基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括路燈、節(jié)點(diǎn)控制器、集中控制器和路燈控制單元，所述路燈、所述節(jié)點(diǎn)控制器、所述集中控制器和所述路燈控制單元依次連接，所述集中控制器與所述路燈控制單元之間為雙向鏈路，所述集中控制器上裝設(shè)有攝像頭和傳感器，所述路燈控制單元具有自學(xué)習(xí)模塊和控制策略自動(dòng)決策模塊，所述攝像頭和所述傳感器采集所述路燈的現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，所述集中控制器將所述環(huán)境數(shù)據(jù)反饋給所述路燈控制單元，所述自學(xué)習(xí)模塊和所述控制策略自動(dòng)決策模塊根據(jù)所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)化配置，所述路燈控制單元對(duì)所述路燈的亮度或開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)控制。本發(fā)明能夠根據(jù)路段的實(shí)際情況滿足路人的用燈需要，節(jié)約電力能源。
【專利說明】基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種照明控制系統(tǒng)，具體地說，涉及一種路燈控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]路燈開關(guān)和調(diào)光控制能有效節(jié)約用電，由于以前很多路燈都是通宵開燈，所以不存在什么時(shí)候要對(duì)路燈進(jìn)行開關(guān)燈和亮度調(diào)節(jié)的問題。隨著硬件及軟件技術(shù)的發(fā)展，對(duì)路燈進(jìn)行精細(xì)的控制管理成為現(xiàn)實(shí)，但現(xiàn)有的路燈控制系統(tǒng)的路燈控制的都需要進(jìn)行預(yù)先規(guī)劃，雖然路燈的開關(guān)及亮度調(diào)節(jié)不再需要人工干預(yù)，但是路燈控制的策略還是需要依靠人工來規(guī)劃和完成。
[0003]現(xiàn)有的控制方法一般是進(jìn)行人工定義控制時(shí)間點(diǎn)，進(jìn)行路燈的開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)的操作，該方法存在主觀性，并不能根據(jù)環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行路燈的控制，導(dǎo)致某些時(shí)段光照充足時(shí)，路燈亮著，而某些時(shí)段光照很低時(shí)，路燈卻未能正常開啟，并且管理的人力也很高。
[0004]請(qǐng)參閱圖1和圖2，現(xiàn)有技術(shù)中整個(gè)系統(tǒng)由路燈控制單元、集中控制器、節(jié)點(diǎn)控制器、路燈，采用分級(jí)的樹型拓?fù)錁?gòu)建，其中路燈控制單元到集中控制器，集中控制器到節(jié)點(diǎn)控制器之間是單向的鏈路，分別由路燈控制單元向集中控制器發(fā)送控制信號(hào)，集中控制器向節(jié)點(diǎn)控制器發(fā)送控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的開關(guān)及亮度進(jìn)行控制。
[0005]集中控制器到節(jié)點(diǎn)控制器、節(jié)點(diǎn)控制器到路燈之間的數(shù)據(jù)傳輸是單向的，只能傳輸控制信號(hào)，無法對(duì)節(jié)點(diǎn)的情況進(jìn)行采集。通過人為方式對(duì)路燈的開關(guān)時(shí)間段進(jìn)行設(shè)置，無法根據(jù)實(shí)際環(huán)境的亮度值來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)路燈亮度，存在一定的不合理性，同時(shí)需要較多的人力來維護(hù)路燈控制單元，以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，能根據(jù)實(shí)際環(huán)境的狀況控制路燈開關(guān)和亮度值來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)路燈亮度，從而減少了人力成本，滿足路人的用燈需要，節(jié)約電力能源。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括路燈、節(jié)點(diǎn)控制器、集中控制器和路燈控制單元，所述路燈、所述節(jié)點(diǎn)控制器、所述集中控制器和所述路燈控制單元依次連接，所述集中控制器與所述路燈控制單元之間為雙向鏈路，所述集中控制器上裝設(shè)有攝像頭和傳感器，所述路燈控制單元具有自學(xué)習(xí)模塊和控制策略自動(dòng)決策模塊，所述攝像頭和所述傳感器采集所述路燈的現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，所述集中控制器將所述環(huán)境數(shù)據(jù)反饋給所述路燈控制單元，所述自學(xué)習(xí)模塊和所述控制策略自動(dòng)決策模塊根據(jù)所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)化配置，所述路燈控制單元對(duì)所述路燈的亮度或開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)控制。
