一种基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统及其方法
阅读说明：本技术 一种基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统及其方法 (Intelligent street lamp green lighting management and control system and method based on Internet of things ) 是由 林礼听 朱飞 黄立行 童琳 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统及其方法,包括控制组件和路灯本体,所述控制组件的顶部固定连接有第一滤网,所述控制组件的底部固定连接有第二滤网,其所述控制组件的内腔分别固定连接有控制器和抽风扇,所述控制组件的表面固定连接有显示屏,所述路灯本体的表面分别固定连接有光线感应器和记电表,本发明涉及路灯控制系统技术领域。该基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统及其方法,通过计算路灯本体的用电量对其使用状态进行检测,对正常路灯和异常路灯通过路灯情况记录单元进行记录显示,可以快速判断出故障路灯位置,能快速的对故障路灯进行维修,管控效果更好,并且节约了能源的消耗。(The invention discloses an intelligent street lamp green lighting management and control system and method based on the Internet of things, and the intelligent street lamp green lighting management and control system comprises a control assembly and a street lamp body, wherein the top of the control assembly is fixedly connected with a first filter screen, the bottom of the control assembly is fixedly connected with a second filter screen, the inner cavity of the control assembly is respectively and fixedly connected with a controller and a suction fan, the surface of the control assembly is fixedly connected with a display screen, and the surface of the street lamp body is respectively and fixedly connected with a light sensor and a meter. According to the intelligent street lamp green lighting management and control system and method based on the Internet of things, the service state of a street lamp body is detected by calculating the electricity consumption of the street lamp body, normal street lamps and abnormal street lamps are recorded and displayed through a street lamp condition recording unit, the position of a failed street lamp can be quickly judged, the failed street lamp can be quickly maintained, the management and control effect is better, and the energy consumption is saved.)
技术领域
本发明涉及路灯控制系统技术领域，具体为一种基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统及其方法。
背景技术
物联网技术是指将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)技术设备、传感器、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种装置，与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，将任何时间任何地点任何人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接，期间实时采集任何需要监控、连接、互动的物理数据或过程数据，具体为采集其声、光、热、电、力学、生物、位置等各种信息。发展物联网的关键在于射频标签、嵌入式系统及传输数据计算等领域。其中，嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统是物联网的“大脑”和“中枢神经”，物联网内的所有个体都需要嵌入式系统来传输和处理处理信息，嵌入式系统的好坏将直接影响物联网的运做。由此可见，物联网技术的应用目的就是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
