基于物聯(lián)網(wǎng)的led云路燈智能控制及決策系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的LED云路燈智能控制及決策系統(tǒng)，通過(guò)在現(xiàn)有路燈控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上采用新型高效節(jié)能光源LED燈，在每一盞路燈中安裝智能芯片，對(duì)路燈進(jìn)行命名識(shí)別，同時(shí)使用物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感技術(shù)讓燈與燈之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，把他們連成可控的路燈網(wǎng)絡(luò)，然后借助穩(wěn)定的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與云計(jì)算中心接連，通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)處理和控制程序，根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度、氣候、光線、交通等因素，自動(dòng)設(shè)置最佳照明方案，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程單燈控制、實(shí)時(shí)控制、自適應(yīng)調(diào)整、故障預(yù)警等，并且路燈采集到的環(huán)境等數(shù)據(jù)將通過(guò)無(wú)線方式傳送回云計(jì)算平臺(tái)，通過(guò)智能計(jì)算分析、判斷并生成最佳照明調(diào)節(jié)方案，從而達(dá)到“按需照明”的自適應(yīng)管理功能。
【專利說(shuō)明】
基于物聯(lián)網(wǎng)的LED云路燈智能控制及決策系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于智慧城市技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的LED云路燈智能控制及決策系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]路燈控制智能化管理是城市管理中技術(shù)含量最高、難度最大的工作之一，很大程度上反映了一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、人文特色和現(xiàn)代化水平。由于路燈遍布在全市各條道路上，其運(yùn)行管理要求高、工作量大，路燈建設(shè)完成之后，其管理和維修需要較大的人力和物力。為了降低路燈運(yùn)行管理成本和提高亮燈率，達(dá)到節(jié)省電力和延長(zhǎng)燈具壽命的目的，這就需要路燈管理部門能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控路燈運(yùn)行狀態(tài)，并要根據(jù)實(shí)際需要及時(shí)配置亮燈、關(guān)燈時(shí)間和功率改變、亮度調(diào)整;在運(yùn)行線路出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)通知維修人員，使維修管理人員有目的地去檢修。例如大城市中在凌晨2點(diǎn)之后，小城市在晚上9點(diǎn)之后，路上行人、車輛已經(jīng)很稀少，而保持高強(qiáng)度的照明顯然已經(jīng)沒(méi)有必要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)照明耗電中，道路照明將近占0.3的比例，大約439億kWh，以平均電價(jià)0.65元/kWh計(jì)算，一年開(kāi)支285億元。為了節(jié)省開(kāi)支，隔盞關(guān)燈的落后想法成了我國(guó)大部分地區(qū)的節(jié)能方法，但是這一作法不僅造成了照明的分布不均，而且還使后半夜電網(wǎng)電壓升高，這位燈具造成了巨大損害。
[0003]國(guó)際大公司目前起步開(kāi)始研發(fā)LED智能路燈系統(tǒng)。例如法國(guó)城市照明管理集團(tuán)Cl TELUM研發(fā)了一種LUXIC0M單燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)載波電流信息傳輸技術(shù)控制單燈，但僅限于單燈控制管理，而飛利浦公司當(dāng)前正啟動(dòng)一個(gè)CityTouch智能路燈控制系統(tǒng)項(xiàng)目，嘗試朝智能化路燈管理方向發(fā)展。由于目前市面上照明產(chǎn)品種類繁多，如果要求所有的設(shè)備都是同一廠家的產(chǎn)品，或一個(gè)系統(tǒng)只能用同一個(gè)廠家的所有產(chǎn)品配套則不符合現(xiàn)實(shí)情況，并且在路燈控制系統(tǒng)市場(chǎng)上無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可言，各地區(qū)建的路燈控制系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，形成ig息孤島O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的LED云路燈智能控制及決策系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)路燈的智能遠(yuǎn)程控制，對(duì)于不同的使用者都通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)使用運(yùn)行在云計(jì)算平臺(tái)上的本發(fā)明的智能LED路燈控制及決策系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明具體通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的LED云路燈智能控制及決策系統(tǒng)，所述系統(tǒng)運(yùn)行在云計(jì)算平臺(tái)上，所述系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)控制器、無(wú)線終端和監(jiān)控中心;其中，
