基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)、照明裝置及控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)、照明裝置及控制裝置，所述照明裝置包括：照明模塊、電源及燈控模塊、控制模塊、采集模塊；其中，電源及燈控模塊，用于提供直流電源，并對照明模塊進行控制管理；控制模塊，用于對電源及燈控模塊和采集模塊進行協(xié)調(diào)控制；采集模塊，用于獲取采集模塊相應的傳感網(wǎng)信息并進行信息交互。本發(fā)明提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)、照明裝置及控制裝置，通過對照明裝置進行改造，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息實時采集、處理、傳輸、發(fā)布網(wǎng)絡系統(tǒng)——城市傳感網(wǎng)；并能實現(xiàn)多部門多系統(tǒng)如智慧路燈、智慧城管、智慧交通、智慧防汛、城市安全等共享，減少重復建設，大幅降低智慧城市部署、運營、維護成本。
【專利說明】基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)、照明裝置及控制裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領域，尤其涉及一種基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)、照明裝置及控制裝置。
【背景技術】
[0002]智慧城市是把新一代信息技術充分運用在城市的各行各業(yè)之中的基于知識社會下一代創(chuàng)新的城市信息化高級形態(tài)。智慧城市基于互聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術以及大數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡、綜合集成法等工具和方法的應用，營造有利于創(chuàng)新涌現(xiàn)的生態(tài)，實現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應用以及以用戶創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的可持續(xù)創(chuàng)新。
[0003]智慧城市的建設是要求通過以無線技術為代表的物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術應用實現(xiàn)全面感知、泛在互聯(lián)、普適計算與融合應用。智慧城市首先要以無線城市為基礎，無線城市是由運營商使用高速寬帶無線技術覆蓋城市行政區(qū)域，向用戶提供利用無線終端或無線技術獲取信息的服務，主要針對移動終端的移動業(yè)務，如移動終端看視頻、玩游戲、召開視頻會議、收發(fā)電子郵件等等。
[0004]目前城市中的照明系統(tǒng)通常是單一的應用系統(tǒng)，現(xiàn)有的照明裝置有的利用發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)燈替代高壓鈉燈,再通過電力線傳輸、通用分組無線服務技術(General Packet Radio Service, GPRS)傳輸或自組網(wǎng)等來遠程控制燈的開/關、調(diào)光、故障報警等功能，但并不能與其他應用模塊、系統(tǒng)進行信息互通，相互感知。如此，目前的智慧城市大多是由相互獨立的應用模塊或子系統(tǒng)組成，如智慧路燈、智慧城管、智慧交通、智慧防汛、城市安全等，由于不存在統(tǒng)一的城市傳感網(wǎng)系統(tǒng)，單個項目實施時，會出現(xiàn)施工費用高、部門協(xié)調(diào)困難、施工煩、取電難、效率低、周期長、設備功能單一、不同系統(tǒng)重復建設、對接復雜等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)、照明裝置及控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)多系統(tǒng)的信息交互，低成本完成智慧城市建設。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]一種基于智慧城市的照明裝置，包括照明模塊，還包括:電源及燈控模塊、控制模塊、采集模塊；其中，
[0008]所述電源及燈控模塊，用于提供直流電源，并對照明模塊進行控制管理；
[0009]所述控制模塊，用于對電源及燈控模塊和采集模塊進行協(xié)調(diào)控制；
[0010]所述采集模塊，用于獲取采集模塊相應的傳感網(wǎng)信息、熱點信息并進行信息交互。
[0011]一種基于智慧城市的控制裝置，包括:電源、采集模塊、控制模塊、通訊模塊；其中，
[0012]所述電源，用于為各模塊進行供電；[0013]所述采集模塊，與自身周圍的無線傳感器、RFID電子標簽、WIFI熱點、照明裝置的一種或多種進行傳感網(wǎng)信息的交互；
[0014]所述控制模塊，協(xié)調(diào)各模塊的工作，并對交互的信息、數(shù)據(jù)進行處理；
[0015]所述通訊模塊，通過有線或無線方式與后臺管理系統(tǒng)進行信息交互。
[0016]一種基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)，包括傳感網(wǎng)平臺，還包括如上所述的照明裝置和如上所述的控制裝置；其中，
[0017]所述控制裝置，用于分別與照明裝置和傳感網(wǎng)平臺進行信息交互；
[0018]所述照明裝置和控制裝置通過主站、分站、節(jié)點的三級結構進行信息交互。
