專利名稱：一種節(jié)能的led路燈燈頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高效節(jié)能LED路燈燈頭，熱損耗低，光效很高。尤其 是一種能根據(jù)道路人流、車流密度及照度需要對道路燈光照度進(jìn)行智能調(diào)節(jié)控制 的照明設(shè)備，在半夜人流活動(dòng)很少的情況下，降低燈光照度、減少路燈能耗，此 時(shí)，如果路面有行人、車輛或其他活動(dòng)物體，燈光可自動(dòng)恢復(fù)全亮或變化到一個(gè) 人為事先設(shè)定的照度。所述LED路燈燈頭具有防盜、防破壞功能，具有晝夜交 替自動(dòng)開關(guān)功能，還可通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)置開關(guān)燈時(shí)間。
背景技術(shù)：
迄今人類己經(jīng)發(fā)明了許多種類的電光源來照亮黑夜、延伸白晝，使人類的生 活變得更加多姿多彩，同時(shí)給社會(huì)財(cái)富的創(chuàng)造帶來極大的貢獻(xiàn)。這些光源有最早 發(fā)明的愛迪生白熾燈及相繼造福人類的鹵鎢燈、熒光燈、低壓鈉燈、高壓汞燈、 高壓鈉燈、高壓氙燈、金鹵燈、緊湊熒光燈等等，每一種新光源的出現(xiàn)，都是時(shí) 代科技發(fā)展的產(chǎn)物。
就原理而言，白熾燈、鹵鎢燈屬于熱輻射光源，后者都是屬于弧光放電燈， 但無論熱輻射或是弧光放電，他們無一例外地使用了燈絲或電極，而燈絲、電極 的濺射效應(yīng)正是限制光源壽命的必然組件。每種光源都有它獨(dú)特之處，但在突 出其優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)卻避免不了自身的缺陷，不能在環(huán)保、節(jié)能等高照明品質(zhì)方面同
時(shí)兼顧。例如白熾燈有高顯色性、高功率因素、立即啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，但光效低壽 命短；氣體放電燈光效高、壽命相對延長，但使用了不可回收的汞劑，造成環(huán)保 方面的問題。各種氣體放電燈大多數(shù)不能立即啟動(dòng)和再啟動(dòng)，存在功率因數(shù)低等 缺點(diǎn)。此外，這些日常使用的光源在給人類帶來光明的同時(shí)，也給人類帶來不可 忽視的公害光污染，即眩光、紫外輻射和頻閃效應(yīng)。這是一種隱形公害，以頻 閃效應(yīng)危害最為普遍。電光源所產(chǎn)生的工頻頻閃直接影響人的眼睛和視覺神經(jīng)系 統(tǒng)，導(dǎo)致近視眼、慢性疲勞、偏頭痛的發(fā)生，使工作、學(xué)習(xí)和生活受到不同程度
2007
的影響。為了降低此類公害，世界各國照明委員會(huì)都發(fā)布了專門指南和標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng) 調(diào)解決上述問題。
人們一直在尋求一種高發(fā)光效率、高顯色性、高發(fā)光穩(wěn)定性、無頻閃、長壽 命并符合環(huán)保要求的新光源，來為我們的工作環(huán)境和生活環(huán)境制造更加舒適、愉 悅的照明，更好地改善員工視覺條件，提高工作效率，并收到節(jié)約電能、降低 消耗、降低人工維護(hù)費(fèi)用的目的。
LED光源發(fā)光效率已高于上述幾種形式的光源，節(jié)能的效果顯著。而且其還 具有低功耗、長壽命等特點(diǎn)，在全球能源危機(jī)，環(huán)保壓力又極大的情況下，LED光 源照明已被世界公認(rèn)為一種節(jié)能環(huán)保的重要途徑。鑒于LED光源照明產(chǎn)業(yè)令人 鼓舞的發(fā)展前景，世界各發(fā)達(dá)國紛紛啟動(dòng)LED光源照明計(jì)劃。
2006年初，國務(wù)院發(fā)布了《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》，"高 效節(jié)能、長壽命的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品"被列入中長期規(guī)劃第一重點(diǎn)領(lǐng)域(能源)的 第一優(yōu)先主題(工業(yè)節(jié)能)，在國內(nèi)外引起廣泛關(guān)注。2006年10月，國家 "十一五"863計(jì)劃"半導(dǎo)體照明工程"'重大項(xiàng)目正式啟動(dòng)。我國半導(dǎo)體照明 產(chǎn)業(yè)正在進(jìn)入自主創(chuàng)新、實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的重大歷史機(jī)遇期。
