ES2993950A1 - INTELLIGENT CONTROL SYSTEM FOR PUBLIC STREET LIGHTING - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
SISTEMA DE CONTROL INTELIGENTE DE LUMINARIAS DE VÍAS PÚBLICASINTELLIGENT CONTROL SYSTEM FOR PUBLIC STREET LIGHTING
Campo de la invenciónField of invention
La presente invención se refiera a un sistema de control autónomo de la intensidad de iluminación de vías públicas para el sector de alumbrado público exterior. The present invention relates to an autonomous control system for the intensity of lighting on public roads for the outdoor public lighting sector.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
El alumbrado público en España ha experimentado cambios importantes en los últimos años, con el objetivo de mejorar la eficiencia energética y reducir el impacto ambiental. Esto ha llevado a la implementación de tecnologías como la iluminación LED que sustituyen a otras tecnologías tradicionales con mayor consumo de energía y que provocan una mayor contaminación lumínica en núcleos urbanos. Public lighting in Spain has undergone significant changes in recent years, with the aim of improving energy efficiency and reducing environmental impact. This has led to the implementation of technologies such as LED lighting, which replace other traditional technologies with higher energy consumption and which cause greater light pollution in urban areas.
Actualmente en España el control del sistema de alumbrado público exterior se realiza en su práctica totalidad mediante un control horario o crepuscular. Es decir, se activan los puntos de luz durante una franja horaria o cuando los detectores de intensidad lumínica instalados en algunos puntos de luz traspasan el umbral al que fueron calibrados e indican la necesidad de activar el punto de luz. Currently in Spain, control of the outdoor public lighting system is carried out almost entirely by means of time or twilight control. That is, the light points are activated during a time slot or when the light intensity detectors installed in some light points exceed the threshold at which they were calibrated and indicate the need to activate the light point.
Sin embargo, estos sistemas actuales de iluminación no tienen en cuenta el aprovechamiento de esta iluminación por parte de los usuarios. La presente invención propone un sistema de control de iluminación de vías públicas eficiente y sostenible, que permite un importante ahorro energético al iluminar sólo cuando es necesario, es decir, con la presencia de usuarios en la vía y que además tiene en cuenta las condiciones de cada tramo de la vía. However, these current lighting systems do not take into account the use of this lighting by users. The present invention proposes an efficient and sustainable lighting control system for public roads, which allows significant energy savings by lighting only when necessary, that is, when users are present on the road, and which also takes into account the conditions of each section of the road.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
La presente invención se refiere a un sistema de control inteligente del alumbrado público que permite mejorar significativamente la eficiencia energética en las calles y espacios públicos. The present invention relates to an intelligent control system for public lighting that allows significantly improving energy efficiency in streets and public spaces.
El sistema se basa en la implementación de dispositivos de control inteligentes en cada una de las luminarias de una red ya existente, lo que permite la creación de un sistema capaz de detectar la presencia de usuarios en los distintos tramos de la vía. De esta manera, el sistema puede ordenar el control del alumbrado a todos los niveles, encendiendo o apagando las luces según sea necesario. Además, cuando se aplica a lámparas LED, el sistema permite cambiar la intensidad de la iluminación e incluso utilizar diferentes colores para la señalización cuando se emplean bombillas LED de color. Además, el sistema puede ser programado para adaptarse a las necesidades específicas de cada zona, ofreciendo una iluminación óptima en cada momento. The system is based on the implementation of intelligent control devices in each of the luminaires of an existing network, which allows the creation of a system capable of detecting the presence of users in the different sections of the road. In this way, the system can order the control of the lighting at all levels, turning the lights on or off as necessary. In addition, when applied to LED lamps, the system allows the intensity of the lighting to be changed and even different colours to be used for signalling when coloured LED bulbs are used. In addition, the system can be programmed to adapt to the specific needs of each area, offering optimal lighting at all times.
El sistema de control inteligente comprende una pluralidad de dispositivos de control. Cada dispositivo de control está instalado en una luminaria diferente de una vía pública y comprende un módulo de detección, un módulo de comunicación inalámbrica configurado para comunicarse con otros dispositivos de control, y una unidad de control. Cada unidad de control y su módulo de detección tendrán asociados un grupo de dispositivos de control que serán aquellos cuya lógica de control de la luminaria correspondiente dependa de las detecciones realizadas por este módulo de detección para modificar el estado de la luminaria correspondiente. De esa forma, la unidad de control que recibe la detección de su módulo de detección, transmitirá dicha detección y el sentido de la marcha del usuario detectado a aquellos dispositivos de control dentro del rango establecido durante el diseño de la instalación. The intelligent control system comprises a plurality of control devices. Each control device is installed in a different street light and comprises a detection module, a wireless communication module configured to communicate with other control devices, and a control unit. Each control unit and its detection module will have associated with it a group of control devices which will be those whose control logic of the corresponding luminaire depends on the detections made by this detection module to modify the state of the corresponding luminaire. In this way, the control unit that receives the detection from its detection module will transmit said detection and the direction of travel of the detected user to those control devices within the range established during the design of the installation.
