路灯控制器、路灯装置以及智慧路灯系统的制作方法

本申请涉及物联网技术领域，尤其涉及一种路灯控制器、一种路灯装置以及一种智慧路灯系统。

背景技术：

随着技术水平的不断提高，智慧城市已经在悄悄的向我们走来。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中的基于知识社会下一代创新的城市信息化高级形态。

传统的路灯系统为单一的应用系统，只能用于照明，且其控制方式是一刀式控制，即只能控制路灯开或路灯关。这样的路灯系统功能单一、整体功耗大，浪费严重，且维修成本高，往往需要人员定期的去巡查是否有损坏的路灯；而且对路灯的一刀式控制方式，无法实现对路灯的一对一的精确控制。

技术实现要素：

因此，本申请实施例提出了一种路灯控制器、一种路灯装置以及一种智慧路灯系统，其可以实现对路灯的智能控制，增加了智慧路灯系统的附加价值。

具体地，本申请实施例提出的一种路灯控制器，包括：微处理器、网络通信接口、路灯控制接口以及多个探头；所述网络通信接口、所述路灯控制接口以及所述多个探头分别连接所述微处理器。

在本申请的一个实施例中，所述路灯控制器还包括显示控制卡接口；所述显示控制卡接口连接所述微处理器。

在本申请的一个实施例中，所述网络通信接口包括网口、4g模块接口以及lora模块接口中的部分或全部。

在本申请的一个实施例中，所述多个探头包括噪声探头、光探头、温湿度探头、pm2.5探头、风速风向探头和gps探头中的部分或全部。

在本申请的一个实施例中，所述路灯控制器包括传感器子板，所述微处理器、所述网络通信接口和所述路灯控制接口设置在所述传感器子板上；以及所述多个探头连接所述传感器子板。

另外，本申请实施例提出的一种路灯装置，包括：路灯和路灯控制器；其中，所述路灯控制器为上述任意一项中所述的路灯控制器；所述路灯连接所述路灯控制器的所述路灯控制接口。

在本申请的一个实施例中，路灯装置还包括显示器，所述显示器包括显示屏和连接所述显示屏的显示控制卡；所述显示控制卡连接所述路灯控制器的显示控制卡接口。

在本申请的一个实施例中，所述路灯装置还包括摄像头，所述摄像头设置在所述路灯上。

再者，本申请实施例提出的一种智慧路灯系统，包括：云端服务器和多个路灯装置；其中，所述路灯装置包括路灯和路灯控制器，所述路灯控制器为前述中任意一项所述的路灯控制器，所述路灯连接所述路灯控制器的所述路灯控制接口；所述云端服务器与每一个所述路灯装置的所述路灯控制器进行有线或无线网络通讯。

再者，本申请实施例提出的一种智慧路灯系统，包括：云端服务器和多个路灯装置；其中，所述路灯装置包括路灯、路灯控制器和显示器，所述路灯控制器为前述中任意一项所述的路灯控制器，所述路灯连接所述路灯控制器的所述路灯控制接口，所述显示器包括显示屏和连接所述显示屏的显示控制卡；所述显示控制卡连接所述路灯控制器的显示控制卡接口；所述云端服务器与每一个所述路灯装置的所述显示控制卡进行无线或有线网络通讯。

由上可知，本申请实施例可以达成以下一个或多个有益效果：a)实现了城市路灯的智能化控制，节省功耗避免资源浪费；b)避免了传统路灯系统需要人员定期巡查维修成本高的情况；c)增加了路灯系统的附加价值，实现了路灯多功能集一体化，减少了城市管理过程的人力成本；d)有效缓解了城市道路的拥堵情况，帮助治理城市的雾霾状况。

通过以下参考附图的详细说明，本申请的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本申请的范围的限定。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例的一种路灯控制器的结构示意图；

