專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的云照明陣列的制作方法
基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的云照明陣列(—)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是全新概念的、物聯(lián)網(wǎng)控制的節(jié)能照明系統(tǒng)，燈具采用點(diǎn)光源陣列，并組成 有線/無(wú)線局域網(wǎng)，連接到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)對(duì)高效點(diǎn)光源陣列的實(shí)時(shí)管理，是 大功率HID燈具的節(jié)能換代產(chǎn)品，非常適用于道路、展廳、機(jī)場(chǎng)、體育館等大空間場(chǎng)所。背景技術(shù)：
大空間照明常用的光源為大功率的鈉燈、金鹵燈等HID燈，這些光源屬高壓氣體 放電燈，功率為250W、400W、IOOOff幾類，且必須使用電感鎮(zhèn)流器限流，能耗很高，功率因素 低，熄燈后短時(shí)間不能再啟動(dòng)，無(wú)法頻繁開關(guān)。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)城市道路照明的總燈數(shù)約400萬(wàn)只(套)，加上高速公路、 工礦企業(yè)、機(jī)場(chǎng)、碼頭等非市政照明燈具約200萬(wàn)只(套)，總數(shù)超過600多萬(wàn)只，并且每年 以10%以上的速度遞增。其中城市公共照明在我國(guó)照明耗電中占30%，年用電量約為439 億KWh，年電費(fèi)開支達(dá)285億元，成為財(cái)政部門的一大負(fù)擔(dān)
傳統(tǒng)的節(jié)能照明一般從燈具節(jié)能或者管理節(jié)能兩方面考慮。燈具節(jié)能是采用高光 效照明燈具，使用大功率的氣體放電燈或者LED燈，往往成本很高，節(jié)能不節(jié)錢；管理節(jié)能 是動(dòng)態(tài)控制光源的開關(guān)，依據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化燈具使用時(shí)間，往往采用間隔關(guān)燈的方式，可能 造成照明環(huán)境不均勻。為了盡可能快的回收節(jié)能投資，燈具節(jié)能與管理節(jié)能應(yīng)該并行，實(shí)現(xiàn) 最佳節(jié)能效果，這是目前的燈具體系無(wú)法兼顧的。
注意到上述問題，本發(fā)明提出一種以點(diǎn)光源陣列為光源的新燈具，每個(gè)燈具帶有 一個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)再通過連接有線/無(wú)線應(yīng)答器，便可以自行組建一個(gè)無(wú)線/有 線局域網(wǎng)，再通過網(wǎng)關(guān)以GPRS/EDGE/3G+有線寬帶的形式連接物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，由云平臺(tái)直 接控制點(diǎn)光源陣列，實(shí)現(xiàn)燈具節(jié)能與管理節(jié)能的完美結(jié)合。
發(fā)明內(nèi)容
普通大功率燈具如路燈，每個(gè)燈具包含一套電光源，負(fù)責(zé)特定區(qū)域的照明，是分散 的、個(gè)體的照明系統(tǒng)。
本發(fā)明采用多個(gè)點(diǎn)光源組成陣列，每個(gè)燈具包含若干行列的光源陣列，各個(gè)點(diǎn)光 源分別配光，互不干擾，形成大面積的發(fā)光面，產(chǎn)生很高的有效照度。很多套燈具分布在城 市道路上，這么多點(diǎn)光源陣列組成了一個(gè)分布式的陣列網(wǎng)絡(luò)，覆蓋在整個(gè)道路體系上，形成 一個(gè)完整的云照明陣列，是集合的、分布的照明系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)云照明陣列的管理，本發(fā)明引入目前國(guó)際上最先進(jìn)的自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)，特別是ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。燈控制系統(tǒng)由集成在燈具上的控制節(jié)點(diǎn)和有線/無(wú)線應(yīng)答 器設(shè)備、若干個(gè)無(wú)線網(wǎng)關(guān)和云計(jì)算平臺(tái)組成。每個(gè)燈具上配置一個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，控制節(jié)點(diǎn)通 過應(yīng)答器和無(wú)線網(wǎng)關(guān)建立通信連接?？