我國城市照明在照明耗電中占30%左右，約為439億千瓦時(shí)，有著巨大的節(jié) 能空間！但是節(jié)能和減少溫室氣體排放并不意味著一定要降低城市照明質(zhì)量。如 何做到節(jié)能和減少溫室氣體排放的同時(shí)又不"小氣"，甚至換取更好的城市照明效 果呢？路燈的選擇至關(guān)重要。
據(jù)調(diào)查，我國路燈照明現(xiàn)狀是，我國小型城市在夜晚9點(diǎn)后，大中城市在午 夜12點(diǎn)后，道路上幾乎空無一人，即便是北京、上海、廣州這樣的繁華都市， 凌晨2點(diǎn)以后，道路上也已罕見行人、車輛。從這一時(shí)段直至清晨6點(diǎn)路燈熄滅， 在低交通流量的道路上仍然保持較高照度顯然沒有必要。城市公共照明在我國照 明耗電中占30%的比例，約439億kWh，以平均電價(jià)O. 65元/kWh計(jì)算， 一年 開支285億元。
在市政開支極度緊張的今天，國內(nèi)絕大部分的城市和地區(qū)幾乎不約而同地采 用了日本等國家在七十年代就拋棄了的路燈隔盞關(guān)燈的省錢方法，其中的弊病不
言而喻--不僅導(dǎo)致了路面照度分布不均，給治安及交通安全埋下了隱患，而且 不能避免后半夜電網(wǎng)電壓的升高對路燈壽命的減損，因此不能稱做是真正意義上
的節(jié)能，而且其節(jié)能效果也不佳。當(dāng)發(fā)達(dá)國家在討論什么是"恰到好處的照度水 平"的今天，我們這種控制方法就太落后了。
九十年代以來，夜景照明建設(shè)成為都市市政設(shè)施建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，各 地也取得了相應(yīng)的成績，但是市政開支普遍緊張與增設(shè)夜景照明形成了很大的矛 盾。以沿海某開放城市為例，大批路燈在安裝后迫于財(cái)政緊張的壓力，支付不起 沉重的照明電費(fèi)開支，又不得不關(guān)掉近一半的燈，結(jié)果近年新裝的部分路燈形同 擺設(shè)，造成變相浪費(fèi)。
如何讓路燈亮起來，讓城市亮起來，亮得更科學(xué)，亮得省電省錢 答案是.-采用高效節(jié)能光源，和智能光源調(diào)控技術(shù)。
我國現(xiàn)有的路燈光源還存在大量污染。比如電子節(jié)能熒光燈管存在汞污染問 題，國內(nèi)大部分熒光燈廠家生產(chǎn)一支管徑為36毫米的粗管徑熒光燈含汞量在 25—45毫克之間， 一支管徑為26毫米的細(xì)管徑熒光燈含汞量則在20毫克上下， 而一支管徑為10毫米的緊湊型熒光燈含汞量也有約10毫克。熒光燈管中所含有 汞，對大氣、土壤、水源的污染十分嚴(yán)重，加上汞的沸點(diǎn)很低，在常溫下即可蒸 發(fā)，所以，廢棄的熒光燈管破碎后，立即向周圍散發(fā)滎蒸氣。 一旦空氣中的汞含 量超標(biāo)，就會(huì)破壞人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成生殖缺陷以及其它一些對身體不利的 危害。再如我國路燈廣泛采用的鈉燈，啟動(dòng)必須配備整流器，消耗大量有色金屬， 有色金屬的采集提煉使用對環(huán)境有嚴(yán)重污染，而且目前使用的高壓鈉燈使用過程 中還有明顯的電磁污染和噪音污染。
綜上所述，目前我國使用的路燈燈頭，大多存在耗電量大、容易損壞、壽命 短、電磁干擾、噪音、熱輻射、環(huán)境污染等諸多問題。而且很多路燈從亮起來就 一直保持一個(gè)亮度，不能根據(jù)環(huán)境要求調(diào)整變化照度，大量消耗能源，不利環(huán)保。 有些路燈即使裝配了控制系統(tǒng)，也只能機(jī)械地分時(shí)段控制調(diào)整亮度，在低照度時(shí) 段內(nèi)，不能根據(jù)路面人流、車流活動(dòng)需要及時(shí)調(diào)整燈光亮度，給人們生活造成不 便。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種節(jié)能的LED路燈燈頭，它具有熱損耗很低, 具有智能調(diào)光裝置，節(jié)能環(huán)保性能好、光效率高，壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)
簡便等特點(diǎn)。所述路燈燈頭可用于替代現(xiàn)有城市和公共場所廣泛使用的橋梁、道 路、廣場、車站、廣告牌和居民區(qū)照明中。
