用于路灯的传感器平台的制作方法

文档编号:17934191
研发日期:2019/6/15

本申请要求于2016年6月8日提交的美国临时申请No.62/347,377的优先权,出于各目的,其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开内容涉及路灯,且特别地涉及用于路灯的传感器和控制器。



背景技术:

将无线控制系统集成到路灯中提供了改进的管理和效率优势。然而,控制系统的现场安装和集成可能具有挑战性,特别是随着智能城市系统的逐渐综合化。城市基础设施内的当前传感器部署是麻烦的,因为它们需要单独的基础设施、电力并且部署起来可能是昂贵的。特别是随着物联网(IOT)技术的发展,在路灯基础设施上叠加传感器增加了对用以提供额外功能的路灯基础设施的需求,以支持智能城市系统。

因此需要一种改进的用于路灯的传感器平台(platform,台架)。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述,本公开内容的其他特征和优点将变得明显,其中:

图1A示出了路灯传感器平台的等距视图;

图1B示出了路灯传感器平台的俯视图;

图1C示出了路灯传感器平台的侧视图;

图1D示出了路灯传感器平台的主视图;

图2示出了图1A至1D中所示的路灯传感器平台的截面视图;

图3示出了图2中所示的路灯传感器平台的分解视图;

图4示出了图2中所示的传感器平台模块接口的第一实施例的分解视图;

图5示出了图2中所示的传感器平台接口的第二实施例的分解视图;

图6A示出了安装在路灯上的传感器平台的立体俯视图;

图6B示出了安装在图6A中所示的路灯上的传感器平台的主视图;

图6C示出了安装在路灯上的传感器平台的侧视图,该路灯安装在杆上;

图7A和图7B示出了传感器PCB接口的俯视图和仰视图;

图8示出了传感器平台的功能表示;

图9示出了具有传感器平台的紧急车辆通知系统;

图10示出了具有传感器平台的用于紧急车辆优先化的交通灯控制系统;

图11示出了利用传感器平台进行存在检测和监控的表示;

图12示出了利用传感器平台的紧急车辆通知或优先化操作的方法;

图13示出了利用传感器平台进行视频检测的方法;

图14示出了利用传感器平台进行存在检测的方法;以及

图15示出了利用传感器平台进行声音检测的方法。

应注意,在所有附图中,相同的特征由相同的附图标记标识。

具体实施方式

下面参考图1至15通过仅实施例来描述实施方案。

一种路灯传感器平台,包括传感器模块,该传感器模块被耦合到控制器部段,该控制器部段具有用于与路灯的插口(receptacle,插座)对接的下部和用于接收传感器模块的上部。传感器模块被耦合到控制器部段,而无需允许轻松安装和更换的工具。该传感器可以用于智能照明和事件通知,诸如公共安全、紧急车辆警告、交通监控、警告和动态照明应用。

根据本公开内容的一方面,提供了一种路灯传感器平台,该路灯传感器平台包括:传感器模块;以及控制器部段,该控制器部段具有用于与路灯的插口对接的下部和用于接收传感器模块的上部。

根据本公开内容的另一方面,提供了一种操作路灯的传感器模块的方法,该方法包括:通过与路灯控制器模块的插口对接的传感器模块来检测事件;从传感器模块向路灯控制器模块发送事件通知;并且由路灯控制器模块向耦合到网状网络的一个或多个周围的路灯控制器或管理系统发送与该事件相关联的无线广播通知。

根据本公开内容的又一方面,提供了一种操作路灯的传感器模块的方法,该方法包括:通过与路灯控制器模块的插口对接的传感器模块来检测事件;从传感器模块向路灯控制器模块发送事件通知;并且响应于该通知由路灯控制器模块增加路灯的光输出。

