一种智能避雨路灯系统及其控制方法

1.本发明涉及路灯技术领域，尤其涉及一种智能避雨路灯系统及其控制方法。


背景技术：

2.路灯，指给道路提供照明功能的灯具，泛指交通照明中路面照明范围内的灯具。路灯被广泛运用于各种需要照明的地方。现有技术中，为解决路灯不能为行人提供避雨功能的问题，出现了具有避雨结构的路灯，然而这类路灯大多通过机械部件对雨水进行遮挡，存在以下缺陷：
3.1)避雨结构在遮挡雨水的同时也遮挡了路灯发出的灯光，影响了路灯的照明效果；
4.2)由于要承受一定强度的风雨，避雨结构通常质量较大，增加了灯杆的负重，影响了路灯的稳固性；
5.3)部分避雨路灯采用可伸展收缩的避雨结构，在雨天时控制避雨结构展开对雨水进行遮挡，然而路灯周围并非一直有行人躲雨，避雨结构长时间处于无用工作的状态，增加了路灯的设备损耗，影响了后续的避雨效果。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种智能避雨路灯系统及其控制方法，提升了避雨路灯的照明效果和避雨效果。
7.本发明所采用的第一技术方案是：
8.一种智能避雨路灯系统，包括：
9.灯杆；
10.照明装置，所述照明装置设置在所述灯杆的顶部；
11.雨滴监测装置，所述雨滴监测装置设置在所述照明装置的上表面，所述雨滴监测装置用于采集降雨数据；
12.行人检测装置，所述行人检测装置设置在所述灯杆上，所述行人检测装置用于检测所述灯杆周围是否存在行人；
13.喷气装置，所述喷气装置设置在所述灯杆上，且位于所述行人检测装置上方，所述喷气装置用于向所述灯杆周围喷射气流形成气幕，所述气幕用于阻止雨滴通过；
14.空气传输管道，所述空气传输管道设置在所述灯杆内，所述空气传输管道的入风口开设在所述灯杆的底部，所述空气传输管道的出风口与所述喷气装置的入风口相连通；
15.气流产生装置，所述气流产生装置设置在所述空气传输管道内，所述气流产生装置用于为所述喷气装置提供气流；
16.控制装置，所述控制装置设置在所述灯杆内，所述照明装置、所述雨滴监测装置、所述行人检测装置、所述喷气装置以及所述气流产生装置均与所述控制装置电连接。
17.进一步，所述雨滴监测装置为雨滴传感器。
18.进一步，所述行人检测装置包括人体红外传感器和人体感应摄像头中至少一种。
19.进一步，所述喷气装置包括风室、舵机、离心式风轮、多个第一喷气口、多个第二喷气口以及多个挡风板，所述第一喷气口和所述第二喷气口均设置在所述风室的外表面，且所述第一喷气口位于所述第二喷气口的上方，所述第一喷气口和所述第二喷气口均通过所述风室与所述空气传输管道的出风口相连通，所述第一喷气口用于沿水平方向喷射气流，所述第二喷气口用于沿倾斜向下方向喷射气流，所述舵机和所述离心式风轮均设置在所述风室内，所述挡风板设置在所述第一喷气口与所述风室的连通处和/或所述第二喷气口与所述风室的连通处，所述舵机和所述离心式风轮均与所述控制装置电连接，所述离心式风轮用于输入轴向气流并输出径向气流，所述舵机用于控制所述挡风板转动，所述挡风板用于调整所述第一喷气口和/或所述第二喷气口的开度。
20.进一步，所述气流产生装置包括无刷电机、涡轮片以及电机驱动模块，所述电机驱动模块与所述控制模块电连接，所述电机驱动模块用于控制所述无刷电机运行，所述无刷电机与所述涡轮片传动连接。
21.进一步，所述智能避雨路灯系统还包括风速风向检测装置，所述风速风向检测装置设置在所述照明装置的上表面，所述风速风向检测装置与所述控制装置电连接，所述风速风向检测装置用于检测所述照明装置上方的风速和风向。
22.进一步，所述智能避雨路灯系统还包括指示装置，所述指示装置设置在所述灯杆上，所述指示装置与所述控制装置电连接，所述指示装置用于发出指示信号。
23.进一步，所述指示装置包括灯光指示单元和语音指示单元中至少一种。
24.进一步，所述智能避雨路灯系统还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板设置在所述照明装置的上表面，所述太阳能电池板用于为所述照明装置、所述雨滴监测装置、所述行人检测装置、所述喷气装置、所述气流产生装置以及所述控制装置提供电能。
25.本发明所采用的第二技术方案是：
26.一种智能避雨路灯系统的控制方法，用于通过上述智能避雨路灯系统执行，包括以下步骤：
27.通过雨滴监测装置实时监测是否发生降雨；
28.当发生降雨，通过所述雨滴检测装置采集降雨数据，并通过行人检测装置检测灯杆周围是否存在行人；
29.当检测到灯杆周围存在行人，控制装置根据所述降雨数据生成第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号发送至气流产生装置，将所述第二控制信号发送至喷气装置；