[0007]現(xiàn)場(chǎng)控制器包括單片機(jī)、第一ZigBee模塊、第一蜂窩通信模塊，所述第一 ZigBee模塊負(fù)責(zé)與該路段中所有無(wú)線終端進(jìn)行信息傳遞，將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給單片機(jī)進(jìn)行處理，或者將來(lái)自單片機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送給所有的無(wú)線終端或某個(gè)無(wú)線終端，所述第一蜂窩通信模塊負(fù)責(zé)所述現(xiàn)場(chǎng)控制器與所述監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸；
[0008]無(wú)線終端包括第二ZigBee模塊、第二蜂窩通信模塊、傳感器、LED路燈和控制電路，所述無(wú)線終端是路燈監(jiān)控系統(tǒng)中控制功能的執(zhí)行部分，同時(shí)也完成了檢測(cè)功能中信號(hào)采集的工作;通過(guò)所述第二ZigBee模塊自身組建的網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線終端接受所述現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)出的命令以及與現(xiàn)場(chǎng)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所述傳感器感知周圍環(huán)境，采集車流量、雨霧環(huán)境數(shù)據(jù)，自適應(yīng)調(diào)整控制LED路燈的照明狀態(tài)；
[0009]所述監(jiān)控中心運(yùn)行智能決策支持子系統(tǒng)，所述智能決策支持子系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)將底層基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和匯總，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘和多維數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和分析，生成對(duì)用戶管理決策有幫助的信息，并以多種直觀的圖形化顯示方式呈現(xiàn)給用戶，輔助用戶進(jìn)行管理決策，其中，所述數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)包括所述無(wú)線終端采集到的數(shù)據(jù)。
[0010]進(jìn)一步地，所述LED路燈與LED路燈之間通過(guò)所述第二 Zigbee模塊組成燈聯(lián)網(wǎng)。
[0011]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能:LED控制功能包括:明暗程度、顏色顯示，亮滅時(shí)間的控制、亮滅排列；智能管理功能包括:自動(dòng)調(diào)制、信息采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ);運(yùn)行監(jiān)測(cè)功能包括:路燈狀況、流量狀況。系統(tǒng)查詢包括公共信息和特定信息的查詢;故障處理包括:故障檢測(cè)、故障報(bào)警、自動(dòng)避障；系統(tǒng)管理包括:系統(tǒng)設(shè)置、系統(tǒng)維護(hù)和系統(tǒng)升級(jí)。
[0012]進(jìn)一步地，所述公共信息包括溫度、光照、二氧化碳濃度、車流量，特定信息是指通過(guò)管理程序生成的LED燈集體的電壓、電流、亮燈率、開(kāi)關(guān)時(shí)間等的分析曲線和報(bào)表。
[0013]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括路由器，所述路由器連接所述現(xiàn)場(chǎng)控制器與無(wú)線終端；所述現(xiàn)場(chǎng)控制器用于建立和配置網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的正常工作以及保持網(wǎng)絡(luò)和其他設(shè)備的通信;所述路由器是一個(gè)用來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)消息的設(shè)備，作用是用來(lái)增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，保證無(wú)線通信的穩(wěn)定性;首先，路由器加入現(xiàn)場(chǎng)控制器組建的網(wǎng)絡(luò)后接收來(lái)自無(wú)線終端的信號(hào)，然后發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)控制器，同時(shí)也會(huì)接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)控制器的命令，轉(zhuǎn)發(fā)給無(wú)線終端。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2是無(wú)線終端的LED路燈硬件電路圖；