图2a-2b为本申请实施例的一种路灯控制器中的微处理器的电路连接关系图；

图3a-3c为本申请实施例的一种路灯控制器中的路灯控制接口的电路连接关系图；

图4a-4c为本申请实施例中的一种路灯控制器中的网络通信接口的电路连接关系图；

图5a-5d为本申请实施例中的一种路灯控制器中的多个探头接口的电路连接关系图；

图6为本申请实施例中的一种路灯控制器中的显示控制卡接口的电路连接关系图；

图7为本申请实施例中的一种路灯装置的结构示意图；

图8为本申请实施例中的一种智慧路灯系统的架构图；

图9为本申请实施例中的一种智慧路灯系统的结构示意图；

图10为本申请实施例中的一种智慧路灯系统的另一种结构示意图。

【附图标号说明】

10：路灯控制器；110：微处理器；120：网络通信接口；121：网口；122：4g模块接口；123：lora模块接口；130：路灯控制接口；140：多个探头接口；141：噪声探头接口；142：光探头接口；143：温湿度探头接口；144：pm2.5探头接口；145：风速风向探头接口；146：gps探头接口；150：显示控制卡接口；160：多个探头；161：噪声探头；162：光探头；163：温湿度探头；164：pm2.5探头；165：风速风向探头；166：gps探头；

20：路灯装置；201：路灯；202：路灯控制器；203：显示器；204：摄像头；

30：智慧路灯系统；301：云端服务器；303：路灯装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来说明本申请。

为了使本领域普通技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

还需要说明的是，本申请中多个实施例的划分仅是为了描述的方便，不应构成特别的限定，各种实施例中的特征在不矛盾的情况下可以相结合，相互引用。

【第一实施例】

图1为本申请第一实施例提出的一种路灯控制器的结构示意图。如图1所示，路灯控制器10包括：微处理器110、网络通信接口120、路灯控制接口130以及多个探头160。

其中，网络通信接口120和路灯控制接口130以及多个探头160分别连接微处理器110。

具体地，微处理器110例如包括单片机，具体电路连接关系参见图2a-2b。路灯控制接口130连接于路灯以对路灯进行控制。路灯控制接口130的电路连接关系参见图3a-3c。网络通信接口120例如包括网口121、4g模块接口122以及lora模块接口123的部分或全部。应该说明的是，本实施例并不限制网络通信接口120的种类，可以根据需要设置网口、4g模块接口以及lora模块接口中的任意部分，举例而言本实施例将网口121、4g模块接口122以及lora模块接口123在图1中都表示出来。网络通信接口120例如包括网口121、4g模块接口122和lora模块接口123实现了路灯控制器的有线和无线网络访问能力。网口121、4g模块接口122以及lora模块接口123的电路连接关系参见图4a-4c。多个探头160例如包括噪声探头161、光探头162、温湿度探头163、pm2.5探头164、风速风向探头165和gps探头166中的部分或全部。

进一步地，前述的微处理器110、网络通信接口120和路灯控制接口130可以设置在传感器子板上，此外传感器子板还包括多个探头接口140，例如包括噪声探头接扣141、光探头接口142、温湿度探头接口143、pm2.5探头接口144、风速风向探头接口145以及gps探头接口146。多个探头160分别对应连接传感器子板上的多个探头接口140。本实施例并不限制多个探头的种类，举例而言将上述探头接口和探头在图1中都表示出来，用户可以根据需要增减探头种类。噪声探头接口141连接噪声探头161用于检测外部环境的噪声。光探头接口142连接光探头162用于感知外部环境的环境亮度。温湿度探头接口143连接温湿度探头163用于感知外部环境的温度和湿度。pm2.5探头接口144连接pm2.5探头164用于感知外部环境的pm2.5参数。风速风向探头接口145连接风速风向探头165用于感知外部环境的风速和风向。gps探头接口146连接gps探头166用于感知路灯控制器的三维定位信息以及来往车辆信息。多个探头接口140的电路连接关系参见图5a-5d。需要说明的是，本实施例上述的多个探头160除了外接在传感器子板上，还可以和多个探头接口140设置在同一个传感器子板上。此外，路灯控制器10还包括显示控制卡接口150，显示控制卡接口150也可以设置在传感器子板上，且连接微处理器110。显示控制卡接口150是预留用于与其他控制卡连接的接口，例如采用带有安卓操作系统的arm处理器+fpga架构的显示控制卡(也可称之为安卓卡)，其可以与显示屏(在此情况下也可称之为灯杆屏)连接。显示控制卡接口150的电路连接关系参见图6。路灯控制器10集成了多个探头，实现了多功能集一体的路灯样式，可以实时监测外部环境，从而实现路灯的智能化控制。

