1.本发明属于环保技术领域，具体涉及一种智慧灯杆喷雾系统及喷雾方法。
背景技术：2.智慧路灯是指通过应用先进、高效、可靠的电力线载波通信技术和无线gprs/cdma通信技术等，实现对路灯的远程集中控制与管理的路灯，现有的智慧灯杆集合了越来越多的功能，包括喷雾降霾降尘系统，但现有的智慧灯杆上的喷雾系统仅仅是设置简单的喷雾头来进行降尘工作，无法满足复杂的城市使用环境需求。
3.边缘计算网关(又叫物联网边缘计算网关)，简称edge-gateway，是一种可以在设备上运行本地计算、消息通信、数据缓存等功能的工业智能网关，可以在无需联网的情况实现设备的本地联动以及数据处理分析。接口丰富，支持海量连接，数据采集和数据清洗，支持mqtt协议，支持多种工业通讯规约，支持web配置方式，支持云端远程配置，边缘计算具有分布式和低延时计算、效率高、节能等特点，能够更好地支撑本地业务的实时智能化处理与执行。
技术实现要素：4.技术问题：针对现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种一种智慧灯杆喷雾系统及喷雾方法满足复杂的城市使用环境需求。
5.技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
6.一种智慧灯杆喷雾系统，包括设置在灯杆上的第一喷雾装置，第二喷雾装置、与所述第一喷雾装置和第二喷雾装置电连接并控制两个喷雾装置工作的边缘计算网关以及与所述边缘计算网关连接的采集装置，所述边缘计算网关包括时间位置模块、处理模块、存储模块和通信模块，所述时间位置模块用于设置所述灯杆的时间和位置信息，所述处理模块用于接收所述采集装置采集的数据并处理，所述存储模块用于存储数据，所述通信模块用于与两个喷雾装置以及云端进行有线或无线连接，所述边缘计算网关根据云端发送的指令和采集装置采集的数据控制所述第一喷雾装置和第二喷雾装置工作。
7.优选的，所述采集装置包括摄像装置，所述摄像装置用于拍摄道路图像并将数据发送到边缘计算网关，所述边缘计算网关通过处理模块识别道路图像中来控制所述第一喷雾装置和第二喷雾装置工作。
8.优选的，所述采集装置还包括雨水传感器、温度传感器和空气颗粒物传感器，所述雨水传感器用于采集雨水数据，所述温度传感器用于采集温度数据，所述空气颗粒物传感器用于采集空气中颗粒物数据，所述存储模块存储所述雨水数据、温度数据和空气中颗粒物数据。
9.优选的，所述第二喷雾装置包括带第二喷嘴的炮筒、与所述炮筒连接并调节炮筒发射方向的转向台和设置在所述转向台上用于调节所述炮筒俯仰角度的调节杆，所述炮筒内设有风机，所述边缘计算网关根据所述摄像装置采集道路图像控制所述炮筒的发射方向
和俯仰角度。
10.优选的，所述灯杆包括第一横杆和第二横杆，所述第一喷雾装置包括设置在所述第一横杆上的第一喷头，所述第二喷雾装置设置在所述第二横杆上。
11.本发明还提供了一种喷雾方法，采用上述的智慧灯杆喷雾系统，所述方法包括：
12.将第一喷雾装置设置在灯杆靠近机动车道的一侧上，将第二喷雾装置设置在灯杆靠近非机动车道的一侧上；
13.采集灯杆附近空气中颗粒物数据，当空气中颗粒物数据大于第一预设浓度值时，启动第一喷雾装置，当空气中颗粒物数据大于第二预设浓度值时，启动第二喷雾装置；
14.采集雨水数据并判断是否下雨，当判断为下雨时，关闭第一喷雾装置和第二喷雾装置；
15.采集非机动车道道路图像，根据道路图像控制第二喷雾装置喷雾方向、喷雾角度和喷雾水量，并识别道路图像中的行人和骑车人，当行人和骑车人大于预设人数值时，关闭第二喷雾装置；
16.优选的，所述方法还包括：
17.采集温度数据，当日平均气温大于预设温度值时，启动第二喷雾装置对准灯杆旁树木，进行降飞絮喷雾工作。
18.优选的，所述方法还包括：
19.采集温度数据后，收集日平均气温＞a℃的温度数值，当这些数值总和大于b℃，且日平均气温＞x℃时，启动第二喷雾装置对准灯杆旁树木，进行降飞絮喷雾工作，所述a≥0，所述b≥400，所述x≥10。
20.优选的，所述方法还包括：
21.根据灯杆所在位置和时间，控制所述降飞絮喷雾工作持续时间，所述持续时间包括每日持续小时数c和降飞絮喷雾工作持续天数d，所述c＞0，所述d≥20。