根据专利号为CN203851324U所述的一种基于物联网技术的智慧路灯绿色照明管控系统，对出现问题的路灯能做到第一时间监测、排查及远程维护，真正意义上实现了智慧型绿色照明系统，从而加快数字城市的发展，但是在使用时，当路灯发生故障时，并不能第一时间检测到故障的发生，并且不能对路灯的故障发生进行预防，管控效果较差。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统及其方法，解决了当路灯发生故障时，并不能第一时间检测到故障的发生，并且不能对路灯的故障发生进行预防，管控效果较差的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统，包括控制组件和路灯本体，所述控制组件的顶部固定连接有第一滤网，所述控制组件的底部固定连接有第二滤网，其所述控制组件的内腔分别固定连接有控制器和抽风扇，所述控制组件的表面固定连接有显示屏，所述路灯本体的表面分别固定连接有光线感应器和记电表，所述控制器包括信号转换单元、温度感应器、单片机、用电量记录单元、路灯定位单元、对比单元、平均用电量计算单元、路灯情况记录单元、警示单元、正常用电量输入单元和路灯控制单元，所述单片机分别与温度感应器、用电量记录单元、路灯定位单元、对比单元、平均用电量计算单元、路灯情况记录单元、正常用电量输入单元和路灯控制单元实现双向连接；
所述路灯控制单元的输出端与路灯本体的输入端连接，所述路灯本体的输出端分别与记电表和光线感应器的输入端连接，所述光线感应器的输出端与路灯控制单元的输入端连接，所述记电表的输出端与信号转换单元的输入端连接，所述信号转换单元的输出端与用电量记录单元的输入端连接，所述用电量记录单元的输出端与平均用电量计算单元的输入端连接。
优选的，所述平均用电量计算单元和正常用电量输入单元的输出端均与对比单元的输入端连接，所述对比单元的输出端分别与路灯定位单元和警示单元的输入端连接，所述路灯定位单元的输出端与路灯情况记录单元的输入端连接，所述路灯情况记录单元的输出端与显示屏的输入端连接。
优选的，所述用电量记录单元包括计时模块和储存模块，所述计时模块的输出端与储存模块的输入端连接。
优选的，所述对比单元包括对比阈值设定模块、差值计算模块、对比模块和情况判断模块，所述差值计算模块和对比阈值设定模块的输出端与对比模块的输入端连接，所述对比模块的输出端与情况判断模块的输入端连接。
优选的，所述平均用电量计算单元包括计时器模块、总电量统计模块和计算模块，所述计算模块和总电量统计模块的输出端均与计算模块的输入端连接。
优选的，所述路灯情况记录单元包括路灯情况导入模块、正常标绿模块、异常标红模块、显示输出模块和情况更新模块，所述路灯情况导入模块的输出端分别与正常标绿模块和异常标红模块的输入端连接，所述正常标绿模块、异常标红模块和情况更新模块均与显示输出模块的输入端连接。
优选的，所述警示单元包括报警模块、无线收发模块和报警信号确认模块，所述报警模块的输出端与无线收发模块的输入端连接，所述无线收发模块的输出端与报警信号确认模块的输入端连接。
优选的，所述路灯控制单元包括信息输入模块和信息输出模块，所述信息输入模块和信息输出模块实现双向连接。
本发明还公开了一种基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统的使用方法：包括以下步骤：
步骤一、路灯工作：光线感应器反馈光线信号，当光线强度低于设定阈值时，单片机受到反馈信号，通过单片机控制路灯控制单元，路灯控制单元控制路灯本体亮灯工作，在路灯本体工作时通过记电表时刻记录路灯本体消耗电量，路灯本体消耗的电量通过信号转换单元输送到用电量记录单元内，通过计时模块进行计时；
步骤二、路灯状态判定：通过平均用电量计算单元内的计时器模块进行计时，通过总电量统计模块进行总电量计算，然后通过计算模块计算出平均用电量，通过正常用电量输入单元输送正常用电量，通过对比单元进行对比，通过差值计算模块进行计算差值，通过对比模块和对比阈值设定模块内设定好的阈值进行对比，然后通过情况判断模块进行判定，判定发生故障后，通过路灯定位单元进行定位，然后通过路灯情况记录单元进行记录，通过路灯情况导入模块导入，通过正常标绿模块对正常的路灯进行标绿，通过异常标红模块对异常路灯进行标红，通过显示输出模块结合路灯定位单元的定位通过显示输出模块显示出来，通过显示屏进行显示；
步骤三、示警操作：通过警示单元进行示警，通过报警模块发出报警信号，通过无线收发模块发出报警信号，发出报警信号后，通过报警信号确认模块进行确认对报警信号进行消除；
步骤四、散热：温度感应器对温度进行检测，当感应到温度超过设定阈值时，启动抽风扇，通过第一滤网和第二滤网进行换风，将热量传走。
