专利名称：智能路灯无线控制系统及方法
技术领域：
本发明属于无线控制技术领域，涉及一种路灯控制系统，尤其涉及一种智能路灯无线控制系统；同时，本发明还涉及上述智能路灯无线控制系统的控制方法。
背景技术：
路灯作为生活的一部分已经和人们的生活息息相关，时刻与人们的生活同在。同样也成为一个耗能大户，据初步估算，全国每年在路灯上的电费达数百亿，消耗足以惊人。 据测算中小城市在深夜10点以后、一般城市在深夜12点以后、大中型城市在深夜2点以后路上已经很少有行人车辆，一般小区在九点以后也已经不再有人出入，再开着路灯或全亮度亮着是对能源的大量浪费，因此智能灯光被提上日程，成为节能减排的又一良策。采用广布的传感器探测车辆人员的流动进而计算出应该打开的灯或增亮的灯，进行亮灯范围的控制，进而达到节能的目的。目前市场上存在的智能灯光控制方式一般有集中控制方式、以及并行控制方式。集中控制方式的缺陷在于，集中控制的算法复杂，安装麻烦，系统不稳定，且浪费资源。并行控制方式的缺陷在于，两个相距较远的发射器同时发射时会发生干扰，影响系统的安全性。比如，两个相距800米的发射器A、B，发射一个数据的时间是10ms。假设某一时刻发射器A探测到物体并发射开灯信号，而在发射器A发射5ms后，发射器B探测到物体并发射，但是800米外的发射器B无法知道发射器A正在发射，所以他也会发射信号，那么在他们中间的叠加部分就不能准确接收信号，就会相互干扰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种智能路灯无线控制系统，可提高系统的稳定性能，增强抗干扰能力，并系统可以多机同时发射信号。此外，本发明还提供上述智能路灯无线控制系统的控制方法，可提高系统的稳定性能，增强抗干扰能力。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种智能路灯无线控制系统，所述系统包括若干节点单元，各节点单元包括时间同步器，用以进行节点单元的时间同步，使得整个系统的所有节点单元时间同步，统一系统时间；无线装置，包括无线接收器或/和无线发射器；无线接收器用以完成无线信号的接收，无线发射器用以完成无线信号的发送；控制器，连接所述时间同步器、无线发射器，用以控制所述无线发射器发送无线信号；系统统一设定周期时间内无线信号的发射时刻点，并设定每个发射时刻点发射的内容或类别，通过发射时刻点的不同来区分不同的无线信号，实现不同的功能；
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各节点单元只有在控制器设定的时刻点才能发射相应的无线信号，并且各个需要发射信号的节点单元在同一时刻发射的无线信号内容或无线信号类别相同。作为本发明的一种优选方案，所述时间同步器通过卫星授时实现时间同步；或者， 时间同步器通过手机基站授时实现时间同步。作为本发明的一种优选方案，所述无线信号发射时刻点包括起始信号点、信号转发点、信号转发结束点、开灯信号点、关灯信号点、增亮信号点；所述起始信号点用于在传感器探测到车辆或/和人员后，无线发射器在起始信号点发射增亮信号，其他单元如果在起始信号点收到增亮信号，则按照系统统一的算法在算法指向的信号转发点转发增亮信号；所述信号转发点是指如果在该点收到增亮信号则按照系统统一算法在其他信号转发点发射增亮信号；所述信号转发结束点是指如果在信号转发结束点收到增亮信号，就不再转发增亮信号；所述开灯信号点是指在该点转发开灯信号，或在该点收到信号就打开灯；所述关灯信号点是指在该点转发关灯信号，或在该点收到信号就关灯。作为本发明的一种优选方案，所述无线信号发射时刻点还包括附加功能点，用于后期自定义。作为本发明的一种优选方案，所述节点单元转发的信号分为单次转发方式、半持续转发方式、持续转发方式；所述单次转发方式是在收到信号后只转发一次；所述半持续转发方式是在收到信号后持续转发，直到在单次转发点收到信号；所述持续转发方式是在收到信号后将连续转发，直到转发算法指向转发结束点。作为本发明的一种优选方案，所述节点单元转发的信号与收到的信号相同，或者不同，但同一系统在同一时刻所有发射信号的无线发射器发射的信息内容相同。