22.有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、通过设置两个喷雾装置，适应不同空气污染的喷雾降尘工作，节能降耗、降尘范围大且降尘效果好；2、通过设置边缘计算网关和采集装置，喷雾工作根据周边颗粒物污染环境自动工作且能通过云端远程控制，通过道路图像识别，雾炮机可自动避开行人和骑行人，水雾对路过人员的影响小，识别计算在本地边缘计算网关处理，减少通信压力和云端处理器压力；3、通过设置温度传感器和边缘计算网关，可以进行降飞絮喷雾工作，减少人工监控飞絮和人工移动喷雾，降低工作人员春季降飞絮工作量。
附图说明
23.图1是本发明实施例系统结构框图；
24.图2是本发明实施例灯杆外部结构示意图；
25.图3是本发明实施例第二喷雾装置结构示意图。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
27.如图1、图2和图3所示，一种智慧灯杆喷雾系统，包括的第一喷雾装置1，第二喷雾装置2、边缘计算网关4和采集装置5，两个喷雾装置、边缘计算网关4和采集装置5都设置在灯杆3上，灯杆3包括第一横杆31和第二横杆32，第一横杆31设置在靠近机动车道一侧高处，第二横杆32高度比第一横杆31低并朝向灯杆非机动车道的一侧。
28.第一喷雾装置1包括设置在第一横杆31上的第一喷头11，第一喷头11采用现有喷雾头设置有多个，用来在灯杆3的一侧喷雾，第二喷雾装置2设置在第二横杆32上，用来在灯杆3的另一侧喷雾，第二喷雾装置2采用现有的小型雾炮机，包括炮筒21、第二喷嘴22、转向台23、调节杆24和风机25，风机25设置在炮筒21内从来向外鼓风，第二喷嘴22设置在炮筒21的出风口，转向台23与炮筒21连接带动炮筒21旋转来调节炮筒21发射方向，转向台23上设有调节杆24，调节杆24采用电动液压升降杆，与炮筒21底部连接来调节炮筒21的俯仰角度，风机25、调节杆24和转向台23的电机与边缘计算网关4电连接，边缘计算网关4控制雾炮机的喷雾工作。
29.采集装置5包括摄像装置7，摄像装置7的摄像头设置在灯杆3的中段靠近非机动车道的一侧，摄像装置7用于拍摄非机动车道和人行道的道路图像并与边缘计算网关4通过数据线连接，将数据发送到边缘计算网关4，边缘计算网关4内部带有视频识别软件，通过识别道路图像，来控制两个喷雾装置工作并控制第二喷雾装置2工作方向，并根据道路图像中的行人和骑车人数量来控制第二喷雾装置2喷雾量大小和喷雾时间，控制炮筒21的发射方向和俯仰角度，例如当识别到非机动车道和人行道上人数少时则增大喷雾量，并调整喷雾方向和角度到人数更少的非机动车车道或人行道上，减少水雾对行人或非机动车的影响，当识别到非机动车道和人行道上人数较多时，则停止喷雾。
30.采集装置5还包括雨水传感器51、温度传感器52和空气颗粒物传感器53，雨水传感器51设置在灯杆3的顶端用于采集雨水数据，温度传感器52设置在灯杆较高处用于采集温度数据，空气颗粒物传感器53设置在灯杆3靠近顶端位置用于采集空气中颗粒物数据，空气颗粒物传感器53包括pm2.5传感器和pm10传感器。当检测到空气中颗粒物超标时，可通过边缘计算网关4启动两个喷雾装置；当检测到有雨水时可停止两个喷雾装置；通过温度数据也可以控制两个喷雾装置工作。
31.边缘计算网关4包括时间位置模块、处理模块、存储模块和通信模块，时间位置模块用于设置灯杆3的时间和位置信息，包括灯杆3所处位置的地理坐标信息，年月日时间信息、灯杆编号信息等，处理模块内部设有微处理器，用于接收采集装置5的数据并处理，处理模块与通信模块连接，通信模块用来将处理后的数据通过通信模块发送云端，或者发送到两个喷雾装置，存储模块用于存储数据，包括采集装置5采集的数据，包括雨水数据、温度数据和空气中颗粒物数据，通信模块上设有lan接口、wan接口和天线用于与云端进行有线或无线连接，方便将数据上传到云端以及从云端接收数据和指令，云端连接有pc端和移动端，用来进行中央数据收集、监控、处理、显示等，以及通过pc端或移动端发出操作指令，通信模块上还设有rs232、rs485、usb、光纤接口、继电器输出、开关量输出等接口，用来与采集装置5的各传感器连接获取数据，并与第一喷雾装置1和第二喷雾装置2内的水路电磁阀和控制电路连接，控制两个喷雾装置内水路电磁阀、继电器等元器件从而控制两个喷雾装置工作，从而边缘计算网关4可以根据云端指令和采集装置5传感器采集的数据来控制第一喷雾装置1和第二喷雾装置2工作。