[0009]進(jìn)一步，所述攝像頭和所述傳感器可采集所述路燈現(xiàn)場環(huán)境路段中的車輛數(shù)量、光照強(qiáng)度、溫度、濕度、可見度數(shù)據(jù)。
[0010]進(jìn)一步，所述集中控制器通過無線網(wǎng)絡(luò)將其標(biāo)識(shí)碼及所述環(huán)境數(shù)據(jù)傳遞給所述路燈控制單元。
[0011]進(jìn)一步，所述集中控制器將所述路燈控制單元的控制操作指令通過電力載波的方式傳遞給所述節(jié)點(diǎn)控制器，所述節(jié)點(diǎn)控制器對(duì)所述路燈的亮度或開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
[0012]進(jìn)一步，所述自學(xué)習(xí)模塊采用決策樹算法，結(jié)合所述集中控制器返回的所述環(huán)境數(shù)據(jù)分析當(dāng)前所述路燈所在路段的環(huán)境狀況。
[0013]進(jìn)一步，路燈管理員對(duì)所述路燈控制單元的操作進(jìn)行調(diào)整和修正時(shí)，所述調(diào)整和修正的信息將傳遞給所述自學(xué)習(xí)模塊。
[0014]進(jìn)一步，所述自學(xué)習(xí)模塊采用機(jī)器學(xué)習(xí)的決策樹模型，構(gòu)建路燈控制決策樹模型，并將所述路燈控制決策樹模型傳遞給所述控制策略自動(dòng)決策模塊。
[0015]進(jìn)一步，所述自學(xué)習(xí)模塊通過所述路燈控制決策樹模型學(xué)習(xí)完所有路燈控制條件后，所述路燈管理員可通過管理臺(tái)將系統(tǒng)切換為自動(dòng)控制模式。
[0016]進(jìn)一步，在所述自動(dòng)控制模式中，所述路燈現(xiàn)場的所述環(huán)境數(shù)據(jù)直接傳遞給所述控制策略自動(dòng)決策模塊，所述控制策略自動(dòng)決策模塊對(duì)獲取的所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分類，并確定所述路燈的控制操作指令。
[0017]進(jìn)一步，所述控制策略自動(dòng)決策模塊將所述控制操作指令傳遞給路燈控制模塊，所述路燈控制模塊將所述控制操作指令通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞到所述集中控制器。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述集中控制器與所述路燈控制單元之間為雙向鏈路設(shè)計(jì)，在所述集中控制器增加視頻傳感裝置，能夠減少人為設(shè)計(jì)路燈開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)的主觀臆斷性，根據(jù)路段的實(shí)際情況滿足路人的用燈需要，節(jié)約電力能源。
[0019]本發(fā)明引入所述控制策略自動(dòng)決策模塊和所述自學(xué)習(xí)模塊，通過將機(jī)器學(xué)習(xí)及自動(dòng)決策方法引入到所述路燈控制單元中，賦予路燈控制系統(tǒng)智慧，能夠讓路燈控制系統(tǒng)在實(shí)際使用的過程中，逐漸具備人類的智能，從而實(shí)現(xiàn)無人值守或無需人工干預(yù)的路燈自動(dòng)化控制管理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中路燈控制系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中路燈控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明的路燈控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明的決策樹的構(gòu)造過程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)作進(jìn)一步說明。
[0026]請(qǐng)參閱圖3和圖4，本發(fā)明公開了一種基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括路燈、節(jié)點(diǎn)控制器、集中控制器和路燈控制單元，所述路燈、所述節(jié)點(diǎn)控制器、所述集中控制器和所述路燈控制單元依次連接，所述集中控制器與所述路燈控制單元之間為雙向鏈路，所述集中控制器上裝設(shè)有攝像頭和傳感器，所述路燈控制單元具有自學(xué)習(xí)模塊和控制策略自動(dòng)決策模塊，所述攝像頭和所述傳感器采集所述路燈的現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，所述集中控制器將所述環(huán)境數(shù)據(jù)反饋給所述路燈控制單元，所述自學(xué)習(xí)模塊和所述控制策略自動(dòng)決策模塊根據(jù)所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)化配置，所述路燈控制單元對(duì)所述路燈的亮度或開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)控制。
[0027]請(qǐng)參閱圖3，所述集中控制器與所述路燈控制單元之間為雙向鏈路，所述集中控制器能將所述路燈控制單元發(fā)送的控制操作指令通過電力載波的方式傳遞給所述節(jié)點(diǎn)控制器，所述節(jié)點(diǎn)控制器對(duì)所述路燈的亮度或開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；同時(shí)，所述集中控制器上裝設(shè)的所述攝像頭和所述傳感器可采集所述路燈現(xiàn)場環(huán)境路段中的車輛數(shù)量、光照強(qiáng)度、溫度、濕度、可見度數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡(luò)(GSM/3G)將其標(biāo)識(shí)碼及所述環(huán)境數(shù)據(jù)傳遞給所述路燈控制單兀。