30.通过所述第一控制信号控制气流产生装置为喷气装置提供气流，并通过所述第二控制信号控制喷气装置向灯杆周围喷射气流，形成气幕；
31.当预设时长内的降雨数据发生变化，控制装置根据所述降雨数据调整所述第一控制信号和所述第二控制信号，从而调整所述气流产生装置和所述喷气装置的空气流量。
32.本发明的有益效果是：本发明提供了一种智能避雨路灯系统及其控制方法，智能避雨路灯系统包括灯杆、照明装置、雨滴监测装置、行人检测装置、喷气装置、空气传输管道、气流产生装置以及控制装置，通过雨滴监测装置采集降雨数据，通过行人检测装置检测灯杆周围是否有行人，当处于降雨天气且灯杆周围有行人时，通过控制装置产生相应的控
制信号，控制气流产生装置和喷气装置运行，使得喷气装置向灯杆周围喷射气流，形成可以阻挡雨滴的气幕，从而可以为周围的行人提供避雨功能；当检测到降雨停止或行人离开时，可控制气流产生装置和喷气装置停止运行；当处于夜晚时，还可同时开启照明装置，由于气幕具有透光性，因此不会遮挡照明装置发出的灯光。本发明通过气流产生装置和喷气装置形成可以阻挡雨滴的气幕，而气幕不会遮挡照明装置发出的灯光，从而提升了路灯系统的照明效果；由于采用气幕实现避雨功能，无需在灯杆上设置相应的机械遮挡结构，减轻了灯杆的负重，提高了路灯系统的稳固性；通过雨滴监测装置和行人检测装置实时检测雨滴和行人，当行人需要避雨时才启动喷气装置和气流产生装置，减少了路灯系统的设备损耗和能源浪费，提升了路灯系统的避雨效果和行人的避雨体验。
附图说明
33.图1为本发明实施例提供的一种智能避雨路灯系统的信号连接示意图；
34.图2为本发明实施例提供的一种智能避雨路灯系统的结构示意图；
35.图3为本发明实施例提供的喷气装置的结构示意图；
36.图4为本发明实施例提供的气流产生装置的结构示意图；
37.图5为本发明实施例提供的一种智能避雨路灯系统的控制方法的步骤流程图。
38.附图标记：
39.10、灯杆；20、照明装置；30、雨滴监测装置；40、行人检测装置；50、喷气装置；51、第一喷气口；52、第二喷气口；53、风室；54、挡风板；55、舵机；56、离心式风轮；60、空气传输管道；70、气流产生装置；71、无刷电机；72、涡轮片；80、风速风向检测装置；90、指示装置；100、太阳能电池板。
具体实施方式
40.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
41.在本发明的描述中，多个的含义是两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。
42.参照图1和2，本发明实施例提供了一种智能避雨路灯系统，包括：
43.灯杆10；
44.照明装置20，照明装置20设置在灯杆10的顶部；
45.雨滴监测装置30，雨滴监测装置30设置在照明装置20的上表面，雨滴监测装置30用于采集降雨数据；
46.行人检测装置40，行人检测装置40设置在灯杆10上，行人检测装置40用于检测灯杆10周围是否存在行人；
47.喷气装置50，喷气装置50设置在灯杆10上，且位于行人检测装置40上方，喷气装置
50用于向灯杆10周围喷射气流形成气幕，气幕用于阻止雨滴通过；
48.空气传输管道60，空气传输管道60设置在灯杆10内，空气传输管道60的入风口开设在灯杆10的底部，空气传输管道60的出风口与喷气装置50的入风口相连通；
49.气流产生装置70，气流产生装置70设置在空气传输管道60内，气流产生装置70用于为喷气装置50提供气流；
50.控制装置，控制装置设置在灯杆10内，照明装置20、雨滴监测装置30、行人检测装置40、喷气装置50以及气流产生装置70均与控制装置电连接。
51.本发明实施例的智能避雨路灯系统包括灯杆10、照明装置20、雨滴监测装置30、行人检测装置40、喷气装置50、空气传输管道60、气流产生装置70以及控制装置，通过雨滴监测装置30采集降雨数据，通过行人检测装置40检测灯杆10周围是否有行人，当处于降雨天气且灯杆10周围有行人时，通过控制装置产生相应的控制信号，控制气流产生装置70和喷气装置50运行，使得喷气装置50向灯杆10周围喷射气流，形成可以阻挡雨滴的气幕，从而可以为周围的行人提供避雨功能；当检测到降雨停止或行人离开时，可控制气流产生装置70和喷气装置50停止运行；当处于夜晚时，还可同时开启照明装置20，由于气幕具有透光性，因此不会遮挡照明装置20发出的灯光。本发明实施例通过气流产生装置70和喷气装置50形成可以阻挡雨滴的气幕，而气幕不会遮挡照明装置20发出的灯光，从而提升了路灯系统的照明效果；由于采用气幕实现避雨功能，无需在灯杆10上设置相应的机械遮挡结构，减轻了灯杆10的负重，提高了路灯系统的稳固性；通过雨滴监测装置30和行人检测装置40实时检测雨滴和行人，当行人需要避雨时才启动喷气装置50和气流产生装置70，减少了路灯系统的设备损耗和能源浪费，提升了路灯系统的避雨效果和行人的避雨体验。