刂乒?jié)點(diǎn)具有本地控制管理和與應(yīng)答器通信功能。應(yīng) 答器能夠收發(fā)數(shù)據(jù)，控制節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成控制指令，控制各自燈具的點(diǎn)光源陣列的開關(guān)。 無(wú)線網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信息匯集和主機(jī)命令下發(fā)功能，它們以GPRS/EDGE/3G+有線寬帶的形式連接云計(jì)算平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)與云計(jì)算平臺(tái)的通訊。云計(jì)算平臺(tái)是物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行管理后臺(tái)，由計(jì) 算中心與數(shù)據(jù)庫(kù)組成，功能是接收、分析各無(wú)線網(wǎng)關(guān)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，并依據(jù)控制規(guī)則形成控制 指令，再傳輸?shù)綗艟呔钟蚓W(wǎng)，完成管理云照明陣列的功能。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明，

圖1是本發(fā)明的燈具平面圖，圖2是本發(fā)明的燈 具剖面圖，圖3、圖4是系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖，分別表示有線方式和無(wú)線方式組網(wǎng)情況。
圖1中，點(diǎn)光源1、反射器2、外殼3組成整個(gè)燈具。點(diǎn)光源I是小功率熒光燈或者 LED模塊，功率為15-30W。點(diǎn)光源I排成縱橫的行列，行列數(shù)不超過IOX 10。反射器2為拋 光反射面，作用是把盡量多的光線反射出來(lái)。外殼3是金屬的燈具空殼，向下一面安裝玻璃 罩，防水防塵，接在燈桿上。
圖2中，每個(gè)燈具上配置一個(gè)控制節(jié)點(diǎn)4，控制節(jié)點(diǎn)4置于外殼3內(nèi)，帶有一個(gè)無(wú)線 /有線應(yīng)答器5，用于識(shí)別鄰近的應(yīng)答器，自動(dòng)組成燈具的無(wú)線/有線局域網(wǎng)。燈具內(nèi)包含多 個(gè)傳感器7，具備不同的監(jiān)測(cè)功能，監(jiān)測(cè)環(huán)境亮度、機(jī)動(dòng)車流量與行人數(shù)量等多個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)， 可以選擇安裝?？刂乒?jié)點(diǎn)4與傳感器7通過數(shù)據(jù)線6連接起來(lái)，傳感器7監(jiān)測(cè)到相應(yīng)數(shù)據(jù) 后，傳輸?shù)娇刂乒?jié)點(diǎn)4，通過應(yīng)答器5發(fā)送到無(wú)線網(wǎng)關(guān)，再由無(wú)線網(wǎng)關(guān)發(fā)送到云計(jì)算平臺(tái)10。 同時(shí)，應(yīng)答器5通過無(wú)線網(wǎng)關(guān)接收云計(jì)算平臺(tái)10的下行數(shù)據(jù)，并由控制節(jié)點(diǎn)4轉(zhuǎn)換成控制 指令。
圖3，多個(gè)燈具的點(diǎn)光源陣列組成云照明陣列8，多個(gè)燈具的應(yīng)答器5組成有線局 域網(wǎng)11，其中某些燈具上設(shè)置無(wú)線網(wǎng)關(guān)9，無(wú)線網(wǎng)關(guān)9以GPRS/EDGE/3G+有線寬帶的形式連 接云計(jì)算平臺(tái)10，構(gòu)成完整的物聯(lián)網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)。云計(jì)算平臺(tái)10接收、分析各無(wú)線網(wǎng)關(guān)傳來(lái) 的數(shù)據(jù)，并依據(jù)控制規(guī)則形成控制指令，以下行數(shù)據(jù)的形式傳輸?shù)綗o(wú)線網(wǎng)關(guān)9，再分發(fā)到各 應(yīng)答器5，由控制節(jié)點(diǎn)4轉(zhuǎn)換成控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)云照明陣列8的動(dòng)態(tài)控制。
圖4中，多個(gè)燈具的點(diǎn)光源陣列組成云照明陣列8，多個(gè)燈具的應(yīng)答器5組成無(wú)線 局域網(wǎng)11,其他系統(tǒng)與圖3 —樣。
