[发明专利]一种基于智能物联网的夜晚照明感知系统

权利要求书

1.一种基于智能物联网的夜晚照明感知系统，其特征在于，包括：

智能数据采集模块：具体为设置在建筑集群内部、机房场所的用于采集汇总中继器节点设备自身工作状态信息以及通过传感器芯片采集的周围环境信息，并能智能感知节点周围的故障险情情况，包括中继器节点、转发器节点和夜晚照明节点三种网络节点类型，同时，借助GPS和BIM系统的位置信息，采集交通数据信息；

智能数据汇总模块：设置于监控机房或者保安值班办公室PC及运行的上位机监控软件，结合GPS和BIM系统的位置信息，对智能数据采集模块所收集的周围环境信息和交通数据进行分析和处理，并归纳为电力状态档案，基于3D GIS地图，结合实时采集数据，进行设定的重点区域电力照明的可视化管理，呈现电力照明开关状态、运行场景、综合工况以及统计数据，其中，所述实时采集数据包括媒体展示数据和/或视频监控数据中，实现对智能数据采集模块采集的参数的收集；

利用MESH自组网技术，使各升降式照明设备自组网互联，快速构建现场通信网络，标准接口可接入便携卫星或汇聚通信点设备回传通道，MESH提供2个E1接口及多个异步串口，MESH中心接入设备提供2个E1接口，和与智能数据监视模块通信的IP接口，多个MESH与一个智能数据监视模块中心接入设备通过E1链路首尾相连地串联起来，使每个被监控设备与智能数据监视模块之间具有一条双向透明的数据通道，当一侧链路故障时， MESH将自行启动环保护，把业务数据切换到另一侧备用链路上，确保业务数据传输正常，在增加或删除MESH时，不需要对监控系统进行设置或调整，业务数据能自行恢复正常传输；

通过串口方式与应急照明系统采集端进行双向数据通信，收集并分析应急照明系统采集端发送的数据，发送相应的控制命令或者巡检命令给应急照明系统的中继器节点，中继器节点再根据命令中的段地址，将命令发送给系统中相应的节点；

智能数据监视模块：按被监控设备本身的特性可分为智能设备和非智能设备，智能设备可纳入电能监控系统，而非智能设备则需通过数据采集器将其智能化后才可接入电能监控系统，当设置于场所的整个照明区域中任意一个照明区域的故障探测器的故障判别信号被判别为最初的故障发生时，实时将各照明设备应用状态反馈指挥中心统一监测平台进行状态展示，包括位置、开启时间、使用时间、电池续航时间，向设置于建筑物的整个照明区域的应急开关用中继器传送应急照明通电信号，使LED照明灯的应急用LED组亮灯，并且向管理员终端及使用者终端传送故障警报提示信息而产生故障警报；

所述智能数据采集模块中采集到的数据，基于TCP/IP协议，通过局域网加密上传至数据库中进行储存，以便后续调用，运用MySQL建立平台数据库，MySQL是一种开放源代码的关系型数据库管理系统 ，采用标准化SQL语言进行编写，基于的服务器为塔式服务器；

整个建筑物配置一个网关，建筑物内每一个用电、用水系统配置一个分项集中器，各种智能计量表计采集的各个智能设备，包括照明类、空调类、用水类设备的电能数据首先传输至各类用能系统的分项集中器，再由分项集中器将数据传输至网关；

在数据库中，以采集的设备号作为最小记录单位，逐时记录设备的电量、三相电流、三相电压、电功率数据；

系统的上层网络采用 Internet 以太网络技术构建传输网络，下层网络传输的各类电能数据经上层网络传输至数据中心，进行存储并供服务器分析处理；

所述智能数据采集模块借助GPS和BIM系统的位置信息，采集交通数据信息，具体包括：

将二维地图的数据导入地图，形成地图数据；其中所述二维地图的数据包括shp、mif、瓦片图、卫星影像中的任一种或任多种数据，实时动态交通信息的收集和处理工作，通过光纤、无线广播和导航卫星方式与遍布整个区域的交通信息收集系统相连，并将收集到的各种实时交通信息做分类处理；

