阅读说明：本技术 基于gis的园区智慧路灯管理系统及其管理方法 (Garden intelligent street lamp management system based on GIS and management method thereof ) 是由 周勇 徐本安 苏聪 熊俊杰 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及基于GIS的园区智慧路灯管理系统及其管理方法,该系统包括GIS服务单元、单灯控制单元、灯网控制单元以及展示单元；GIS服务单元,用于获取单个路灯终端的位置信息,并对单个路灯终端进行编码和位置标注；单灯控制单元,用于对单个路灯终端的照明进行控制,并获取单个路灯终端的相关信息；灯网控制单元,用于对单个路灯终端之间建立信息收发网络,以进行路灯终端的远程控制；展示单元,用于根据灯网控制单元的控制结果进行展示。本发明对路灯进行编码配准,融合ZigBee无线通讯网络技术,以进行园区路灯终端的远程控制,实现便捷、高效、智能地管理园区照明路灯。(The invention relates to a GIS (geographic information system) -based park intelligent street lamp management system and a management method thereof, wherein the system comprises a GIS service unit, a single lamp control unit, a lamp network control unit and a display unit; the GIS service unit is used for acquiring the position information of a single street lamp terminal, and coding and position marking the single street lamp terminal; the single-lamp control unit is used for controlling the illumination of a single street lamp terminal and acquiring the related information of the single street lamp terminal; the street lamp network control unit is used for establishing an information receiving and transmitting network between the single street lamp terminals so as to remotely control the street lamp terminals; and the display unit is used for displaying according to the control result of the lamp network control unit. The invention carries out code registration on the street lamps, integrates the ZigBee wireless communication network technology to carry out remote control on the garden street lamp terminal, and realizes convenient, efficient and intelligent management on the garden lighting street lamps.)

基于GIS的园区智慧路灯管理系统及其管理方法

技术领域

本发明涉及路灯管理系统，更具体地说是指基于GIS的园区智慧路灯管理系统及其管理方法。

背景技术

路灯是城市空间必不可少的组成要素，可以为道路提供照明。园区作为城市经济发展的空间载体，在产业升级、高质量发展的道路上，是助力数字经济、智慧转型的推动者，是促进数字城市、智慧城市发展的最佳切入点。如何更加科学、高效、智能地管理园区照明设施成为园区建设的重要方向。

现有的园区路灯控制方式多采用分开控制、人工运维，很难同时做到所有路灯的智能开关，且当某个路灯出现故障，也无法及时反馈给维修部门，除此之外，路灯编码机制不健全，过度依赖人工巡检，便利性差，管理系统缺失也成为制约园区路灯高效管理的因素。

因此，有必要设计一种新的系统，实现便捷、高效、智能地管理园区照明路灯。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供基于GIS的园区智慧路灯管理系统及其管理方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：基于GIS的园区智慧路灯管理系统，包括GIS服务单元、单灯控制单元、灯网控制单元以及展示单元；

所述GIS服务单元，用于获取单个路灯终端的位置信息，并对单个路灯终端进行编码和位置标注；

所述单灯控制单元，用于对单个路灯终端的照明进行控制，并获取单个路灯终端的相关信息；

所述灯网控制单元，用于对单个路灯终端之间建立信息收发网络，以进行路灯终端的远程控制；

所述展示单元，用于根据所述灯网控制单元的控制结果进行展示。

其进一步技术方案为：所述GIS服务单元包括GIS园区地图子单元以及定位服务子单元；

所述GIS园区地图子单元，用于获取单个路灯终端的位置信息，对单个路灯终端进行空间位置标注；

所述定位服务子单元，用于对单个路灯终端进行编码。

其进一步技术方案为：所述GIS园区地图子单元，用于获取单个路灯终端的位置信息，创建标注对象，设定单个路灯终端的类型，创建标注对象属性，设定单个路灯终端的特征值，根据特征值向GIS地图添加空间位置标注；关联和确认地理编码与单个路灯终端的物理地址的唯一标注；根据园区的地理坐标和经纬度差值，确定缩放园区的GIS地图级别。