32.本发明实施例还提供了智慧灯杆喷雾系统的喷雾方法，方法包括：
33.将第一喷雾装置设置在灯杆靠近机动车道的一侧上，将第二喷雾装置设置在灯杆靠近非机动车道的一侧上；
34.通过空气颗粒物传感器53中的pm2.5传感器采集灯杆附近空气中pm2.5颗粒物数据，当空气中颗粒物数据大于第一预设浓度值时，启动第一喷雾装置，当空气中颗粒物数据大于第二预设浓度值时，启动第二喷雾装置，雾炮机射程远、喷雾量大小可调，降尘效果好且降尘范围大；
35.通过雨水传感器51采集雨水数据并判断是否下雨，当判断为下雨时，关闭第一喷雾装置和第二喷雾装置；
36.通过摄像装置7采集非机动车道道路图像，根据道路图像控制第二喷雾装置喷雾方向、喷雾角度和喷雾水量，并识别道路图像中的行人和骑车人，当行人和骑车人大于预设人数值时，关闭第二喷雾装置；
37.在本实施例中，第一预设浓度值设置为150，即pm2.5＞150(中度污染)时启动第一喷雾装置，多个第一喷头11同时喷雾进行降尘，第二预设浓度值设置为300，即pm2.5＞300(重度污染)时启动第二喷雾装置，即雾炮机开始工作，下雨时可以关闭喷雾避免浪费，根据摄像装置7拍摄的道路图像，边缘计算网关4控制转向台23和调节杆24使雾炮机对准非机动车道或人行道，非机动车道上骑车人多时，控制雾炮机对准人行道喷雾；人行道行人多时，控制雾炮机对准非机动车道喷雾，预设人数值设置为20，即非机动车道和人行道总人数多于20个人时，关闭雾炮机。
38.在上述喷雾方法的基础上，本实施例的喷雾方法还包括：
39.通过温度传感器52采集温度数据，边缘计算网关4通过内部处理模块和存储模块记录温度数据，收集日平均气温＞a℃的温度数值，当这些数值总和大于b℃，且日平均气温＞x℃时，启动雾炮机对准灯杆旁树木，进行降飞絮喷雾工作，根据灯杆所在位置和时间，控制所述降飞絮喷雾工作持续时间，所述持续时间包括每日持续小时数c和持续天数d。
40.在本实施例中，a＝0，b＝480，x＝14，c＝6，d＝50，由于一般飘絮的树种中，最早开始的一般为白毛杨，以白毛杨为例。有一个关系到生物有机体发育速度的指标，叫积温，也就是温度的累积。根据《植物物候图谱》统计，对于杨絮来说，只有日平均气温＞0℃，才是对白毛杨的生长发育有用的温度，将这些超过0℃的数值累加起来，当总和达到480℃，而且日平均气温达到14℃的时候，白毛杨的果实就开始成熟炸裂了，杨絮开始飘飞，飞絮期发生在每天的上午10点到下午4点间，持续6个小时，飞絮期结束一般在五月中上旬，持续不超过50天。(表一为石家庄各年份满足积温条件日期)
[0041][0042]
表一
[0043]
以石家庄为例，这个温度的积累大约在4月中旬左右可以达到。根据当地的物候资料，石家庄的杨絮平均在4月11日开始飘飞。再看近几年的统计发现，杨絮的飘飞期整体有所提前，提前了大概一周左右。尤其是在2014年之后，石家庄基本在4月5日前后就开始飘絮，而这跟气温有着密不可分的联系，本实施例以白毛杨的飞絮温度为例，如果其他城市主要种植的其他飘絮树种，a、b和x的值设置以满足树种的积温条件为准。喷雾形成的动力能直接撞击树木的飞絮，使其降落地面，不至于向空中飞扬。
[0044]