[0028]請(qǐng)參閱圖4和圖5，所述自學(xué)習(xí)模塊采用決策樹算法，結(jié)合所述集中控制器返回的所述環(huán)境數(shù)據(jù)分析當(dāng)前所述路燈所在路段的環(huán)境狀況。所述決策樹算法是以實(shí)例為基礎(chǔ)的歸納學(xué)習(xí)算法，它從一組無次序、無規(guī)則的元組中推理出決策樹表示形式的分類規(guī)則。所述決策樹算法采用自頂向下的遞歸方式，在決策樹的內(nèi)部結(jié)點(diǎn)進(jìn)行屬性值的比較，并根據(jù)不同的屬性值從該結(jié)點(diǎn)向下分支，葉結(jié)點(diǎn)是要學(xué)習(xí)劃分的類。從根到葉結(jié)點(diǎn)的一條路徑就對(duì)應(yīng)著一條合取規(guī)則，整個(gè)決策樹就對(duì)應(yīng)著一組析取表達(dá)式規(guī)則。
[0029]請(qǐng)參閱圖3和圖4，路燈管理員通過所述集中控制器返回的所述環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)相應(yīng)的路段的所述路燈進(jìn)行開關(guān)或亮度調(diào)節(jié)操作。所述路燈控制單元將所述路燈管理員相應(yīng)的操作與對(duì)應(yīng)的所述環(huán)境數(shù)據(jù)傳遞給所述自學(xué)習(xí)模塊，所述自學(xué)習(xí)模塊采用機(jī)器學(xué)習(xí)的決策樹模型，構(gòu)建路燈控制決策樹模型，并將所述路燈控制決策樹模型傳遞給所述控制策略自動(dòng)決策模塊。路燈管理員對(duì)所述路燈控制單元的操作進(jìn)行調(diào)整和修正時(shí)，所述調(diào)整和修正的信息也將傳遞給所述自學(xué)習(xí)模塊。所述自學(xué)習(xí)模塊通過所述路燈控制決策樹模型不斷地學(xué)習(xí)，直到學(xué)習(xí)完所有路燈控制條件后，所述路燈管理員可通過管理臺(tái)將系統(tǒng)切換為自動(dòng)控制模式。在所述自動(dòng)控制模式中，所述路燈現(xiàn)場的所述環(huán)境數(shù)據(jù)直接傳遞給所述控制策略自動(dòng)決策模塊，所述控制策略自動(dòng)決策模塊對(duì)獲取的所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分類，并確定所述路燈的控制操作指令。所述控制策略自動(dòng)決策模塊將所述控制操作指令傳遞給路燈控制模塊，所述路燈控制模塊將所述控制操作指令通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞到所述集中控制器。
[0030]本發(fā)明基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)路燈的自動(dòng)化控制過程如下:
[0031]首先，所述集中控制器上裝設(shè)的所述攝像頭和所述傳感器采集所述路燈現(xiàn)場環(huán)境路段中的車輛數(shù)量、光照強(qiáng)度、溫度、濕度、可見度數(shù)據(jù)；其次，所述集中控制器通過無線網(wǎng)絡(luò)(GSM/3G)將其標(biāo)識(shí)碼及所述環(huán)境數(shù)據(jù)傳遞給所述路燈控制單元的所述控制策略自動(dòng)決策模塊；接著，所述控制策略自動(dòng)決策模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定的決策模型，確定相應(yīng)的路燈控制操作指令；然后，所述控制策略自動(dòng)決策模塊將所述控制操作指令傳遞給路燈控制模塊，所述路燈控制模塊將所述控制操作指令通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞到所述集中控制器；最后，所述集中控制器將所述控制操作指令通過電力載波的方式傳遞給所述節(jié)點(diǎn)控制器，所述節(jié)點(diǎn)控制器對(duì)所述路燈的亮度或開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
[0032]本發(fā)明所述集中控制器與所述路燈控制單元之間為雙向鏈路設(shè)計(jì)，在所述集中控制器增加視頻傳感裝置，能夠減少人為設(shè)計(jì)路燈開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)的主觀臆斷性，根據(jù)路段的實(shí)際情況滿足路人的用燈需要，節(jié)約電力能源。
[0033]本發(fā)明引入所述控制策略自動(dòng)決策模塊和所述自學(xué)習(xí)模塊，通過將機(jī)器學(xué)習(xí)及自動(dòng)決策方法引入到所述路燈控制單元中，賦予路燈控制系統(tǒng)智慧，能夠讓路燈控制系統(tǒng)在實(shí)際使用的過程中，逐漸具備人類的智能，從而實(shí)現(xiàn)無人值守或無需人工干預(yù)的路燈自動(dòng)化控制管理。
[0034]本發(fā)明基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)通過不斷獲取和學(xué)習(xí)路燈管理員的操作過程和決策，能逐漸取代路燈管理員完全由機(jī)器對(duì)路燈進(jìn)行自動(dòng)控制，減少了人力成本；且所述自學(xué)習(xí)模塊積累的路燈控制決策庫，可直接被其他路段共享使用，無需人工對(duì)所有路段進(jìn)行長時(shí)間的觀察檢測，就能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)節(jié)能方案的自動(dòng)部署。
