路灯间通讯系统的制作方法

技术领域

本发明涉及照明领域，具体涉及路灯。

背景技术：

路灯通常指安装在电线杆上，沿街道墙壁、公路等用来道路照明的灯具。随着社会的不断发展，路灯的使用量也逐渐增加。路灯在使用上不但数量庞大，而且单个路灯的功率较大、点亮时间很长。因此路灯消耗着电网中的巨大电能，给电网供电带来了巨大负担。为了减少路灯能耗，减小对电网造成的负担，有些路段已经开始采用LED路灯，从而达到一定的节能效果。据统计，全国至少有2.5亿盏路灯，以平均每盏路灯400瓦，每天点亮10小时计算。每天的耗能为10亿千瓦时，每年的能耗为3650亿千瓦时。而大亚湾核电站年发电能力为150亿千瓦时。也就是说全国的路灯能耗，将近需要24座核电站供应才能满足需求。在路灯高能耗的同时，可以存在巨大的节能空间。

在观察中发现，现有的路灯大都是夜间统一开启。不管是否需要有车辆或者行人需要照明，路灯都会处于开启状态。没有发现实际中有进一步智能化控制路灯的实际应用。如果有一种路灯间通讯系统，能够根据道路上的车辆和行人状况智能化的控制路灯开启，将可以节省大量电能。特别是在夜间人流较少的路段更是如此。然而现有的路灯间通讯系统也会存在以下缺陷，不能远距离开启路灯，只能提前10m左右开启路灯；容易受恶劣天气影响，在暴雨、大雾、沙尘暴等天气下不能开启；智能控制系统故障后造成路灯不能开启；存在监控盲区。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种路灯间通讯系统，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

路灯间通讯系统，包括至少两盏路灯，所述路灯包括发光器件，其特征在于，所述路灯还包括一用于感应道路上行人或车辆状况的交通感应传感器系统、一微型处理器系统，所述微型处理器系统还连接一通信模块；

所述交通感应传感器系统包括红外传感器系统、超声波传感器系统中的至少一个；所述交通感应传感器系统连接所述微型处理器系统；

还包括一用于控制所述发光器件发光状态的发光器件控制模块，所述发光器件控制模块连接所述发光器件；

所述微型处理器系统连接所述发光器件控制模块。

当道路上的行人或车辆在所述交通感应传感器系统的感应范围以内时，交通感应传感器系统受到触发并响应，向微型处理器系统发送相应信号，微型处理器系统根据所接收到的信号向发光器件控制模块发送控制信号，发光器件控制模块控制发光器件点亮或增加亮度，从而为行人或车辆提供道路照明。另外通过通信模块，在微型处理器系统的作用下，使得在通信的至少两盏路灯相互感知点亮的情况，进而协调各自的点亮情况。还能减少路灯控制系统故障后造成路灯不能开启的情况，从而减少存在监控盲区。

所述通信模块采用具有定向传输功能的通信模块。如红外传输、设有定向天线的无线电通信模块等。通过所述通信模块建立至少两个所述发光器件之间的通信连接。

所述通信模块采用以红外方式通信的红外通信模块，以通过红外方式进行通信。所述红外通信模块包括一红外发射机构和一红外接收机构，以便于完成红外信号发射和红外信号接收。所述红外发射机构采用定向发射的红外发射机构，以便于增加信号发射距离。所述定向发射的红外发射机构，可以是直接采用设有汇聚透镜的红外信号发射元件，也可以以其他方式进行汇聚。

所述通信模块采用以无线电磁波方式通信的无线电通信模块，以通过无线电方式进行通信。所述无线电通信模块包括一无线电发射机构和一无线电接收机构，以便于完成无线电信号的发射和接收。采用无线电方式进行通信，与红外或激光方式比较，无线电方式通信不易被遮挡，避免了因两个相邻路灯之间存在障碍物而无法通信的缺陷。

所述路灯的通信模块至少与三盏路灯的通信模块建立通信；

所述路灯的交通感应传感器系统感应到感应信号后，所述微型处理器系统通过发光器件控制模块控制发光器件发光，并通过通信模块向建立通信的至少三盏路灯发送发光信息；

建立通信的至少三盏所述路灯收到发光信息后，至少三盏所述路灯的微型处理器系统分别控制发光器件发光。实现与多个路灯通信，点亮多盏路灯目的。

通过所述微型处理器系统可以根据需要设定所述无线电通信模块的传输距离。所述无线电通信模块的传输距离优选30m～500m，或300m～500m。所述路灯可以与在传输距离内的其它路灯建立通信。