[0019]本發(fā)明提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)、照明裝置及控制裝置，通過對照明裝置進行改造，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息實時采集、處理、傳輸、發(fā)布網(wǎng)絡系統(tǒng)——城市傳感網(wǎng)；并能實現(xiàn)多部門多系統(tǒng)如智慧路燈、智慧城管、智慧交通、智慧防汛、城市安全等共享，減少重復建設，大幅降低智慧城市部署、運營、維護成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的照明裝置的結構示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的控制裝置的結構示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)的架構示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)的拓撲示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)的邏輯結構示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)的通訊方式一的示意圖；
[0026]圖7為本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)的通訊方式二的示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下舉實施例并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0028]圖1示出了本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的照明裝置的結構，如圖1所示，所述照明裝置包括:照明模塊、電源及燈控模塊、控制模塊、采集模塊；其中，
[0029]所述電源及燈控模塊，用于提供直流電源，并對照明模塊進行控制管理，具體地，可提供直流5V、36V的電源，并對照明模塊進行控制管理包括智能開關、智慧調(diào)光、能效管理、漏電報警、故障報警等控制管理；
[0030]所述控制模塊，用于對電源及燈控模塊和采集模塊進行協(xié)調(diào)控制；
[0031]所述采集模塊，用于獲取采集模塊相應的傳感網(wǎng)信息、熱點信息并進行信息交互。
[0032]進一步地，所述照明裝置還包括:加/解密模塊，用于對要與自身建立無線連接的設備進行合法性確認，并對交互的信息進行加密和/或解密，具體可以通過與控制模塊進行信息交互完成設備合法性確認，也可以對采集模塊交互的信息進行加密和/或解密。
[0033]進一步地，所述采集模塊包括:自組網(wǎng)模塊、射頻識別(Radio FrequencyIDentif ication, RFID)模塊、無線高保真(Wireless Fidelity, WIFI)模塊、5.8G 通訊模塊的一種或多種。具體地，RFID模塊可以根據(jù)不同需求，采集傳感器信息，如溫度、濕度、震動、報警、煙霧、水位、雨量、氣象等信息，WIFI模塊可提供自身作為WIFI設備的信息等。[0034]圖2示出了本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的控制裝置的結構，如圖2所示，所述控制裝置包括:電源、采集模塊、控制模塊、通訊模塊；其中，
[0035]所述電源，用于為各模塊進行供電，具體可以提供直流5V、12V、24V等電源。
[0036]所述采集模塊，與自身周圍的照明裝置進行傳感網(wǎng)信息的交互；還可與自身建立連接的其他設備進行傳感網(wǎng)信息的交互，如無線傳感器、RFID電子標簽、WIFI熱點等等；
[0037]所述控制模塊，協(xié)調(diào)各模塊的工作，并對交互的信息、數(shù)據(jù)進行處理；作為控制模塊的中心，用于協(xié)調(diào)各模塊工作、任務管理、故障報警燈，對信息數(shù)據(jù)暫存、過濾、轉(zhuǎn)發(fā)等；
[0038]所述通訊模塊，通過有線或無線方式與后臺管理系統(tǒng)進行信息交互。
[0039]進一步地，所述控制裝置還包括:加/解密模塊，用于進行授權認證，確認自身的合法性，具體可以通過與控制模塊進行信息交互完成合法性確認。
[0040]進一步地，所述采集模塊包括:自組網(wǎng)模塊、RFID模塊、WIFI模塊、5.8G通訊模塊的一種或多種。
[0041]進一步地,所述通訊模塊包括:全球微波互聯(lián)接入(Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access, WIMAX)模塊、無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks, WLAN)模塊、3G/4G/5G模塊、北斗短報文(Radio Determination Satellite System,RDSS)模塊的一種或多種。
[0042]其中，所述RDSS模塊具體可以通過無線電衛(wèi)星業(yè)務實現(xiàn)，可以通過北斗短報文功能與后臺管理系統(tǒng)進行應急交互通訊。
[0043]本發(fā)明實施例還提供一種基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)，包括傳感網(wǎng)平臺、上述照明裝置及上述控制裝置；其中，
[0044]所述控制裝置，用于分別與照明裝置和傳感網(wǎng)平臺進行信息交互；
[0045]所述照明裝置和控制裝置通過主站、分站、節(jié)點的三級結構進行信息交互。
[0046]進一步地，所述控制裝置為主站、多個照明裝置進行分組管理，每一分組包括一分站及多個節(jié)點，兩兩分組互為備用；其中，