作为本发明的一种优选方案，全部节点单元均设有传感器；或者，部分节点单元设有传感器；设有传感器的节点单元同时还设有时钟同步器和无线发射器；或者，部分设有传感器和无线发射器但未设置时钟同步器的节点单元设置无线接收器，接收设有时钟同步器的节点单元通过其无线发射器发送的时钟同步信号实现时钟同步；或者，部分设有传感器和无线发射器但未设置时钟同步器的节点单元通过设置无线接收器接收某一无线发射器发射的时钟同步信号实现时钟同步；所述传感器用以探测是否有移动的人或/和物体的存在，若存在则发送相应信号至控制器；或者，传感器用以探测是否有人或/和物体进入传感器探测范围，若有则发送相应信号至控制器；或者，传感器用以探测是否有人或/和物体位于传感器探测范围，若有则发送相应信号至控制器；所述无线发射器还用以在传感器有信号后在控制器的控制下发射开灯或增亮信号；所述控制器同时用以控制节点单元各部分的运行；所述时钟同步器用以接收统一时钟信号，为系统提供统一时钟信息，实现系统时钟同步；设有传感器的节点单元，在传感器探测到移动的人或/和物体后，则通过无线发射器发射开灯或增亮信号，其他接到信号的节点单元开启或增亮各自的灯；或者，设有传感器的节点单元，在传感器探测到在探测范围内有人或/和物体的存在，则通过无线发射器发射开灯或增亮信号，其他接到信号的节点单元开启或增亮各自的灯。一种上述智能路灯无线控制系统的控制方法，所述方法包括如下步骤时间同步器进行节点单元的时间同步，使得整个系统的所有节点单元时间同步， 统一系统时间；系统统一设定周期时间内无线信号的发射时刻点，并设定每个发射时刻点发射的内容或类别，通过发射时刻点的不同来区分不同的无线信号，实现不同的功能；各节点单元的控制器控制无线发射器在设定的发射时刻点发射对应的无线信号， 各个需要发射信号的节点单元在同一时刻发射的无线信号内容或无线信号类别相同。作为本发明的一种优选方案，所述方法进一步包括控制器获取需要发送的无线信号，并实时判断是否达到该无线信号对应的发射时刻点；若达到对应的发射时刻点，控制器控制无线发射器发射相应无线信号。本发明的有益效果在于本发明提出的智能路灯无线控制系统及方法，通过转发中继大大地延伸了信号的传输距离，可以提高系统的信号的有效距离。本发明将现有的一机单次发射改进为多机多次发射，使系统的稳定性能大大地提高，抗干扰能力大大增强。通过卫星信号实现广域时间同步，解决路灯的广布特性。同时结合用不同的时刻点来实现不同的命令功能，使系统所有的单元在同一点发送的信号相同，不会有干扰的产生，大大提高系统的稳定性能，按照规定发射，有效准确地通讯。
图1为本发明智能路灯无线控制系统的组成示意图。图2为本发明方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。实施例一请参阅图1，本发明揭示了一种智能路灯无线控制系统，所述系统包括若干节点单元10，各节点单元10包括控制器11、时间同步器13、无线装置。时间同步器时间同步器13用以进行节点单元10的时间同步，使得整个系统的所有节点单元 10时间同步，统一系统时间。所述时间同步器13通过卫星授时实现时间同步；或者，时间同步器通过手机基站授时实现时间同步。无线装置无线装置包括无线接收器15或/和无线发射器14 ；无线接收器15用以完成无线信号的接收，无线发射器14用以完成无线信号的发送。
控制器控制器11连接所述时间同步器13、无线发射器14，用以控制节点单元10各部分的运行；如控制所述无线发射器14发送无线信号。系统统一设定周期时间内无线信号的发射时刻点，并设定每个发射时刻点发射的内容或类别，通过发射时刻点的不同来区分不同的无线信号。所述无线信号发射时刻点包括起始信号点、信号转发点、信号转发结束点、开灯信号点、关灯信号点、增亮信号点。所述起始信号点用于在传感器探测到车辆或/和人员后，无线发射器在起始信号点发射增亮信号，其他单元如果在起始信号点收到增亮信号，则按照系统统一的算法在算法指向的信号转发点转发增亮信号。所述信号转发点是指如果在该点收到增亮信号则按照系统统一算法在其他信号转发点发射增亮信号。所述信号转发结束点是指如果在信号转发结束点收到增亮信号，就不再转发增亮信号。