一種提供無線wifi熱點(diǎn)的路燈智能集中控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提供無線WIFI熱點(diǎn)的路燈智能集中控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]“寬帶中國.光網(wǎng)城市”工程啟動(dòng)后，全國各地將持續(xù)推進(jìn)無線城市建設(shè)，實(shí)現(xiàn)市區(qū)科技園區(qū)、商務(wù)樓宇、機(jī)場、車站、酒店、商業(yè)區(qū)、便利店、咖啡廳等公共重點(diǎn)場所熱點(diǎn)全覆蓋。WiFi熱潮正席卷而來，成為開啟各大城市智慧之門的鑰匙。但是，目前的WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋有以下缺點(diǎn):
[0003]1.WIFI熱點(diǎn)基本都是在室內(nèi)，布置在室外的極少:
[0004]目前的WIFI熱點(diǎn)多集中在商務(wù)樓宇、機(jī)場、車站、酒店、商業(yè)區(qū)、便利店、咖啡廳都室內(nèi)場合，要在公園、公交站點(diǎn)、行進(jìn)的車輛上等室外場合，WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域少之又少，市民只能通過GPRS、3G、4G等數(shù)據(jù)通信方式連接網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)速和穩(wěn)定性無法得到保障，資費(fèi)往往高的離譜。比如在公交車上你需要打開筆記本電腦收發(fā)一個(gè)重要的郵件；在公園散步時(shí)需要用手機(jī)看看視頻；在開車時(shí)你需要一個(gè)包含實(shí)景導(dǎo)航和實(shí)時(shí)路況為你指引出行的路線。這些在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)情況實(shí)現(xiàn)起來比較有難度，并且資費(fèi)的成本非常的高。
[0005]2.WIFI網(wǎng)絡(luò)的布置需要專用的通信線纜，成本高:
[0006]目前的WIFI熱點(diǎn)提供網(wǎng)絡(luò)傳輸都是走的運(yùn)營商現(xiàn)有的光纖、網(wǎng)線等傳統(tǒng)介質(zhì)，在室外布置的WIFI熱點(diǎn)，需要進(jìn)行長距離的通信光纖、設(shè)備供電電纜敷設(shè)。在室外敷設(shè)光纖電纜，如果走架空線，勢必影響城市市容，造成較多的視覺污染；如果采用地埋式敷設(shè)，長距離、網(wǎng)絡(luò)狀的線纜敷設(shè)成本非常高。并且安裝專用的桿塔設(shè)施、無線路由器及交換機(jī)等設(shè)備，也存在成本較高，難以維護(hù)的缺點(diǎn)。
[0007]基于電力載波和無線網(wǎng)絡(luò)的智能城市信息監(jiān)控系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)提供WIFI網(wǎng)絡(luò)，如中國專利201110415493.1。但是集中器只能通過3G無線通信技術(shù)或GPRS方式與公共網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)速度慢，并且沒有充分利用城市管網(wǎng)中通信管網(wǎng)和供電管網(wǎng)同向敷設(shè)的優(yōu)勢。并且該單燈控制器與集中器的電力載波通訊技術(shù)非最新的寬帶電力載波，設(shè)計(jì)最大帶寬僅為250kbps，實(shí)際使用帶寬遠(yuǎn)小于最大帶寬，無法滿足高速上網(wǎng)的要求。
[0008]具備WIFI網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)功能的路燈監(jiān)控系統(tǒng)則需要借助專用的電力貓和電力網(wǎng)橋來實(shí)現(xiàn)，如中國專利201520133701.2。單燈控制器不具備電力載波通訊和AP功能，而是由電力貓來實(shí)現(xiàn)電力載波通訊，電力貓的數(shù)字信號通過RS232或RS485串口通訊方式與單燈控制器MCU通訊。并且該系統(tǒng)中沒有智能集中器，公共網(wǎng)絡(luò)與電力載波的轉(zhuǎn)換通過電力網(wǎng)橋設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，不便于路燈的集中控制和照明配電箱的數(shù)據(jù)采集；無電力載波通信路由管理和中繼功能，只能通過耦合器等專用設(shè)備放大和橋接信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了一種提供無線WIFI熱點(diǎn)的路燈智能集中控制系統(tǒng)及方法，利用現(xiàn)有城市路燈照明電力網(wǎng)絡(luò)，通過寬帶電力載波通信和動(dòng)態(tài)路由算法管理每一個(gè)路燈燈桿的WIFI網(wǎng)絡(luò)AP，使得每個(gè)燈桿成為一個(gè)WIFI熱點(diǎn)。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0011]—種提供無線WIFI熱點(diǎn)的路燈智能集中控制系統(tǒng)，包括路燈智能集中器，所述路燈智能集中器通過光纖收發(fā)器與城市主干網(wǎng)通信，路燈智能集中器以寬帶電力載波通信方式與多個(gè)單燈控制器進(jìn)行通信，單燈控制器集成一個(gè)WIFI網(wǎng)絡(luò)AP，以動(dòng)態(tài)路由管理實(shí)現(xiàn)載波信號的延展和中繼；
[0012]路燈智能集中器與大量單燈控制器的WIFI網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式采用集中控制型AC+FitAP組網(wǎng)模式；在AC+Fi t AP組網(wǎng)模式中，路燈智能集中器的角色為集中控制器AC，單燈控制器的角色為AP，F(xiàn)it AP首先獲得IP地址及AC地址，然后AP發(fā)現(xiàn)AC并完成向AC注冊，接著與AC建立隧道，AP從AC下載相應(yīng)的配置文件，完成自身配置后即可正常工作。
