一种基于物联网的智能LED路灯
技术领域
本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种基于物联网的智能LED路灯。
背景技术
随着人们生活水平的提高，城市化发展越来越快，节能环保的概念成为城市现代化生活的重点，太阳能、风能是最常有的自然能源，具有用之不尽、取之不竭的优势，LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势成为新一代节能光源，将太阳能、风能应用在LED路灯上，安全、节能、环保；现有技术的LED路灯往往存在较多问题，不能实现远程定位、远程监控、远程控制，使用不便，还会造成能源的浪费。
经检索，中国专利申请号为201720999160.0的专利，公开了一种智能LED路灯，包括灯头、灯杆、连接杆、LED光源、固定板和摄像头。上述专利中的LED光源存在以下不足：LED光源作为路灯最重要的结构，其作用是为路面照明，该装置中的LED光源不能自动调节亮度，在一些没有车的路面上，路灯依然亮，造成大量的电能浪费，因此不符合我国节能减排的基本国策。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于物联网的智能LED路灯。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于物联网的智能LED路灯，包括底座，所述底座的顶部中央焊接有灯柱，灯柱的外壁焊接有支架，支架的一端通过螺纹连接有LED灯，支架的外壁通过螺栓连接有摄像头，灯柱的外壁设置有ST400MB信息处理器和MAM-320通讯器，ST400MB信息处理器与MAM-320通讯器电性连接，灯柱的顶端设置有太阳能板，太阳能板的底部设置有旋转机构。
为了使得保护路灯的稳定性，所述灯柱的外壁底端焊接有翼板，翼板的底端焊接于底座的顶端，翼板数量为四个。
为了使得对过往车辆进行测速，支架的外壁设置有测速仪。
为了使得对司机进行提醒，所述灯柱的外壁焊接有两个支撑柱，支撑柱的一端焊接有电子显示屏。
为了使得对LED灯的亮度进行调整，所述底座的内部设置有电池、PLC s7-400处理器和LED亮度调节模块，灯柱的外壁设置有光线亮度传感器，光线亮度传感器与电池、PLCs7-400处理器和LED亮度调节模块电性连接，太阳能板与电池电性连接。
为了使得提高太阳能板的发电量，所述旋转机构包括固定杆、第一转轴、从动锥齿轮、旋转电机、第二转轴和主动锥齿轮，固定杆的顶端焊接于太阳能板的底部，第一转轴焊接于固定杆的底端，从动锥齿轮焊接于第一转轴的一端，主动锥齿轮与从动锥齿轮配合使用，第二转轴焊接于主动锥齿轮的底部，旋转电机通过联轴器连接于第二转轴的底端，第一转轴转动连接于灯柱的外壁，旋转电机焊接于灯柱的内壁。
为了使得太阳能板可以自动调整角度，所述旋转电机电性连接于PLC s7-400处理器和MAM-320通讯器。
为了使得太阳能LED智能路灯智能化的工作，不造成多余的浪费，所述摄像头依次与所述行人车辆识别模块、距离识别模块、ST400MB信息处理器以及MAM-320通讯器连接；
所述行人车辆识别模块和距离识别模块设置在灯柱的内壁；
所述摄像头，用于拍摄并获取智能LED路灯对应的目标道路的道路图像；
所述行人车辆识别模块，用于识别所述摄像头拍摄获取的所述道路图像中是否存在目标车辆、目标行人；
所述距离识别模块，用于当所述行人车辆识别模块识别到所述道路图像中存在目标车辆时，识别所述目标车辆的当前位置与所述智能LED路灯的当前位置之间的第一距离；
所述第一距离小于或等于第一预设距离时，基于所述ST400MB信息处理器向所述远程终端发送第一控制指令，并按照所述第一控制指令控制所述智能LED路灯工作；
所述距离识别模块，用于当所述行人车辆识别模块识别到所述道路图像中存在目标行人时，识别所述目标行人的当前位置与所述智能LED路灯的当前位置之间的第二距离；
所述第二距离小于或等于第二预设距离时，基于所述ST400MB信息处理器向所述远程终端发送第二控制指令，并按照所述第二控制指令控制所述智能LED路灯工作；
其中，所述第一预设距离大于第二预设距离。所述第一预设距离是为让路灯开启而设置的车辆和路灯之间的距离，第二预设距离是为让路灯开启而设置的行人和路灯之间的距离。就是以路灯为圆点，方圆半径为80米的距离为第一预设距离，方圆半径为40米为第二预设距离
为了使得太阳光能够得到最大化的利用和存储，所述控制器与所述角度传感器、自动测量装置以及旋转电机连接；
所述角度传感器设置在所述灯柱的顶端，所述自动测量装置设置在所述灯柱的一侧，所述控制器设置在所述灯柱上；