所述开灯信号点是指在该点转发开灯信号，或在该点收到信号就打开灯。所述关灯信号点是指在该点转发关灯信号，或在该点收到信号就关灯。此外，所述无线信号发射时刻点还包括附加功能点，用于后期自定义。各节点单元10只有在控制器设定的时刻点才能发射相应的无线信号，并且各个需要发射信号的节点单元在同一时刻发射的无线信号内容或无线信号类别相同。所述节点单元10转发的信号分为单次转发方式、半持续转发方式、持续转发方式；所述单次转发方式是在收到信号后只转发一次；所述半持续转发方式是在收到信号后持续转发，直到在单次转发点收到信号；所述持续转发方式是在收到信号后将连续转发，直到转发算法指向转发结束点。所述节点单元10转发的信号与收到的信号相同，或者不同，但同一系统在同一时刻所有发射信号的无线发射器14发射的信息内容相同。此外，全部节点单元10均设有传感器；或者，部分节点单元10设有传感器12。设有传感器12的节点单元10同时还设有时钟同步器和无线发射器；或者，部分设有传感器 12和无线发射器14、但未设置时钟同步器13的节点单元10设置无线接收器15，接收设有时钟同步器13的节点单元10通过其无线发射器14发送的时钟同步信号实现时钟同步；或者，部分设有传感器12和无线发射器14但未设置时钟同步器13的节点单元10通过设置无线接收器15接收某一无线发射器15发射的时钟同步信号实现时钟同步。所述传感器12用以探测是否有移动的人或/和物体的存在，若存在则发送相应信号至控制器；或者，传感器12用以探测是否有人或/和物体进入传感器探测范围，若有则发送相应信号至控制器；或者，传感器12用以探测是否有人或/和物体位于传感器探测范围， 若有则发送相应信号至控制器。所述无线发射器14还用以在传感器12有信号后在控制器的控制下发射开灯或增亮信号。所述时钟同步器13用以接收统一时钟信号，为系统提供统一时钟信息，实现系统时钟同步。设有传感器12的节点单元10，在传感器探测到移动的人或/和物体后，则通过无线发射器发射开灯或增亮信号，其他接到信号的节点单元开启或增亮各自的灯；或者，设有传感器的节点单元，在传感器探测到在探测范围内有人或/和物体的存在，则通过无线发射器发射开灯或增亮信号，其他接到信号的节点单元开启或增亮各自的灯。
以上介绍了本发明智能路灯无线控制系统，本发明在揭示上述系统的同时，还揭示上述智能路灯无线控制系统的控制方法。所述方法包括如下步骤步骤Si时间同步器进行节点单元的时间同步，使得整个系统的所有节点单元时间同步，统一系统时间。步骤S2控制器设定周期时间内无线信号的发射时刻点，并设定每个发射时刻点发射的内容或类别，通过发射时刻点的不同来区分不同的无线信号。步骤S3控制器获取需要发送的无线信号，并实时判断是否达到该无线信号对应的发射时刻点；若达到对应的发射时刻点，转至步骤S4。步骤S4各节点单元的控制器控制无线发射器在设定的发射时刻点发射对应的无线信号，各个需要发射信号的节点单元在同一时刻发射的无线信号内容或无线信号类别相同。实施例二本发系统包括若干个路灯，每个路灯都装有gps时间同步器、无线收发器、传感器，用gps卫星系统进行秒同步，将时间周期定为Is。并划分成10等分，分别是0s、0. Is、 0. 2s,0. 3s,0. 4s,0. 5s,0. 6s,0. 7s,0. 8s,0. 9s。规定 Os 为起始信号点，0. ls_0. 5s 为信号转发点，0. 6s为转发结束点，0. 7s为开灯信号点，0. 8s为关灯信号点，0. 9s用于故障播报， 并规定转发算法是顺序算法，并在同一秒内转发。起始信号点发射0x55，转发信号点发射 OxAA,开灯信号0x01，关灯信号0x02。任意路灯在探测到人员车辆后，将在Os时刻发送信号0x55，其他灯在接收到0x55或OxAA信号后，增亮各自的灯，并按转发算法在规定的时刻点转发信号OxAA，一定延时后自动减弱各自的灯的亮度。接收到信号0x01或0x02的路灯将对该信号在下一秒的相同时刻转发，并按要求开关灯。该路灯系统使用时间控制和遥控控制来控制路灯的开关，系统定时设定开灯时间早7点，关灯时间晚7点。并结合遥控，根据季节由遥控中心根据情况使用遥控命令遥控路灯。