[发明专利]基于大数据的智能化LED路灯使用监控系统

权利要求书

1.一种基于大数据的智能化LED路灯使用监控系统，其特征在于：该监控系统使用在道路（1）两侧的LED路灯上；

该监控系统包括信息采集终端、微控制终端、通讯终端和总控端；

所述信息采集终端的输出端电性连接微控制终端的输入端，不同LED路灯的所述微控制终端之间通过通讯终端进行通讯，所述微控制终端与总控端之间通过通讯终端进行通讯；

所述信息采集终端包括若干个亮度传感器（8）、距离传感器（9）和温度传感器；

所述亮度传感器、距离传感器和温度传感器的输出端均电性连接微控制终端的输入端；

所述亮度传感器用于对环境亮度和LED灯的亮度进行实时检测，所述距离传感器用于对是否有车辆或者行人经过该路灯（3）进行检测，以及用于判定车辆或者行人与路灯（3）之间的距离，作为是否点亮LED灯的判定条件，所述温度传感器用于对LED灯使用过程中的温度进行实时的检测和监控；

所述微控制终端包括LED灯控制模块和PLC控制器；

所述PLC控制器的输出端电性连接LED灯控制模块的输入端，所述LED灯控制模块的输出端电性连接LED灯的输入端；

所述PLC控制器用于对LED灯的智能控制，同时，用于对智能控制过程中的各项数据的计算，所述LED灯控制模块根据PLC控制器的计算结果对LED灯的点亮和熄灭进行控制；

所述通讯终端包括RS485总线和ZigBee通讯模块；

所述RS485总线用于对不同路灯的PLC控制器之间进行通讯连接，所述ZigBee通讯模块用于对微控制终端与总控端之间进行实时通讯；

所述道路（1）上规划有若干条行车道（2），所述道路（1）的宽度设定为Y米，所述道路（1）两侧等距离安装有若干个路灯（3），两个所述路灯（3）之间的间距为X米,X∈[20-30]；

所述路灯（3）包括灯杆（4）、灯架（5）、灯头（6）、控制箱（7）、亮度传感器（8）和距离传感器（9）；

所述灯杆（4）顶端横向固定安装有灯架（5），所述灯架（5）一端固定安装有灯头（6），所述灯头（6）内部安装有LED灯，所述灯头（6）与灯杆（4）的水平距离为a米，所述灯杆（4）一侧安装有若干个亮度传感器（8），两个所述亮度传感器（8）之间的距离和最上端的亮度传感器（8）与灯杆（4）和灯架（5）连接处之间的距离均设定为b米，所述灯杆（4）底端距离路面c米处安装有距离传感器（9）；

所述距离传感器（9）在无行人或车辆通过的情况下检测的数据为Y，在有行人或者车辆通过的情况下检测的数据为Y₁；

当Y₁＜Y/2时，表明行人或者车辆在道路（1）的该侧行走或者行驶，所述PLC控制器控制该侧路灯（3）点亮，所述PLC控制器通过RS485总线将信号传递至相邻的两根路灯（3）的PLC控制器，当车辆或者行人经过其中相邻的第一根路灯（3）时，相邻两根路灯的PLC控制器开始计时，相邻的第二个路灯（3）底端安装的距离传感器（9）对行人或者车来能是否达到该路灯（3）位置处进行检测，当车辆或者行人经过相邻的第二个路灯（3）时，所述PLC控制器停止计时，计时时间为t；

行进的速度为V：

当V≥e时，表示为车辆行驶通过，车辆所在位置前方和后方的路灯（3）均亮起150-200米的可视距离；

当V＜e时，表示为行人行走通过，行人所在位置前方和后方的路灯（3）均亮起20-30米的可视距离；

其中，e表示设定的速度阈值；

当Y₁≥Y/2时，表示行人或者车辆在道路的另一侧行走或行驶，所述距离传感器检测的该侧路灯不点亮；

所述亮度传感器（8）检测的环境亮度数据为L，LED灯的点亮亮度为P；

当L＞P时，所述LED灯控制模块控制LED灯不点亮；

当L≤P时，所述LED灯控制模块控制LED灯点亮；

所述LED灯点亮情况下，所述灯杆（4）一侧从顶端到底端的若干个亮度传感器（8）所检测的亮度分别为L₁、L₂、L₃、…、L_n，相邻两个亮度传感器（8）之间的亮度差为（L₁-L₂）、（L₂-L₃）、…、（L_（n-1）-L_n），所述灯杆（4）一侧从顶端到底端的若干个亮度传感器（8）与LED灯之间的距离分别为Q₁、Q₂、Q₃、…、Q_n；

其中：

其中，n表示亮度传感器的数量，所述灯杆（4）一侧从顶端到底端的相邻两个亮度传感器（8）之间的光线衰减速率分别为M₁、M₂、M₃、…、M_（n-1）；

设定LED路灯允许的最大光线衰减速率为N；

当M₁、M₂、M₃、…、M_（n-1）中的（n-1）/2项及以上大于等于N时，表明LED灯需要更换，所述微控制终端通过ZigBee通讯模块与总控端之间进行无线通讯，并发送LED路灯所在地址，提供工作人员及时进行LED灯的更换。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能化LED路灯使用监控系统，其特征在于：所述温度传感器所检测的温度为T℃，所述LED灯的最高工作温度为G℃；

当T≤G时，表示LED灯可以继续进行工作，无需其他操作；

当T＞G时，表示LED灯工作温度过高，可能存在短路现象，所述微控制终端通过通讯终端与总控端之间进行数据通信，控制LED灯关闭，并安排维修人员进行检修或更换。