优选的，所述无线收发模块为NB-IOT无线模块。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统及其方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：
(1)、该基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统及其方法，通过在控制组件的表面固定连接有显示屏，路灯本体的表面分别固定连接有光线感应器和记电表，控制器包括信号转换单元、温度感应器、单片机、用电量记录单元、路灯定位单元、对比单元、平均用电量计算单元、路灯情况记录单元、警示单元、正常用电量输入单元和路灯控制单元，单片机分别与温度感应器、用电量记录单元、路灯定位单元、对比单元、平均用电量计算单元、路灯情况记录单元、正常用电量输入单元和路灯控制单元实现双向连接，路灯控制单元的输出端与路灯本体的输入端连接，路灯本体的输出端分别与记电表和光线感应器的输入端连接，光线感应器的输出端与路灯控制单元的输入端连接，记电表的输出端与信号转换单元的输入端连接，信号转换单元的输出端与用电量记录单元的输入端连接，用电量记录单元的输出端与平均用电量计算单元的输入端连接，通过计算路灯本体的用电量对其使用状态进行检测，对正常路灯和异常路灯通过路灯情况记录单元进行记录显示，可以快速判断出故障路灯位置，能快速的对故障路灯进行维修，管控效果更好，并且节约了能源的消耗。
(2)、该基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统及其方法，通过在警示单元包括报警模块、无线收发模块和报警信号确认模块，报警模块的输出端与无线收发模块的输入端连接，无线收发模块的输出端与报警信号确认模块的输入端连接，通过报警模块发出报警信号，通过无线收发模块发出报警信号，发出报警信号后，通过报警信号确认模块进行确认对报警信号进行消除，可以快速的对路灯状态进行示警，警示效果更好。
(3)、该基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统及其方法，通过在控制组件的顶部固定连接有第一滤网，控制组件的底部固定连接有第二滤网，其控制组件的内腔分别固定连接有控制器和抽风扇，温度感应器对温度进行检测，当感应到温度超过设定阈值时，启动抽风扇，通过第一滤网和第二滤网进行换风，将热量传走，可以对控制组件的温度进行管控，防止其在高温下工作，增加了控制组件的使用寿命。
(4)、该基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统及其方法，通过在平均用电量计算单元和正常用电量输入单元的输出端均与对比单元的输入端连接，对比单元的输出端分别与路灯定位单元和警示单元的输入端连接，路灯定位单元的输出端与路灯情况记录单元的输入端连接，路灯情况记录单元的输出端与显示屏的输入端连接，用电量记录单元包括计时模块和储存模块，计时模块的输出端与储存模块的输入端连接，对比单元包括对比阈值设定模块、差值计算模块、对比模块和情况判断模块，差值计算模块和对比阈值设定模块的输出端与对比模块的输入端连接，对比模块的输出端与情况判断模块的输入端连接，通过总电量统计模块进行总电量计算，然后通过计算模块计算出平均用电量，通过正常用电量输入单元输送正常用电量，通过对比单元进行对比，通过差值计算模块进行计算差值，通过对比模块和对比阈值设定模块内设定好的阈值进行对比，对比时根据正常路灯用电情况进行对比，判断更加的精准。
附图说明
图1为本发明控制组件结构的立体示意图；
图2为本发明路灯本体结构的主视图；
图3为本发明系统的原理框图；
图4为本发明用电量记录单元的原理框图；
图5为本发明对比单元的原理框图；
图6为本发明平均用电量计算单元的原理框图；
图7为本发明路灯情况记录单元的原理框图；
图8为本发明-警示单元的原理框图；
图9为本发明路灯控制单元的原理框图；
图10为本发明控制组件结构的剖视图。
图中，1-控制组件、2-第一滤网、3-显示屏、4-路灯本体、5-光线感应器、6-记电表、7-抽风扇、8-控制器、9-第二滤网、11-信号转换单元、12-温度感应器、13-单片机、14-用电量记录单元、15-路灯定位单元、16-对比单元、17-平均用电量计算单元、18-路灯情况记录单元、19-警示单元、110-正常用电量输入单元、111-路灯控制单元、141-计时模块、142-储存模块、161-对比阈值设定模块、162-差值计算模块、163-对比模块、164-情况判断模块、171-计时器模块、172-总电量统计模块、173-计算模块、181-路灯情况导入模块、182-正常标绿模块、183-异常标红模块、184-显示输出模块、185-情况更新模块、191-报警模块、192-无线收发模块、193-报警信号确认模块、1111-信息输入模块、1112-信息输出模块。