El módulo de detección está configurado para detectar la presencia de viandantes o vehículos y puede comprender un radar, preferentemente un radar Doppler, y opcionalmente otros sensores de presencia. La unidad de control se encarga de controlar el encendido y apagado de la luminaria y está configurada para: The detection module is configured to detect the presence of pedestrians or vehicles and may comprise a radar, preferably a Doppler radar, and optionally other presence sensors. The control unit is responsible for controlling the switching on and off of the luminaire and is configured to:
• Cuando el módulo de detección detecta la presencia de un viandante o vehículo: realizar una acción de encendido de la luminaria en función de unas primeras condiciones adicionales de encendido; y enviar, mediante el módulo de comunicación inalámbrica, un mensaje de detección de presencia con información relativa a la posición (representada preferentemente por un identificador del dispositivo de control que ha detectado la presencia, una posición discreta que representa el lugar que ocupa el detector en una serie de dispositivos colocados uno a continuación del otro) y la dirección de movimiento o sentido de la marcha (información que se obtendrá mediante el módulo de detección si este fuera capaz de ello o se deducirá por la unidad de control a partir de la posición de la detección anterior) del viandante o vehículo detectado a otros dispositivos de control. • When the detection module detects the presence of a pedestrian or vehicle: performing a switching-on action on the luminaire based on first additional switching-on conditions; and sending, by means of the wireless communication module, a presence detection message containing information relating to the position (preferably represented by an identifier of the control device that detected the presence, a discrete position representing the place occupied by the detector in a series of devices placed one after the other) and the direction of movement or direction of travel (information to be obtained by the detection module if it is capable of doing so or to be deduced by the control unit from the position of the previous detection) of the detected pedestrian or vehicle to other control devices.
• Cuando recibe, mediante el módulo de comunicación inalámbrica, un mensaje con información sobre la posición y sentido de la marcha de un viandante o vehículo detectado por otro dispositivo de control, realizar una acción de encendido o una acción de apagado de la luminaria en función de la posición y dirección de movimiento del viandante o vehículo detectado y unas segundas condiciones adicionales de encendido. • When it receives, via the wireless communication module, a message with information on the position and direction of movement of a pedestrian or vehicle detected by another control device, it performs an on or off action on the luminaire depending on the position and direction of movement of the pedestrian or vehicle detected and some second additional on conditions.
De esta forma, la solución propuesta supone un cambio de enfoque a la hora de gestionar el alumbrado público. En lugar del control crepuscular o por franja horaria actual para el encendido de alumbrado, se propone la iluminación de la vía solo ante la detección de presencia de usuarios en la misma, manteniendo un mínimo o un nulo nivel de luz si no hay detección. The proposed solution therefore represents a change of approach when managing public lighting. Instead of the current twilight or time-slot control for switching on the lighting, the proposal is to only light the road when the presence of users is detected, maintaining a minimum or zero light level if there is no detection.
Además, el sistema de control permite realizar un control zonal, activando el alumbrado de un tramo que asegure la visibilidad y sensación de seguridad al usuario. La invención permite asegurar zonas de iluminación completas mediante la comunicación entre los distintos puntos de luz y el intercambio de datos entre los mismas. Además, el sistema puede ajustar el nivel de intensidad de luz en función de la presencia y sentido de la marcha de usuarios en la vía, e incluso ajustar el color de la luz para adaptarse a distintos escenarios, por ejemplo, como indicadores de seguridad a modo de señalización visible a gran distancia ante distintas circunstancias extraordinarias en la vía. Furthermore, the control system allows for zone control, activating the lighting of a section that ensures visibility and a feeling of safety for the user. The invention allows for ensuring complete lighting zones through communication between the different light points and the exchange of data between them. Furthermore, the system can adjust the light intensity level based on the presence and direction of travel of users on the road, and even adjust the colour of the light to adapt to different scenarios, for example, as safety indicators as visible signs from a great distance in the face of different extraordinary circumstances on the road.
El sistema es modular pues puede instalarse sobre la infraestructura actual en aquellas luminarias que se decida. Al ser un sistema completamente modular, cada dispositivo de control puede ser diferente a los demás dispositivos del sistema en función de las necesidades. Por ejemplo, en las proximidades de un túnel puede haber uno o varios módulos con varios detectores para minimizar los errores, pero dentro del túnel es posible que no se necesite más que el sistema de comunicación o detectores más sencillos y alternados, lo cual permite un enorme grado de personalización. Además, permite poner a prueba nuevas innovaciones (diferentes detectores, empleo de colores, visión artificial, etc.) y estudiar su impacto con una inversión mínima, ya que se pueden instalar versiones de prueba únicamente en uno o varios dispositivos de control. Otra de las ventajas de la modularidad es que si un dispositivo de control falla, no falla el sistema completo. The system is modular, as it can be installed on the current infrastructure in any number of luminaires. As it is a completely modular system, each control device can be different from the other devices in the system depending on the needs. For example, in the vicinity of a tunnel there may be one or more modules with several detectors to minimise errors, but inside the tunnel it is possible that only the communication system or simpler and alternating detectors are needed, which allows for a huge degree of customisation. In addition, it allows for testing new innovations (different detectors, use of colours, artificial vision, etc.) and studying their impact with minimal investment, as test versions can be installed on only one or more control devices. Another advantage of modularity is that if one control device fails, the entire system does not fail.
Además, el sistema es fácilmente escalable. En función de las necesidades de iluminación de las vías públicas, se puede optar por una opción sencilla en la que solo un detector por dispositivo de control detecte la presencia del usuario o se puede optar por agregarle (ya sea desde el principio o después de su instalación) otro tipo de detectores, como infrarrojos, ultrasonidos o incluso la visión artificial en las versiones más complejas. De esta manera, en circunstancias donde sea crucial la seguridad y que no sea concebible un falso negativo, como por ejemplo en túneles, se refuerza la seguridad de detección. Furthermore, the system is easily scalable. Depending on the lighting needs of public roads, one can choose a simple option in which only one detector per control device detects the presence of the user, or one can choose to add (either from the beginning or after installation) other types of detectors, such as infrared, ultrasound or even artificial vision in the more complex versions. In this way, in circumstances where safety is crucial and a false negative is not conceivable, such as in tunnels, for example, detection safety is reinforced.