角度传感器，用于基于在预先设定好的标准坐标系中来测量所述太阳能板在所述灯柱的顶端的当前倾斜角度；
自动测量装置，用于基于在预先设定好的标准坐标系中来测量当前时刻的太阳光照射到所述太阳能板的光照信息；
所述控制器，用于基于所述角度传感器测量的当前倾斜角度、所述自动测量装置测量的光照信息，并根据如下公式，计算当前时刻所述太阳能板接收的光伏强度；
其中，P表示当前时刻所述太阳能板接收的光伏强度；δ表示基于所述角度传感器测量的当前倾斜角度；S表示太阳能板的实际面积；S0表示所述自动测量装置测量的所述太阳能板被太阳光照射的面积；P1表示所述自动测量装置基于标准坐标系测量的斜面太阳光直射到太阳能板上的辐照强度；P2表示所述自动测量装置基于标准坐标系测量的水平面太阳光直射到太阳能板上的辐照强度；
所述控制器，还用于将接收的光伏强度与对应的预先设定的所述太阳能板接收的最大强度范围进行比较；
若所述光伏强度在所述最大强度范围内，控制所述太阳能板保持当前倾斜角度不变；
否则，根据如下公式，计算所述太阳能板的待调整角度，并根据所述当前倾斜角度以及待调整角度获取所述太阳板的最终倾斜角度；
Δy为所述太阳能板的待调整角度；Y1表示所述最大强度范围的最大强度值；Y2表示所述最大强度范围的最小强度值；s1(δ)表示所述太阳能板的在当前时刻基于当前倾斜角度δ的实际投影面积；s2(δ)表示所述太阳能板的在当前时刻基于当前倾斜角度δ的预设投影面积；
同时，所述控制器，用于控制所述旋转电机带动所述太阳能板按照所述待调整角度旋转到最终倾斜角度。
本发明的有益效果为：
1、摄像头能够对道路前方的路况进行监测，监测的画面信息传递给ST400MB信息处理器，ST400MB信息处理器对信息进行分析后，若有车辆即将要通过，再控制MAM-320通讯器将信息发送给远程终端，远程终端收到信息后在发送指令使LED灯开启，当车辆通过后，使LED灯关闭，能够有效节约能源浪费的问题；通过设置翼板能够对灯柱进行加固，防止灯柱在较大外力作用下而倒塌，保护了路灯的稳定性。
2、测速仪能够对过往车辆进行测速，并将测速的结果通过MAM-320通讯器发送给远程终端；电子显示屏通过MAM-320通讯器能够与远程终端进行交互，若过往车辆的车速过快，远程终端便会在电子显示屏上显示车辆的车速，对司机进行提醒，能够有效避免因超速而造成的交通事故；MAM-320通讯器与远程终端进行通信，远程终端通过不同季节的太阳轨迹向MAM-320通讯器发送信息，信息经过PLC s7-400处理器分析后，PLC s7-400处理器通过通过控制旋转电机来自动调整角度，实现了太阳能板转动的自动化和智能化。
3、太阳能板能够将光能转换成电能储存在电池中，光线亮度传感器对马路的光线强度进行监测，检测信息传给PLC s7-400处理器进行分析，当亮度到达一定值时，PLC s7-400处理器控制LED亮度调节模块对LED灯的亮度进行调整，进一步节约了电能，使路灯更加智能化；通过设置旋转机构能够使太阳能板进行转动，使太阳能板能够调整到最合适的角度进行光能发电。
4.太阳能板能够将光能转换成电能储存在电池中，为了使得储电效率达到最大，LED路灯的太阳能板会通过角度传感器，旋转电机的观察配合来跟随着太阳的转动而转动，使得在白日条件下储电效率达到最大，以供夜晚充足的电量储存供应，这样做大大防止了夜晚出现供电不足，LED路灯被迫停止工作的风险。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于物联网的智能LED路灯的结构示意图；
图2为本发明提出的一种基于物联网的智能LED路灯的旋转机构结构示意图；
图3为本发明提出的一种基于物联网的智能LED路灯的底座内部结构示意图；
图4为本发明提出的一种基于物联网的智能LED路灯的控制单元结构示意图。
图5为本发明提出的一种基于物联网的智能LED路灯的行人车辆距离识别单元示意图。
图中：1底座、2翼板、3灯柱、4ST400MBST400MB信息处理器、5MAM-320MAM-320通讯器、6光线亮度传感器、7太阳能板、8支架、9测速仪、10摄像头、11LED灯、12支撑柱、13电子显示屏、14固定杆、15第一转轴、16从动锥齿轮、17旋转电机、18第二转轴、19主动锥齿轮、20电池、21PLC s7-400处理器、22LED亮度调节模块、23行人车辆识别模块、24距离识别模块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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专利和简化描述，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专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。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专利中的具体含义。