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，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-10，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统，包括控制组件1和路灯本体4，控制组件1的顶部固定连接有第一滤网2，控制组件1的底部固定连接有第二滤网9，4控制组件1的内腔分别固定连接有控制器8和抽风扇7，温度感应器12对温度进行检测，当感应到温度超过设定阈值时，启动抽风扇7，通过第一滤网2和第二滤网9进行换风，将热量传走，可以对控制组件1的温度进行管控，防止其在高温下工作，增加了控制组件1的使用寿命，控制组件1的表面固定连接有显示屏3，路灯本体4的表面分别固定连接有光线感应器5和记电表6，控制器8包括信号转换单元11、温度感应器12、单片机13、用电量记录单元14、路灯定位单元15、对比单元16、平均用电量计算单元17、路灯情况记录单元18、警示单元19、正常用电量输入单元110和路灯控制单元111，单片机13分别与温度感应器12、用电量记录单元14、路灯定位单元15、对比单元16、平均用电量计算单元17、路灯情况记录单元18、正常用电量输入单元110和路灯控制单元111实现双向连接，路灯控制单元111的输出端与路灯本体4的输入端连接，通过计算路灯本体4的用电量对其使用状态进行检测，对正常路灯和异常路灯通过路灯情况记录单元18进行记录显示，可以快速判断出故障路灯位置，能快速的对故障路灯进行维修，管控效果更好，并且节约了能源的消耗，路灯本体4的输出端分别与记电表6和光线感应器5的输入端连接，光线感应器5的输出端与路灯控制单元111的输入端连接，记电表6的输出端与信号转换单元11的输入端连接，信号转换单元11的输出端与用电量记录单元14的输入端连接，用电量记录单元14的输出端与平均用电量计算单元17的输入端连接，平均用电量计算单元17和正常用电量输入单元110的输出端均与对比单元16的输入端连接，对比单元16的输出端分别与路灯定位单元15和警示单元19的输入端连接，路灯定位单元15的输出端与路灯情况记录单元18的输入端连接，路灯情况记录单元18的输出端与显示屏3的输入端连接，用电量记录单元14包括计时模块141和储存模块142，计时模块141的输出端与储存模块142的输入端连接，对比单元16包括对比阈值设定模块161、差值计算模块162、对比模块163和情况判断模块164，差值计算模块162和对比阈值设定模块161的输出端与对比模块163的输入端连接，对比模块163的输出端与情况判断模块164的输入端连接，平均用电量计算单元17包括计时器模块171、总电量统计模块172和计算模块173，计算模块173和总电量统计模块172的输出端均与计算模块173的输入端连接，通过总电量统计模块172进行总电量计算，然后通过计算模块173计算出平均用电量，通过正常用电量输入单元110输送正常用电量，通过对比单元16进行对比，通过差值计算模块162进行计算差值，通过对比模块163和对比阈值设定模块161内设定好的阈值进行对比，对比时根据正常路灯用电情况进行对比，判断更加的精准，路灯情况记录单元18包括路灯情况导入模块181、正常标绿模块182、异常标红模块183、显示输出模块184和情况更新模块185，路灯情况导入模块181的输出端分别与正常标绿模块182和异常标红模块183的输入端连接，正常标绿模块182、异常标红模块183和情况更新模块185均与显示输出模块184的输入端连接，警示单元19包括报警模块191、无线收发模块192和报警信号确认模块193，报警模块191的输出端与无线收发模块192的输入端连接，无线收发模块192的输出端与报警信号确认模块193的输入端连接，通过报警模块191发出报警信号，通过无线收发模块192发出报警信号，发出报警信号后，通过报警信号确认模块193进行确认对报警信号进行消除，可以快速的对路灯状态进行示警，警示效果更好，路灯控制单元111包括信息输入模块1111和信息输出模块1112，信息输入模块1111和信息输出模块1112实现双向连接。
本发明还公开了一种基于物联网的智慧路灯绿色照明管控系统的使用方法：包括以下步骤：
步骤一、路灯工作：光线感应器5反馈光线信号，当光线强度低于设定阈值时，单片机13受到反馈信号，通过单片机13控制路灯控制单元111，路灯控制单元111控制路灯本体4亮灯工作，在路灯本体4工作时通过记电表6时刻记录路灯本体4消耗电量，路灯本体4消耗的电量通过信号转换单元11输送到用电量记录单元14内，通过计时模块141进行计时；
步骤二、路灯状态判定：通过平均用电量计算单元17内的计时器模块171进行计时，通过总电量统计模块172进行总电量计算，然后通过计算模块173计算出平均用电量，通过正常用电量输入单元110输送正常用电量，通过对比单元16进行对比，通过差值计算模块162进行计算差值，通过对比模块163和对比阈值设定模块161内设定好的阈值进行对比，然后通过情况判断模块164进行判定，判定发生故障后，通过路灯定位单元15进行定位，然后通过路灯情况记录单元18进行记录，通过路灯情况导入模块181导入，通过正常标绿模块182对正常的路灯进行标绿，通过异常标红模块183对异常路灯进行标红，通过显示输出模块184结合路灯定位单元15的定位通过显示输出模块184显示出来，通过显示屏3进行显示；
步骤三、示警操作：通过警示单元19进行示警，通过报警模块191发出报警信号，通过无线收发模块192发出报警信号，发出报警信号后，通过报警信号确认模块193进行确认对报警信号进行消除；
步骤四、散热：温度感应器12对温度进行检测，当感应到温度超过设定阈值时，启动抽风扇7，通过第一滤网2和第二滤网9进行换风，将热量传走。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。