通过服务端的地图服务程序提供地图数据发布服务，根据客户端的请求，自动获取对应空间的地图数据并发布；

对地图数据进行处理；

依据所述智能数据采集模块获取的数据获取初始电能模型；

对初始电能模型的可变信息进行参数调整，并对调整后的电能模型进行电能模拟；

依次对目标建筑中的各分项电能，包括照明电能、设备电能，进行模拟值与计量值的对比，所述计量值来自于能源管理平台记录，判断两者是否一致，若两者不一致，则将该次优化的电能模型进行储存，作为新的初始电能模型进行优化；

循环所述模拟值与计量值的对比，直至模拟值与计量值一致时，输出模型作为调整后的电能模型；

照明系统的照明效率主要受照明温度与场内温度的影响，以Nikano循环效率公式分析照明系数:

式中，为Nikano循环照明系数；为照明温度；为场内温度；

将对分别求偏导，可得:

由于，所以，即，由此可知:在照明循环中，照明温度对照明系数的影响大于场内温度对照明系数的影响；

在对照明系统的运行进行优化时，假定机组照明灯照明温度为定值，选取照明场所场内温度为优化变量；

所述智能数据采集模块中的夜晚照明节点功能为采集夜晚照明外部和周围的参数并将数据包发送到中继器节点；

转发器节点和夜晚照明节点有相同的硬件构成，不同的是转发器节点除了具有夜晚照明节点具有的功能外还负责路由发现和数据转发；

中继器节点负责整个网络的组建、转发夜晚照明整个采集端和上位机的数据，仅包含CC2640 射频部分不含有采集参数的传感器；

所述智能数据汇总模块，还包括：

用户根据子系统的运行状态信息对协同联动预案进行灵活配置，其支持自定义预案，即根据子系统及其所属设备相关的属性或事件自行配置联动预案的内容，并将联动预案通过数据库接口存储到数据库中，设置好触发条件后，即可作为一个协同联动预案进行调用；

对目标建筑中安装的数据采集器，运用远程传输手段将采集到的电能数据汇总到自建的数据库之中，通过前端网页的不同逻辑指令调用数据，以图表的形式展现数据及其变化趋势，从而实现目标建筑电能的实时监测和动态分析；

收集系统的运行信息并将其存储到数据库中，对整个建筑群的多个子系统的运行状态进行综合分析，为多个子系统之间的协同联动策略提供数据分析基础；

将智能数据采集模块送过来的原始电能数据包进行接收、校验、解析、归一化处理、拆分计算，从而得到分类分项电能数据，并通过调用函数库接口函数写入到数据库中，进行永久保存，将所有过程记录至日志记录；

收集包括系统运行日志、操作日志及设备日志在内的数据信息，以对子系统的运行状态进行监控，并记录业务处理模块对其发出的操作指令信号，以及设备状态监控；

所述智能数据监视模块，具体还包括：

选择SYNCE2000型智能网关， MCU微控制单元(Microcontroller Unit)，加入智能算法，采用物联网技术，集成网络通信模块与核心控制器关联；

选用分布式结构，通过网关、ZigBee 网络和 TCP/IP 传输协议，将采集到的电能数据实时传输至本监测系统的数据中心，再通过多种通讯协议，实现向下兼容其他系统数据的接入，同时也支持将数据顺利上传至地区、国家的数据中心网关，支持IEC60850、IEC61870-5-101/103/104、Modebus协议及SPA总线和Courier专有协议；

ARM微处理器的体系结构支持8/16/32位数据宽度的读、写，对应的可以构建8/16/32位的Flash存储器系统；SRAM存储控制器支持访问8/16位存储设备，可完成8/16位的ROM和SRAM访问；SDRAM控制器可以支持多达4组的16位SDRAM的访问与控制。