[0016]圖3是本發(fā)明的路燈無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是智能決策支持子系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]基于物聯(lián)網(wǎng)的LED云路燈智能控制及決策系統(tǒng)是通過(guò)在現(xiàn)有路燈控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上采用新型高效節(jié)能光源LED燈，在每一盞路燈中安裝智能芯片，對(duì)路燈進(jìn)行命名識(shí)別，同時(shí)使用物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感技術(shù)讓燈與燈之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，把他們連成可控的路燈網(wǎng)絡(luò)，然后借助穩(wěn)定的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與云計(jì)算中心接連，通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)處理和控制程序，根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)瑋度、氣候、光線、交通等因素，自動(dòng)設(shè)置最佳照明方案，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程單燈控制、實(shí)時(shí)控制、自適應(yīng)調(diào)整、故障預(yù)警等，并且路燈采集到的環(huán)境等數(shù)據(jù)將通過(guò)無(wú)線方式傳送回云計(jì)算平臺(tái)，通過(guò)智能計(jì)算分析、判斷并生成最佳照明調(diào)節(jié)方案，從而達(dá)到“按需照明”的自適應(yīng)管理功會(huì)K。
[0020]本發(fā)明的系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能:
[0021]LED控制功能主要包括:明暗程度、顏色顯示，亮滅時(shí)間的控制、亮滅排列。智能管理包括:自動(dòng)調(diào)制、信息采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。運(yùn)行監(jiān)測(cè)功能包括:路燈狀況、流量狀況。系統(tǒng)查詢包括公共信息和特定信息的查詢，公共信息查詢諸如溫度、光照、二氧化碳濃度、車流量等信息，特定信息則指通過(guò)管理程序生成的LED燈集體的電壓、電流、亮燈率、開(kāi)關(guān)時(shí)間等的分析曲線和報(bào)表。故障處理包括:故障檢測(cè)、故障報(bào)警、自動(dòng)避障。系統(tǒng)管理包括:系統(tǒng)設(shè)置、系統(tǒng)維護(hù)和系統(tǒng)升級(jí)。
[0022]如附圖1所示，本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的LED云路燈智能控制及決策系統(tǒng)可以分為三大部分:現(xiàn)場(chǎng)控制器、無(wú)線終端和監(jiān)控中心。
[0023]現(xiàn)場(chǎng)控制器由單片機(jī)、ZigBee模塊、蜂窩通信模塊(圖中為GPRS模塊)等組成，它基于UC/OS II操作系統(tǒng)，運(yùn)行起來(lái)穩(wěn)定、可靠。
[0024]其中，ZigBee模塊負(fù)責(zé)與該路段中所有路燈上的無(wú)線終端進(jìn)行信息傳遞，將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給單片機(jī)進(jìn)行處理，或者將來(lái)自單片機(jī)的數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送給其他所有的無(wú)線終端或某個(gè)無(wú)線終端，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)路燈的檢測(cè)和控制。單片機(jī)會(huì)對(duì)這些檢測(cè)和控制數(shù)據(jù)處理并通過(guò)LED路燈顯示出來(lái)，起到了智能控制的作用。GPRS模塊負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制器與監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。
[0025]現(xiàn)場(chǎng)控制器可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期將接收自無(wú)線終端的各種狀態(tài)及檢測(cè)數(shù)據(jù)主動(dòng)上報(bào)給監(jiān)控中心。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)控制器檢測(cè)到某盞路燈有突發(fā)故障(如供停電、電流值不正常等)出現(xiàn)時(shí)同樣以主動(dòng)上報(bào)方式將故障信息上報(bào)給監(jiān)控中心。
[0026]無(wú)線終端由ZigBee模塊、蜂窩通信模塊(圖中為GPRS模塊)、天線、各種傳感器、LED路燈和控制電路等組成。它是路燈監(jiān)控系統(tǒng)中控制功能的執(zhí)行部分，同時(shí)也完成了檢測(cè)功能中信號(hào)采集等工作。通過(guò)ZigBee模塊自身組建的網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線終端可以接受現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)出的命令以及與現(xiàn)場(chǎng)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。將智能傳感器集成進(jìn)LED燈源中，通過(guò)傳感器感知周圍環(huán)境，采集車流量、雨霧環(huán)境等數(shù)據(jù)，自適應(yīng)調(diào)整控制LED路燈的照明狀態(tài)。同時(shí)，燈與燈之間通過(guò)Z i gb e e無(wú)線通信模式形成燈聯(lián)網(wǎng)。