综上所述，本实施例提供的一种路灯控制器用于连接路灯以对路灯实现一对一精准控制，其包括多个探头，可以增加路灯的附加价值，实现路灯多功能集一体化，其中gps探头可确定所连路灯的位置信息，当路灯需要维修时可以根据所述位置信息直接定位进行维修，避免了传统路灯需要人员定期巡查维修成本高的情况；路灯控制器智能化控制路灯，其减少了城市管理过程的人力成本；通过多个探头收集的环境信息对路灯进行控制，可以节约能源，有效地缓解城市道路的拥堵情况，帮助治理城市的雾霾状况。

【第二实施例】

图7为本实施例提供的一种路灯装置的结构示意图。如图7所示，路灯装置20包括路灯201和路灯控制器202。

其中，路灯201连接路灯控制器202。

具体地，路灯201例如包括照明灯和灯杆，其具体结构可参考现有的路灯结构，为了简洁，本实施例在此不再叙述。路灯控制器202例如包括微处理器、网络通信接口、路灯控制接口、显示控制卡接口以及多个探头。网络通信接口、路灯控制接口、显示控制卡接口以及多个探头分别连接微处理器。其中，路灯201连接于路灯控制接口。网络通信接口例如包括网口、4g模块接口以及lora模块接口的部分或全部，可以实现了路灯的有线和无线网络访问能力。多个探头例如包括噪声探头、光探头、温湿度探头、pm2.5探头、风速风向探头和gps探头中的部分或全部。其中，噪声探头用于检测外部环境的噪声。光探头用于感知外部环境的环境亮度，其主要应用于一些特殊的天气，例如在雨雪天气或天黑比较早的时候，光探头感知到环境亮度不足，此时就需要控制路灯比平时更早的开启。温湿度探头用于感知外部环境的温度和湿度。pm2.5探头用于感知外部环境的pm2.5参数。风速风向探头用于感知外部环境的风速和风向。gps探头用于感知路灯控制器的三维定位信息以及来往车辆信息。

需要说明的是，本实施例中提到的路灯控制器202例如为第一实施例中提到的路灯控制器，其具体介绍可参考第一实施例，为了简洁，不在此赘述。

进一步地，路灯装置20还可以包括显示器203，显示器203例如包括显示屏和连接所述显示屏的显示控制卡。所述显示控制卡连接所述路灯控制器的显示控制卡接口。显示屏例如为led显示屏，显示控制卡例如为带有安卓操作系统的arm处理器+fpga架构的显示控制卡(也可称之为安卓卡)。显示器203用于显示行车引导信息，从而快速地引导车流进行分流，按照各个路灯的畅通。

进一步地，路灯装置还可以包括摄像头204，摄像头204设置在路灯201上。例如其可以设置在路灯的灯杆上。摄像头204例如为网络摄像头，可以直接与云端服务器进行通信，举例而言，摄像头204对路灯装置20所在街道的车流量和道路拥堵情况进行监测并将监测信息直接发送到云端服务器上。

