亮灯天色已黑或已经天亮仍未熄灯的情况，为了照顾部分区域而使得全部路灯同时点亮和熄灭；再次是非必要亮灯时对灯具的损耗使得灯具使用寿命无形中缩短了，更换灯具所带来的费用是一笔不小的开支。目前一种简单的解决办法是采取的间隔交替亮灯的办法，这在一定程度上减少了能源的浪费和灯具的消耗，但是这是以牺牲照明效果为代价换来的，实际上容易在一些特殊角落形成照明死角，给行人或车辆夜晚同行造成不便，在一些需要监视的特殊场合，也容易带来较低的监视效果。随着传感器的发展和普及，一些公共空间照明采用光控和声控来达到基础的智能照明效果。当光线达到一定阈值后，或者当有效范围内声波引起的震动达到一定阈值后，控制灯具的亮和灭。该种能够显著的降低能源浪费和灯具损耗，但是仍然具有一定缺陷。首先，光控灯具只是单纯的根据光线的明暗程度来控制开关，而不是是否确实有需要；其次， 声控灯具是根据声波来控制开关，而无法区分是否是行人或车辆发出的声音，自然界的声响也会使得声控灯具点亮。总体而言，就是不够智能，这跟监测的条件简单有一定关系，也跟监测对象单一有关。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种能根据环境智能控制路灯开和关的一种基于多Agent技术的园区道路照明节能系统。一种基于多Agent技术的园区道路照明节能系统由若干个路灯、主控系统及无线信号中继站组成，所述的每个路灯为一个Agent，所述的主控系统为带有监控管理软件的计算机服务器，为路灯Agent的上层Agent，其特征在于，所述的每Agent上都有一主板，所述的主板上嵌有照明模块、监测模块、检测模块、控制模块和信号收发模块；所述的监测模块由各类传感器组成，包括光敏感传感器、声敏传感器、运动检测传感器、人体红外传感器；所述的Agent与主控系统通过无线信号中继站相互通信；所述的每个Agent通过信号收发模块相互通信。进一步的，所述的照明模块主要实现照明、电路开关以及电压的调节，所述的照明模块受控于控制模块；所述的监测模块的数据传递给控制模块；所述的控制模块用于处理监测模块的信号及信号收 发模块收到的信号，并决定是否向周围发送信息，同时控制照明模块的开关；所述的监测模块实时监测路灯Agent的状态。所述的主控系统用于控制任意一个路灯Agent的状态，其所带的监控软件主要用于处理无线信号中继站发送来的数据并向除自己以外的任何Agent发送控制信号，反馈所有Agent以及无线信号中继站的实时状态，提供整个节能系统的图形化控制界面，提供日志审计及访问控制功能。基于多Agent技术的园区道路照明节能系统的实现方法为
步骤一园区内的每个路灯Agent完成组网并进行初始化，根据园区路灯Agent的分布，对无线信号中继站进行布置，确保无线信号中继站完全覆盖所有路灯Agent，在进行初始化时，每个路灯Agent都依据自身的物理信息通过无线信号中继站在主控系统注册并生成一个唯一的标识，主控系统对路灯Agent进行参数设定并完成初始化；
步骤二 路灯Agent的光敏传感器实时监测光线敏感度，如果光线亮度高于阈值，则停留在本步骤，否则进入下一步骤；
步骤三当光敏传感器监测到光线敏感度小于光线亮度阈值时，监测模块的运动传感器、人体红外传感器以及声敏传感器获取各自所属信息，监测模块将获取的信息传递给控制模块，判定是否有行人或车辆接近，如是，则进入步骤四，如不是，则返回步骤二 ；
步骤四控制模块控制照明模块打开路灯，同时将本路灯Agent监测模块获取的信传通过信号收发模块传递给周围的路灯Agent，
步骤五监控模块的运动传感器、人体红外传感器以及声敏传感器实时获取周围环境信息，并将所述信息传递给控制模块，控制模块实时判定行人或车辆是否已经离开有效范围，如果是，则进入步骤六，否则返回步骤二 ； 步骤六控制模块控制照明模块关闭路灯；
步骤七检测模块实时检测路灯Agent的状态信息，包括但不限于故障、电源、过热信
肩、ο本发明的优点在于本发明所述的基于多Agent技术的园区道路照明节能系统是具有自主或半自主能力的智能体，每个路灯Agent在完成自身功能的同时，能够与其他 Agent通信来发送/获取信息，通过协作来解决复杂的问题，形成一个多Agent系统。本发明所述的系统可以实现在没有外界的直接控制下，根据自身的资源和行为机制，控制自身的行为；实现根据环境变化和具体情况及时作出适当的反应；实现Agent之间进行通信，把自身的获取的信息和行为告知其他Agent ；实现多个Agent之间根据规则进行协作，协作过程中每个独立的Agent可以根据具体情况做出最适合自己的反应或者拒绝协作，从而使得整个系统具有高度的智能性。与传统路灯系统相比，极大的节省了电能。