[0013]進(jìn)一步的，所述路燈智能集中器安裝在路燈供電專用配電箱內(nèi)。
[0014]進(jìn)一步的，所述路燈智能集中器包括中央處理單元，所述中央處理單元分別與液晶觸摸顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、寬帶電力載波通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊及USB通信模塊通信，電源模塊用于為上述各模塊進(jìn)行供電。
[0015]進(jìn)一步的，所述路燈智能集中器通過網(wǎng)線與光纖收發(fā)器通信，光纖收發(fā)器通過光纖與城市主干網(wǎng)相連。
[0016]進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元采用大容量E2PR0M掉電后數(shù)據(jù)不丟失存儲(chǔ)芯片，保存用來存放硬件設(shè)置數(shù)據(jù)。
[0017]進(jìn)一步的，路燈智能集中器中，寬帶電力載波通信模塊利用已有的電力線作為通信信道，采用電力線數(shù)字?jǐn)U頻技術(shù)或正交頻分多路復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)對每個(gè)燈桿WIFI AP的通信與網(wǎng)絡(luò)管理，電力線寬帶載波通信設(shè)計(jì)速率可達(dá)500Mbps。
[0018]進(jìn)一步的，AC+Fit AP集中控制架構(gòu)對設(shè)備的功能進(jìn)行了重新劃分，其中AC負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)的接入控制、轉(zhuǎn)發(fā)和統(tǒng)計(jì)、AP的配置監(jiān)控、漫游管理、AP的網(wǎng)絡(luò)代理、安全控制；而Fit AP負(fù)責(zé)IEEE802.11報(bào)文的加解密、IEEE802.11的PHY功能、接收無線控制器的管理、RF空口的統(tǒng)計(jì)等簡單功能。
[0019]進(jìn)一步的，以太網(wǎng)通信模塊包括一路100M/1000M以太網(wǎng)控制器，采用CSMA/⑶協(xié)議，完成路燈智能集中器與遠(yuǎn)程功能網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信與交互。
[0020]進(jìn)一步的，電源模塊包括寬電壓AC/DC模塊及鋰離子電池后備電源，為智能集中器各功能模塊提供不間斷電源輸出。
[0021]進(jìn)一步的，一種提供無線WIFI熱點(diǎn)的路燈智能集中控制方法，包括:
[0022]路燈專用箱式變電站中，路燈智能集中器通過光纖收發(fā)器與城市主干網(wǎng)通信；
[0023]在每一個(gè)路燈的燈桿上安裝一個(gè)路燈單燈控制器，路燈單燈控制器具有一個(gè)WIFI網(wǎng)絡(luò)AP功能，路燈智能集中器通過寬帶電力載波通信管理每個(gè)路燈單燈控制器，每個(gè)路燈控制器采用電力線無線擴(kuò)展技術(shù)，具備WIFI網(wǎng)絡(luò)通信功能，構(gòu)成一個(gè)WIFI網(wǎng)絡(luò)AP。WIFI無線通信的設(shè)計(jì)最大速率為150Mbps，完全能夠滿足在線視頻等高速上網(wǎng)需求。
[0024]路燈智能集中器與大量單燈控制器的WIFI網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式采用集中控制型AC+FitAP組網(wǎng)模式，路燈智能集中器的角色為集中控制器AC，單燈控制器的角色為AP ;
[0025]Fit AP首先獲得IP地址及AC地址，然后AP發(fā)現(xiàn)AC并完成向AC注冊，接著與AC建立隧道，AP從AC下載相應(yīng)的配置文件，完成自身配置后即可正常工作。
[0026]本發(fā)明的有益效果:
[0027]1、網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)成本比較低:
[0028]利用現(xiàn)有路燈供電網(wǎng)絡(luò)的寬帶電力載波通信方式代替光纜等專用線纜的通信方式，省去通信線纜采購和敷設(shè)的大量成本。利用現(xiàn)有的路燈燈桿來安裝WIFI熱點(diǎn)設(shè)備，既解決了無線WIFI網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的供電問題，又省去而且敷設(shè)供電電纜的成本，也省去了桿塔采購及敷設(shè)的成本。
[0029]2、室外網(wǎng)絡(luò)覆蓋的面積非常廣:
[0030]城市道路照明的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍遍布城市的每一個(gè)角落，并且市民在室外的活動(dòng)范圍基本都在城市的道路上。借助城市路燈網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)WIFI網(wǎng)絡(luò)在城市室外道路的大面積覆蓋，基本滿足市民室外WIFI網(wǎng)絡(luò)連接的需求。
【附圖說明】
[0031]圖1智能集中器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0032]圖2智能集中器WIFI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0033]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0034]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖，中央處理單元包括工業(yè)級ARM9處理器和128MB DDR2內(nèi)存，運(yùn)行多用戶、多任務(wù)、多線程的Linux嵌入式操作系統(tǒng)，提供智能集中器的數(shù)據(jù)運(yùn)算及各個(gè)功能模塊數(shù)據(jù)處理功能；
[0035]液晶觸摸顯示模塊配備工業(yè)級高亮度4.3英寸真彩TFT觸摸顯示屏，提供鍵盤輸入和顯示輸出的人機(jī)交互界面；
[0036]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元采用大