其进一步技术方案为：所述单灯控制单元包括单灯控制器子单元、ZigBee收发子单元以及驱动电源子单元；

所述单灯控制器子单元，用于对单个路灯终端进行智能化控制，采集单个路灯终端的能耗数据信息；

所述ZigBee收发子单元，用于上传和/或下载所述能耗数据信息；

所述驱动电源子单元，用于对单个路灯终端提供电源。

其进一步技术方案为：所述灯网控制单元包括网络组成子单元、灯网编组子单元以及远程开关控制子单元；

所述网络组成子单元，用于建立单个路灯终端的ZigBee收发节点与协调器之间的连接，以组成ZigBee网络；

所述灯网编组子单元，用于对单个路灯终端进行定制化组网；

所述远程开关控制子单元，用于远程控制园区的ZigBee网络的打开和/或关闭。

其进一步技术方案为：所述灯网控制单元还包括负荷处理子单元；

所述负荷处理子单元，用于查询整个园区、各个ZigBee网络及组成ZigBee网络的各路灯终端的负荷进行查询，并检测各个路灯终端的照明负荷，以得到控制结果。

其进一步技术方案为：所述灯网控制单元还包括远程抄表子单元；

所述远程抄表子单元，用于远程抄录各路灯终端的电度计量读数。

其进一步技术方案为：所述灯网控制单元还包括远程报警子单元；

所述远程报警子单元，用于提示和上报路灯终端的故障情况。

本发明还提供了基于GIS的园区智慧路灯管理系统的管理方法，包括：

获取单个路灯终端的位置信息，并对单个路灯终端进行编码和位置标注；

对单个路灯终端的照明进行控制，并获取单个路灯终端的相关信息；

对单个路灯终端之间建立信息收发网络，以进行路灯终端的远程控制，以得到控制结果；

根据所述灯网控制单元的控制结果进行展示。

其进一步技术方案为：所述获取单个路灯终端的位置信息，并对单个路灯终端进行编码和位置标注，包括：

获取单个路灯终端的位置信息，对单个路灯终端进行空间位置标注；

对单个路灯终端进行编码。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设置GIS服务单元、单灯控制单元、灯网控制单元以及展示单元，利用GIS服务单元实现园区路灯终端的编码和位置标注，且借助单灯控制单元、灯网控制单元进行远程管理，并将结果利用展示单元进行展示，对路灯进行编码配准，融合ZigBee无线通讯网络技术，以进行园区路灯终端的远程控制，实现便捷、高效、智能地管理园区照明路灯。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例提供的基于GIS的园区智慧路灯管理系统的示意性框图；

图2为本发明具体实施例提供的基于GIS的园区智慧路灯管理系统的GIS服务单元的示意性框图；

图3为本发明具体实施例提供的基于GIS的园区智慧路灯管理系统的单灯控制单元的示意性框图；

图4为本发明具体实施例提供的基于GIS的园区智慧路灯管理系统的灯网控制单元的示意性框图；

图5为本发明具体实施例提供的基于GIS的园区智慧路灯管理系统的管理方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1～5所示的具体实施例，本实施例提供的基于GIS的园区智慧路灯管理系统100，可以运用在园区智慧路灯的管理场景中。

请参阅图1，上述的基于GIS的园区智慧路灯管理系统100，包括GIS服务单元101、单灯控制单元102、灯网控制单元103以及展示单元104；

GIS服务单元101，用于获取单个路灯终端的位置信息，并对单个路灯终端进行编码和位置标注；

单灯控制单元102，用于对单个路灯终端的照明进行控制，并获取单个路灯终端的相关信息；

灯网控制单元103，用于对单个路灯终端之间建立信息收发网络，以进行路灯终端的远程控制；

展示单元104，用于根据灯网控制单元103的控制结果进行展示。

通过在园区GIS(地理信息系统，Geographic Information System)地图标注每个路灯，获取单个路灯终端的位置信息，得到单个路灯终端的编码，建立单灯智能化控制模块，采集能耗数据信息，对园区灯网进行远程智能化管理，提升作业效率，减少管理支出，实现便捷、高效、科学、智能地管理园区照明路灯。具体地，利用GIS园区地图平台，对路灯进行编码配准，融合ZigBee无线通讯网络技术，实现远程调光、调色，智能开关、控制，负荷查询、调节，基于GIS的园区智慧路灯管理系统100同时具备后台管理、功能拓展、精细化管理等服务。