一种基于物联网的智能LED路灯，如图1-图3所示，包括底座1，所述底座1的顶部中央焊接有灯柱3，灯柱3的外壁焊接有支架8，支架8的一端通过螺纹连接有LED灯11，支架8的外壁通过螺栓连接有摄像头10，灯柱3的外壁设置有ST400MB信息处理器4和MAM-320通讯器5，ST400MB信息处理器4与MAM-320通讯器5电性连接，灯柱3的顶端设置有太阳能板7，太阳能板7的底部设置有旋转机构。
在本发明的具体实施例中：摄像头10能够对道路前方的路况进行监测，监测的画面信息传递给ST400MB信息处理器4，ST400MB信息处理器4对信息进行分析后，若有车辆即将要通过，再控制MAM-320通讯器5将信息发送给远程终端，远程终端收到信息后在发送指令使LED灯11开启，当车辆通过后，使LED灯11关闭，能够有效节约能源浪费的问题。
具体的，所述灯柱3的外壁底端焊接有翼板2，翼板2的底端焊接于底座1的顶端，对翼板2的数量不加限定，本实施例中，优选的翼板2数量为四个。
在本发明的具体实施例中：通过设置翼板2能够对灯柱3进行加固，防止灯柱3在较大外力作用下而倒塌，保护了路灯的稳定性。
具体的，支架8的外壁设置有测速仪9。
在本发明的具体实施例中：测速仪9能够对过往车辆进行测速，并将测速的结果通过MAM-320通讯器5发送给远程终端。
具体的，所述灯柱3的外壁焊接有两个支撑柱12，支撑柱12的一端焊接有电子显示屏13。
在本发明的具体实施例中：电子显示屏13通过MAM-320通讯器5能够与远程终端进行交互，若过往车辆的车速过快，远程终端便会在电子显示屏13上显示车辆的车速，对司机进行提醒，能够有效避免因超速而造成的交通事故。
具体的，所述底座1的内部设置有电池20、PLC s7-400处理器21和LED亮度调节模块22，灯柱3的外壁设置有光线亮度传感器6，光线亮度传感器6与电池20、PLC s7-400处理器21和LED亮度调节模块22电性连接，太阳能板7与电池20电性连接。
在本发明的具体实施例中：太阳能板7能够将光能转换成电能储存在电池20中，光线亮度传感器6对马路的光线强度进行监测，检测信息传给PLC s7-400处理器21进行分析，当亮度到达一定值时，PLC s7-400处理器21控制LED亮度调节模块22对LED灯11的亮度进行调整，进一步节约了电能，使路灯更加智能化。
具体的，所述旋转机构包括固定杆14、第一转轴15、从动锥齿轮16、旋转电机17、第二转轴18和主动锥齿轮19，固定杆14的顶端焊接于太阳能板7的底部，第一转轴15焊接于固定杆14的底端，从动锥齿轮16焊接于第一转轴15的一端，主动锥齿轮19与从动锥齿轮16配合使用，第二转轴18焊接于主动锥齿轮19的底部，旋转电机17通过联轴器连接于第二转轴18的底端，第一转轴15转动连接于灯柱3的外壁，旋转电机17焊接于灯柱3的内壁。
在本发明的具体实施例中：通过设置旋转机构能够使太阳能板7进行转动，使太阳能板7能够调整到最合适的角度进行光能发电。
具体的，所述旋转电机17电性连接于PLC s7-400处理器21和MAM-320通讯器5。
在本发明的具体实施例中：MAM-320通讯器5与远程终端进行通信，远程终端通过不同季节的太阳轨迹向MAM-320通讯器5发送信息，信息经过PLC s7-400处理器21分析后，PLC s7-400处理器21通过通过控制旋转电机17来自动调整角度，实现了太阳能板7转动的自动化和智能化。
本发明的工作原理及使用流程：将路灯固定在合适位置，将装置连接电源，启动摄像头10和测速仪9，摄像头10能够对道路前方的路况进行监测，监测的画面信息传递给ST400MB信息处理器4，ST400MB信息处理器4对信息进行分析后，若有车辆即将要通过，再控制MAM-320通讯器5将信息发送给远程终端，远程终端收到信息后在发送指令使LED灯11开启，当车辆通过后，使LED灯11关闭，若车辆的车速过快，车速就会显示在电子显示屏13上，对司机进行提醒。
在本发明的具体实施例中：还包括：行人车辆识别模块23和距离识别模块24；
所述摄像头10依次与所述行人车辆识别模块23、距离识别模块24、