[0047]所述主站，與每一分組的分站進行信息交互；
[0048]所述分站，將主站發(fā)來的信息在組內(nèi)各節(jié)點間和/或其他分站間進行信息交互。
[0049]進一步地，所述控制裝置為主站、多個照明裝置進行分組管理，每一分組包括第一分站、第二分站及多個節(jié)點，第二分站為第一分站的備用分站；其中，
[0050]所述主站，與每一分組的第一分站進行信息交互；
[0051]所述第一分站，將主站發(fā)來的信息在組內(nèi)各節(jié)點及其它分站間進行信息交互。
[0052]下面通過系統(tǒng)架構、網(wǎng)絡拓撲、系統(tǒng)結構等角度對上述基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)進行詳細描述。
[0053]圖3示出了本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)的架構，如圖3所示，上述傳感網(wǎng)系統(tǒng)的架構可以包括:專業(yè)系統(tǒng)、業(yè)務支撐系統(tǒng)、運營支撐系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)及感知網(wǎng)等；其中，
[0054]所述專業(yè)系統(tǒng)可以包括政府、公安、路燈、交通等各方面的專業(yè)系統(tǒng)；
[0055]所述業(yè)務支撐系統(tǒng)可以包括資源管理、計費賬務、經(jīng)營分析等各種業(yè)務的業(yè)務支撐系統(tǒng)；
[0056]所述運營支撐系統(tǒng)可以包括資源管理、工單管理、采集系統(tǒng)等各種運營支撐系統(tǒng)；
[0057]所述傳輸網(wǎng)具體包括WIMAX、WLAN、3G/4G/5G、RDSS等通訊方式，具體可借助控制裝置、照明裝置的相應模塊實現(xiàn)。
[0058]所述感知網(wǎng)系統(tǒng)具體包括照明裝置的采集模塊、其他多功能感知器、傳感器、RFID、攝像頭等等，其中所述照明裝置的采集模塊在圖3中以路燈作為示意。
[0059]圖4為本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)的拓撲示意圖，如圖4所示，所述傳感網(wǎng)系統(tǒng)包括:智慧城市傳感網(wǎng)平臺、多功能物聯(lián)網(wǎng)智慧感知器、以及智慧路燈；其中，
[0060]所述多功能物聯(lián)網(wǎng)智慧感知器包括如上所述的控制裝置，工作過程與該控制裝置相同，不再贅述；
[0061]所述智慧路燈包括如上所述的照明裝置，工作過程與該照明裝置相同，不再贅述。
[0062]如圖4所示，智慧路燈通過自組網(wǎng)通訊與多功能物聯(lián)網(wǎng)智慧感知器進行信息交互，多功能物聯(lián)網(wǎng)感知器通過互聯(lián)網(wǎng)寬帶有線連接或無線連接等方式與智慧城市傳感網(wǎng)平臺進行信息交互。
[0063]圖5示出了本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)的邏輯結構，圖5中，該傳感網(wǎng)系統(tǒng)包括多個多功能物聯(lián)網(wǎng)智慧感知器，并且將各系統(tǒng)、控制器進行了邏輯簡化顯示，具體的工作過程與上述相同，不再贅述。
[0064]本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)，基于自組網(wǎng)通訊的方式，在智慧路燈(包括上述照明裝置)和多功能物聯(lián)網(wǎng)智慧感知器(包括上述控制裝置)之間進行信息交互。
[0065]圖6為本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)的通訊方式一的示意，如圖6所示，上述控制裝置作為主站`，多個照明裝置進行分組管理，分別組成組1-組5 ;其中，每個分組中包括兩個分站和多個節(jié)點，且所述兩個分站互為備用，并且所述分站也可同時作為節(jié)點。
[0066]如此，控制裝置和照明裝置可以基于無線通訊實現(xiàn)主站、分站、節(jié)點的三級結構的信息交互，如圖6所示，主站可通過主用分站實現(xiàn)五跳互傳:主站一分站I一分站3—分站5—分站7—分站9，分站負責組內(nèi)節(jié)點的信息交互，實現(xiàn)傳感網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)各節(jié)點與主站之間的信息交互，其中，分站2、分站4、分站6、分站8、分站10作為組內(nèi)備用分站，由于分站也可同時作為節(jié)點，因此，主用分站通過組內(nèi)節(jié)點的信息交互的同時，即可實現(xiàn)主備分站的信息交互。應當理解，主站通過主用分站進行信息交互也可間隔一個或多個分站互傳，如:主站一分站I—分站5—分站9等ο
[0067]圖7為本發(fā)明實施例提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)的通訊方式二的示意，如圖7所示，上述控制裝置作為主站，多個照明裝置進行分組管理，分別組成組1-組10 ;其中，每個分組中包括一個分站和多個節(jié)點，且所述分站也可同時作為節(jié)點。