在一实施例中，请参阅图2，上述的GIS服务单元101包括GIS园区地图子单元1011以及定位服务子单元1012；

GIS园区地图子单元1011，用于获取单个路灯终端的位置信息，对单个路灯终端进行空间位置标注；实现标注与园区物理对象相结合。

定位服务子单元1012，用于对单个路灯终端进行编码，实现单个路灯在GIS地图的空间唯一性标注。

具体地，GIS园区地图子单元1011，用于获取单个路灯终端的位置信息，创建标注对象，设定单个路灯终端的类型，创建标注对象属性，设定单个路灯终端的特征值，根据特征值向GIS地图添加空间位置标注；关联和确认地理编码与单个路灯终端的物理地址的唯一标注；根据园区的地理坐标和经纬度差值，确定缩放园区的GIS地图级别。

GIS园区地图子单元1011可以实现将单个路灯的物理地址标注在GIS地图。

在本实施例中，GIS园区地图子单元1011与定位服务子单元1012相连接，通过定位服务子单元1012的地理编码将单个路灯终端的地址转换为地理坐标数据，并通过定位服务子单元1012和GIS园区地图子单元1011，将单个路灯终端显示在园区地图系统上。将单个路灯终端显示在园区地图系统上，单个路灯终端在园区GIS地图的空间标识唯一性，从而得到单个路灯终端的编码。确定缩放园区GIS地图级别时，设定固定的显示缩放级别，以减小误差。定位服务子单元1012可呈现园区照明系统可视化，能够全面感知园区照明状态，并通过管理系统检测运营状态，帮助园区物业管理者便捷、高效、科学、智能地管理园区照明路灯。

在一实施例中，请参阅图3，上述的单灯控制单元102包括单灯控制器子单元1021、ZigBee收发子单元1022以及驱动电源子单元1023；

单灯控制器子单元1021，用于对单个路灯终端进行智能化控制，采集单个路灯终端的能耗数据信息。

ZigBee收发子单元1022，用于上传和/或下载能耗数据信息；该ZigBee收发子单元1022还可以下载远程控制系统下达的控制信息。

驱动电源子单元1023，用于对单个路灯终端提供电源。

具体地，单灯控制器子单元1021集成红外感应器和光源感应器，同时还控制路灯的开关闭合。即上述的单灯控制器子单元1021包括红外感应器和光源感应器以及一个主控芯片，主控芯片对采集的数据进行处理以及控制路灯的开关。同时，主控芯片与ZigBee收发子单元1022连接，具备无线通信的能力。

上述红外感应器负责调节驱动单个路灯终端的LED电能，在主控芯片与红外感应器的协调作用下，单个路灯终端可以在人接近时照亮。红外感应器在有人进入单灯感应范围时，红外传感器探测到人体红外光谱的变化，开关自动接通负载，人不离开感应范围，开关将持续接通；人离开后或在感应区域内无动作，开关延时自动关闭。

上述光源感应器负责调节驱动单个路灯终端的LED电能，在主控芯片与光源感应器的协同作用下，路灯可以在目标接近时照亮。在目标远离路灯时，单个路灯终端该LED灯会变暗，光源感应器还能调节灯光，使之适应不同天气状况。在下雪或下雨天，LED灯的亮度明显高于黄昏时分。

在一实施例中，主控芯片所使用的器件为英飞凌XDPL8220芯片，红外感应为世微AP8P09，无线收发器CC2530芯片。

在一实施例中，请参阅图4，上述的灯网控制单元103包括网络组成子单元1031、灯网编组子单元1032以及远程开关控制子单元1033；

网络组成子单元1031，用于建立单个路灯终端的ZigBee收发节点与协调器之间的连接，以组成ZigBee网络，实现数据信息的收发。

灯网编组子单元1032，用于对单个路灯终端进行定制化组网，实现园区不同道路的个性化控制。

远程开关控制子单元1033，用于远程控制园区的ZigBee网络的打开和/或关闭。

在本实施例中，网络组成子单元1031用于接收和处理若干个ZigBee收发子单元1022发送过来的信息，以及向若干个ZigBee收发子单元1022发送控制信息。

网络组成子单元1031的功能主要是对单个路灯终端的监控以及和上位机的通信。因此需要无线通信模块和单个路灯终端进行通信，需要单片机来处理单个路灯终端发送过来的信息，同时单片机还需要具备和上位机通信的能力。