[0027]如附圖2所示，無(wú)線終端的LED路燈硬件電路包括電路直流穩(wěn)壓電源模塊、LED檢測(cè)模塊以及CC2430 220V交流電經(jīng)過(guò)變壓器降壓后得到9V交流電，然后經(jīng)過(guò)直流穩(wěn)壓電源的整流橋全波整流，電容濾波穩(wěn)壓后得到穩(wěn)定的5V直流電源。除去需給LED檢測(cè)電路提供5V直流電源外，Zigbee芯片需要3.3V的直流電壓，故需要使用一個(gè)三端穩(wěn)壓器把5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V直流電源。交流電經(jīng)過(guò)LED驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED路燈，同時(shí)，控制電路是由CC2430的處理器直接控制繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，每一個(gè)路燈都是用一個(gè)單獨(dú)的繼電器來(lái)控制，容易實(shí)現(xiàn)且操作簡(jiǎn)單。當(dāng)光敏電路檢測(cè)光線明暗時(shí)會(huì)向CC2430輸入一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，然后CC2430輸出一個(gè)控制信號(hào)決定NPN型三極管B極和E極間的電壓，控制三極管是否導(dǎo)通，從而控制繼電器的斷開(kāi)與閉合，達(dá)到控制路燈開(kāi)關(guān)的目的。
[0028]ZigBee支持3種通信設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，即Star、Mesh和Cl us ter Tree。其中，Star(星形)網(wǎng)絡(luò)是一種常用且適用于長(zhǎng)期運(yùn)行使用操作的網(wǎng)絡(luò);Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種高可靠性檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，它通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接可提供多個(gè)數(shù)據(jù)通信通道，即它是一個(gè)高級(jí)別的冗余性網(wǎng)絡(luò)，一旦設(shè)備數(shù)據(jù)通信發(fā)生故障，則存在另一個(gè)路徑可供數(shù)據(jù)通信；Cluster Tree網(wǎng)絡(luò)是Star/Mesh的混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，結(jié)合了上述兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。
[0029]本發(fā)明采用ZigBee和GPRS相結(jié)合的方式，統(tǒng)籌考慮了ZigBee和GPRS兩種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，采用ZigBee降低了成本，減小了組網(wǎng)的難度，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性，同時(shí)利用了GPRS傳輸速率快、覆蓋范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，有效解決了大量數(shù)據(jù)的快速傳輸問(wèn)題，連接Internet，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。
[0030]如附圖3所示，基于Zigbee技術(shù)的LED路燈無(wú)線網(wǎng)絡(luò)由終端節(jié)點(diǎn)、路由器和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器組成，通過(guò)路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，將終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器進(jìn)行無(wú)線連接。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，即現(xiàn)場(chǎng)控制器。
[0031]網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，起到監(jiān)控整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的作用，有若干個(gè)路由器和終端節(jié)點(diǎn)。它是建立和配置網(wǎng)絡(luò)的一種設(shè)備，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的正常工作以及保持網(wǎng)絡(luò)和其他設(shè)備的通信。首先，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器建立一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線信號(hào)，接受其他設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求，同時(shí)發(fā)送指令給其他節(jié)點(diǎn)，控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