如在春冬季节，晚上7点开灯太晚，就在晚6点在控制中心发送开灯命令0x01，接到 0x01命令的灯将打开各自的灯，并在下秒同一时刻转发一次命令0x01，其他接到0x01的路灯将也打开各自的灯，并在下秒同一时刻转发一次命令0x01，这样就可以打开全部的路灯。 在夏秋季节早上7点关灯有点晚，就再早6点由控制中心发关灯命令0x02，接到命令0x02 的灯将关闭各自的灯，并在下秒同一时刻转发命令0x02 —次，其他接到0x02的路灯将也关闭各自的灯，并在下秒同一时刻转发一次命令0x02，达到关闭全部路灯的效果。未接到命令就按设定时间开关灯。这样使用定时与遥控相结合，可以方便的控制路灯，实现照明节能两不误，在特殊天气也可以实现路灯的随意控制。该路灯结合gps授时系统，统一在夜间12:00进入节能状态，将灯光降到50%的亮度。同时结合传感器在探测到人员车辆后按照协议的规定在Os发送增亮信号，接到信号的路灯按照规定在规定的时刻转发命令，并开灯或增亮，实现车来灯开，车走灯暗的效果。转发流程=Os接到信号0x55的路灯，将在0. ls、0. 2s、0. 3s,0. 4s,0. 5s五个时刻点发射信号OxAA，同时增亮各自的灯。0. Is接到信号OxAA的路灯，将在0. 2s,0. 3s,0. 4s,0. 5s四个时刻点发射信号 OxAA，同时增亮各自的灯。0. 2s接到信号OxAA的路灯，将在0. 3s,0. 4s,0. 5s三个时刻点发射信号OxAA，同
8时增亮各自的灯。0. 3s接到信号OxAA的路灯，将在0. 4s,0. 5s两个时刻点发射信号OxAA，同时增亮各自的灯。0. 4s接到信号OxAA的路灯，将在0. 5s 一个时刻点发射信号OxAA，同时增亮各自的灯。0. 5s接到信号OxAA的路灯，将增亮各自的灯，不发射信号。如果路灯发生故障，将在0. 9s播报OxOf，接收终端走到路灯附近后便接到故障码，就会知道路灯发生故障，同时还可增加故障接收台与控制中心联网。综上所述，本发明提出的智能路灯无线控制系统及方法，通过转发中继大大地延伸了信号的传输距离，可以提高系统的信号的有效距离。本发明将现有的一机单次发射改进为多机多次发射，使系统的稳定性能大大地提高，抗干扰能力大大增强。通过卫星信号实现广域时间同步，解决路灯的广布特性。同时结合用不同的时刻点来实现不同的命令功能，使系统所有的单元在同一点发送的信号相同，不会有干扰的产生，大大提高系统的稳定性能，按照规定发射，有效准确地通讯。这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、 材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
权利要求
1.一种智能路灯无线控制系统，其特征在于，所述系统包括若干节点单元，各节点单元包括时间同步器，用以进行节点单元的时间同步，使得整个系统的所有节点单元时间同步， 统一系统时间；无线装置，包括无线接收器或/和无线发射器；无线接收器用以完成无线信号的接收， 无线发射器用以完成无线信号的发送；控制器，连接所述时间同步器、无线发射器，用以控制所述无线发射器发送无线信号； 系统统一设定周期时间内无线信号的发射时刻点，并设定每个发射时刻点发射的内容或类别，通过发射时刻点的不同来区分不同的无线信号，实现不同的功能；各节点单元只有在系统设定的时刻点才能发射相应的无线信号，并且各个需要发射信号的节点单元在同一时刻发射的无线信号内容或无线信号类别相同。
2.根据权利要求1所述的智能路灯无线控制系统，其特征在于所述时间同步器通过卫星授时实现时间同步；或者，时间同步器通过手机基站授时实现时间同步。
3.根据权利要求1所述的智能路灯无线控制系统，其特征在于所述无线信号发射时刻点包括起始信号点、信号转发点、信号转发结束点、开灯信号点、关灯信号点、增亮信号点；所述起始信号点用于在传感器探测到车辆或/和人员后，无线发射器在起始信号点发射增亮信号，其他单元如果在起始信号点收到增亮信号，则按照系统统一的算法在算法指向的信号转发点转发增亮信号；所述信号转发点是指如果在该点收到增亮信号则按照系统统一算法在其他信号转发点发射增亮信号；所述信号转发结束点是指如果在信号转发结束点收到增亮信号，就不再转发增亮信号；所述开灯信号点是指在该点转发开灯信号，或在该点收到信号就打开灯； 所述关灯信号点是指在该点转发关灯信号，或在该点收到信号就关灯。