在本实施例中，灯网编组子单元1032在进行编组时，单个路灯终端与单个路灯终端之间为串联设置，通过一控制开关来同时控制所有单个路灯终端的开闭；相邻单个路灯终端之间还设有一并连线，并连线上设有控制开关，这些控制开关被管理系统控制；灯网编组中单个路灯终端在GIS地图标注的空间唯一性是园区路灯个性化控制的基础。

在一实施例中，请参阅图4，上述的灯网控制单元103还包括负荷处理子单元1034；

负荷处理子单元1034，用于查询整个园区、各个ZigBee网络及组成ZigBee网络的各路灯终端的负荷进行查询，并检测各个路灯终端的照明负荷，以得到控制结果。

在一实施例中，请参阅图4，上述的灯网控制单元103还包括远程抄表子单元1035；

远程抄表子单元1035，用于远程抄录各路灯终端的电度计量读数，实现电度计量采集、信息远程传输、后台处理分析灯功能。

在一实施例中，请参阅图4，上述的灯网控制单元103还包括远程报警子单元1036；

远程报警子单元1036，用于提示和上报路灯终端的故障情况。

利用ZigBee网络以及各个路灯终端的负荷查询以及远程抄表，实现远程管理园区各个路灯终端，当出现路灯终端存在故障情况时，则需要采用远程报警子单元1036进行提示和报警。

上述的基于GIS的园区智慧路灯管理系统100，通过设置GIS服务单元101、单灯控制单元102、灯网控制单元103以及展示单元104，利用GIS服务单元101实现园区路灯终端的编码和位置标注，且借助单灯控制单元102、灯网控制单元103进行远程管理，并将结果利用展示单元104进行展示，对路灯进行编码配准，融合ZigBee无线通讯网络技术，以进行园区路灯终端的远程控制，实现便捷、高效、智能地管理园区照明路灯。

在一实施例中，请参阅图5，还提供了基于GIS的园区智慧路灯管理系统100的管理方法，包括步骤S110～S140。

S110、获取单个路灯终端的位置信息，并对单个路灯终端进行编码和位置标注。

在一实施例中，上述的步骤S110可包括步骤S111～S112。

S111、获取单个路灯终端的位置信息，对单个路灯终端进行空间位置标注；

S112、对单个路灯终端进行编码。

对于上述的步骤S111，单个路灯标注在GIS地图具体包括：创建标注对象，设定单灯终端类型；创建标注对象属性，设定单灯终端的特征值；向GIS地图添加标注；关联和确认地理编码与单灯终端物理地址的唯一标注；根据园区地理坐标和经纬度差值，确定缩放园区GIS地图级别。

通过编码将单个路灯终端的地址转换为地理坐标数据，且将单个路灯显示在园区地图系统上，单个路灯在园区GIS地图的空间标识唯一性，从而得到单个路灯的编码。确定缩放园区GIS地图级别时，设定固定的显示缩放级别，以减小误差。呈现园区照明系统可视化，能够全面感知园区照明状态，并通过管理系统检测运营状态，帮助园区物业管理者便捷、高效、科学、智能地管理园区照明路灯。

S120、对单个路灯终端的照明进行控制，并获取单个路灯终端的相关信息。

在本实施例中，单个路灯终端的相关信息是指能耗数据信息。

具体地，对LED照明光源这种单个路灯终端进行智能化控制，采集路灯能耗数据信息，对采集的数据进行远程收发传输。

S130、对单个路灯终端之间建立信息收发网络，以进行路灯终端的远程控制，以得到控制结果。

在本实施例中，上述的控制结果是指整个园区、各个ZigBee网络及组成ZigBee网络的各路灯终端的负荷、各个路灯终端的照明负荷、各路灯终端的电度计量读数。

具体地，建立单个路灯终端的ZigBee收发节点与协调器之间的连接，以组成ZigBee网络，以形成信息收发网络，实现园区路灯远程开关控制、负荷查询于检测、抄表和预警等管理系统功能。

S140、根据灯网控制单元103的控制结果进行展示。

整个管理方法具备后台管理、功能拓展、精细化管理等服务。

在一实施例中，单个路灯终端的控制终端挂载设备模块可加载视频采集、移动通信、公共广播、环境检测等设备。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述基于GIS的园区智慧路灯管理系统100的管理方法的具体实现过程，可以参考前述的基于GIS的园区智慧路灯管理系统100实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。