[0032]路由器是一個(gè)用來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)消息的設(shè)備，作用是用來(lái)增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，保證無(wú)線通信的穩(wěn)定性。首先，路由器加入網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器組建的網(wǎng)絡(luò)后接收來(lái)自終端節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，然后發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，同時(shí)也會(huì)接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的命令，轉(zhuǎn)發(fā)給終端節(jié)點(diǎn)。路由器作為無(wú)線控制中繼器，起到擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)容量和增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的作用，同時(shí)，路由器也可以作為終端節(jié)點(diǎn)，用來(lái)控制路燈的開(kāi)關(guān)。在整個(gè)系統(tǒng)正常工作時(shí)，路由器接收網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的控制信號(hào)，并且轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)而控制路燈工作狀態(tài)。
[0033]路由節(jié)點(diǎn)安裝在路燈燈桿上，起著控制路燈節(jié)能和為其他節(jié)點(diǎn)的信息中繼的作用。路燈作為一種終端設(shè)備，它可以執(zhí)行自己的相關(guān)功能，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備通信，而不需要維護(hù)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)信息。終端設(shè)備要其他設(shè)備進(jìn)行通信只可以通過(guò)路由器轉(zhuǎn)發(fā)。在系統(tǒng)各子網(wǎng)內(nèi)路燈控制器通信采用ZigBee協(xié)議，無(wú)需通信費(fèi)用，現(xiàn)場(chǎng)控制器是采用GPRS數(shù)傳終端，對(duì)子網(wǎng)內(nèi)采用ZigBee協(xié)議與路燈控制器通信，對(duì)系統(tǒng)中心通過(guò)GPRS通信。ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)，形成一個(gè)ZigBee子站，監(jiān)控中心通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與ZigBee子網(wǎng)相聯(lián)。
[0034]目前全國(guó)各地都有需要建設(shè)智慧道路照明系統(tǒng)工程，然而每一個(gè)工程往往是孤立的，都需要建立一套獨(dú)立的后臺(tái)控制系統(tǒng)，需要搭建服務(wù)器系統(tǒng)，并且不同工程的系統(tǒng)之間無(wú)法互通，也無(wú)法和其它智慧城市應(yīng)用相互連通，因此，有必要將路燈管控系統(tǒng)統(tǒng)一起來(lái)，對(duì)于商家來(lái)說(shuō)，無(wú)需再投入硬件和相應(yīng)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本，均可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)使用運(yùn)行在云計(jì)算平臺(tái)上的本發(fā)明的智能LED路燈控制及決策系統(tǒng)。因此，本發(fā)明的控制系統(tǒng)是運(yùn)行在云計(jì)算平臺(tái)上，系統(tǒng)的底層采用云計(jì)算架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算架構(gòu)采取三步主要流程，包括:
[0035]I)云計(jì)算平臺(tái)的搭建
[0036]設(shè)計(jì)搭建一個(gè)物理上可以工作的云計(jì)算平臺(tái)，主要涉及的工作包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試，并輔以相應(yīng)平臺(tái)軟件的安裝、設(shè)置。該階段完成以后，可以在云計(jì)算平臺(tái)上以手工方式逐一實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的原子操作，如虛擬資源的創(chuàng)建、更改、維護(hù)等。
[0037]從硬件結(jié)構(gòu)上說(shuō)，云計(jì)算平臺(tái)可以分為服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等三個(gè)部分。根據(jù)處理器架構(gòu)的不同，服務(wù)器還可以分為x86系列、HP的IA64芯片系列等。
[0038]在軟件上，一個(gè)基本的云計(jì)算平臺(tái)需要的軟件主要有各種虛擬化套件、監(jiān)控軟件、配置管理軟件、備份/恢復(fù)軟件等等。不同處理器架構(gòu)的服務(wù)器所使用的監(jiān)控、配置、備份等軟件可能相同，也可能不同。另外還需要一些必要的安全性方面的軟件，以解決本項(xiàng)目對(duì)云計(jì)算平臺(tái)的安全性的要求。