图1A至图1D示出了路灯传感器平台100的视图。传感器平台100在单个平台中提供路灯控制器模块102和可更换传感器106的免工具的耦合。路灯控制器模块102利用来自传感器部件106的交互来控制路灯固定装置的电力供应的运作。控制器模块102通过用控制器模块102的基部上的销110配合插口来与灯固定装置对接。销110被配置成与插口对接,该插口诸如例如但不限于NEMA ANSIC136.10或NEMA ANSIC136.41。插口可以利用扭锁连接件,该扭锁连接件提供用以控制灯固定装置的电力供应的接口。锁定螺母104将传感器模块106固定到路灯控制器模块102的顶部。锁定螺母104能够利用公共控制器102实现不同传感器模块106的免工具的安装。传感器模块106可以是例如但不限于雷达传感器、运动传感器、温度传感器、环境传感器、污染传感器、相机(视频)传感器、声音传感器、(定向的或环境的)光传感器、关于自主车辆的基于噪声、辐射、位置的信息、射频(RF)检测、无线接口诸如LoRaTM、BluetoothTM、Wi-FiTM或蜂窝小区。传感器还可以包括其他传感器或与其他传感器通信,该其他传感器诸如为声学检测设备、泄漏检测设备;压力表;水质仪器;通过仪表或独立设备的远程截止阀;智能停车系统;智能噪声测量系统;自行车和行人计数系统;交通/车辆计数系统;智能废物管理系统;智能水污染水平测量系统;智能灌溉控制系统;雪水平监控系统;以及黑冰(black ice,冻雨)水平监控系统。

在图2中所示的截面图中,传感器电子器件206被容纳在传感器模块106内。传感器模块106的基部上的凸缘208被锁定螺母104覆盖,该锁定螺母接合控制器102的顶部。锁定螺母104的内部螺纹210与路灯控制器模块102的顶部上的螺纹212配合,以将传感模块106和控制器模块102耦合在一起。控制器模块102的内部容纳电子器件220,以用于控制路灯固定装置和与网络控制器的通信。

图3示出了传感器平台100的分解图。路灯控制器模块102具有壳体302,该壳体为控制器电子器件220提供保护。控制器电子器件220包括PCB组件304、无线电模块308和PCB支架306,该PCB支架将PCB组件304和无线电模块308固定在壳体302内。PCB组件304以电力供应方式与销110对接,该销在壳体302的底部下方延伸。无线电模块308允许使用无线技术进行无线通信,该无线技术诸如但不限于长期演进(LTE)直接(点对点)消息传递或其他蜂窝直接消息传递平台,或通过局域网(LAN),诸如Wi-FiTM、如ZigbeeTM或BluetoothTM的个人局域网(PAN)技术、或网状或星形无线网络拓扑。

在传感器平台的第一实施例中,壳体盖312设置在壳体302的顶部处,以覆盖控制器电子器件220。壳体盖312具有用于接合锁定螺母104的螺纹的接收螺纹212。垫圈314在壳体盖312与护罩332之间提供密封。在顶部上具有圆形接口接触件的PCB 316通过壳体盖312中的开口与控制器模块102对接。通过允许传感器模块106的装载有弹簧的接头402处于沿着圆形接触件的表面的任何位置处,因此不需要传感器模块方向对准,该圆形接口接触件使得传感器模块106能够容易地安装。圆形接口接触件在径向上关于传感器模块106的中心进行定位。传感器模块106包括护罩332,该护罩覆盖传感器模块部件的PCB组件330。PCB组件330与PCB安装板320对接,该PCB安装板320通过螺钉318保持在护罩332上。可替代地,可以利用锁闩或夹具保持机构来代替锁定螺母,以将传感器106保持在控制器102上。可以通过闩锁将传感器的底部凸缘固定到控制器。传感器模块106可以基于所使用的传感器的类型利用不同的护罩配置。

参考图4,在电力通信接口的第一实施例中,PCB组件430具有装载有弹簧的接头402,该接头延伸穿过PCB安装板320以与相应的接口接触件410接合。装载有弹簧的接头402可以绕接口接触件410的圆的轴线旋转。接口接触件410转变(transition to,过渡)到接口接头420,提供与控制器102的通信和电力接口。

图5示出了传感器平台安装件210的第二实施例,其利用感应电力接口以向传感器模块106提供电力。在该实施例中,传感器模块330连接到感应电力接口508诸如例如QiTM感应电力接口,以耦合控制器102中的无线电力传送器502。感应电力接口使得壳体盖504能够成为将控制器102与传感器模块分开的密封单元。控制器102可以通过短程无线技术诸如但不限于BluetoothTM与传感器模块106对接,以交换数据和控制信息。

图6A至图6C分别示出了安装在路灯600顶部上的插口中的路灯传感器平台100的立体俯视图、主视图和侧视图。路灯600安装在杆610上。传感器平台100将传感器106定位于路灯600的本体上方,使得传感器能够观察路灯下方或侧面的检测区域。可替代地,传感器平台100可以连接到灯固定装置下侧的插口。