本实施例的路灯控制器202可以独立控制路灯201。举例而言，路灯控制器202可以根据gps探头和光探头采集的信息作为依据从而控制路灯的亮度。具体地，路灯控制器202可以通过gps探头计算路灯的开关时间，从而智能控制路灯达到节能的目的。例如在晚上8点到12点，gps探头监测路上车辆比较多，此时路灯控制器202可以控制路灯100％的亮度工作，以满足道路上来来往往车辆的照明情况。而当12点以后，gps探头监测路上车流量比较小，此时路灯控制器202可以控制路灯以50％的亮度工作，从而实现节能。在雨雪天气或天黑比较早的时候，光探头可以监测到环境的亮度不足，路灯控制器202可以控制路灯比平时更早的开启。

综上所述，本实施例提供的一种路灯装置，通过路灯与路灯控制器连接，实现了对路灯的精准控制；通过多个探头收集的环境信息，实现了根据环境信息可以控制路灯的亮度大小和开关时间等，节约能源，增加了路灯装置的附加价值，实现了路灯的多功能集一体化；此外gps探头还可确定路灯装置的位置信息，当路灯需要维修时可以根据所述位置信息直接定位进行维修，避免了传统路灯需要人员定期巡查维修成本高的情况，减少了城市管理过程的人力成本；通过设置摄像头监控车流量和道路拥堵情况以及在显示器上显示行车引导信息，可以有效地缓解城市道路的拥堵情况，提高行车效率，帮助治理城市的雾霾状况，且设置的摄像头还为交管部门整治车辆乱停乱放提供有力的依据。

【第三实施例】

图8为本实施例提供的一种智慧路灯系统的结构示意图。如图8所示，智慧路灯系统30包括云端服务器301和多个路灯装置303。

具体地，云端服务器301为对多个路灯装置303实现集群控制的服务器。云端服务器301可以是用户自己架设的服务器，或租赁别人的服务器。在云端服务器301上运行着集群控制软件。集群控制软件可以对多个路灯装置303进行集群控制。路灯装置303例如包括路灯和连接于路灯的路灯控制器。路灯例如包括照明灯和灯杆。路灯控制器例如包括微处理器、网络通信接口、路灯控制接口、显示控制卡接口以及多个探头。其中，路灯连接于路灯控制器的路灯控制接口。显示控制卡接口用于连接显示器的显示控制卡。

需要说明的是，本实施例的路灯装置303例如为第二实施例中所述的路灯装置，其具体介绍可参考第二实施例，为了简洁，在此不再赘述。本实施例的路灯装置303的路灯控制器例如为第一实施例中所述的路灯控制器，其具体介绍可参考第一实施例，为了简洁，在此不再赘述。

多个路灯装置303在安装时首先在云端服务器301进行注册，每一个路灯装置303在云端服务器301都会被注册成一个独立的装置，从而可以通过云端服务器对每一个路灯装置实现独立控制或集群控制。路灯装置的注册过程例如为安装人员用自带的计算机通过网线连接到路灯装置的路灯控制器上，然后安装人员在计算机上登录配置软件页面，对路灯控制器进行初始化配置，初始化配置完成后，路灯控制器得到云端服务器地址将会自动连接到云端服务器上完成注册。多个路灯装置303除了负责照明之外，还负责监测外部环境，并将监测收集的信息上传到云端服务器301。云端服务器301对接收的监测信息进行整理分析形成控制路灯装置的依据，从而单独控制或集群控制各个路灯装置303。