[0039]2)云管理平臺(tái)的部署
[0040]云計(jì)算平臺(tái)的搭建階段完成以后，云計(jì)算平臺(tái)的每個(gè)組件將都可以獨(dú)立工作。但是這時(shí)云計(jì)算平臺(tái)仍只是出于一個(gè)松耦合的階段，沒(méi)有整合性可言。要完成任何一個(gè)簡(jiǎn)單的業(yè)務(wù)性操作，可能都需要在不同的平臺(tái)上，以不同的方式手工地運(yùn)行一系列的命令。整個(gè)過(guò)程可能冗長(zhǎng)而又繁瑣，而且極容易犯錯(cuò)。所以，仍然需要對(duì)云管理平臺(tái)進(jìn)行部署工作，來(lái)符合本系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)。
[0041]該階段工作主要是在已經(jīng)搭建的云計(jì)算平臺(tái)上，根據(jù)項(xiàng)目自身的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，為其安裝云計(jì)算平臺(tái)的管理程序。該階段完成以后，系統(tǒng)管理員將能通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)操控整個(gè)云計(jì)算平臺(tái)。對(duì)云計(jì)算平臺(tái)的操作也將被封裝成不同的業(yè)務(wù)集合，不再僅僅以原子操作為單位。
[0042]3)應(yīng)用迀移
[0043]在云計(jì)算平臺(tái)平穩(wěn)投入運(yùn)行以后，可以考慮進(jìn)行第三階段，即將原先運(yùn)行于純物理平臺(tái)的應(yīng)用，分期分批地向云計(jì)算平臺(tái)迀移，并做業(yè)務(wù)切換。在這個(gè)階段里，云計(jì)算平臺(tái)將逐漸地原先完全基于物理機(jī)平臺(tái)，在企業(yè)的業(yè)務(wù)提供強(qiáng)有力的平臺(tái)支持。
[0044]在資源緊張的情況下，還可以考慮逐步將應(yīng)用被迀走的物理機(jī)納入云計(jì)算平臺(tái)的管理范圍，使其成為資源池的一部分。這樣，企業(yè)可以以相對(duì)較小的代價(jià)逐漸起步，推進(jìn)其云計(jì)算平臺(tái)的建設(shè)。
[0045]在云計(jì)算平臺(tái)上線以后，還存在一個(gè)將現(xiàn)有的應(yīng)用向云計(jì)算平臺(tái)迀移的過(guò)程。只有將應(yīng)用迀移到云計(jì)算平臺(tái)，才能更好地發(fā)揮云計(jì)算平臺(tái)的作用。
[0046]根據(jù)不同應(yīng)用的不同特性，所采取的具體步驟將會(huì)很不一樣。整體而言，我們會(huì)先對(duì)當(dāng)前各個(gè)應(yīng)用進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)各個(gè)應(yīng)用的特性選擇需要迀移的業(yè)務(wù)應(yīng)用。然后，應(yīng)該仔細(xì)分析選出的應(yīng)用，并制定一個(gè)適合于該應(yīng)用迀移的大致方案。這個(gè)方案可以在云計(jì)算平臺(tái)的測(cè)試環(huán)境上進(jìn)行驗(yàn)證。如果方案能夠被測(cè)試通過(guò)，則還需進(jìn)一步地確認(rèn)該迀移方案的細(xì)節(jié)，以及失敗以后的回滾方案等。最后是對(duì)迀移的實(shí)施。如果迀移失敗，則需根據(jù)回滾計(jì)劃進(jìn)行回滾，并對(duì)失敗原因進(jìn)行分析。
[0047]針對(duì)路燈管理、維護(hù)等工作中的一些決策問(wèn)題，如通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題和分析問(wèn)題，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，形成一套面向路燈管理的智能決策支持子系統(tǒng)，能根據(jù)已有的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、判斷，例如根據(jù)上月的交通流量來(lái)預(yù)測(cè)路燈的未來(lái)照明強(qiáng)度等。
[0048]監(jiān)控中心運(yùn)行本發(fā)明的智能決策支持子系統(tǒng)，智能決策支持子系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)將底層基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和匯總，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘和多維數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和分析，生成對(duì)用戶管理決策有幫助的信息，并以多種直觀的圖形化顯示方式呈現(xiàn)給用戶，輔助用戶進(jìn)行管理決策。