4.根据权利要求3所述的智能路灯无线控制系统，其特征在于 所述无线信号发射时刻点还包括附加功能点，用于后期自定义。
5.根据权利要求1所述的智能路灯无线控制系统，其特征在于所述节点单元转发的信号分为单次转发方式、半持续转发方式、持续转发方式； 所述单次转发方式是在收到信号后只转发一次；所述半持续转发方式是在收到信号后持续转发，直到在单次转发点收到信号； 所述持续转发方式是在收到信号后将连续转发，直到转发算法指向转发结束点。
6.根据权利要求1所述的智能路灯无线控制系统，其特征在于所述节点单元转发的信号与收到的信号相同，或者不同，但同一系统在同一时刻所有发射信号的无线发射器发射的信息内容相同。
7.根据权利要求1所述的智能路灯无线控制系统，其特征在于 全部节点单元均设有传感器；或者，部分节点单元设有传感器；设有传感器的节点单元同时还设有时钟同步器和无线发射器；或者，部分设有传感器和无线发射器但未设置时钟同步器的节点单元设置无线接收器，接收设有时钟同步器的节点单元通过其无线发射器发送的时钟同步信号实现时钟同步；或者，部分设有传感器和无线发射器但未设置时钟同步器的节点单元通过设置无线接收器接收某一无线发射器发射的时钟同步信号实现时钟同步；所述传感器用以探测是否有移动的人或/和物体的存在，若存在则发送相应信号至控制器；或者，传感器用以探测是否有人或/和物体进入传感器探测范围，若有则发送相应信号至控制器；或者，传感器用以探测是否有人或/和物体位于传感器探测范围，若有则发送相应信号至控制器；所述无线发射器还用以在传感器有信号后在控制器的控制下发射开灯或增亮信号； 所述控制器同时用以控制节点单元各部分的运行；所述时钟同步器用以接收统一时钟信号，为系统提供统一时钟信息，实现系统时钟同步；设有传感器的节点单元，在传感器探测到移动的人或/和物体后，则通过无线发射器发射开灯或增亮信号，其他接到信号的节点单元开启或增亮各自的灯；或者，设有传感器的节点单元，在传感器探测到在探测范围内有人或/和物体的存在，则通过无线发射器发射开灯或增亮信号，其他接到信号的节点单元开启或增亮各自的灯。
8.—种权利要求1至7之一所述智能路灯无线控制系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤时间同步器进行节点单元的时间同步，使得整个系统的所有节点单元时间同步，统一系统时间；系统统一设定周期时间内无线信号的发射时刻点，并设定每个发射时刻点发射的内容或类别，通过发射时刻点的不同来区分不同的无线信号，实现不同的功能；各节点单元的控制器控制无线发射器只有在设定的发射时刻点才能发射对应的无线信号，各个需要发射信号的节点单元在同一时刻发射的无线信号内容或无线信号类别相同。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于所述方法进一步包括控制器获取需要发送的无线信号，并实时判断是否达到该无线信号对应的发射时刻点；若达到对应的发射时刻点，控制器控制无线发射器发射相应无线信号。
全文摘要
本发明揭示了一种智能路灯无线控制系统及方法，所述系统包括若干节点单元，各节点单元包括时间同步器、无线装置、控制器；时间同步器进行节点单元的时间同步，使系统所有节点单元时间同步；无线装置包括无线接收器或/和无线发射器；控制器控制无线发射器发送无线信号；系统统一设定周期时间内无线信号的发射时刻点，并设定每个发射时刻点发射的内容或类别，通过发射时刻点的不同来区分不同的无线信号。本发明通过转发中继大大地延伸了信号的传输距离，可提高系统信号的有效距离。本发明将现有的一机单次发射改进为多机多次发射，使系统的稳定性能大大提高，抗干扰能力大大增强。并统一规定发射的时间、内容，使系统信号实现准确的同步并行运作。
文档编号G08C17/02GK102487570SQ20111026284
公开日2012年6月6日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者徐大江 申请人:徐大江