此外，需要说明的是，当路灯装置303没有显示器时，如图9所示，云端服务器301与每一个路灯装置303的所述路灯控制器进行有线或无线网络通讯。例如通过路灯控制器的网口、4g模块接口或lora模块接口进行有线或无线网络通讯。此时的路灯控制器可以控制路灯并将多个探头采集的信息上传云端控制器。需要说明的是，摄像头例如为网络摄像头，其可以直接与云端服务器进行网络通信。而当路灯装置303带显示器时，显示器包括显示屏和连接于显示屏的显示控制卡。如图10所示，因为对于云端服务器301来说，每个路灯装置303都是一个独立的装置，如果连接显示屏的显示控制卡和路灯控制器都在云端服务器进行注册，会导致混乱。所以当路灯装置303带有显示器时，路灯控制器将作为附属卡与显示控制卡连接，路灯控制器将多个探头采集的信息发送至显示控制卡，由显示控制卡统一上传至云端服务器。也就是说当路灯装置303带有显示器时，云端服务器301与每一个路灯装置303的显示控制卡进行无线或有线网络通讯。

下面结合图10对本实施例中的智慧路灯系统工作原理进行简要说明，应该知道的是，在路灯装置303没有显示器，即没有显示屏和显示控制卡的时候，智慧路灯系统的工作原理类似，区别在于没有显示控制卡，云端服务器与路灯控制器进行网络通讯。智慧路灯系统中的路灯控制器包括多个探头，所述多个探头可以采集到外部环境的环境信息，外部环境的环境信息例如包括温度、湿度、环境亮度、风速、风向、噪声以及pm2.5等信息。路灯控制器对采集的环境信息做简单的分析汇总后发送到与其连接的显示控制卡上，显示控制卡将汇总的环境信息上传到云端服务器供云端服务器对环境信息进行大数据分析从而控制路灯装置。此外，摄像头例如为网络摄像头，可以对当前路段的车流量和道路拥堵情况进行监控，并把监控得到的信息直接上传到云端服务器。此时的云端服务器汇集了外部环境的环境信息和道路拥堵状况，云端服务器可以通过对外部环境的道路拥堵状况进行大数据分析，从而对特定区域的路灯装置上的显示屏发布一些行车引导信息，从而快速引导车流进行分流，保证各个路段的畅通。摄像头监控的信息也可为交管部门整治车辆乱停乱放问题提供有力的数据依据。云端服务器还根据汇集的环境信息进行大数据分析可以得到一些治理措施。例如在雾霾多发的冬季，云端服务器对pm2.5信息进行分析，可以查看哪个区域的雾霾较重，从而可以重点针对该区域进行减霾的措施。例如在晚上8点到12点，云端服务器对gps信息进行分析，发现该时段的路上车辆比较多，则可以发出控制指令通过显示控制卡至路灯控制器，从而控制路灯100％的亮度工作，以满足道路上来来往往车辆的照明情况。而当12点以后，云端服务器对gps信息分析得知此时段路上车流量比较小，则云端服务器下发指令可以控制路灯以50％的亮度工作，或者让街道上奇数的路灯亮，偶数的路灯灭，从而实现节能。例如在雨雪天气或天黑比较早的时候，云端控制器分析亮度信息，发现外界环境亮度不足，从而发出控制指令控制路灯比平时更早的开启。

同时，路灯装置的路灯控制器具有独立工作能力，例如当在路灯损坏的时候，路灯控制器可以将gps位置信息上报云端服务器，云端服务器会及时将路灯损坏情况上报给相关部门，相关部门联系维修人员到场维修，保证智慧路灯系统的正常运行。

综上所述，本实施例提供的一种智慧路灯系统，通过云端服务器与多个路灯装置连接，实现了对多个路灯装置的集群控制；通过多个探头采集的环境信息，从而控制路灯的亮度大小和开关时间等，更加节约能源，增加了路灯装置的附加价值，实现了路灯多功能集一体化；此外gps探头可以确定路灯装置的位置信息，避免了传统路灯需要人员定期巡查维修成本高的情况，减少了城市管理过程的人力成本；通过设置摄像头监控车流量和道路拥堵情况以及在显示器上显示行车引导信息，可以有效地缓解城市道路的拥堵情况，提高行车效率，帮助治理城市的雾霾状况，且设置的摄像头为交管部门整治车辆乱停乱放提供有力的数据依据。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。