[0049]智能決策支持子系統(tǒng)包括四個(gè)層次，自底向上分別為基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)層、綜合數(shù)據(jù)分析層和圖形化展示層。如附圖4所示，其中，(I)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)層包括多個(gè)不同的用戶數(shù)據(jù)，作為本子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源；(2)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)層，按照分析主題對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和整理，便于更高層的數(shù)據(jù)分析與查詢；(3)綜合數(shù)據(jù)分析層針對(duì)特定的決策分析任務(wù)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)挖掘或多維數(shù)據(jù)分析模型，通過(guò)聚類、分類、關(guān)聯(lián)分析等數(shù)據(jù)分析手段對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)層的數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，得到有助于高層決策的信息；(4)圖形化展示層提供多種不同類型的圖形，將綜合數(shù)據(jù)分析層產(chǎn)生的信息進(jìn)行圖形化展示，便于用戶查看和發(fā)現(xiàn)有助于管理決策的信息。
[0050]數(shù)據(jù)挖掘執(zhí)行過(guò)程:(I)圍繞已確定主題對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清理、集成和變換等技術(shù)處理，以消除噪聲并糾正數(shù)據(jù)中的不一致，最終將數(shù)據(jù)裝載人數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)；(2)在數(shù)據(jù)整理的基礎(chǔ)上選取合適的算法，構(gòu)建數(shù)據(jù)挖掘模型。從目的數(shù)據(jù)中得到有價(jià)值的預(yù)測(cè)結(jié)果；(3)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和驗(yàn)證，選擇數(shù)據(jù)挖掘最優(yōu)模型，并應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題，從而保證所選模型的可靠性和實(shí)用性。
[0051]在實(shí)際數(shù)據(jù)挖掘的過(guò)程中，上述步驟不可能一次成功，系統(tǒng)將會(huì)根據(jù)實(shí)際問(wèn)題所要求的目的和精度，對(duì)其中的某些步驟反復(fù)運(yùn)行，并適時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)挖掘模型的參數(shù)，直至滿足要求。
[0052 ]本發(fā)明的主要特色和創(chuàng)新之處主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面:
[0053]I)LED代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高壓鈉燈，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等特點(diǎn)，是除太陽(yáng)能等可再生能源外，最快速有效降低二氧化碳排放量的稱為第四代照明光源或綠色光源，切實(shí)響應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)追求。
[0054]2)把功耗低、傳輸數(shù)據(jù)可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大、兼容性強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)成本低、工作頻段靈活的物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)與具備覆蓋地域廣、網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無(wú)縫連接、網(wǎng)絡(luò)可靠性高，保密性好、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)的GPRS無(wú)線通訊模塊應(yīng)用到大規(guī)模發(fā)行、普及和應(yīng)用的智能控制的LED路燈系統(tǒng)，使得成本適中。
[0055]3)智能控制的LED路燈系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)明暗程度、顏色顯示、亮滅時(shí)間的控制、亮滅排列等傳統(tǒng)路燈無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，切實(shí)滿足了公眾對(duì)于路燈系統(tǒng)的需求。控制管理系統(tǒng)通過(guò)ZigBee+GPRS無(wú)線通信模塊真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)于路燈排障、遠(yuǎn)程控制的目的。
[0056]4)將傳感器等設(shè)備加裝在路燈系統(tǒng)中，能采集車流量、雨霧環(huán)境等數(shù)據(jù)，自適應(yīng)調(diào)整控制LED路燈的照明狀態(tài)。
[0057]5)數(shù)據(jù)的云存儲(chǔ)與查詢，智能控制的LED路燈系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)路燈進(jìn)行產(chǎn)品信息存儲(chǔ)功能、查詢的功能，這樣就能有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)于路燈工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。同時(shí)，通過(guò)采集回的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，輔助管理著決策。