El sistema de control inteligente se aplica preferentemente en zonas rurales donde el flujo de usuarios es reducido y se puede lograr un mayor ahorro, pero en general puede aplicarse en cualquier escenario de alumbrado público, siendo su aplicación especialmente relevante en: The intelligent control system is preferably applied in rural areas where the flow of users is reduced and greater savings can be achieved, but in general it can be applied in any public lighting scenario, its application being especially relevant in:
- Núcleos urbanos pequeños con un tránsito de usuarios en las calles de baja densidad en horas nocturnas y, por tanto, con una posibilidad de ahorro grande. Estos núcleos suelen corresponder con ciudades de pequeño tamaño o zonas y barrios concretos. - Small urban centres with low-density traffic on the streets at night and, therefore, with a potential for significant savings. These centres usually correspond to small cities or specific areas and neighbourhoods.
- Las vías interurbanas iluminadas, que hoy en día suelen ser en zonas cercanas a ciudades. - Illuminated interurban roads, which today are usually in areas close to cities.
- Las circunvalaciones y carreteras aisladas de peatones próximas a las ciudades. - Ring roads and pedestrian-only roads near cities.
- Los túneles de la red de carreteras, donde por seguridad se debe siempre asegurar la iluminación a cualquier hora del día. Se puede emplear el sistema de detección de usuario para evitar largos periodos de activación innecesarios. - Road tunnels, where lighting must always be provided at all times of day for safety reasons. The user detection system can be used to avoid unnecessary long activation periods.
- Los túneles de la red ferroviaria cuya frecuencia de tránsito suele ser menor que la de las carreteras y dónde, por tanto, el ahorro podría llegar a ser incluso mayor. - Railway tunnels, which tend to have lower traffic frequency than road tunnels and where savings could therefore be even greater.
- Los polígonos industriales, al estar poco transitados durante muchas horas de la noche. - Industrial estates, as there is little traffic during many hours of the night.
- Los grandes centros portuarios, grandes aparcamientos, estaciones de tren o campus universitarios que cuentan con picos de tránsito durante ciertas horas del día pero que pasan muchas horas de la noche iluminados con una densidad de tráfico muy baja. - Large port centres, large car parks, train stations or university campuses that experience peak traffic during certain hours of the day but spend many hours of the night illuminated with very low traffic density.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
A continuación, se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta. Below, a very brief description is given of a series of drawings that help to better understand the invention and that are expressly related to an embodiment of said invention that is presented as a non-limiting example of it.
La Figura 1 muestra un sistema de control inteligente de luminarias de vías públicas de acuerdo a una posible realización. Figure 1 shows an intelligent control system for street lighting according to a possible implementation.
La Figura 2 representa de manera esquemática los componentes de un dispositivo de control, de acuerdo a una realización. Figure 2 schematically represents the components of a control device, according to one embodiment.
La Figura 3 ilustra un ejemplo de control de encendido de luminarias ante la detección de un vehículo próximo a una intersección de una vía pública. Figure 3 illustrates an example of lighting control of lights when a vehicle is detected near an intersection on a public road.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
En laFigura 1se muestra un sistema de control inteligente 1 de luminarias 2 de vías públicas 3. El sistema de control inteligente 1 comprende una pluralidad de dispositivos de control 4, estando cada dispositivo de control 4 instalado en una luminaria 2 (sujeto, por ejemplo, al poste 5 de la luminaria) diferente de una vía pública 3. En la figura para una mayor simplicidad solo se muestran dos dispositivos de control 4 instalados en sus correspondientes luminarias 2, si bien el sistema de control inteligente 1 al ser completamente escalable puede comprender decenas, cientos o incluso miles de dispositivos de control 4. In Figure 1 an intelligent control system 1 for luminaires 2 on public roads 3 is shown. The intelligent control system 1 comprises a plurality of control devices 4, each control device 4 being installed in a different luminaire 2 (attached, for example, to the luminaire pole 5) of a public road 3. For simplicity, only two control devices 4 are shown in the figure, installed in their corresponding luminaires 2, although the intelligent control system 1, being completely scalable, can comprise tens, hundreds or even thousands of control devices 4.
Cada dispositivo de control 4 incluye una carcasa 6 o caja hermética que aloja los diferentes componentes electrónicos. En particular, tal y como se ilustra de manera esquemática en laFigura 2, cada dispositivo de control 4 incluye un módulo de detección 7 configurado para detectar la presencia de viandantes 9 o vehículos y preferentemente obtener su dirección de movimiento o sentido de su marcha. El módulo de detección 7 puede incluir cualquier sensor (o combinación de sensores) capaz de detectar presencia de un objeto, incluyendo detectores de movimiento (e.g., sensores infrarrojos pasivos, sensores de ultrasonidos), radares, cámaras para detección de objetos por reconocimiento de imágenes, etc. El radar 8 se coloca preferentemente de manera que su antena abarque el mayor rango posible de la vía pública 3 y, en caso necesario, se podrá utilizar más de una antena. Each control device 4 includes a housing 6 or hermetic box housing the different electronic components. In particular, as schematically illustrated in Figure 2, each control device 4 includes a detection module 7 configured to detect the presence of pedestrians 9 or vehicles and preferably obtain their direction of movement or direction of travel. The detection module 7 may include any sensor (or combination of sensors) capable of detecting the presence of an object, including motion detectors (e.g., passive infrared sensors, ultrasonic sensors), radars, cameras for detecting objects by image recognition, etc. The radar 8 is preferably placed so that its antenna covers the largest possible range of the public road 3 and, if necessary, more than one antenna may be used.