图1路灯Agent的功能模块图。图2基于多Agent技术的园区道路照明节能系统部署示意图。
具体实施例方式如图1所示，一种基于多Agent技术的园区道路照明节能系统由若干个路灯、主控系统及无线信号中继站组成，所述的每个路灯为一个Agent，所述的主控系统为带有监控管理软件的计算机服务器，为路灯Agent的上层Agent，其特征在于，所述的每Agent上都有一主板，所述的主板上嵌有照明模块、监测模块、检测模块、控制模块和信号收发模块；所述的监测模块由各类传感器组成，包括光敏感传感器、声敏传感器、运动检测传感器、人体红外传感器；所述的Agent与主控系统通过无线信号中继站相互通信；所述的每个Agent通过信号收发模块相互通信。
所述的照明模块主要实现照明、电路开关以及电压的调节，所述的照明模块受控于控制模块；所述的监测模块的数据传递给控制模块；所述的控制模块用于处理监测模块的信号及信号收发模块收到的信号，并决定是否向周围发送信息，同时控制照明模块的开关；所述的监测模块实时监测路灯Agent的状态。所述的主控系统用于控制任意一个路灯Agent的状态，其所带的监控软件主要用于处理无线信号中继站发送来的数据并向除自己以外的任何Agent发送控制信号，反馈所有Agent以及无线信号中继站的实时状态，提供整个节能系统的图形化控制界面，提供日志审计及访问控制功能。图2为基于多Agent技术的园区道路照明节能系统部署图，三角为沿道路布置的路灯，五角为无线信号中继站，圆为节点的作用范围
由于无线信号的传播范围有限，在园区的适当位置布置了一些无线信号中继站，确保信号的全面覆盖，信号的传输采用广播方式。基于多Agent技术的园区道路照明节能系统的实现方法为
步骤一园区内的每个路灯Agent完成组网并进行初始化，根据园区路灯Agent的分布，对无线信号中继站进行布置，确保无线信号中继站完全覆盖所有路灯Agent，在进行初始化时，每个路灯Agent都依据自身的物理信息通过无线信号中继站在主控系统注册并生成一个唯一的标识，主控系统对路灯Agent进行参数设定并完成初始化；
步骤二 路灯Agent的光敏传感器实时监测光线敏感度，如果光线亮度高于阈值，则停留在本步骤，否则进入下一步骤；
步骤三当光敏传感器监测到光线敏感度小于光线亮度阈值时，监测模块的运动传感器、人体红外传感器以及声敏传感器获取各自所属信息，监测模块将获取的信息传递给控制模块，判定是否有行人或车辆接近，如是，则进入步骤四，如不是，则返回步骤二 ；
步骤四控制模块控制照明模块打开路灯，同时将本路灯Agent监测模块获取的信传通过信号收发模块传递给周围的路灯Agent，
步骤五监控模块的运动传感器、人体红外传感器以及声敏传感器实时获取周围环境信息，并将所述信息传递给控制模块，控制模块实时判定行人或车辆是否已经离开有效范围，如果是，则进入步骤六，否则返回步骤二 ； 步骤六控制模块控制照明模块关闭路灯；
步骤七检测模块实时检测路灯Agent的状态信息，包括但不限于故障、电源、过热信
肩、ο基于多Agent技术的园区道路照明节能系统的工作方式分为普通状态及直接控制状态。在普通状态下，每个路灯是自主的，只依据自身规则和所获得的信息决定自己开关的状态。在白天光线充足的情况下，其他传感器所获取的信息自动被忽略掉，进入夜晚后，当行人或者车辆从远处朝路灯行进时，运动传感器探测到运动物体，人体红外传感器探测到人体，声敏传感器探测到人说话或者车辆行进时的噪声，此时打开路灯，当行人或车辆远离时，关闭路灯。从行人的角度来说，行进中的状态可以由运动传感器以及人体红外传感器获得的数据互相佐证；行进中突然静止的状态可以由之前的行进状态和人体红外传感器获得的数据，以及声敏传感器可能获得的数据佐证。从车辆的角度来说，行进中的状态可以由运动传感器和声敏传感器获得的数据， 以及人体红外传感器可能获得的数据互相佐证；行进中突然静止的状态可以由之前的行进状态和声敏传感器获得的数据，以及人体红外传感器可能获得的数据佐证。如果只是单纯的检测到运动物体，但是没有检测到人体红外线和声音；或者单纯检测到声音，但是没有运动和人体红外线，则可以认为是自然因素引起的，控制模块不会启动照明。
