一种基于物联网的路灯监控系统及其控制方法与流程

本发明涉及路灯监控，尤其涉及一种基于物联网的路灯监控系统及其控制方法。

背景技术：

1、随着经济的不断发展，城市道路不断扩建也越来越现代化，道路上的照明灯也多样化包括全夜灯、半夜灯、节日灯、装饰灯、广告灯等，日益庞大的路灯照明系统，在带给城市绚烂夜景和现代化气质的同时，也给路灯系统的管理和维护带来了巨大的工作量，每年，市政管理部门都需要花费大量的人力、物力和财力用于维持路灯系统的日常运行、能源消耗、灯具和线缆的维护。随着科技的不断发展，将信息化技术应用到城市路灯照明系统中已经成为一个迫切的需求。

2、路灯照明的过快发展，给城市能源供给增加了压力，尤其是在城市照明的日常维护和管理工作中，由于缺少有限的监测和管理手段，存在着电能浪费、无法知晓路灯亮灯率、emc工程无法监控、故障处理不及时等现状，具体的问题表现在以下两个方面：

3、（1）控制方式落后；

4、目前，市政道路路灯及交通道路路灯的控制和管理主要是采用人工管理和定时控制，而城市路灯的定时控制大多数采用“时间继电器+经纬度控制器光控控制器”和“一站到位+交流接触器”的控制方式每天定时开关；当季节变换时，需要人工调节每一个时间继电器的参数；如发生突发事件，需到现场进行人工调控，无法及时采取应对措施，造成该“亮”时“不亮”，该“灭”时“不灭”的问题发生，同时也产生部分的电能浪费。

5、（2）管理方式落后；

6、建设局和路灯所没有部署路灯的信息化管理工具，相关各类管理数据通过人工收集和统计，无法保证准确性和及时性，因而无法对路灯的运营维护情况进行有效监管；过往路灯维护采用人工巡检的方式，缺乏故障主动发现机制，路灯故障类型、位置难以确定，导致故障处理困难，使得故障处理延迟大、周期长，即使加大路灯维护的人工和车辆投入，对路灯亮灯率的提升作用也非常有限；同时，传统的路灯建设项目缺少远程控制手段，城市照明的管理方式比较落后，在应对突发事件时灵活性较差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于物联网的路灯监控系统及其控制方法，实现对城市道路照明的线路状态监测、定时开关策略配置、电能计量、漏电保护，降低路灯设施的维护难度和成本，提升管理水平，实现节能减排。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种基于物联网的路灯监控系统，它包括依次连接的检测模块、数据传输模块和数据监管平台，所述检测模块包括路灯控制器、照明回路控制器、三相电能表和漏电保护装置；所述数据传输模块包括依次连接的数据采集模块、数据存储模块和数据分析模块；所述数据监管平台包括数据监控模块、统计分析模块、智能策略模块、异常报警模块、运维巡检模块和权限管理模块；

4、所述数据监控模块通过检测装置实时监测和分析线路的电流、电压和功率，所述统计分析模块支持对节能数据、故障信息等进行直观的报表统计分析，所述智能策略模块制定和下发定时开关灯策略或临时开关灯策略，实现对单个或一组道路照明的智能开关调光功能，述异常报警模块通过检测装置检测到报警实时上报云服务器，生成报警后在异常报警模块中可进行工单派发功能，所述运维巡检模块可以对路灯控制器、路灯灯具、灯杆、三相电能表及路灯配电箱等进行统一管理。

5、进一步地，所述数据采集模块负责对检测模块的数据采集和数据交互，对上接收数据监管平台设备操作指令，将设备操作按照协议转化为设备操作指令报文，接受指令报文反馈，完成双向交互；对下支持检测模块的数据采集；所述数据存储模块使用mysql、redis、mongodb数据库，其中mysql进行业务配置、项目信息、设备信息等关系型数据的存储，redis用于实时数据的存储，mongodb用于时序性强、数据量大的数据存储；数据分析模块主要用于业务数据的分析，包括异常报警数据的分析和用电能耗分析。

6、进一步地，所述路灯控制器监控灯具输入电压、电流、功率、功率因数和自身温度，配有2通道0-10v调光接口；支持在交流断电后报警；内置实时时钟功能，可以统计能耗和工作时间通信故障后根据设定调光计划。

7、进一步地，所述照明回路控制器在通信端使用总线电源提供30v的直流电压用于模块供电和系统的通信，在输出端通过继电器控制回路的通断，同时可以检测回路电流，通过云服务下发参数设置，实现故障报警、超载检测等功能。

8、进一步地，所述三相电能表用于测量路灯回路的电力参数，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、电能、谐波。

9、进一步地，所述漏电保护装置实时监测和显示配电线路的剩余电流。

10、一种基于物联网的路灯监控系统的控制方法，包括以下内容：

11、在现有的路灯设备中加装路灯控制器，路灯控制箱里面加装照明回路控制器、三相电能表和漏电保护装置；

12、路灯控制器、照明回路控制器、三相电能表和漏电保护装置组成检测模块，检测模块与数据传输模块连接，数据传输模块与数据监管平台连接，检测模块、数据传输模块和数据监管平台组成路灯监控系统；