Cada dispositivo de control 4 incluye además un módulo de comunicación inalámbrica 10 configurado para comunicarse con otros dispositivos de control 4 del sistema de control inteligente 1, y una unidad de control 11 encargada de controlar el encendido y apagado de la luminaria 2. Each control device 4 also includes a wireless communication module 10 configured to communicate with other control devices 4 of the intelligent control system 1, and a control unit 11 responsible for controlling the switching on and off of the luminaire 2.
La unidad de control 11, basada por ejemplo en un procesador o microcontrolador, está configurada para realizar una acción de encendido 12 de la luminaria 2 cuando el módulo de detección 7 detecta la presencia de un viandante 9 o un vehículo, en función además de unas primeras condiciones adicionales de encendido. Para detectar la presencia de un viandante 9 o de un vehículo, el módulo de detección 7 puede comprender un radar 8, preferentemente un radar Doppler. El radar Doppler es capaz de medir la velocidad y la dirección de movimiento del objeto detectado. De esta forma, la detección o no de presencia se puede configurar en función de la velocidad del objeto detectado, con lo que se puede restringir los encendidos a cierto tipo de objetos/usuarios detectados (por ejemplo, que no se encienda si pasa un pájaro o un gato) y, en caso de detección de presencia, la dirección de movimiento será directamente extraído del módulo de detección 7. El módulo de detección 7 puede comprender también un sensor de presencia 16 adicional, además del radar 8, por un ejemplo un sensor PIR o una cámara (este elemento opcional se ilustra mediante líneas discontinuas), para una mayor redundancia y así obtener una detección más fiable. The control unit 11, based for example on a processor or microcontroller, is configured to perform a switching-on action 12 of the luminaire 2 when the detection module 7 detects the presence of a pedestrian 9 or a vehicle, also depending on first additional switching-on conditions. To detect the presence of a pedestrian 9 or a vehicle, the detection module 7 may comprise a radar 8, preferably a Doppler radar. The Doppler radar is capable of measuring the speed and direction of movement of the detected object. In this way, whether or not presence is detected can be configured based on the speed of the detected object, thereby restricting switching on to certain types of detected objects/users (for example, not switching on if a bird or a cat passes by) and, in the event of presence detection, the direction of movement will be directly extracted from the detection module 7. The detection module 7 may also comprise an additional presence sensor 16, in addition to the radar 8, for example a PIR sensor or a camera (this optional element is illustrated by dashed lines), for greater redundancy and thus to obtain more reliable detection.
Las primeras condiciones adicionales de encendido pueden incluir, entre otras, condiciones temporales (en función de la hora actual), condiciones de luminosidad (en función de la intensidad lumínica en el ambiente), condiciones en función del tipo de vía en el que se encuentre la luminaria 2. Por ejemplo, en la Figura 1 cuando la unidad de control 11 detecta la presencia del viandante 9, solo encenderá la luminaria en un horario nocturno o con bajas condiciones de luz ambiental (si es de día y/o con suficiente luz ambiental, no encendería la luminaria 2 aunque detectara un viandante 9 o un vehículo). Para detectar las condiciones de luminosidad del entorno el dispositivo de control 4 puede comprender un fotodetector o sensor de luminosidad 13 (la opcionalidad de este elemento se representa mediante líneas discontinuas), para activar la luminaria 2 solo cuando las condiciones de visibilidad lo requieran. The first additional switching-on conditions may include, among others, time conditions (based on the current time), brightness conditions (based on the light intensity in the environment), conditions based on the type of road on which the luminaire 2 is located. For example, in Figure 1 when the control unit 11 detects the presence of the pedestrian 9, it will only switch on the luminaire at night or under low ambient light conditions (if it is daytime and/or with sufficient ambient light, it would not switch on the luminaire 2 even if it detected a pedestrian 9 or a vehicle). To detect the brightness conditions of the environment, the control device 4 may comprise a photodetector or brightness sensor 13 (the optionality of this element is represented by dotted lines), to activate the luminaire 2 only when visibility conditions require it.
En una realización, las luminarias 2 pueden comprender una o varias bombillas LED 14, las cuales pueden ser de luz blanca y/o de color. La acción de encendido 12 de la luminaria 2 puede incluir no solo el encendido completo de la luminaria, sino también el control del nivel de intensidad de iluminación (e.g. un encendido del 50% de intensidad máxima) y/o el control del color de iluminación (e.g. un determinado color rojo) de la luminaria 2, realizado por ejemplo mediante el control de las bombillas LED 14. In one embodiment, the luminaires 2 may comprise one or more LED bulbs 14, which may be white and/or colored light. The switching on action 12 of the luminaire 2 may include not only the complete switching on of the luminaire, but also the control of the lighting intensity level (e.g. a switching on of 50% of maximum intensity) and/or the control of the lighting color (e.g. a certain red color) of the luminaire 2, performed for example by controlling the LED bulbs 14.