所述无线电通信模块的传输距离设置为30m～100m左右时，特别适合相邻的两盏或几盏路灯的无线电通信模块进行通信。在提前点亮路灯的距离应当大于30m～100m时，相邻的路灯的无线电通信模块可以将发光信息依次接力，传递给设定范围内的路灯，完成一定范围内路灯的点亮或增加亮度工作，满足提前点亮路灯距离的要求。

所述无线电通信模块的传输距离设置为300m～500m时，特别适合受到触发的路灯控制系统，一次性与300m～500m范围内的多盏路灯的无线电通信模块完成通信。

所述通信模块包括两个无线电通信模块，所述无线电通信模块的发射天线采用定向天线。以便于增加信号发射距离。

所述交通感应传感器系统可以包括红外感应传感器。红外感应传感器可以包括红外对射式传感器，所述红外对射式传感器包括一红外发射机构、一红外接收机构，以便于完成红外信号发射和红外信号接收。所述红外发射机构设在一个路灯杆上，所述红外接收机构设置在所述路灯杆对侧的另一路灯杆上，两个路灯杆之间形成一红外感应区域。

红外感应传感器还可以采用主动式红外传感器系统，主动式红外传感器系统的传感器采用主动式红外传感器，以便进行感应道路上是否有人或车辆经过。主动式红外传感器系统具有技术成熟、性能稳定、探测精度高等优点。

红外感应传感器还可以包括一热释电红外传感器系统，热释电红外传感器系统的传感器采用一热释电红外传感器。通过热释电传感器以监测道路上的人或者车辆散发出来的热量，进而判断出道路上是否有人或车辆经过，热释电红外传感器系统具有成本低、耗电量低、电路简单等优点。

所述路灯控制系统分别设置在道路同侧的至少三盏所述路灯上，至少三盏所述路灯中的相邻至少两盏路灯通过所述通信模块进行通信；

至少三盏所述路灯中的一盏所述路灯的交通感应传感器系统感应到感应信号后，所述微型处理器系统控制所述发光器件发光，并通过所述通信模块将发光信息传送给相邻至少一盏路灯，所述发光信息包括传递路灯数量信息；

至少三盏所述路灯中的另一盏所述路灯的通信模块收到发光信息后，另一盏所述路灯的微型处理器系统控制发光器件发光，并将传递路灯数量信息减一，通过所述通信模块将包含传递路灯数量信息的发光信息传送给相邻路灯；

至少三盏所述路灯中的一盏所述路灯收到的传递路灯数量信息为一时，不再向相邻路灯发送发光信息。上述设计可以控制路灯点亮数量，发光信号在传递过程中，传递路灯数量信息根据程序依次改变。在达到所设定的传递路灯数量信息后，不再传递，进而实现路灯点亮数量控制。

所述相邻的路灯也包括道路对面的路灯；道路对面的路灯的路灯控制系统包括一微型处理器系统、通信模块、发光器件控制模块，通信模块连接微型处理器系统，微型处理器系统还连接用于控制发光器件发光状态的发光器件控制模块，不设置交通感应传感器系统。

所述微型处理器系统判断所述路灯的交通感应传感器系统是否感应到感应信号，所述交通感应传感器系统感应到感应信号；

所述微型处理器系统判断所述路灯的所述通信模块在一设定时间内是否收到相邻路灯发送的发光信息，并判断最后一次收到的发光信息来源于前方还是后方；

所述通信模块收到后方路灯发送的发光信息时，所述微型处理器系统向前方相邻路灯发送发光信息；

所述路灯的通信模块收到前方路灯发送的发光信息时，所述微型处理器系统向后方相邻路灯发送发光信息。

所述通信模块没有收到发光信息时，所述微型处理器系统向前方和后方的相邻路灯均发送发光信息。

所述设定时间可以是路灯点亮的延时时间。上述设计实现了优化开灯顺序，进一步提高能量利用率，能够实现分辨车辆行驶方向。

所述发光器件控制模块包括一控制电路、一与所述控制电路连接的晶闸管，所述晶闸管连接所述发光器件；

所述微型处理器系统向所述控制电路输出信号，控制电路控制所述晶闸管截止，所述发光器件停止发光；

所述微型处理器系统停止向所述控制电路输出信号，所述晶闸管导通，所述发光器件点亮。本发明通过输出电流限制晶闸管导通，进而控制路灯熄灭。假设路灯的微型处理器系统故障时，微型处理器系统的信号大多数情况下会是处于丧失状态，微型处理器系统停止向所述控制电路输出信号，因此路灯在总开关上电的情况下处于开启状态。进而解决了现有技术中，在路灯控制系统出现故障时，将会造成路灯不能开启的技术障碍。