52.可以理解的是，上述控制装置包括mcu(micro-programmed control unit，微程序控制装置)、cpu(central processing unit，中央处理机)、dsp(digital signal processor，数字信号处理器)、单片机和嵌入式设备中的至少一种逻辑计算器件。
53.进一步作为可选的实施方式，雨滴监测装置30为雨滴传感器。
54.具体地，雨滴传感器是一种传感装置，主要用于检测是否下雨及雨量的大小，广泛应用于汽车自动刮水系统、智能灯光系统和智能天窗系统等。雨滴传感器的检测原理包括以下几种：(1)根据雨滴冲击能量的变化进行检测；(2)利用静电电容量变化进行检测；(3)利用光亮变化进行检测。本发明实施例中，采用根据雨滴冲击能量的变化进行检测的压电式雨滴传感器。
55.进一步作为可选的实施方式，行人检测装置40包括人体红外传感器和人体感应摄像头中至少一种。
56.具体地，人体红外传感器通过检测人体发射的红外线来探测行人，人体感应摄像头通过图像识别处理来探测行人。本发明实施例中可采用两者中任一种作为行人检测装置40。
57.参照图3，进一步作为可选的实施方式，喷气装置50包括风室53、舵机55、离心式风轮56、多个第一喷气口51、多个第二喷气口52以及多个挡风板54，第一喷气口51和第二喷气口52均设置在风室53的外表面，且第一喷气口51位于第二喷气口52的上方，第一喷气口51和第二喷气口52均通过风室53与空气传输管道60的出风口相连通，第一喷气口51用于沿水平方向喷射气流，第二喷气口52用于沿倾斜向下方向喷射气流，舵机55和离心式风轮56均
设置在风室53内，挡风板54设置在第一喷气口51与风室53的连通处和/或第二喷气口52与风室53的连通处，舵机55和离心式风轮56均与控制装置电连接，离心式风轮56用于输入轴向气流并输出径向气流，舵机55用于控制挡风板54转动，挡风板54用于调整所述第一喷气口51和/或所述第二喷气口52的开度。
58.具体地，第一喷气口51和第二喷气口52均绕着风室53的外表面全方位均匀设置，从而可以在风室内的离心式风轮高速转动时产生以灯杆10为中心、全方位的气幕。
59.可以理解的时，在下雨时，雨水若受到风力的影响会产生一定角度的倾斜，当倾斜角度过大时，仅阻挡路灯正上方的雨滴并不能起到很好的避雨效果，因此，本发明实施例的喷漆装置设有沿水平方向喷射气流的第一喷气口51和沿倾斜向下方向喷射气流的第二喷气口52，通过舵机55控制风室53中的挡风板54转动，从而可以调整第一喷气口51和第二喷气口52的开度。当雨水倾斜角度过大时，可切换成完全由第二喷气口52喷射气流，从而可以绕灯杆10四周产生伞状气幕，通过伞状气幕可以更好地阻挡倾斜下落的雨滴，进一步提升了避雨效果和行人的体验感。
60.参照图4，进一步作为可选的实施方式，气流产生装置70包括无刷电机71、涡轮片72以及电机驱动模块，电机驱动模块与控制模块电连接，电机驱动模块用于控制无刷电机71运行，无刷电机71与涡轮片72传动连接。
61.具体地，控制装置通过电机驱动模块控制无刷电机71转动，从而带动涡轮片72转动，产生气流。本发明实施例中，气流产生装置70设置在空气传输管道60的下半部分，通过空气传输管道60的导引，能够产生更加稳定的气流。
62.参照图1和2，进一步作为可选的实施方式，智能避雨路灯系统还包括风速风向检测装置80，风速风向检测装置80设置在照明装置20的上表面，风速风向检测装置80与控制装置电连接，风速风向检测装置80用于检测照明装置20上方的风速和风向。
63.具体地，风速风向检测装置80可以检测照明装置20上方的风速和风向，当风速过大时，控制装置可根据采集的风速数据和风向数据调整喷气装置50的喷气方向和喷气大小，从而调整避雨区域的覆盖范围，进一步提升了避雨效果和行人的体验感。
64.参照图1和2，进一步作为可选的实施方式，智能避雨路灯系统还包括指示装置90，指示装置90设置在灯杆10上，指示装置90与控制装置电连接，指示装置90用于发出指示信号。
65.进一步作为可选的实施方式，指示装置90包括灯光指示单元和语音指示单元中至少一种。
66.具体地，灯光指示单元用于指示避雨区域，语音指示单元用于提醒靠近的行人进行避雨，进一步提高了行人的体验感。