图7A示出了传感器PCB接口316的顶部。该顶部表面提供圆形接口接触件702-712,该圆形接口接触件形成从PCB 316的中心起直径递增延伸的扩展环。接触件702-712通过PCB 316转变到图7B中所示的PCB 316的底部表面上的接口接头420。接口接头420具有接触件720,用于与通过控制器电子器件220或电力供应连接件提供的数据和电力供应连接对接。圆形接触环702-712使传感器106能够放置在控制器102的顶部,而不需要特定的定向来实现对接。类似地,接触环允许在现场安装时选择特定的定向,或允许将来调整定向。控制器102可以与传感器106通信并且确定所提供的传感器的类型并且配置该传感器以及启动数据对接。

图8示出了包括传感器模块的传感器平台的功能表示。传感器平台100通过安装入设置在路灯固定装置本体的顶部上的插口806中来与路灯600对接。固定装置插口806连接到电力接口804,并且控制接口连接到路灯600的光引擎802。电力接口804被设置成通过传感器平台固定装置接口810向路灯控制器812供电。路灯控制器812包括至少耦合到存储器822的处理器或控制器820,该存储器包含用于处理命令的指令,该命令通过直接接口接收自传感器模块、通过无线电模块824接收自其他路灯控制器和管理系统。路灯控制器模块812还提供用于通过0-10V或DALI调光来控制灯引擎802的控制接口826。传感器模块接口814向传感器模块106提供电力,并且还使数据能够在需要时传输到路灯控制器模块812。传感器模块106与路灯控制器102对接,如先前结合图1至图7所描述的。传感器模块106包括处理器830和存储器832,该存储器包含用于处理从一个或多个传感器834接收的数据的指令和/或与闪光器对接。该传感器具有控制接口836,该控制接口接收电力并且可以经由传感器接口814与路灯控制器通信。

图9示出了使用传感器平台的紧急车辆通知系统。传感器平台100可以用于响应于紧急车辆实现智能街道照明控制,并提供接近紧急车辆的视觉指示。紧急车辆902具有与传感器平台网络940兼容的无线节点904,该传感器平台网络例如是无线网状网络。当控制器912a移动通过由路灯无线电节点提供的网络时,该控制器检测来自无线节点904的信号。路灯控制器检测并验证RF消息,指示需要紧急闪光器和/或增加的光输出。在限定的时间段内或者仍在接收信号时,该闪光器例如是闪烁的红光。通过指示控制器经由调暗从平均控制器(0-10V或DALI)跨过ANSIC136.41接口到路灯的输出来增加输出,路灯控制器还可以将路灯固定装置910a的输出增加到100%或一些其他预定百分比达在预定时间段(即30秒、1分钟)。然后,路灯控制器912a可以将事件广播传送到其他路灯控制器912b和912c,以经由照明控制网状网络激活它们相关联的闪光器和/或改变照明水平。相邻控制器可以基于由管理系统950通过网络940提供的限定相邻路灯的列表来验证所接收的消息来自相邻控制器。例如,不在同一街道上的路灯可以接收广播但是可能不激活它们的闪光器和/或或者改变照明水平,因为发送路灯控制器未被限定为同一街道上的邻居,但可能共享同一个网状网络。还可以向管理系统950通知激活在控制中心处被标识的闪光器。每个路灯可能不具有传感器平台,但是具有可以经由网状网络进行通信的路灯控制器。

图10示出了使用传感器模块的用于紧急车辆优先化的交通灯控制系统。与图9中所示的实施例相反,紧急车辆具有专用的红外的或射频的交通信号优先化接口,其从紧急车辆902向交通灯1010发出红外波束或特定射频(RF)信号1002,以在紧急车辆902的移动方向上改变灯的信号。在该实施例中,传感器平台1012a具有兼容的红外或RF接收器,以处理紧急车辆优先化传送并且使指示器能够向周围的公众警告接近的车辆。当传感器模块106检测到信号时,传感器模块向路灯控制器1012a通知该事件。然后,路灯控制器可以将路灯910a打开至100%输出或一些其他预定百分比的输出达预定时间段。如图9中所描述的,路灯控制器可以向周围的路灯控制器1012b-1012c广播,以激活它们的闪光器和/或增加光输出。