所述路灯间通讯系统还包括一放置所述路灯控制系统的外壳，所述外壳后方设有一金属片，所述金属片通过螺钉固定在所述路灯杆上。金属片的宽度优选大于外壳的宽度。由于金属片具有一定的弯曲性能，可以满足不同形状、不同大小的路灯杆的固定。

所述外壳后方还设有一压紧螺栓，所述压紧螺栓用于撑起所述金属片，以使所述外壳和所述路灯杆固定牢固。

所述外壳通过一万向轴与所述交通感应传感器系统的发射部分连接，所述外壳通过另一万向轴与所述通信模块连接。

所述外壳通过一球关节与所述交通感应传感器系统的发射部分连接，所述外壳通过另一球关节与所述通信模块连接；

所述球关节的球头和球腕之间设有一锁定螺栓，所述球头位置调整后，通过锁定螺栓固定在球腕上。以便交通感应传感器系统可以根据现场需要，调节路灯前方的感应区域，通信模块可以根据现场需要，调节与相邻路灯之间的通信。特别适用于采用激光对射系统作为通信模块的设计。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明有效提高了能量利用率、具有显著的节能效果。采用无线方式进行通信可以减少布线。特别是对于已经完成线路铺设的路灯改造时，减少布线可以大大降低改造难度，并大大降低成本。本发明还能在路灯控制系统出现故障的情况下，依然保持路灯的正常工作。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明路灯控制系统的电路示意图；

图3为本发明的发光器件控制模块的电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2，智能化路灯组网系统，包括排布在道路上的至少两盏路灯，路灯包括发光器件11、用于支撑发光器件11的路灯杆12，还包括一路灯控制系统2，路灯控制系统2包括一用于感应道路上行人或车辆状况的交通感应传感器系统21、一微型处理器系统22，交通感应传感器系统21连接微型处理器系统22。微型处理器系统22还连接一用于控制发光器件11发光状态的发光器件控制模块23，发光器件控制模块23连接发光器件11。还包括一通信模块24，通过通信模块24建立至少两个路灯控制系统2之间的通信连接。微型处理器系统22连接通信模块24。交通感应传感器系统21将所感应到的感应信号传递给微型处理器系统22，微型处理器系统22再通过通信模块24将信息传递给其他路灯控制系统2。当道路上的行人或车辆在交通感应传感器系统21的感应范围以内时，交通感应传感器系统21响应，向微型处理器系统22发送相应信号，微型处理器系统22根据所接收到的信号向发光器件控制模块23发送控制信号，发光器件控制模块23控制发光器件11点亮或增加亮度，从而为行人或车辆提供道路照明。另外通过通信模块24，在微型处理器系统22的作用下，使得在通信的至少两盏路灯相互感知点亮的情况，进而协调各自的点亮情况。还能减少路灯控制系统2故障后造成路灯不能开启的情况，从而减少监控盲区。

通信模块24采用具有定向传输功能的通信模块24。通信模块24采用以红外方式通信的红外通信模块，以通过红外方式进行通信。红外通信模块包括红外发射机构和红外接收机构，以便于完成红外信号发射和红外信号接收。红外发射机构采用定向发射的红外发射机构，以便于增加信号发射距离。红外发射机构，可以是直接采用设有汇聚透镜的红外信号发射元件，也可以以其他方式进行汇聚。红外信号发射元件可以采用红外二极管。

通信模块24还可以采用以无线电磁波方式通信的无线电通信模块，以通过无线电方式进行通信。无线电通信模块包括一无线电发射机构和一无线电接收机构，以便于完成无线电信号的发射和接收。采用无线电方式进行通信，与红外或激光方式比较，无线电方式通信不易被遮挡，避免了因两个相邻路灯之间存在障碍物而无法通信的缺陷。

无线电通信模块的传输距离优选30m～500m，或300m～500m。路灯可以与在传输距离内的其它路灯建立通信。通过微型处理器系统22可以根据需要设定无线电通信模块的传输距离。