ST400MB信息处理器4以及MAM-320通讯器5连接；
所述行人车辆识别模块23和距离识别模块24设置在灯柱3的内壁；
所述摄像头10，用于拍摄并获取智能LED路灯对应的目标道路的道路图像；
所述行人车辆识别模块23，用于识别所述摄像头10拍摄获取的所述道路图像中是否存在目标车辆、目标行人；
所述距离识别模块24，用于当所述行人车辆识别模块23识别到所述道路图像中存在目标车辆时，识别所述目标车辆的当前位置与所述智能LED路灯的当前位置之间的第一距离；
所述第一距离小于或等于第一预设距离时，基于所述ST400MB信息处理器向所述远程终端发送第一控制指令，并按照所述第一控制指令控制所述智能LED路灯工作；
所述距离识别模块24，用于当所述行人车辆识别模块23识别到所述道路图像中存在目标行人时，识别所述目标行人的当前位置与所述智能LED路灯的当前位置之间的第二距离；
所述第二距离小于或等于第二预设距离时，基于所述ST400MB信息处理器向所述远程终端发送第二控制指令，并按照所述第二控制指令控制所述智能LED路灯工作；
其中，所述第一预设距离大于第二预设距离，就是以路灯为圆点，方圆半径为80米的距离为第一预设距离，方圆半径为40米为第二预设距离。
本发明的工作原理和有益效果：行人车辆识别模块，用于识别所述摄像头10拍摄获取的所述道路图像中是否存在目标车辆、目标行人；所述距离识别模块，用于当所述行人车辆识别模块识别到所述道路图像中存在目标车辆时，识别所述目标车辆与LED路灯之间的第一距离；所述第一距离小于或等于第一预设距离时，向所述远程终端发送第一控制指令，使智能LED路灯工作；所述距离识别模块，用于当所述行人车辆识别模块识别到所述道路图像中存在目标行人时，识别所述目标行人与LED路灯的当前位置之间的第二距离；所述第二距离小于或等于第二预设距离时，向所述远程终端发送第二控制指令，并按控制所述智能LED路灯工作；其中，所述第一预设距离大于第二预设距离。有益效果：可以充分考虑到行人和车辆在经过速度上突兀的区别，使得行人能够保证自己在路上的视野清晰度和明亮度，避免意外的发送，也同时可以提醒参与交通，经过路灯的来往行人和车辆注意规避礼让行人。
在本发明的具体实施例中：还包括：角度传感器、自动测量装置、控制器；
所述控制器与所述角度传感器、自动测量装置以及旋转电机17连接；
所述角度传感器设置在所述灯柱3的顶端，所述自动测量装置设置在所述灯柱3的一侧，所述控制器设置在所述灯柱3上；
角度传感器，用于基于在预先设定好的标准坐标系中来测量所述太阳能板7在所述灯柱3的顶端的当前倾斜角度；
自动测量装置，用于基于在预先设定好的标准坐标系中来测量当前时刻的太阳光照射到所述太阳能板7的光照信息；
所述控制器，用于基于所述角度传感器测量的当前倾斜角度、所述自动测量装置测量的光照信息，并根据如下公式，计算当前时刻所述太阳能板7接收的光伏强度；
其中，P表示当前时刻所述太阳能板7接收的光伏强度；δ表示基于所述角度传感器测量的当前倾斜角度；S表示太阳能板7的实际面积；S0表示所述自动测量装置测量的所述太阳能板7被太阳光照射的面积；P1表示所述自动测量装置基于标准坐标系测量的斜面太阳光直射到太阳能板7上的辐照强度；P2表示所述自动测量装置基于标准坐标系测量的水平面太阳光直射到太阳能板7上的辐照强度；
所述控制器，还用于将接收的光伏强度与对应的预先设定的所述太阳能板7接收的最大强度范围进行比较；
若所述光伏强度在所述最大强度范围内，控制所述太阳能板7保持当前倾斜角度不变；
否则，根据如下公式，计算所述太阳能板7的待调整角度，并根据所述当前倾斜角度以及待调整角度获取所述太阳板7的最终倾斜角度；
Δy为所述太阳能板7的待调整角度；Y1表示所述最大强度范围的最大强度值；Y2表示所述最大强度范围的最小强度值；s1(δ)表示所述太阳能板7的在当前时刻基于当前倾斜角度δ的实际投影面积；s2(δ)表示所述太阳能板7的在当前时刻基于当前倾斜角度δ的预设投影面积；
同时，所述控制器，用于控制所述旋转电机17带动所述太阳能板7按照所述待调整角度旋转到最终倾斜角度。
上述权利要求的工作原理以及有益效果：太阳能板能够将光能转换成电能储存在电池中，为了使得储电效率达到最大，LED路灯的太阳能板会通过角度传感器，旋转电机的观察配合来跟随着太阳的转动而转动，使得在白日条件下储电效率达到最大，以供夜晚充足的电量储存供应，这样做大大防止了夜晚出现供电不足，LED路灯被迫停止工作的风险。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