Cada dispositivo de control 4 está asociado a un grupo predeterminado de dispositivos de control 4 del sistema de control inteligente 1, previamente fijado durante el diseño personalizado del sistema a las condiciones concretas del lugar de implementación. Cuando el módulo de detección 7 detecta la presencia de un viandante 9 o vehículo, la unidad de control 11 está configurada para obtener una dirección de movimiento del viandante 9 o vehículo detectado a partir de la información suministrada por el módulo de detección 7. En una realización, el módulo de detección 7 (e.g. un radar Doppler) es capaz de determinar dicha dirección de movimiento por sí mismo, y se la envía a la unidad de control 11. Alternativamente, si el módulo de detección 7 no suministra direcciones de movimiento, la unidad de control 11 obtiene la dirección de movimiento a partir de múltiples detecciones consecutivas del módulo de detección 7. La unidad de control 11 está configurada para enviar, mediante el módulo de comunicación inalámbrica 10, un mensaje de detección de presencia 15 a un conjunto de dispositivos de control 4, donde dicho conjunto puede incluir la totalidad o una parte de los dispositivos de control del sistema de control inteligente 1, incluyendo al menos al grupo de dispositivos de control 4 que tenga asociados. El mensaje de detección de presencia 15 incluye información relativa a la posición y dirección de movimiento del viandante 9 o vehículo detectado. La información relativa a la posición puede incluir, por ejemplo, un identificador de la luminaria 2 o un identificador del dispositivo de control 4, lo cual sería suficiente para permitir conocer su posición, y/o la posición relativa del viandante 9 con respecto a la luminaria 2 estimada a partir del módulo de detección 7. La información sobre la dirección de movimiento puede incluir cualquier información indicativa de una dirección de desplazamiento (e.g. un vector). El mensaje de detección de presencia 15 será transmitido a todos los dispositivos de control 4 asociados al que ha detectado la presencia de un usuario. Each control device 4 is associated with a predetermined group of control devices 4 of the intelligent control system 1, previously set during the customized design of the system to the specific conditions of the implementation site. When the detection module 7 detects the presence of a pedestrian 9 or vehicle, the control unit 11 is configured to obtain a movement direction of the detected pedestrian 9 or vehicle from the information supplied by the detection module 7. In one embodiment, the detection module 7 (e.g. a Doppler radar) is able to determine said movement direction by itself, and sends it to the control unit 11. Alternatively, if the detection module 7 does not supply movement directions, the control unit 11 obtains the movement direction from multiple consecutive detections of the detection module 7. The control unit 11 is configured to send, via the wireless communication module 10, a presence detection message 15 to a set of control devices 4, where said set may include all or part of the control devices of the intelligent control system 1, including at least the group of control devices 4 associated with it. The presence detection message 15 includes information relating to the position and direction of movement of the detected pedestrian 9 or vehicle. The position information may include, for example, an identifier of the luminaire 2 or an identifier of the control device 4, which would be sufficient to allow knowing its position, and/or the relative position of the pedestrian 9 with respect to the luminaire 2 estimated from the detection module 7. The information on the direction of movement may include any information indicative of a direction of travel (e.g. a vector). The presence detection message 15 will be transmitted to all control devices 4 associated with the one that has detected the presence of a user.
Cuando la unidad de control 11 de un dispositivo de control 4 recibe, mediante el correspondiente módulo de comunicación inalámbrica 10, un mensaje de detección de presencia 15 procedente de un dispositivo de control 4 asociado con información relativa a la posición y dirección de movimiento de un viandante 9 o vehículo detectado por dicho dispositivo de control 4 asociado, realiza una acción de encendido 12 o una acción de apagado de la luminaria 2 en función de la posición y dirección de movimiento del viandante 9 o vehículo detectado y unas segundas condiciones adicionales de encendido. El mensaje de detección de presencia 15 es interpretado en función de una lógica programada en la unidad de control 11, la cual enviará una orden para cambiar o no el estado de las bombillas LED 14 dependiendo de la posición en la que se ha detectado la presencia de un usuario, su dirección de movimiento y las segundas condiciones adicionales de encendido, las cuales pueden ser idénticas o similares a las primeras condiciones adicionales de encendido. Para decidir si enciende o apaga la luminaria 2, la unidad de control 11 no solo tiene en cuenta la posición del usuario detectado, sino que además comprueba una condición de sentido de la marcha del usuario detectado (en función de si el usuario se acerca o aleja a la posición que ocupa la unidad de control 11 que ha recibido el mensaje). When the control unit 11 of a control device 4 receives, via the corresponding wireless communication module 10, a presence detection message 15 from an associated control device 4 with information relating to the position and direction of movement of a pedestrian 9 or vehicle detected by said associated control device 4, it performs an on action 12 or an off action of the luminaire 2 depending on the position and direction of movement of the pedestrian 9 or vehicle detected and second additional on conditions. The presence detection message 15 is interpreted according to a logic programmed in the control unit 11, which will send an order to change or not the state of the LED bulbs 14 depending on the position in which the presence of a user has been detected, his direction of movement and the second additional on conditions, which may be identical or similar to the first additional on conditions. In order to decide whether to switch on or off the luminaire 2, the control unit 11 not only takes into account the position of the detected user, but also checks a condition of the direction of travel of the detected user (depending on whether the user is approaching or moving away from the position occupied by the control unit 11 that has received the message).
Así, en el ejemplo de la Figura 1, cuando el dispositivo de control 4 instalado en la luminaria 2 de la izquierda detecta la presencia del viandante 9 y su dirección de movimiento (d), envía un mensaje de detección de presencia 15 a un conjunto de dispositivos de control 4 (e.g., al resto de los dispositivos de control 4 del sistema de control inteligente 1, o a los dispositivos de control 4 dentro de su alcance inalámbrico), incluyendo al menos el grupo de dispositivos de control que tenga asociados. En caso necesario, los dispositivos de control 4 que reciben el mensaje de detección de presencia 15 pueden actuar como repetidores para que el mensaje de detección de presencia 15 llegue a dispositivos de control 4 situados fuera del alcance del primer dispositivo de control 4 que envió el mensaje de detección de presencia 15 (e.g., cuando se emplean módulos de comunicación ZigBee). Thus, in the example in Figure 1, when the control device 4 installed in the luminaire 2 on the left detects the presence of the pedestrian 9 and his direction of movement (d), it sends a presence detection message 15 to a set of control devices 4 (e.g., to the rest of the control devices 4 of the intelligent control system 1, or to the control devices 4 within its wireless range), including at least the group of control devices associated with it. If necessary, the control devices 4 that receive the presence detection message 15 can act as repeaters so that the presence detection message 15 reaches control devices 4 located outside the range of the first control device 4 that sent the presence detection message 15 (e.g., when ZigBee communication modules are used).