67.参照图1，进一步作为可选的实施方式，智能避雨路灯系统还包括太阳能电池板100，太阳能电池板100设置在照明装置20的上表面，太阳能电池板100用于为照明装置20、雨滴监测装置30、行人检测装置40、喷气装置50、气流产生装置70以及控制装置提供电能。
68.具体地，太阳能电池可以在晴天日照充足时将太阳能转换为电能存储，在雨天时可以为气流产生装置70和喷气装置50提供电能，在夜晚时可以为照明装置20提供电能，从而减少了路灯系统的市电电能消耗，更加节能环保。
69.以上是对本发明实施例的系统结构进行了说明，应该认识到，在下雨天时，为了节
约能源，可先通过行人检测装置40检测路灯周围是否有人，有人时才开启避雨功能，并且可以通过灯光指示单元指示避雨区域来提示人们不要走出该区域；在下雨天时，雨水可能会受到风的影响，方向会发生改变，此时可以通过提高无刷电机71的功率来增大避雨区域的范围，还可以通过控制挡风板54转动来调整喷气方向，从而增大避雨区域的范围。
70.下面结合控制方法对本发明实施例作进一步说明。
71.参照图5，本发明实施例提供了一种智能避雨路灯系统的控制方法，用于通过上述智能避雨路灯系统执行，包括以下步骤：
72.s101、通过雨滴监测装置实时监测是否发生降雨；
73.s102、当发生降雨，通过所述雨滴检测装置采集降雨数据，并通过行人检测装置检测灯杆周围是否存在行人；
74.s103、当检测到灯杆周围存在行人，控制装置根据所述降雨数据生成第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号发送至气流产生装置，将所述第二控制信号发送至喷气装置；
75.s104、通过所述第一控制信号控制气流产生装置为喷气装置提供气流，并通过所述第二控制信号控制喷气装置向灯杆周围喷射气流，形成气幕；
76.s105、当预设时长内的降雨数据发生变化，控制装置根据所述降雨数据调整所述第一控制信号和所述第二控制信号，从而调整所述气流产生装置和所述喷气装置的空气流量。
77.具体地，在晴天时，仅开启雨滴监测装置进行实时监测；当监测到发生降雨，则获取降雨数据，并开启行人检测装置；当检测到行人，根据降雨数据生成相应的第一控制信号和第二控制信号，第一控制信号用于控制气流产生装置运行，第二控制信号用于控制喷气装置运行，从而可以形成阻挡雨滴落下的气幕；当降雨增强时，还可以通过调整第一控制信号和第二控制信号来增大气流产生装置和喷气装置的空气流量，从而形成更大强度的气幕，避免雨滴穿过气幕。
78.可以理解的是，本发明实施例通过气流产生装置和喷气装置形成可以阻挡雨滴的气幕，而气幕不会遮挡照明装置发出的灯光，从而提升了路灯系统的照明效果；由于采用气幕实现避雨功能，无需在灯杆上设置相应的机械遮挡结构，减轻了灯杆的负重，提高了路灯系统的稳固性；通过雨滴监测装置和行人检测装置实时检测雨滴和行人，当行人需要避雨时才启动喷气装置和气流产生装置，减少了路灯系统的设备损耗和能源浪费，提升了路灯系统的避雨效果和行人的避雨体验。
79.应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。上述方法可以使用标准编程技术—包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
80.此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执
行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。上述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
81.进一步，上述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、ram、rom等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所描述步骤的指令或程序时，本文所描述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所描述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。
82.计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所描述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
83.以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。