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.一种智慧灯杆喷雾系统，其特征在于，包括设置在灯杆(3)上的第一喷雾装置(1)、第二喷雾装置(2)、与所述第一喷雾装置(1)和第二喷雾装置(2)电连接并控制两个喷雾装置工作的边缘计算网关(4)以及与所述边缘计算网关(4)连接的采集装置(5)，所述边缘计算网关(4)包括时间位置模块、处理模块、存储模块和通信模块，所述时间位置模块用于设置所述灯杆(3)的时间和位置信息，所述处理模块用于接收所述采集装置(5)采集的数据并处理，所述存储模块用于存储数据，所述通信模块用于与两个喷雾装置以及云端进行有线或无线连接，所述边缘计算网关(4)根据云端发送的指令和采集装置(5)采集的数据控制所述第一喷雾装置(1)和第二喷雾装置(2)工作。2.根据权利要求1所述的智慧灯杆喷雾系统，其特征在于，所述采集装置(5)包括摄像装置(7)，所述摄像装置(7)用于拍摄道路图像并将数据发送到边缘计算网关(4)，所述边缘计算网关(4)通过处理模块识别道路图像中来控制所述第一喷雾装置(1)和第二喷雾装置(2)工作。3.根据权利要求1所述的智慧灯杆喷雾系统，其特征在于，所述采集装置(5)还包括雨水传感器(51)、温度传感器(52)和空气颗粒物传感器(53)，所述雨水传感器(51)用于采集雨水数据，所述温度传感器(52)用于采集温度数据，所述空气颗粒物传感器(53)用于采集空气中颗粒物数据，所述存储模块存储所述雨水数据、温度数据和空气中颗粒物数据。4.根据权利要求2所述的智慧灯杆喷雾系统，其特征在于，所述第二喷雾装置(2)包括带第二喷嘴(22)的炮筒(21)、与所述炮筒(21)连接并调节炮筒(21)发射方向的转向台(23)和设置在所述转向台(23)上用于调节所述炮筒(21)俯仰角度的调节杆(24)，所述炮筒(21)内设有风机(25)，所述边缘计算网关(4)根据所述摄像装置(7)采集道路图像控制所述炮筒(21)的发射方向和俯仰角度。5.根据权利要求1所述的智慧灯杆喷雾系统，其特征在于，所述灯杆(3)包括第一横杆(31)和第二横杆(32)，所述第一喷雾装置(1)包括设置在所述第一横杆(31)上的第一喷头(11)，所述第二喷雾装置(2)设置在所述第二横杆(32)上。6.一种喷雾方法，采用如权利要求1-5任一项所述的智慧灯杆喷雾系统，其特征在于，所述方法包括：将第一喷雾装置设置在灯杆靠近机动车道的一侧上，将第二喷雾装置设置在灯杆靠近非机动车道的一侧上；采集灯杆附近空气中颗粒物数据，当空气中颗粒物数据大于第一预设浓度值时，启动第一喷雾装置，当空气中颗粒物数据大于第二预设浓度值时，启动第二喷雾装置；采集雨水数据并判断是否下雨，当判断为下雨时，关闭第一喷雾装置和第二喷雾装置；采集非机动车道道路图像，根据道路图像控制第二喷雾装置喷雾方向、喷雾角度和喷雾水量，并识别道路图像中的行人和骑车人，当行人和骑车人大于预设人数值时，关闭第二喷雾装置；7.根据权利要求6所述的喷雾方法，其特征在于，所述方法还包括：采集温度数据，当日平均气温大于预设温度值时，启动第二喷雾装置对准灯杆旁树木，进行降飞絮喷雾工作。8.根据权利要求7所述的喷雾方法，其特征在于，所述方法还包括：采集温度数据后，收集日平均气温＞a℃的温度数值，当这些数值总和大于b℃，且日平
均气温＞x℃时，启动第二喷雾装置对准灯杆旁树木，进行降飞絮喷雾工作，所述a≥0，所述b≥400，所述x≥10。9.根据权利要求8所述的喷雾方法，其特征在于，所述方法还包括：根据灯杆所在位置和时间，控制所述降飞絮喷雾工作持续时间，所述持续时间包括每日持续小时数c和降飞絮喷雾工作持续天数d，所述c＞0，所述d≥20。
技术总结本发明公开了一种智慧灯杆喷雾系统及喷雾方法，属于环保技术领域，喷雾系统包括设置在灯杆上的第一喷雾装置、第二喷雾装置、边缘计算网关以及采集装置，边缘计算网关包括时间位置模块、处理模块、存储模块和通信模块，时间位置模块用于设置灯杆的时间和位置信息，处理模块用于接收采集装置采集的数据并处理，存储模块用于存储数据，通信模块用于与两个喷雾装置以及云端进行有线或无线连接。本发明节能降耗、降尘范围大且降尘效果好；水雾对路过人员的影响小，识别计算在本地边缘计算网关处理，减少通信压力和云端处理器压力；可以进行降飞絮喷雾工作，减少人工监控飞絮和人工移动喷雾，降低工作人员春季降飞絮工作量。降低工作人员春季降飞絮工作量。降低工作人员春季降飞絮工作量。
技术研发人员：张伟 顾洲全 任敏 代玉宁
受保护的技术使用者：无锡工艺职业技术学院
技术研发日：2022.03.22
技术公布日：2022/7/5