[0035]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本發(fā)明構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者根據(jù)有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，均應(yīng)該在由本權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括路燈、節(jié)點(diǎn)控制器、集中控制器和路燈控制單元，其特征在于:所述路燈、所述節(jié)點(diǎn)控制器、所述集中控制器和所述路燈控制單元依次連接，所述集中控制器與所述路燈控制單元之間為雙向鏈路，所述集中控制器上裝設(shè)有攝像頭和傳感器，所述路燈控制單元具有自學(xué)習(xí)模塊和控制策略自動(dòng)決策模塊，所述攝像頭和所述傳感器采集所述路燈的現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，所述集中控制器將所述環(huán)境數(shù)據(jù)反饋給所述路燈控制單元，所述自學(xué)習(xí)模塊和所述控制策略自動(dòng)決策模塊根據(jù)所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)化配置，所述路燈控制單元對(duì)所述路燈的亮度或開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)控制。
2.如權(quán)利要求1所述的基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述攝像頭和所述傳感器可采集所述路燈現(xiàn)場環(huán)境路段中的車輛數(shù)量、光照強(qiáng)度、溫度、濕度、可見度數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述集中控制器通過無線網(wǎng)絡(luò)將其標(biāo)識(shí)碼及所述環(huán)境數(shù)據(jù)傳遞給所述路燈控制單元。
4.如權(quán)利要求1所述的基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述集中控制器將所述路燈控制單元的控制操作指令通過電力載波的方式傳遞給所述節(jié)點(diǎn)控制器，所述節(jié)點(diǎn)控制器對(duì)所述路燈的亮度或開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
5.如權(quán)利要求1所述的基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述自學(xué)習(xí)模塊采用決策樹算法，結(jié)合所述集中控制器返回的所述環(huán)境數(shù)據(jù)分析當(dāng)前所述路燈所在路段的環(huán)境狀況。
6.如權(quán)利要求1所述的基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:路燈管理員對(duì)所述路燈控制單元的操作進(jìn)行調(diào)整和修正時(shí)，所述調(diào)整和修正的信息將傳遞給所述自學(xué)習(xí)模塊。
7.如權(quán)利要求6所述的基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述自學(xué)習(xí)模塊采用機(jī)器學(xué)習(xí)的決策樹模型，構(gòu)建路燈控制決策樹模型，并將所述路燈控制決策樹模型傳遞給所述控制策略自動(dòng)決策模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述自學(xué)習(xí)模塊通過所述路燈控制決策樹模型學(xué)習(xí)完所有路燈控制條件后，所述路燈管理員可通過管理臺(tái)將系統(tǒng)切換為自動(dòng)控制模式。
9.如權(quán)利要求8所述的基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:在所述自動(dòng)控制模式中，所述路燈現(xiàn)場的所述環(huán)境數(shù)據(jù)直接傳遞給所述控制策略自動(dòng)決策模塊，所述控制策略自動(dòng)決策模塊對(duì)獲取的所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分類，并確定所述路燈的控制操作指令。
10.如權(quán)利要求9所述的基于決策樹的路燈智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制策略自動(dòng)決策模塊將所述控制操作指令傳遞給路燈控制模塊，所述路燈控制模塊將所述控制操作指令通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞到所述集中控制器。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104254165SQ201310265145
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】袁峰, 李引, 陳升東 申請(qǐng)人:廣州中國科學(xué)院軟件應(yīng)用技術(shù)研究所