无线电通信模块的传输距离设置为30m～100m左右时，特别适合相邻的两盏或几盏路灯的无线电通信模块进行通信。在提前点亮路灯的距离应当大于30m～100m时，相邻的路灯的无线电通信模块可以将发光信息依次接力，传递给设定范围内的路灯，完成一定范围内路灯的点亮或增加亮度工作，满足提前点亮路灯距离的要求。

相邻的路灯也包括道路对面的路灯。道路对面的路灯的路灯控制系统2包括一微型处理器系统22、通信模块24、发光器件控制模块23，通信模块24连接微型处理器系统22，微型处理器系统22还连接用于控制发光器件11发光状态的发光器件控制模块23，可以不设置交通感应传感器系统21，以降低成本。

无线电通信模块的传输距离设置为500m左右时，特别适合受到触发的路灯控制系统，一次性与500m范围内的多盏路灯的无线电通信模块完成通信。

优选，路灯的通信模块24至少与三盏路灯的通信模块24建立通信。路灯的交通感应传感器系统21感应到感应信号后，微型处理器系统22通过发光器件控制模块23控制发光器件11发光，并向建立通信的至少三盏路灯发送发光信息。建立通信的至少三盏路灯收到发光信息后，至少三盏路灯的微型处理器系统22分别控制发光器件11发光。实现与多个路灯通信，点亮多盏路灯目的。

通过微型处理器系统22可以根据需要设定无线电通信模块的传输距离。无线电通信模块的传输距离优选300m～500m。路灯可以与在传输距离内的其它路灯建立通信。通信模块包括两个无线电通信模块，无线电通信模块的发射天线采用定向天线。以便于增加信号发射距离。

交通感应传感器系统21可以采用红外感应传感器。红外感应传感器可以包括红外对射式传感器，红外对射式传感器包括一红外发射机构、一红外接收机构，以便于完成红外信号发射和红外信号接收。红外发射机构设在一个路灯杆12上，红外接收机构设置在路灯杆对侧的另一路灯杆上，两个路灯杆12之间形成一红外感应区域。

红外感应传感器还可以包括一热释电红外传感器系统，热释电红外传感器系统的传感器采用一热释电红外传感器。通过热释电传感器以监测道路上的人或者车辆散发出来的热量，进而判断出道路上是否有人或车辆经过，热释电红外传感器系统具有成本低、耗电量低、电路简单等优点。

交通感应传感器系统21还可包括主动式红外传感器系统，主动式红外传感器系统的传感器采用主动式红外传感器，以便进行感应道路上是否有人或车辆经过。主动式红外传感器系统具有技术成熟、性能稳定、探测精度高等优点。

交通感应传感器系统21还可包括一超声波传感器系统，超声波传感器系统中的传感器为超声波传感器。超声波传感器系统具有技术成熟、性能稳定、探测精度高、易于实现测速功能等优点。

路灯控制系统2分别设置在道路同侧的至少三盏路灯上，至少三盏路灯中的相邻两盏路灯通过通信模块24进行通信。至少三盏路灯中的一盏路灯的交通感应传感器系统21感应到感应信号后，微型处理器系统22控制发光器件11发光，并通过通信模块24将发光信息传送给相邻至少一盏路灯，发光信息包括传递路灯数量信息。至少三盏路灯中的另一盏路灯的通信模块24收到发光信息后，路灯的微型处理器系统22控制发光器件11发光，并将传递路灯数量信息减一，通过通信模块24将包含传递路灯数量信息的发光信息传送给相邻路灯。至少三盏路灯中的一盏路灯收到的传递路灯数量信息为一时，不再向相邻路灯发送发光信息。上述设计可以控制路灯点亮数量，发光信号在传递过程中，传递路灯数量信息根据程序依次改变。在达到所设定的传递路灯数量信息后，不再传递，进而实现路灯点亮数量控制。

微型处理器系统22判断路灯的交通感应传感器系统21是否感应到感应信号，交通感应传感器系统21感应到感应信号。微型处理器系统22判断路灯的通信模块24在一设定时间内是否收到相邻路灯发送的发光信息，并判断最后一次收到的发光信息来源于前方还是后方。通信模块收到后方路灯发送的发光信息时，微型处理器系统22向前方相邻路灯发送发光信息。路灯的通信模块24收到前方路灯发送的发光信息时，微型处理器系统22向后方相邻路灯发送发光信息。通信模块24没有收到发光信息时，微型处理器系统22向前方和后方的相邻路灯均发送发光信息。设定时间可以是路灯点亮的延时时间。上述设计实现了优化开灯顺序，进一步提高能量利用率，能够实现分辨车辆行驶方向。

