一种用于环境监测的智慧路灯的制作方法

本发明涉及智慧路灯，具体而言，涉及一种用于环境监测的智慧路灯。

背景技术：

1、现有技术中，也有一些涉及到智慧路灯环境监测相关解决方案，例如，专利公开号为cn117522633a的一种基于智慧路灯云平台的管理系统，其包括环境监测端、储能节能端和路灯管理端，环境监测端用于通过环境监测模块中对温度、光度、噪音和车辆种类的监测和识别，再通过传感器模块对各时段车流量实时记录，通过路灯监测模块对智慧路灯和普通路灯同时进行实时监测，不仅能够预测车流量经过智慧路灯的最高峰，减少费电，还能够对不同种类的车辆在经过智慧路灯时进行照明范围的调节，实时对智慧路灯进行功能检测。

2、另外一件的专利公开号为cn207337111u的一种智慧路灯及环境参数播报系统，其包括控制模块、环境参数监测模块、显示屏和声音输出设备，环境参数监测模块根据预先设置的采集环境参数数据的间隔采集环境参数数据，并上报给控制模块，由控制模块进一步发送到显示屏显示，同时将环境参数数据按照预设规则进行处理，生成音频数据，并发送到声音输出设备，声音输出设备根据预先设置的播放条件对音频数据进行播放，有效扩展智慧路灯的功能，使得该智慧路灯附近的用户可以了解到该位置的环境参数数据。

3、上述方案虽然提出智慧路灯环境监测的一些解决方法，但是现有技术还存在以下几种局限性表现，具体为：1、现有的智慧路灯系统虽然具备交通环境监测功能，但未能有效地与交通信号灯建立通信联系，导致两者在功能上相对独立，未能形成互补和联动，从而限制智慧路灯系统在城市交通管理中的作用，无法充分利用其收集的交通环境数据来优化交通信号灯的调控，进而影响交通流的整体效率和安全性。

4、2、现有智慧路灯系统缺乏对路灯所处位置的空气环境监测功能，无法准确捕捉并评估路灯工作环境中车辆尾气排放对空气质量的影响，限制智慧路灯在环境保护和污染控制方面的潜力，从而显著局限智慧路灯在城市综合管理中的全面应用能力。

5、3、现有智慧路灯系统在调节照明亮度时普遍依赖于夜间通行人数和通行车辆数，忽略道路环境状况对于照明亮度的实际需求，即使在夜间通行人数或车辆数量较少的情况下，如果道路环境状况不佳如路面不平整、有裂缝、坑洼或障碍物等，过低的照明亮度可能使得通行行人或车辆的可见度降低，从而增加发生安全事故的风险。

技术实现思路

1、为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种用于环境监测的智慧路灯,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于环境监测的智慧路灯，包括：交通环境监测模块、交通信号调控模块、空气环境监测模块、空气质量评估模块、道路环境监测模块、照明亮度调控模块和云数据库。

3、所述交通环境监测模块与交通信号调控模块连接，所述空气环境监测模块与空气质量评估模块连接，所述道路环境监测模块与照明亮度调控模块连接，所述云数据库分别与交通信号调控模块、空气质量评估模块、照明亮度调控模块连接。

4、交通环境监测模块，用于建立目标路灯与其所处路段两端交通信号灯的通信联系，通过目标路灯搭载的交通监测设备实时采集目标路灯所处路段的交通环境监测信息，包括车流方向、车流量和车流速度。

5、交通信号调控模块，用于根据当前目标路灯所处路段的交通环境监测信息，对当前目标路灯所处路段两端交通信号灯的信号切换频率和信号时长比例进行调控。

6、空气环境监测模块，用于通过目标路灯搭载的集成空气监测设备实时采集其有效监测区域的空气环境监测信息，包括空气颗粒物含量和车辆尾气排放各类污染气体成分含量。

7、空气质量评估模块，用于根据当前目标路灯搭载的集成空气监测设备的有效监测区域的空气环境监测信息，评估当前目标路灯所处位置的空气环境质量等级，若其低于预设警戒空气环境质量等级，则对目标路灯所处位置进行预警反馈。

8、道路环境监测模块，用于在目标路灯照明工作时段，通过目标路灯搭载的智能红外摄像设备实时采集目标路灯的覆盖照明区域的道路环境监测信息，包括道路照明亮度水平、道路平整度、道路裂缝的长度和宽度、检测障碍物数量和道路坑洼区域面积。

9、照明亮度调控模块，用于根据当前照明工作时间点目标路灯覆盖照明区域的道路环境监测信息，对当前照明工作时间点目标路灯的照明亮度进行调控。

10、云数据库，用于存储目标路灯所处城市道路管理规范各位置各编号路段单位时间额定通行车流量，存储单位车辆通行流畅度对应交通信号灯的调控显示时长以及交通信号灯单次可调控额定显示时长，存储各空气环境质量等级对应空气颗粒物含量区间和车辆尾气排放各类污染气体成分含量区间，存储各道路照明亮度水平可应对道路环境风险指数区间和单位照明亮度档位对应道路照明亮度基准提升水平。

11、相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：（1）本发明通过建立目标路灯与其所处路段两端交通信号灯的通信联系，依据目标路灯实时采集的交通环境监测信息实现与其所处路段两端交通信号灯的信号切换频率和信号时长比例的精细调控管理，不仅能够根据实际路况即时优化信号控制策略，避免了固定信号配时方案在交通流量波动时的低效问题，还能够有效促进绿色交通和可持续城市发展。

12、（2）本发明通过目标路灯实时采集其所在位置的空气环境信息，即时了解目标路灯所处位置的空气环境质量情况，准确捕捉目标路灯工作环境中车辆尾气排放对空气质量的影响，并在低空气环境质量情况下进行预警反馈处理，从而有效发掘智慧路灯在环境保护和污染控制方面的潜力。

