智能LED灯杆组网系统的制作方法

本发明属于led灯技术领域，具体涉及一种智能led灯杆组网系统。

背景技术：

随着互联网技术的发展，科技水平、创新水平的不断提高，智慧城市的概念逐渐被全球越来越多的国家和社会公众所接受。

智慧路灯系统是室外照明系统在智慧城市中的典型应用，其在提供道路照明的技术上，重要性越来越凸显。

技术实现要素：

鉴于以上存在的技术问题，本发明用于提供一种智能led灯杆组网系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种智能led灯杆组网系统，包括若干个led灯杆上搭载的led照明灯、显示屏、摄像头和传感器，led照明灯用于提供道路照明，摄像头和传感器用于采集城市道路环境的数据，显示屏用于显示道路周边路况信息；led灯杆之间通过wifi连接，将其中一个led灯杆设置为主灯杆，其余led灯杆为从灯杆。

优选地，进一步包括智能网关设备和智慧控制平台，所述智能网关设备用于与传感器交换数据，处理数据得到相关信息，从而对led照明灯和显示屏进行工作指令控制；所述智慧控制平台用于收集智能网关设备上传的信息。

优选地，当一个智能网关设备出现繁忙状态，选择与其距离接近的处于正常的工作状态的智能网关设备，通过通信协议，进行边缘计算任务的均衡分配与调度。

优选地，进行边缘计算任务的均衡分配与调度过程如下：

智能网关设备a计算总时延，若大于最大工作时延则判断进入了繁忙工作状态；

智能网关设备a寻找临近正常工作的智能网关设备b；

智能网关设备a将于自身相关性低的边缘计算任务卸载并分配给智能网关设备b；

重新计算智能网关设备a的总时延，调整工作状态，如果仍为繁忙工作状态，则重新进行以上步骤，直至智能网关设备a工作正常。

采用本发明具有如下的有益效果：

(1)采用一主多从式组网，方便系统拓展；

(2)采用智能网关设备边缘计算方式进行智能网关设备的工作分配，能极大的保持路灯led照明系统的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例的智能led灯杆组网系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参照图1，所示为本发明实施例的智能led灯杆组网系统的结构示意图，包括若干个led灯杆上搭载的led照明灯、显示屏、摄像头和传感器，led照明灯用于提供道路照明，摄像头和传感器用于采集城市道路环境的数据，显示屏用于显示道路周边路况信息；led灯杆之间通过wifi连接，将其中一个led灯杆设置为主灯杆，其余led灯杆为从灯杆。通过以上主从结构设置的组网系统，可方便进行led灯杆组网系统的扩展。

在上述实施例的基础上，本发明实施例提供的智能led灯杆组网系统进一步包括智能网关设备和智慧控制平台，智能网关设备用于与传感器交换数据，处理数据得到相关信息，从而对led照明灯和显示屏进行工作指令控制；智慧控制平台用于收集智能网关设备上传的信息。

具体应用实例中，当一个智能网关设备出现繁忙状态，选择与其距离接近的处于正常的工作状态的智能网关设备，通过通信协议，进行边缘计算任务的均衡分配与调度。

假设智能网关设备si与智慧平台传输速率为ui，智慧控制平台传输任务的数据量为di，智慧控制平台的发布任务传输时延为：

设智能网关设备si接收任务后处理任务速率为pi，则处理分配任务的时间：

智能网关设备si连接的第j个外接设备处理数据量为dij，传输速率为nij，智能网关设备计算外接设备上传的数据时间为：

智能网关设备si连接完成一次智慧控制平台发下的数据量为di的边缘计算任务的总时延为：

总时延tdelay可以用于表征智能网关设备计算任务负载。基于总时延tdelay，判断智能网关设备所处的工作状态，并进行相应的调整。

正常工作状态：0＜tdelay≤tnormal

繁忙工作状态：tnormal＜tdelay≤toverwork

故障工作状态：tui＞toverwork

其中，tnormal为最大正常工作时延，toverwork为最大工作时延。

进一步地，智能网关正常工作状态下，进行边缘计算任务的均衡分配与调度过程如下：

智能网关设备a计算总时延，若大于最大工作时延则判断进入了繁忙工作状态；

智能网关设备a寻找临近正常工作的智能网关设备b；

智能网关设备a将于自身相关性低的边缘计算任务卸载并分配给智能网关设备b；

重新计算智能网关设备a的总时延，调整工作状态，如果仍为繁忙工作状态，则重新进行以上步骤，直至智能网关设备a工作正常。

边缘计算任务与智能网关设备g的相关性计算公式如下，用来计算边缘计算任务在智能网关设备g执行的必要性。若相关性低，则表明大部分边缘计算任务可以由其他智能网关设备承接；反之，则表明此部分边缘计算任务更需要由网关g执行：

其中，g为智能网关设备所连接包括传感器的外接设备的使用情况，m表示边缘计算任务的数据变量。σg、σm为g和m的方差。

当智能网关设备故障时，其采用自愈调度方案，智慧控制平台不直接进行干预，调度流程如下：

a.临近智能网关设备在正常工作模式下，互相通信传输自身连接的外接设备地址表；

b.临近空闲智能网关设备确定故障网关发生故障并确定其物理地址；

c.临近空闲智能网关设备根据故障网关连接的外接设备地址表获取设备的控制权限；

d.临近智能网关设备执行故障网设备的边缘计算任务，并将故障情况传输给智慧平台；

e.故障智能网关设备恢复后，临近智能网关设备执行计算任务并释放外接设备，故障智能网关设备重新接受外接设备，并将恢复信息传输给智慧控制平台。

以上对于不同工种状态采用相应边缘计算算法可以使智能网关设备工作更具灵活性、稳定性。

应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。