[0058]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的LED云路燈智能控制及決策系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)運(yùn)行在云計(jì)算平臺(tái)上，所述系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)控制器、無(wú)線終端和監(jiān)控中心;其中， 現(xiàn)場(chǎng)控制器包括單片機(jī)、第一 ZigBee模塊、第一蜂窩通信模塊，所述第一 ZigBee模塊負(fù)責(zé)與該路段中所有無(wú)線終端進(jìn)行信息傳遞，將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給單片機(jī)進(jìn)行處理，或者將來(lái)自單片機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送給所有的無(wú)線終端或某個(gè)無(wú)線終端，所述第一蜂窩通信模塊負(fù)責(zé)所述現(xiàn)場(chǎng)控制器與所述監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸； 無(wú)線終端包括第二 ZigBee模塊、第二蜂窩通信模塊、傳感器、LED路燈和控制電路，所述無(wú)線終端是路燈監(jiān)控系統(tǒng)中控制功能的執(zhí)行部分，同時(shí)也完成了檢測(cè)功能中信號(hào)采集的工作;通過(guò)所述第二ZigBee模塊自身組建的網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線終端接受所述現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)出的命令以及與現(xiàn)場(chǎng)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所述傳感器感知周圍環(huán)境，采集車流量、雨霧環(huán)境數(shù)據(jù)，自適應(yīng)調(diào)整控制LED路燈的照明狀態(tài)； 所述監(jiān)控中心運(yùn)行智能決策支持子系統(tǒng)，所述智能決策支持子系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)將底層基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和匯總，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘和多維數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和分析，生成對(duì)用戶管理決策有幫助的信息，并以多種直觀的圖形化顯示方式呈現(xiàn)給用戶，輔助用戶進(jìn)行管理決策，其中，所述數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)包括所述無(wú)線終端采集到的數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述LED路燈與LED路燈之間通過(guò)所述第二Zigbee模塊組成燈聯(lián)網(wǎng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能:LED控制功能包括:明暗程度、顏色顯示，亮滅時(shí)間的控制、亮滅排列；智能管理功能包括:自動(dòng)調(diào)制、信息采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ);運(yùn)行監(jiān)測(cè)功能包括:路燈狀況、流量狀況。系統(tǒng)查詢包括公共信息和特定信息的查詢;故障處理包括:故障檢測(cè)、故障報(bào)警、自動(dòng)避障；系統(tǒng)管理包括:系統(tǒng)設(shè)置、系統(tǒng)維護(hù)和系統(tǒng)升級(jí)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述公共信息包括溫度、光照、二氧化碳濃度、車流量，特定信息是指通過(guò)管理程序生成的LED燈集體的電壓、電流、亮燈率、開(kāi)關(guān)時(shí)間等的分析曲線和報(bào)表。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括路由器，所述路由器連接所述現(xiàn)場(chǎng)控制器與無(wú)線終端;所述現(xiàn)場(chǎng)控制器用于建立和配置網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的正常工作以及保持網(wǎng)絡(luò)和其他設(shè)備的通信;所述路由器是一個(gè)用來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)消息的設(shè)備，作用是用來(lái)增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，保證無(wú)線通信的穩(wěn)定性;首先，路由器加入現(xiàn)場(chǎng)控制器組建的網(wǎng)絡(luò)后接收來(lái)自無(wú)線終端的信號(hào)，然后發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)控制器，同時(shí)也會(huì)接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)控制器的命令，轉(zhuǎn)發(fā)給無(wú)線終端。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK105959380SQ201610389653
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月3日
【發(fā)明人】朱光翔, 陳曉威, 楊彤, 王岢
【申請(qǐng)人】深圳中電桑飛智能照明科技有限公司