13、（3）本发明通过在目标路灯照明工作时段实时监测目标路灯覆盖照明区域的道路风险状况，并与该区域的道路照明亮度水平进行匹配，及时判断照明亮度是否足以应对道路风险，从而准确分析并调控照明亮度档位，弥补现有技术忽略道路环境状况对于照明亮度的实际需求，从而提高道路使用的安全性。

14、（4）本发明在对目标路灯的照明亮度进行调控过程，能够精准识别行人、车辆等移动对象的接近，自动提升照明亮度档位以确保足够的光照强度支持安全视距和清晰的路面状况辨识，有效预防事故的发生，在无行人或车辆活动的时段，则自动降低照明亮度至基础水平，避免不必要的电力消耗，推动城市照明高效绿色发展。

技术特征：

1.一种用于环境监测的智慧路灯，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于环境监测的智慧路灯，其特征在于：所述建立目标路灯与其所处路段两端交通信号灯的通信联系，包括：将目标路灯与其所处路段两端交通信号灯安装相同型号的无线通信接口并分别分配唯一的设备标识符，使用预设无线通线协议建立目标路灯与其所处路段两端交通信号灯之间的通信连接，随即搭建目标路灯与其所处路段两端交通信号灯的云平台，目标路灯将其所处路段的交通环境监测信息上传至云平台进行分析并触发调控指令，由云平台发送调控指令至对应路段交通信号灯进行相应调控处理，从而完成目标路灯与其所处路段两端交通信号灯的通信联系建立。

3.根据权利要求1所述的一种用于环境监测的智慧路灯，其特征在于：所述对当前目标路灯所处路段两端交通信号灯的信号切换频率和信号时长比例进行调控，包括：将目标路灯所处路段的某一行车方向标记为目标车流方向，提取当前目标路灯所处路段的交通环境监测信息中所属目标车流方向的车流量和车流速度，分析当前目标路灯所处路段在目标车流方向上的车辆通行流畅度，进而由判定模型确认当前目标路灯所处路段在目标车流方向对应交通信号灯的调控方案编号,其中分别为预设平稳行车路段对应车辆通行流畅度区间的下限值、上限值；

4.根据权利要求3所述的一种用于环境监测的智慧路灯，其特征在于：所述的分析过程包括：获取目标路灯所处路段属性参数，包括位置和编号，从云数据库检索目标路灯所处城市道路管理规范对应位置对应编号路段单位时间额定通行车流量，作为目标路灯所处路段单位时间额定通行车流量；

5.根据权利要求3所述的一种用于环境监测的智慧路灯，其特征在于：所述的计算过程包括：将目标交通信号灯当前的信号切换频率的倒数作为信号显示周期，与目标交通信号灯当前的信号时长比例相乘，获取目标交通信号灯当前的红灯、黄灯、绿灯的显示时长，分别记为；

6.根据权利要求5所述的一种用于环境监测的智慧路灯，其特征在于：所述的计算过程包括：当时，由公式得到当前目标交通信号灯的调控显示时长，表示，由计算得到当前目标交通信号灯的一阶高峰信号调控时长比例。

7.根据权利要求5所述的一种用于环境监测的智慧路灯，其特征在于：所述和的计算过程包括：当时，由公式得到当前目标交通信号灯的调控显示时长，表示，将目标交通信号灯当前的信号显示周期与调控显示时长的差值的倒数，作为当前目标交通信号灯的信号调控切换频率；

8.根据权利要求1所述的一种用于环境监测的智慧路灯，其特征在于：所述评估当前目标路灯所处位置的空气环境质量等级，包括：提取当前目标路灯搭载的集成空气监测设备的有效监测区域的空气环境监测信息中空气颗粒物含量和车辆尾气排放各类污染气体成分含量，根据云数据库存储的各空气环境质量等级对应空气颗粒物含量区间和车辆尾气排放各类污染气体成分含量区间，分别获取当前目标路灯所处位置空气颗粒物含量所处区间、车辆尾气排放各类污染气体成分含量所处区间对应的空气环境质量等级，筛选其中最低空气环境质量等级作为当前目标路灯所处位置的空气环境质量等级。

9.根据权利要求4所述的一种用于环境监测的智慧路灯，其特征在于：所述对当前照明工作时间点目标路灯的照明亮度进行调控，包括：由当前照明工作时间点目标路灯覆盖照明区域的道路环境监测信息中的道路平整度、道路裂缝的长度和宽度、检测障碍物数量和道路坑洼区域面积，分析当前照明工作时间点目标路灯覆盖照明区域的道路环境风险指数；

10.根据权利要求9所述的一种用于环境监测的智慧路灯，其特征在于：所述的计算公式为：，其中分别为当前照明工作时间点目标路灯覆盖照明区域的长度、宽度、面积，为预设的参照检测障碍物数量。

技术总结本发明涉及智慧路灯技术领域，具体而言，涉及一种用于环境监测的智慧路灯，其通过设置交通环境监测模块、交通信号调控模块、空气环境监测模块、空气质量评估模块、道路环境监测模块、照明亮度调控模块和云数据库，开展智慧路灯对于交通环境、空气环境和道路环境的高效监测管理，不仅能够建立路灯与其所处路段两端的交通信号灯的通信联系，以实现交通信号灯的信号切换频率和信号时长比例的精细调控管理，还能够即时监测目标路灯所处位置的空气环境质量，此外，本发明通过实时监测目标路灯照明工作时段覆盖照明区域的道路风险状况，调控目标路灯照明亮度档位以确保照明亮度与道路风险相匹配，帮助充分发掘智慧路灯应用能力。技术研发人员：施黎华受保护的技术使用者：南京浦云交通科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29