具體實(shí)施方式
在圖4所示的路燈實(shí)施例中，路燈沿道路兩側(cè)等距布置，每個(gè)燈具都采用2X4的 點(diǎn)光源陣列，多個(gè)點(diǎn)光源陣列構(gòu)成了一個(gè)云照明陣列8，覆蓋整個(gè)道路范圍。燈具上的控制 節(jié)點(diǎn)4通過應(yīng)答器5互相識(shí)別，自行組建一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)11。組網(wǎng)成功后，通過專門設(shè)置的 若干個(gè)無(wú)線網(wǎng)關(guān)9，實(shí)現(xiàn)與云計(jì)算平臺(tái)10的通訊。
燈工作時(shí)，燈具上的傳感器會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)?云計(jì)算平臺(tái)。云計(jì)算平臺(tái)依據(jù)控制規(guī)則對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)做實(shí)時(shí)分析，首先監(jiān)測(cè)環(huán)境亮度，一旦環(huán) 境亮度低于某個(gè)限值，即發(fā)出“開燈”指令，通過無(wú)線局域網(wǎng)發(fā)送到云照明陣列，指令相應(yīng) 陣列開啟。同時(shí)，傳感器會(huì)監(jiān)測(cè)道路實(shí)際照度，云計(jì)算平臺(tái)根據(jù)實(shí)際照度值決定開啟多大范 圍的云照明陣列，讓環(huán)境亮度高的地區(qū)少開燈，環(huán)境亮度低的地區(qū)多開燈，動(dòng)態(tài)調(diào)整云照明 陣列的發(fā)光區(qū)域，達(dá)到極高的節(jié)能效果。道路上的機(jī)動(dòng)車流量與行人流量是不斷變化的，傳 感器還可以監(jiān)測(cè)各類交通流量，云計(jì)算平臺(tái)可以在低流量狀態(tài)時(shí)關(guān)閉部分云照明陣列，在 交通高峰期再全部投入使用，實(shí)現(xiàn)交通低峰期的低功率運(yùn)行，進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)能效果。
據(jù)實(shí)測(cè)，使用16個(gè)20W點(diǎn)光源陣列，實(shí)際總功率約160W，能夠在燈具中心垂直線下 12m處，形成70Lx以上的有效照度，均勻性也很好，超過了 400W高壓鈉燈的照明效果。云計(jì) 算平臺(tái)對(duì)點(diǎn)光源陣列的動(dòng)態(tài)管理進(jìn)一步強(qiáng)化節(jié)能效果，確保點(diǎn)光源陣列的最佳使用。由此， 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了燈具節(jié)能與管理節(jié)能的強(qiáng)強(qiáng)組合，節(jié)能率極高，超過70%，是完美的節(jié)能照明 系統(tǒng)。
(五)有益效果
本發(fā)明構(gòu)筑了一個(gè)覆蓋照明區(qū)域的分布式云照明陣列，各燈具自動(dòng)組成無(wú)線/有 線局域網(wǎng)，通過無(wú)線網(wǎng)關(guān)以GPRS/EDGE/3G+有線寬帶的形式連接云計(jì)算平臺(tái)，云計(jì)算平臺(tái) 根據(jù)燈具傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)管理云照明陣列的工作，實(shí)現(xiàn)了燈具節(jié)能與管理節(jié) 能的強(qiáng)強(qiáng)組合，達(dá)到極高的節(jié)能率。
本發(fā)明的性價(jià)比很高、照明效果好、能耗很低、壽命超長(zhǎng)，非常適合代替大功率HID 燈，實(shí)現(xiàn)大空間的高效節(jié)能照明。
權(quán)利要求
1.一種全新概念的、物聯(lián)網(wǎng)控制的節(jié)能照明系統(tǒng)，燈具采用點(diǎn)光源陣列，并組成有線/無(wú)線局域網(wǎng)，連接到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，其特征是點(diǎn)光源(I)是小功率熒光燈或者LED模塊，功率為 15-30W。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征是點(diǎn)光源(I)排成縱橫的行列，行列數(shù)不超過10X10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征是每個(gè)燈具上配置一個(gè)控制節(jié)點(diǎn)(4)，控制節(jié)點(diǎn)(4)置于燈具內(nèi)，帶有一個(gè)無(wú)線/有線應(yīng)答器(5)，用于識(shí)別鄰近的應(yīng)答器，自動(dòng)組成燈具的無(wú)線/有線局域網(wǎng)。