参照图1，道路同侧设有路灯1a、路灯1b、路灯1c、路灯1d，当路灯1b收到其他路灯发送的发光信息后，路灯1b点亮。微型处理器系统22判断路灯的交通感应传感器系统21是否感应到感应信号，交通感应传感器系统21感应到感应信号，则微型处理器系统22控制路灯的通信模块24向相邻路灯发送发光信息。路灯1b收到路灯1a发送的发光信息，微型处理器系统只向路灯1c发送发光信息。发光信息中包含设定值为N的传递路灯数量信息。路灯1c收到路灯1b发送的发光信息，路灯1c的发光器件11发光，路灯1c的交通感应器系统21感应到感应信号，则路灯1c将包括传递路灯数量信息N-1的发光信息发送给路灯1d。

交通感应传感器系统21的感应部分可以设置在其他路灯上，使感应部分与路灯之间存在一定距离，比如，参照图1，路灯1c的交通感应传感器系统21的感应部分设置在路灯1c前方至少二十米的另一个路灯1d上，这样路灯1c可以在车辆距离路灯1c较远处时就能点亮，可以有效避免车辆来到路灯1c附近才点亮，不能提供良好照明的问题。路灯1c的感应部分，可以设置多个，分别设置在路灯1c前方的路灯1d的路灯杆上、路灯1c后方的路灯1b的路灯杆上。设置在路灯1b上的感应部分，可以分别关联路灯1c的交通感应传感器系统21，路灯1a的交通感应传感器系统21。感应部分可以同时为至少两套路灯控制系统2提供信号，节省感应部分的数量。

发光器件控制模块23包括一控制电路、一与控制电路连接的晶闸管VT，晶闸管VT连接发光器件11。微型处理器系统22向控制电路输出信号，控制电路控制晶闸管VT截止，发光器件11停止发光。微型处理器系统22停止向控制电路输出信号，晶闸管VT导通，发光器件11点亮。本发明通过输出电流限制晶闸管VT导通，进而控制路灯熄灭。假设路灯的微型处理器系统22故障时，微型处理器系统22的信号大多数情况下会是处于丧失状态，微型处理器系统22停止向控制电路输出信号，因此路灯在总开关上电的情况下处于开启状态。进而解决了现有技术中，在路灯控制系统2出现故障时，将会造成路灯不能开启的技术障碍。

参照图3，控制电路包括光耦T1、电阻R2、整流二极管D1，电阻R2、整流二极管D1、光耦T1串联，光耦T1的受控端连接微型处理器系统22，整流二极管D1的阴极通过电阻R1连接晶闸管VT的受控端。晶闸管VT与发光器件11串联。由于发光器件11的电源为市电，是交流电，因此包括两组控制电路，两组控制电路对称设置，其中一个回路中，当微型处理器系统22输出发光信号给光耦T1，光耦T1导通，将电阻R1短路，电流通过R2流经整流二极管D1后，经过光耦T1流回市电电路，并不触发双向晶闸管VT。当微型处理器系统22停止输出发光信息时，光耦T1截止，电流通过R2流经整流二极管D1后，经过R1触发晶闸管VT，进而开启路灯。

路灯间通讯系统还包括一放置路灯控制系统2的外壳，外壳后方设有一金属片，金属片通过螺钉固定在路灯杆12上。金属片的宽度优选大于外壳的宽度。由于金属片具有一定的弯曲性能，可以满足不同形状、不同大小的路灯杆12的固定。外壳后方还设有一压紧螺栓，压紧螺栓用于撑起金属片，以使外壳和路灯杆12固定牢固。外壳通过一万向轴与交通感应传感器系统21的发射部分连接，外壳通过另一万向轴与通信模块24连接。外壳通过一球关节与交通感应传感器系统21的发射部分连接，外壳通过另一球关节与通信模块24连接。万向轴的球头和球腕之间设有一锁定螺栓，球头位置调整后，通过锁定螺栓固定在球腕上。以便交通感应传感器系统21可以根据现场需要，调节路灯前方的感觉区域。通信模块24可以根据现场需要，调节与相邻路灯之间的通信。在具体设置时，外壳的左侧、右侧、前方壳壁上分别设有通信口，左侧、右侧的通信口后方设有通信模块24的收发部分，用以与相邻路灯通信。前方的通信口后方设有交通感应传感器系统21的感应部分。特别适用于采用激光对射系统作为通信模块的设计。激光发射器设置在所述万向轴上。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。