13、数据传输模块包括依次连接的数据采集模块、数据存储模块和数据分析模块，所述数据采集模块负责对检测模块的数据采集和数据交互，对上接收数据监管平台设备操作指令，将设备操作按照协议转化为设备操作指令报文，接受指令报文反馈，完成双向交互；对下支持检测模块的数据采集；所述数据存储模块使用mysql、redis、mongodb数据库，其中mysql进行业务配置、项目信息、设备信息等关系型数据的存储，redis用于实时数据的存储，mongodb用于时序性强、数据量大的数据存储；数据分析模块主要用于业务数据的分析，包括异常报警数据的分析和用电能耗分析；

14、数据监管平台设置有数据监控功能、统计分析功能、智能策略功能、异常报警功能、运维巡检功能和权限管理功能；

15、所述数据监控功能通过检测装置实时监测和分析线路的电流、电压和功率，当线路状态出现异常时，出现漏电、线缆被盗、线缆异常断电、部分灯具损坏等情况时，实时检测出并主动上报，维护人员可以及时发现，第一时间进行处理；

16、所述统计分析功能支持对节能数据、故障信息等进行直观的报表统计分析，包括曲线图及柱状图方式，并可导出excel报表，也可以通过远程抄表对电量进行统计，并可针对历史用电量的节能率进行统计，保证采集到的用电量数据的统计的准确性，强化节能数据检测分析为科学决策提供有力支持；

17、所述智能策略功能可以制定和下发定时开关灯策略或临时开关灯策略，实现对单个或一组道路照明的智能开关调光功能；用户无需到现场开关灯，增强城市路灯管理的突发情况处理能力，提升路灯管理的体验效果及管理水平；同时可根据日出和日落情况进行开关灯，减少因固定开关灯时间带来的过度照明，增加额外的节能收益；

18、所述异常报警功能通过检测装置检测到报警实时上报云服务器，生成报警后在异常报警模块中可进行工单派发功能，将相关的故障通过派工单的方式派发给维护人员，工单提醒方式包括邮件方式和手机短信方式；

19、所述运维巡检功能可以对路灯控制器、路灯灯具、灯杆、三相电能表及路灯配电箱等进行统一管理，可以对这些设备指定日、周、月巡查计划，巡检开始前一个小时会发送app推送提醒巡检人员，设备巡检采用nfc射频卡标签，手机扫描标签进行巡检工作，系统也可以自动记录巡检人员的巡检轨迹。

20、进一步地，所述智能策略功能包括以下步骤：

21、s1、路灯控制器和照明回路控制器通过4g通讯信号与云服务器进行数据交互；

22、s2、管理员在网页端或者app端选择路灯的控制模式；

23、s2-1、当选择了自动控制时，路灯监控终端的灯控模块通过解析云服务器发送的控制策略来控制路灯的开关和亮度；

24、s2-2、当选择了手动控制时，管理员能够在网页端或者app端对路灯进行分组管理控制，管理员也可以随时根据实际情况删除、修改一个分组或者将某路灯移出某分组，根据实际的照明需求进行亮度控制。

25、进一步地，所述运维巡检功能可以通过手机gps定位运维人员的巡检轨迹；管理人员接收到异常告警后通过app推送、短信、邮件、语音外呼等方式根据告警信息下发派工单，运维人员通过app接收到工单后根据工单要求到达指定现场进行异常排查，可以及时、准确报告和定位路灯区域内的灯具、线路故障，从而迅速排除故障，提高巡检及时率和路灯亮灯率。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、（1）本发明提高路灯运维监管能力；

28、目前，现有技术中缺少统一的通过信息化方式对路灯监管和调度系统，对路灯各类设备进行管理，无法迅速、实施和直观的收集和统计路灯相关的用电、故障率数据，对路灯的管理决策的时效性、精准性支撑乏力；本发明通过建设路灯监控系统，可以有效解决上述问题，提高管理部门对路灯资产、运维等的监管能力。

29、（2）本发明提升路灯照明“亮灯率”；

30、城市道路的面积广阔，路灯的巡检和维护成本较高，传统巡查方式的时间和空间覆盖面有限，很难进一步提高路灯的亮灯率；本发明通过实施本路灯监控系统，可以及时、准确报告和定位路灯区域内的灯具、线路故障，从而迅速排除故障。

31、（3）本发明增强城市照明应变能力；

32、目前，基于配电柜的路灯人工调节方式不够灵活，不能根据日落时间/环境对路灯进行精准调控，存在一定电能浪费；此外，在各类突发状况时，包括恶劣天气的情况下，无法实时调控路灯；本发明的路灯监控系统实施后，可以在后台管理系统灵活制定和修改定时控制策略，提升突发事件的应急能力，提高节能率。