本實(shí)用新型目的在于提供一種不用散熱器的安裝大功率LED光源方式。所 述LED路燈燈頭運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，使LED路燈燈頭，工作時(shí)熱消耗很小， 不需要安裝散熱器，免去了一般大功率LED路燈的散熱器，進(jìn)一步提高大功率 LED路燈的功效，提高大功率LED路燈發(fā)光效率；由于所述LED路燈燈頭熱消 耗很小，所以燈頭使用壽命可達(dá)15年以上，比傳統(tǒng)路燈大大延長；所述LED路 燈燈頭由于不使用散熱器，減少有色金屬消耗，更加符合綠色環(huán)保理念。
本實(shí)用新型目的是提供一套柔性控制裝置，采用分時(shí)段亮度調(diào)節(jié)控制與移動(dòng) 物體感應(yīng)調(diào)整相結(jié)合的方法提高節(jié)能效果；所述路LED燈燈頭采用一種移動(dòng)物 體微波探測裝置，對道路或公共場所的照明進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，當(dāng)?shù)缆坊蚬不顒?dòng)場 所車流人流減少時(shí)，路燈處于低照度狀態(tài)，這個(gè)照度可以根據(jù)道路或公共場所照 度要求及美化要求確定一個(gè)基本值；當(dāng)照明區(qū)域車流或者人流密度增加到一個(gè)指 定值時(shí)，可以根據(jù)安全需要增加指定照明區(qū)域的照度到一個(gè)指定對應(yīng)值。這樣就 避免了夜間道路無人無車開大燈現(xiàn)象，也解決了低照度情況下一些道路有車、有 人時(shí)道路亮度不夠的問題。這種靈活的控制方法，超越了一般分時(shí)段控制方法中 簡單地把照明時(shí)間分為上半夜高亮度照明和下半夜低亮度照明的節(jié)能理念，把分 時(shí)段亮度調(diào)節(jié)控制與移動(dòng)物體感應(yīng)調(diào)整相結(jié)合，柔性解決照明與節(jié)能的矛盾，即 提高了節(jié)能效率，又兼顧了道路照明和城市美化的要求。
本實(shí)用新型目的是提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)功能裝置，宏觀調(diào)節(jié)控制燈頭的開關(guān)燈 時(shí)間和低亮度使用時(shí)間。隨著季節(jié)的變化，可以通過網(wǎng)絡(luò)根據(jù)需要控制和調(diào)整燈 頭的開關(guān)時(shí)間和低照度使用時(shí)間。
本實(shí)用新型目的是提供一個(gè)根據(jù)晝夜交替和天氣變化的自動(dòng)開關(guān)燈功能裝 置，保證路燈的最佳使用時(shí)間。
網(wǎng)絡(luò)調(diào)控開關(guān)和晝夜交替自動(dòng)開關(guān)兩種功能方法可以結(jié)合使用，也可以分開 單獨(dú)使用。
本實(shí)用新型目的是提供一個(gè)電壓、電流、溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置，對所述路燈燈 頭使用過程中的電壓、電流、溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控，保持燈頭正常工作狀態(tài)，并可對各 工作狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、壓縮、編碼，傳送，以便通過網(wǎng)絡(luò)獲得路燈工作情況。
本實(shí)用新型目的還在于提供一個(gè)對所述路燈燈頭工作的物理環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí) 監(jiān)測的裝置，當(dāng)所述路燈燈頭發(fā)生劇烈震動(dòng)、位子發(fā)生變化、有人靠近燈頭等情 況時(shí)，自動(dòng)偵測環(huán)境變化，自動(dòng)拍攝現(xiàn)場照片，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出報(bào)警信號和現(xiàn)場照 片信息。這一功能可用于防盜和對意外事故進(jìn)行報(bào)警。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)措施-