El dispositivo de control 4 instalado en la luminaria 2 de la derecha en la Figura 1, recibe entonces el mensaje de detección de presencia 15. Para poder identificar al dispositivo de control 4 que detectó la presencia del viandante 9, los mensajes de detección de presencia 15 incluyen un identificador del dispositivo de control 4 que envió el mensaje de detección de presencia 15. En caso de que esto sea posible, el mensaje de detección de presencia 15 será transmitido desde el dispositivo de control 4 que ha detectado la presencia de un usuario a todos los dispositivos de control 4 asociados a éste que estarán guardados con identificadores en una base de datos almacenada en el propio dispositivo de control 4. Alternativamente, si por las condiciones del diseño del sistema el dispositivo de control 4 no puede enviar el mensaje de detección de presencia 15 a todos los dispositivos de control 4 asociados con él, el mensaje de detección de presencia 15 puede incluir una lista de los dispositivos de control 4 (e.g., mediante identificadores) que forman dicho grupo. De esta forma el mensaje de detección de presencia 15se transmitirá de un dispositivo de control 4 a otro asociado y dejará de transmitirse cuando llegue al último dispositivo de control asociado al que detectó la presencia de usuario. The control device 4 installed in the luminaire 2 on the right in Figure 1 then receives the presence detection message 15. In order to be able to identify the control device 4 that detected the presence of the pedestrian 9, the presence detection messages 15 include an identifier of the control device 4 that sent the presence detection message 15. If this is possible, the presence detection message 15 will be transmitted from the control device 4 that has detected the presence of a user to all the control devices 4 associated with it, which will be stored with identifiers in a database stored in the control device 4 itself. Alternatively, if due to the design conditions of the system the control device 4 cannot send the presence detection message 15 to all the control devices 4 associated with it, the presence detection message 15 may include a list of the control devices 4 (e.g., by means of identifiers) that form said group. In this way, the presence detection message 15 will be transmitted from one control device 4 to another associated one and will stop being transmitted when it reaches the last control device associated with the one that detected the user's presence.
El dispositivo de control 4 receptor del mensaje de detección de presencia 15 realiza una acción de encendido 12 o una acción de apagado de la luminaria 2 en función de la posición y dirección de movimiento (d) del viandante 9 detectado y unas segundas condiciones adicionales de encendido, las cuales pueden incluir condiciones temporales, condiciones de luminosidad, el tipo de vía en el que se encuentre la luminaria, entre otras condiciones. El dispositivo de control 4 receptor del mensaje de detección de presencia 15 comprueba la posición del viandante y unas condiciones de sentido de marcha, y enciende o apaga la luminaria 2 en función de las mismas. En el ejemplo mostrado en la Figura 1, la dirección de movimiento (d) del viandante 9 cumple unas condiciones de sentido de marcha, ya que el viandante 9 se acerca al dispositivo de control 4 receptor del mensaje de detección de presencia 15, con lo cual enciende la luminaria 2, supeditado a las segundas condiciones adicionales de encendido (si es de día con suficiente luminosidad, no se cumplirían estas condiciones y la luminaria 2 no se encendería). Si, por el contrario, la dirección de movimiento (d) del viandante no cumpliera las condiciones de sentido de marcha impuestas en la lógica interna del dispositivo de control 4 receptor del mensaje de detección de presencia 15, porque fuera una dirección que aleja al viandante 9 de dicho dispositivo de control 4, su unidad de control 11 no realizaría una acción de encendido de la luminaria 2, e incluso podría realizar una acción de apagado si estuviera encendida debido, por ejemplo, a que el viandante ha pasado antes por dicha luminaria 2 y ya no es necesaria la luz para el viandante 9, al haberse alejado este lo suficiente y continuar su marcha de alejamiento. The control device 4 receiving the presence detection message 15 performs a switching on action 12 or a switching off action of the luminaire 2 depending on the position and direction of movement (d) of the detected pedestrian 9 and additional second switching on conditions, which may include time conditions, lighting conditions, the type of road on which the luminaire is located, among other conditions. The control device 4 receiving the presence detection message 15 checks the position of the pedestrian and the direction of travel conditions, and switches the luminaire 2 on or off depending on them. In the example shown in Figure 1, the direction of movement (d) of pedestrian 9 meets certain conditions of direction of travel, since pedestrian 9 approaches the control device 4 receiving the presence detection message 15, thereby switching on the luminaire 2, subject to the second additional switching-on conditions (if it is daytime with sufficient luminosity, these conditions would not be met and the luminaire 2 would not switch on). If, on the other hand, the direction of movement (d) of the pedestrian did not meet the conditions of direction of travel imposed in the internal logic of the control device 4 receiving the presence detection message 15, because it were a direction that takes the pedestrian 9 away from said control device 4, its control unit 11 would not perform an action of switching on the luminaire 2, and could even perform an action of switching it off if it were on due to, for example, the fact that the pedestrian has previously passed said luminaire 2 and the light is no longer necessary for the pedestrian 9, since he has moved away sufficiently and is continuing to move away.
Cada unidad de control 11 puede estar configurada para, cuando el módulo de detección 7 detecta la salida de un viandante 9 o vehículo previamente detectado de su zona de detección, disminuir el nivel de intensidad de iluminación de la luminaria (por ejemplo, apagando la luminaria o reduciendo la intensidad a un nivel determinado) si fuera conveniente. Each control unit 11 may be configured to, when the detection module 7 detects the departure of a previously detected pedestrian 9 or vehicle from its detection zone, decrease the lighting intensity level of the luminaire (for example, by turning off the luminaire or reducing the intensity to a certain level) if appropriate.