图11示出了使用传感器模块的存在检测的系统。在该实施例中,传感器平台设置有相机或雷达模块1112a,其向下朝向待监控的地面上的区域。相机或雷达可以用于检测具体区域内对象的存在,以确定例如车辆是否停放,或对交通量进行计数。在通过传感器模块1112a中的雷达确定车辆或行人的存在的应用中,可以向相邻的路灯控制器1112b-112c发送广播消息,以如前所述的增加光输出达预定时间段。对于停车应用,当传感器模块1112a中的相机检测到何时车辆1110存在时,向网络940和管理系统950发送消息以通知停车管理系统一空间被占用。

图12示出了使用传感器模块的紧急车辆通知或优先化操作的方法。该方法1200以接收来自接近的紧急车辆的传送(1202)开始。该传送可以来自与用于信号灯的车辆优先化的路灯控制器无线网络、或专用无线或IR传送器兼容的无线节点。处理和验证所接收的信号(1204)。与路灯控制器通信事件的接收(1206)。然后,路灯控制器可以确定其他路灯控制器是否需要事件广播。如果启用事件广播(在1208处为是),则发送广播消息,以标识该事件。然后,接收路灯控制器可以验证发送路灯控制器是否被标识为有效邻居以及激活闪光器和/或增加光输出。然后可以增加发送路灯控制器输出的输出(1210)并且可以激活传感器模块的紧急闪光器(1214)。然后,事件超时可能在预定时间段内发生,或者基于紧急消息中提供的参数来关闭闪光器并将照明水平返回到先前的或较低的照明水平。然后,可以向管理系统(1216)传送事件已经发生且还可以建议事件何时完成的事件通知(1216)。

图13示出了使用传感器模块的视频检测方法。可以限定监控/检测地带,用于通过在传感器模块中提供的视频相机进行监控(1302)。由相机生成的视频图像在本地被处理(1304),以确定对象是否在存在检测地带内。如果检测到对象(在1306处为是),则可以通过网络向管理系统传送消息,以向交通或停车系统通知该事件(1308)。如果未检测到对象(1306处为否),则继续处理本地视频。事件检测可以触发通过网络将时间段内关于事件的视频上传到服务器。可替代地,视频检测可以用于计数在固定时间内上传的交通量,以标识满足具体阈值的检测到的对象的数量。可以通过已标识的类型——诸如车辆、行人和自行车——对对象进行进一步分类。管理系统可以跨过网络向监控系统传送交通数据信息(在X期间内观察到数量A的车辆、数量B的行人、数量C的自行车被观察到),然后该监控系统可以显示数据或与第三方交通系统交换数据以用于进一步的分析。

图14示出了使用传感器模块的存在检测方法。传感器模块的雷达模块将雷达信号传送到由相应雷达天线的模式限定的区域(1402)。处理返回雷达信号(1404)并且如果满足检测阈值(在1408处为是),则向路灯控制器传送该事件或触发。然后,路灯控制器可以向其他路灯控制器广播(在1410处为是)该事件,其中相邻的路灯控制器增加它们的光输出(1414)。然后,路灯控制器增加本地路灯的光输出(1412)达预定时间段。

图15示出了使用传感器模块的声音检测方法。限定声音阈值(1502),诸如例如45dB至55dB,以激活传感器平台中的声音检测器去处理声音(1504)。当声音在阈值以上时(1508处为是),传感器模块与路灯控制器通信(1510)。然后,路灯控制器可以向其他路灯控制器广播(在1512处为YES)该事件,其中相邻的路灯控制器增加它们的光输出(1514)。然后,路灯控制器增加本地路灯的光输出(1516)达预定时间段。可替代地,声音检测还可以利用标志或配置文件来将特定声音与事件匹配(1506),以生成通过网络提供的特定通知,该事件诸如例如枪击、玻璃破碎或事故。声音标志还可以用于对声音源的位置进行三角测量,以帮助定位可能的事发的位置。关键字的进一步处理可以由控制器提供或利用基于网络的音频处理。当超出事发或阈值时,音频数据可以被提供或流到网络。

传感器模块还可以用于通过特定闪光器颜色传送其他类型的事件。例如,对于紧急疏散路线可以激活蓝灯,对于警告地震、飓风或龙卷风警报的环境或天气,可以利用黄灯,对于紧急车辆,则可以利用红灯以及基于应用的其他颜色。该闪光器可以由传感器模块中的传感器触发,或者由管理系统提供的消息触发。

预期可以在单个部件中提供本文描述的多个单独部件的功能。于是,虽然描述了系统、方法和装置,但是本领域普通技术人员将容易理解,所提供的实施例不是实现这样的系统、方法和装置的唯一方式。

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