本實(shí)用新型包括高效電源模塊、高光效LED矩陣光源、LED矩陣光源控 制模塊、定時(shí)控制裝置、晝夜交替自動(dòng)控制裝置、大范圍移動(dòng)物體微波探測裝置、 電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置、近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置、靜態(tài)圖像采集壓縮裝 置、電流電壓監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)接口、溫度監(jiān)測裝置均安裝在燈頭罩內(nèi)。其特征在 于所述高效電源模塊與LED矩陣光源控制模塊、LED矩陣光源順次連接，以 便為LED矩陣光源提供電力；所述高效電源模塊還與數(shù)據(jù)接口連接，以便為控 制系統(tǒng)建立初始化狀態(tài)；數(shù)據(jù)接口順次與晝夜交替自動(dòng)控制裝置、定時(shí)控制裝置、 近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置、大范圍移動(dòng)物體微波探測裝置、電子聯(lián)動(dòng)開關(guān) 控制裝置連接，以形成功能完整控制核心；數(shù)據(jù)接口還分別與電流電壓監(jiān)測裝置、 溫度監(jiān)測裝置、靜態(tài)圖像采集壓縮裝置連接，以便收集電壓、電流、溫度和圖像 信息；靜態(tài)圖像采集壓縮裝置與近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置連接，以獲得工 作所需電力；溫度監(jiān)測裝置與LED矩陣光源連接，以獲得工作所需電力和溫度 數(shù)據(jù)；電流電壓監(jiān)測裝置與數(shù)據(jù)接口連接，以獲得工作所需電力。LED矩陣光 源控制模塊與電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置、晝夜交替自動(dòng)控制裝置和定時(shí)控制裝置連 接，以獲得控制信息調(diào)整LED矩陣光源的狀態(tài)。所述12個(gè)零部件連接方法示意 如說明書附圖1，所述12個(gè)零部件均安裝于燈罩內(nèi)形成功能完整的整體。
如圖1所示，所述的高光效LED矩陣光源通過LED矩陣光源控制模塊與高 效電源模塊相連接，其所獲電力大小由LED矩陣光源控制模塊的狀態(tài)決定。其 中高效電源模塊是采用上海明緯電子有限公司HS-150型高效開關(guān)電源產(chǎn)品；高 光效LED矩陣光源是采用采用美國進(jìn)口芯片G748W1MJ09C4S; LED矩陣光源 控制模塊是由2SD1403半導(dǎo)體元件組成。
如圖1所示，所述的LED光源矩陣控制模塊的狀態(tài)由與其連接的晝夜交替 自動(dòng)控制裝置、定時(shí)控制裝置、電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置和大范圍移動(dòng)物體微波探 測裝置決定，其作用是完成LED矩陣光源及指定相鄰區(qū)域內(nèi)LED矩陣光源在分
時(shí)段和在道路人車流量變化情況下的全亮、低照度的轉(zhuǎn)換控制。其中定時(shí)控制裝 置采用昆明貝靈電子有限責(zé)任公司開發(fā)的SK12-1A微電腦時(shí)控模塊，晝夜交替 自動(dòng)控制裝置是采用樂清市嗣盈電子有限公司開發(fā)的AS-2215型路燈光控制器， 大范圍移動(dòng)物體微波探測裝置是采用深圳福田公司生產(chǎn)的DZ9861微波探測控制 器模塊，電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置是采用超聲波發(fā)射集成電路NYKD40T、超聲波 接受專用集成電路BH-SK-1、超聲波發(fā)射接受專用元件NU40A16TR-1、三極管 卯14、卯13、電阻Rl、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7，電容Cl、 C2、 C3、 C4、 C5， 二極管VD1、 VD2，穩(wěn)壓管VD3、繼電器K、變壓器T及控制開關(guān)SB按 如圖4連接而成。
如圖1所示，數(shù)據(jù)接口是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其與高效電源模塊相連接，以獲 得由高效電源模塊提供的工作電流，并由此建立控制系統(tǒng)的初始工作狀態(tài)。數(shù)據(jù) 接口采用廣州致遠(yuǎn)電子有限公司開發(fā)的ZNE-200以太網(wǎng)轉(zhuǎn)串口模塊。數(shù)據(jù)接口 初始化工作完成后，順次啟動(dòng)與其連接的晝夜交替自動(dòng)控制裝置、定時(shí)控制裝置、 近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置、大范圍移動(dòng)物體微波探測裝置、電子聯(lián)動(dòng)開關(guān) 控制裝置，控制系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