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征是其中某些燈具上設(shè)置無(wú)線網(wǎng)關(guān)(9)，無(wú)線網(wǎng)關(guān)(9)以GPRS/EDGE/3G+有線寬帶的形式連接云計(jì)算平臺(tái)(10)，構(gòu)成完整的物聯(lián)網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征是燈具內(nèi)包含多個(gè)傳感器(7)，具備不同的監(jiān)測(cè)功能，監(jiān)測(cè)環(huán)境亮度、機(jī)動(dòng)車流量與行人數(shù)量等多個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征是控制節(jié)點(diǎn)(4)與各傳感器(7)通過數(shù)據(jù)線(6)連接起來(lái)，傳感器(7)監(jiān)測(cè)到相應(yīng)數(shù)據(jù)后，傳輸?shù)娇刂乒?jié)點(diǎn)(4)，通過應(yīng)答器(5)發(fā)送到無(wú)線網(wǎng)關(guān)(9)，再由無(wú)線網(wǎng)關(guān)(9)發(fā)送到云計(jì)算平臺(tái)(10)。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征是云計(jì)算平臺(tái)(10)接收、分析各無(wú)線網(wǎng)關(guān)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，并依據(jù)控制規(guī)則形成控制指令。
8.據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征是云平臺(tái)下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o(wú)線網(wǎng)關(guān)(9)，再分發(fā)到各應(yīng)答器(5)，由控制節(jié)點(diǎn)(4)轉(zhuǎn)換成控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)云照明陣列(8)的動(dòng)態(tài)控制。
9.據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征是多個(gè)燈具的點(diǎn)光源陣列組成云照明陣列(8)，多個(gè)燈具的應(yīng)答器(5)組成有線/無(wú)線的局域網(wǎng)(11)。
全文摘要
本發(fā)明是全新概念的、物聯(lián)網(wǎng)控制的節(jié)能照明系統(tǒng)。燈具采用點(diǎn)光源陣列，控制系統(tǒng)由集成在燈具上的控制節(jié)點(diǎn)、若干個(gè)無(wú)線網(wǎng)關(guān)和云計(jì)算平臺(tái)組成。每個(gè)燈具上配置一個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，帶有一個(gè)無(wú)線/有線應(yīng)答器。燈具內(nèi)包含多個(gè)傳感器，監(jiān)測(cè)環(huán)境亮度、機(jī)動(dòng)車流量與行人數(shù)量等多個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本發(fā)明構(gòu)筑了一個(gè)覆蓋照明區(qū)域的分布式云照明陣列，各燈具通過應(yīng)答器互相識(shí)別，自動(dòng)組成局域網(wǎng)，通過無(wú)線網(wǎng)關(guān)連接云計(jì)算平臺(tái)。燈具的傳感器監(jiān)測(cè)到相應(yīng)數(shù)據(jù)后，由無(wú)線網(wǎng)關(guān)發(fā)送到云計(jì)算平臺(tái)，云計(jì)算平臺(tái)根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)管理云照明陣列的工作，實(shí)現(xiàn)了燈具節(jié)能與管理節(jié)能的強(qiáng)強(qiáng)組合，達(dá)到極高的節(jié)能率。本發(fā)明是大功率HID燈具的節(jié)能換代產(chǎn)品，非常適用于道路、展廳、機(jī)場(chǎng)、體育館等大空間場(chǎng)所。
文檔編號(hào)H05B37/02GK103037567SQ201210082199
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者劉西釘, 尹夢(mèng)寒 申請(qǐng)人:劉西釘, 尹夢(mèng)寒