[0068]如此，控制裝置和照明裝置可以實現(xiàn)主站、分站、節(jié)點的三級結構的信息交互，如圖7所示，主站可通過各分組中的分站實現(xiàn)五跳互傳:主站一分站I一分站3—分站5—分站?一分站9 ;主站一分站2—分站4一分站6—分站8一分站10,分站負責組內(nèi)節(jié)點的信息交互，實現(xiàn)傳感網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)各節(jié)點與主站之間的信息交互。應當理解，主站通過分站進行信息交互也可間隔一個或多個分站互傳，如:主站一分站I一分站5—分站9等。其中，分站1-分站2、分站3-分站4、分站5-分站6、分站7-分站8、分站9-分站10可互為備用，通過節(jié)點號碼、分站號碼范圍進行靈活配置控制，實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點與主站之間的信息交互。
[0069]本發(fā)明提供的基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)、照明裝置及控制裝置，通過對照明裝置進行改造，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息實時采集、處理、傳輸、發(fā)布網(wǎng)絡系統(tǒng)——城市傳感網(wǎng)；并能實現(xiàn)多部門多系統(tǒng)如智慧路燈、智慧城管、智慧交通、智慧防汛、城市安全等共享，減少重復建設，大幅降低智慧城市部署、運營、維護成本。本發(fā)明實施例通過對照明裝置改造，將高能耗的傳統(tǒng)照明燈換成LED燈，能夠節(jié)能60%以上，還實現(xiàn)了照明模塊的智能開關、智慧調(diào)光、能效管理、漏電報警、故障報警等功能；不需要另行開挖城市道路、外掛設備，保持了城市的環(huán)境美觀。同時利用RFID微功耗部件，實現(xiàn)了 RFID無線傳感器的即布即用和節(jié)能減排，通過RDSS實現(xiàn)應急通訊，提高了可靠性。
[0070]本領域普通技術人員可以理解:實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括:R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0071]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種基于智慧城市的照明裝置，包括照明模塊，其特征在于，所述照明裝置還包括:電源及燈控模塊、控制模塊、采集模塊；其中， 所述電源及燈控模塊，用于提供直流電源，并對照明模塊進行控制管理； 所述控制模塊，用于對電源及燈控模塊和采集模塊進行協(xié)調(diào)控制； 所述采集模塊，用于獲取采集模塊相應的傳感網(wǎng)信息、熱點信息并進行信息交互。
2.根據(jù)權利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述照明裝置還包括:加/解密模塊，用于對要與自身建立無線連接的設備進行合法性確認，并對交互的信息進行加密和/或解密。
3.根據(jù)權利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述采集模塊包括:自組網(wǎng)模塊、射頻識別RFID模塊、無線高保真WIFI模塊、5.8G通訊模塊的一種或多種。
4.一種基于智慧城市的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置包括:電源、采集模塊、控制模塊、通訊模塊；其中， 所述電源，用于為各模塊進行供電； 所述采集模塊，與自身周圍的無線傳感器、RFID電子標簽、WIFI熱點、照明裝置的一種或多種進行傳感網(wǎng)信息的交互； 所述控制模塊，協(xié)調(diào)各模塊的工作，并對交互的信息、數(shù)據(jù)進行處理； 所述通訊模塊，通過有線或無線方式與后臺管理系統(tǒng)進行信息交互。
5.根據(jù)權利要求4所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括:加/解密模塊，用于進行授權認證，確認自身的合法性。
6.根據(jù)權利要求4所述的控制裝置，其特征在于，所述采集模塊包括:自組網(wǎng)模塊、RFID模塊、WIFI模塊、5.8G通訊模塊的一種或多種。
7.根據(jù)權利要求4所述的控制模塊，其特征在于，所述通訊模塊包括:全球微波互聯(lián)接入WIMAX模塊、無線局域網(wǎng)WLAN模塊、3G/4G/5G模塊、北斗短報文RDSS模塊的一種或多種。
8.一種基于智慧城市的傳感網(wǎng)系統(tǒng)，包括傳感網(wǎng)平臺，其特征在于，所述傳感網(wǎng)系統(tǒng)還包括如權利要求1至3任一項所述的照明裝置和如權利要求4至7任一項所述的控制裝置；其中， 所述控制裝置，用于分別與照明裝置和傳感網(wǎng)平臺進行信息交互； 所述照明裝置和控制裝置通過主站、分站、節(jié)點的三級結構進行信息交互。
9.根據(jù)權利要求8所述的傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置為主站、多個照明裝置進行分組管理，每一分組包括一分站及多個節(jié)點，兩兩分組互為備用；其中， 所述主站，用于與每一分組的分站進行信息交互； 所述分站，用于將主站發(fā)來的信息在組內(nèi)各節(jié)點間和/或其他分站間進行信息交互。
10.根據(jù)權利要求8所述的傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置為主站、多個照明裝置進行分組管理，每一分組包括第一分站、第二分站及多個節(jié)點，第二分站為第一分站的備用分站；其中， 所述主站，用于與每一分組的第一分站進行信息交互； 所述第一分站，用于將主站發(fā)來的信息在組內(nèi)各節(jié)點及其它分站間進行信息交互。
【文檔編號】G05B19/418GK103885415SQ201410104278
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權日:2014年3月20日
【發(fā)明者】趙向東 申請人:深圳市遠銘科技有限公司