En laFigura 3se muestra otro ejemplo de funcionamiento del sistema de control inteligente 1. La figura representa una vía pública 3 con una intersección siendo transitada por un vehículo 17. Los dispositivos de control 4 se instalan en las luminarias (2a,...,2v) de la vía pública 3, representadas mediante círculos. El vehículo 17 (en este caso un coche) es detectado por el módulo de detección 7 de un dispositivo de control 4. La luminaria 2e asociada al dispositivo de control 4 que lo ha detectado se ilumina, y este dispositivo de control 4 envía un mensaje de detección de presencia 15 al resto de dispositivos de control 4 asociados a este. El resto de las luminarias se encienden o se apagan en función de la posición del vehículo 17, su dirección de movimiento(d)y de las segundas condiciones adicionales de encendido. Another example of operation of the intelligent control system 1 is shown in Figure 3. The figure represents a public road 3 with an intersection being travelled by a vehicle 17. The control devices 4 are installed in the luminaires (2a,...,2v) of the public road 3, represented by circles. The vehicle 17 (in this case a car) is detected by the detection module 7 of a control device 4. The luminaire 2e associated with the control device 4 that has detected it is illuminated, and this control device 4 sends a presence detection message 15 to the other control devices 4 associated with it. The rest of the luminaires are switched on or off depending on the position of the vehicle 17, its direction of movement (d) and the second additional switching-on conditions.
El área iluminada 18 por cada luminaria 2 activada se representan mediante un sector circular. En la Figura 3 se muestran encendidas las luminarias (2c,2d) anteriores a la posición del vehículo 18 para dar visibilidad a la parte trasera del mismo, las luminarias (2e,2f) que están a la altura en la que se encuentra el vehículo 18, varias luminarias (2g,2h,2i,2j,2k,2l) posteriores al vehículo 17 y algunas luminarias (2q,2r) de la calle perpendicular para asegurar la visibilidad del vehículo 18 ante un posible cambio de dirección del vehículo en la intersección. El conjunto de luminarias encendidas dependerá de cómo haya sido configurado el sistema de iluminación 1, en particular del grupo predeterminado de dispositivos de control que tenga asociados la luminaria 2e, y del cumplimiento de unas condiciones de encendido (incluyendo condiciones de posición y sentido de marcha del vehículo detectado y las segundas condiciones adicionales de encendido). El grupo de dispositivos de control asociados a cada dispositivo de control del sistema, así como las relaciones lógicas entre ellos, se establecen en el momento de la instalación y diseño del sistema, en función de la distancia, el tipo de vía urbana (e.g., autovía), si hay una intersección, etc. The illuminated area 18 for each activated luminaire 2 is represented by a circular sector. Figure 3 shows the luminaires (2c,2d) before the position of the vehicle 18 turned on to give visibility to the rear of the vehicle, the luminaires (2e,2f) that are at the height where the vehicle 18 is located, several luminaires (2g,2h,2i,2j,2k,2l) behind the vehicle 17 and some luminaires (2q,2r) on the perpendicular street to ensure the visibility of the vehicle 18 in the event of a possible change of direction of the vehicle at the intersection. The set of luminaires turned on will depend on how the lighting system 1 has been configured, in particular on the predetermined group of control devices associated with the luminaire 2e, and on compliance with certain conditions for switching on (including conditions of position and direction of travel of the detected vehicle and the second additional conditions for switching on). The group of control devices associated with each control device in the system, as well as the logical relationships between them, are established at the time of installation and design of the system, depending on the distance, the type of urban road (e.g., highway), whether there is an intersection, etc.
Por ejemplo, si el vehículo 17 de la Figura 3 es detectado por el dispositivo de control 4 situado en la luminaria 2g en dirección a la luminaria 2o, se enviará la información de posición y sentido de la marcha a todos los dispositivos asociados al de la posición 2g (por ejemplo: los dispositivos de control 4 de las luminarias 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2h, 2i, 2j, 2k, 2l, 2m, 2n, 2q, 2r, 2s, 2t). Las luminarias que se encenderán en este caso corresponden a los dos posibles caminos (19, 21) que puede tomar el vehículo 17, es decir, se encenderán las luminarias en el camino 19 en dirección a la luminaria 2o y en el camino 21 en dirección a la luminaria 2s. Si en la intersección el vehículo opta por seguir recto, hacia el camino 19 en dirección 2o, será detectado por el dispositivo de control 4 situado en la luminaria 2m; este dispositivo enviará la información de posición y sentido de la marcha al resto de luminarias asociadas a él, y como el sentido de la marcha del vehículo 17 se aleja de las luminarias del camino 21 en dirección 2s, las luminarias de ese camino 21 se apagarán. Cada dispositivo de control 4 tiene implementada su lógica de control que depende del estado de su módulo de detección y los mensajes de detección de presencia 15 que recibe de otros dispositivos de control 4. For example, if vehicle 17 in Figure 3 is detected by control device 4 located at luminaire 2g heading towards luminaire 2o, position and direction information will be sent to all devices associated with the one at position 2g (for example: control devices 4 of luminaires 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2h, 2i, 2j, 2k, 2l, 2m, 2n, 2q, 2r, 2s, 2t). The luminaires to be switched on in this case correspond to the two possible paths (19, 21) that vehicle 17 can take, i.e. the luminaires on path 19 heading towards luminaire 2o and on path 21 heading towards luminaire 2s will be switched on. If at the intersection the vehicle chooses to continue straight ahead, towards path 19 in direction 2o, it will be detected by the control device 4 located in the luminaire 2m; this device will send the position and direction of travel information to the rest of the luminaires associated with it, and as the direction of travel of the vehicle 17 moves away from the luminaires of path 21 in direction 2s, the luminaires of that path 21 will turn off. Each control device 4 has its own control logic implemented, which depends on the state of its detection module and the presence detection messages 15 that it receives from other control devices 4.