特别的，由于行人或者车辆的连续运动，在到达终点前必然由一个路灯行进至另一个路灯，因此一个路灯Agent也同时向周围的Agent发送信号，更智能的，是向运动物体行进方向上的Agent发送信号，以使得下一个路灯能做好准备。之所以这样设计是为了当夜晚行人稀少时，行人特别是车辆高速运动时，能在前方较远区域内也具有良好视野。如果系统能承受更大的复杂度，每个Agent向邻近的Agent发送运动物体的数量，速度信息，以使得邻近的Agent有更多的信息判断采取何种措施。在直接控制状态下，主控中心可以对所辖范围内的所有路灯发送控制信号，控制每一盏路灯的状态，这个信号里只需要包括状态以及路灯的标识即可。在该状态下，能够满足特殊场合的需要，比如出现紧急情况需要所有路灯全亮，或者为了配合夜景灯光，打开若干区域的路灯。直接控制状态下，除非主控中心停止发送控制信号，否则每个路灯独立收集到的环境信息都会被忽视。
权利要求
1.一种基于多Agent技术的园区道路照明节能系统，由若干个路灯、主控系统及无线信号中继站组成，其特征在于，所述的每个路灯为一个Agent，所述的主控系统为带有监控管理软件的计算机服务器，为路灯Agent的上层Agent，其特征在于，所述的每Agent上都有一主板，所述的主板上嵌有照明模块、监测模块、检测模块、控制模块和信号收发模块；所述的监测模块由各类传感器组成，包括光敏感传感器、声敏传感器、运动检测传感器、人体红外传感器；所述的Agent与主控系统通过无线信号中继站相互通信；所述的每个Agent通过信号收发模块相互通信。
2.如权利要求1所述的一种基于多Agent技术的园区道路照明节能系统，其特征在于 所述的照明模块主要实现照明、电路开关以及电压的调节，所述的照明模块受控于控制模块；所述的监测模块的数据传递给控制模块；所述的控制模块用于处理监测模块的信号及信号收发模块收到的信号，并决定是否向周围发送信息，同时控制照明模块的开关；所述的监测模块实时监测路灯Agent的状态。
3.如权利要求1所述的一种基于多Agent技术的园区道路照明节能系统，其特征在于 所述的主控系统用于控制任意一个路灯Agent的状态，其所带的监控软件主要用于处理无线信号中继站发送来的数据并向除自己以外的任何Agent发送控制信号，反馈所有Agent 以及无线信号中继站的实时状态，提供整个节能系统的图形化控制界面，提供日志审计及访问控制功能。
4.如权利要求1所述的一种基于多Agent技术的园区道路照明节能系统，其特征在于 基于多Agent技术的园区道路照明节能系统的工作方式分为普通状态和直接控制状态，所述的普通状态为路灯Agent的各功能模块均正常工作，所述的直接控制状态为路灯Agent 中的控制模块处于非工作状态。
5.利用权力要求1所述的一种基于多Agent技术的园区道路照明节能系统的实现方法为步骤一园区内的每个路灯Agent完成组网并进行初始化，根据园区路灯Agent的分布，对无线信号中继站进行布置，确保无线信号中继站完全覆盖所有路灯Agent，在进行初始化时，每个路灯Agent都依据自身的物理信息通过无线信号中继站在主控系统注册并生成一个唯一的标识，主控系统对路灯Agent进行参数设定并完成初始化；步骤二 路灯Agent的光敏传感器实时监测光线敏感度，如果光线亮度高于阈值，则停留在本步骤，否则进入下一步骤；步骤三当光敏传感器监测到光线敏感度小于光线亮度阈值时，监测模块的运动传感器、人体红外传感器以及声敏传感器获取各自所属信息，监测模块将获取的信息传递给控制模块，判定是否有行人或车辆接近，如是，则进入步骤四，如不是，则返回步骤二 ；步骤四控制模块控制照明模块打开路灯，同时将本路灯Agent监测模块获取的信传通过信号收发模块传递给周围的路灯Agent，步骤五监控模块的运动传感器、人体红外传感器以及声敏传感器实时获取周围环境信息，并将所述信息传递给控制模块，控制模块实时判定行人或车辆是否已经离开有效范围，如果是，则进入步骤六，否则返回步骤二 ；步骤六控制模块控制照明模块关闭路灯；步骤七检测模块实时检测路灯Agent的状态信息，包括但不限于故障、电源、过热信息。
全文摘要
一种基于多Agent技术的园区道路照明节能系统由若干个路灯、主控系统及无线信号中继站组成，所述的每个路灯为一个Agent，所述的主控系统为带有监控管理软件的计算机服务器，为路灯Agent的上层Agent，其特征在于，所述的每Agent上都有一主板，所述的主板上嵌有照明模块、监测模块、检测模块、控制模块和信号收发模块；所述的监测模块由各类传感器组成，包括光敏感传感器、声敏传感器、运动检测传感器、人体红外传感器；所述的Agent与主控系统通过无线信号中继站相互通信；所述的每个Agent通过信号收发模块相互通信。本发明的优点在于实现路灯系统具有半自动化的智能体，能根据环境改变路灯的开关，与传统路灯系统相比，极大的节省了电能。
文档编号H04L29/08GK102244963SQ20111018956
公开日2011年11月16日 申请日期2011年7月7日 优先权日2011年7月7日
发明者李鹏 申请人:李鹏