Alternativamente es posible configurar el sistema de manera que todos los dispositivos de control 4 asociados al dispositivo de control que ha detectado al usuario den la orden de encendido y si al cabo de un tiempo preestablecido no han recibido un mensaje proveniente de otro dispositivo de control asociado a ellos, den la orden de apagado. El sistema también se puede configurar de tal manera que a partir de la detección de presencia por parte de un dispositivo de control 4, sólo un grupo preestablecido (“grupo verdadero”) de dispositivos de control asociadas a este lo interpreten como una orden de encendido, apagándose cuando reciban un mensaje de otro dispositivo asociado a ellos que no pertenezca al “grupo verdadero”. Alternatively, it is possible to configure the system so that all control devices 4 associated with the control device that has detected the user give the switch-on order and if after a preset time they have not received a message from another control device associated with them, they give the switch-off order. The system can also be configured in such a way that upon detection of presence by a control device 4, only a preset group (“true group”) of control devices associated with it interpret it as a switch-on order, switching off when they receive a message from another device associated with them that does not belong to the “true group”.
El sistema de control inteligente 1 puede comprender un dispositivo electrónico remoto 20, o centro de control, mostrado en el ejemplo de la Figura 3, configurado para recibir, almacenar y analizar información, enviada por los dispositivos de control 4, relativa al encendido de las luminarias y/o la detección de presencia de viandantes 9 o vehículos 18. El dispositivo electrónico remoto 20 puede estar también configurado para enviar a los dispositivos de control 4 comandos de control personalizados para controlarlos de manera independiente. Los dispositivos de control 4 pueden comunicarse con el dispositivo electrónico remoto 20 mediante el módulo de comunicación inalámbrica 10 o mediante un segundo módulo de comunicaciones inalámbrica. Por ejemplo, el módulo de comunicación inalámbrica 10 puede ser un módulo ZigBee o un módulo Wi-Fi y el segundo módulo de comunicaciones inalámbrica puede ser un módulo de comunicaciones móviles 4G/5G. The intelligent control system 1 may comprise a remote electronic device 20, or control center, shown in the example of Figure 3, configured to receive, store and analyze information, sent by the control devices 4, relating to the switching on of the luminaires and/or the detection of the presence of pedestrians 9 or vehicles 18. The remote electronic device 20 may also be configured to send customized control commands to the control devices 4 to control them independently. The control devices 4 may communicate with the remote electronic device 20 via the wireless communication module 10 or via a second wireless communication module. For example, the wireless communication module 10 may be a ZigBee module or a Wi-Fi module and the second wireless communication module may be a 4G/5G mobile communication module.
El sistema de control inteligente 1 puede además utilizarse como un generador de informes para la aplicación de Big Data y análisis de datos, registrando a través del dispositivo electrónico remoto 20 (e.g., un servidor con base de datos) los encendidos y apagados de cada zona para generar datos sobre densidad de tráfico, horas punta, etc. Además, se puede evaluar la eficacia del sistema en las distintas zonas por las activaciones realizadas y su impacto en distintos casos y condiciones. El sistema se puede autoevaluar en busca de una mayor optimización de los recursos empleados, lo cual permite la auto escalabilidad del sistema completo. The intelligent control system 1 can also be used as a report generator for Big Data application and data analysis, recording through the remote electronic device 20 (e.g., a database server) the switching on and off of each zone to generate data on traffic density, peak hours, etc. In addition, the effectiveness of the system in the different zones can be evaluated by the activations carried out and their impact in different cases and conditions. The system can self-evaluate in search of a greater optimization of the resources used, which allows the self-scalability of the entire system.
Con respecto a la alimentación de los componentes electrónicos, los dispositivos de control 4 puede disponer de un sistema de alimentación encargado de recibir la tensión de red que alimenta a la propia luminaria 4, y convertirla a los niveles de tensión adecuados para la electrónica interna. Alternativamente, los dispositivos de control 4 pueden estar alimentados mediante paneles solares individuales que acumulan la energía solar recibida a lo largo del día en un sistema de almacenamiento de energía formado por una o varias baterías. Los paneles solares se podrían incluso utilizar para alimentar las propias luminarias 2. With regard to the power supply of the electronic components, the control devices 4 may have a power supply system responsible for receiving the mains voltage that supplies the luminaire 4 itself, and converting it to the voltage levels suitable for the internal electronics. Alternatively, the control devices 4 may be powered by individual solar panels that accumulate the solar energy received throughout the day in an energy storage system consisting of one or more batteries. The solar panels could even be used to supply power to the luminaires 2 themselves.
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| ES202330561A ES2993950A1 (en) | 2023-07-05 | 2023-07-05 | INTELLIGENT CONTROL SYSTEM FOR PUBLIC STREET LIGHTING |
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| ES202330561A ES2993950A1 (en) | 2023-07-05 | 2023-07-05 | INTELLIGENT CONTROL SYSTEM FOR PUBLIC STREET LIGHTING |
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Citations (3)
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| WO2017134091A1 (en) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | Philips Lighting Holding B.V. | Presence sensors |
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-
2023
- 2023-07-05 ES ES202330561A patent/ES2993950A1/en active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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