如圖1所示，所述的數(shù)據(jù)接口通過數(shù)據(jù)線與電流電壓監(jiān)測裝置、溫度監(jiān)測裝 置、靜態(tài)圖像采集壓縮裝置連接，以便獲得相關(guān)裝置提供的數(shù)據(jù)，并由數(shù)據(jù)接口 完成數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。溫度監(jiān)測裝置是深圳市高圣電子技術(shù)有限公司開發(fā)的 GD-CT型低功耗現(xiàn)場LCD溫度變送器組件。
如圖1所示，所述的靜態(tài)圖像采集壓縮裝置與近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝 置相連接，作用是在燈頭位子發(fā)生變化時(shí)由近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置開啟 并進(jìn)入正常工作狀態(tài)，以采集當(dāng)時(shí)現(xiàn)場圖像信息，并實(shí)時(shí)發(fā)送到數(shù)據(jù)接口，由數(shù) 據(jù)接口存儲(chǔ)和通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)。其中近距離移動(dòng)物體超聲波控制裝置是深圳南斯達(dá) 實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的SS—1013超聲波人體感應(yīng)探測裝置，靜態(tài)圖像采集壓縮裝 置是福建泉州市星光新技術(shù)開發(fā)有限公司開發(fā)的SENGGANG牌JPEG Camera型圖 像采集壓縮存儲(chǔ)設(shè)備。
如圖I所示，所述的電流電壓監(jiān)測裝置與數(shù)據(jù)接口連接，以獲得由高效電源 模塊提供的工作電流和高效電源模塊各項(xiàng)工作參數(shù)，并實(shí)時(shí)地將相關(guān)電參數(shù)傳送 到數(shù)據(jù)接口。其中電流電壓監(jiān)測裝置采用山東力創(chuàng)科技有限公司開發(fā)的力創(chuàng)
EDA9033G智能電量變送器，其與數(shù)據(jù)接口數(shù)據(jù)傳輸通過RS-232電纜完成。
這12個(gè)部件共同組成一個(gè)獨(dú)立開發(fā)設(shè)計(jì)的工作系統(tǒng)，以完成本實(shí)用新型的 所有功能，這些零部件均是獨(dú)立選型，但這些選型不是唯一的，由于替代元件不 斷研發(fā)出來，所以本實(shí)用新型不限制于上述部件中，而有更廣泛的功能定義。 圖1中各部件的功能如下
其中高效電源模塊提供高質(zhì)量穩(wěn)壓源、恒流源，保證各部件正常工作。
其中LED矩陣提供高效光源，由于釆用特殊的設(shè)計(jì)，其本身發(fā)熱很少，既 保證了高光效，又免去了散熱器，從而減少了設(shè)備成本，減少了資源消耗，使燈 的生產(chǎn)過程變得更加環(huán)保節(jié)能。
其中LED矩陣光源控制模塊接受定時(shí)控制裝置、晝夜交替控制裝置、微波 監(jiān)測裝置和聯(lián)動(dòng)控制裝置指令對LED矩陣進(jìn)行控制，完成高亮照度和低亮照度 的轉(zhuǎn)換控制。
其中定時(shí)控制器完成路燈開關(guān)時(shí)間的設(shè)定。
其中晝夜交替自動(dòng)控制裝置完成晝夜交替過程中所述路燈燈頭的自動(dòng)開關(guān)。 其中大范圍移動(dòng)物體微波探測裝置探測人流和車流密度大小，提供相應(yīng)信
號，控制所述路燈燈頭中LED矩陣，在人流和車流密度大時(shí)啟動(dòng)高亮照明，在
人流和車流低小時(shí)啟動(dòng)低亮照明，
其中電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置，根據(jù)移動(dòng)物體微波探測裝置信號發(fā)出相應(yīng)信 號，控制指定區(qū)域相鄰的所述路燈燈頭的高亮照度和低亮照度的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，使其 與本燈頭狀態(tài)一致，在人流和車流密度大時(shí)啟動(dòng)高亮照明，在人流和車流低小時(shí) 啟動(dòng)低亮照明。
其中移動(dòng)物體超聲波探測裝置對路燈的物理環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)發(fā)生劇烈 震動(dòng)、燈頭位子發(fā)生變化、人或物體靠近燈頭等情況時(shí)，啟動(dòng)靜態(tài)圖像采集裝置， 啟動(dòng)報(bào)警電路(該報(bào)警電路是移動(dòng)物體超聲波探測裝置的組成之一)，啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 傳輸圖像信息和報(bào)警信號。
其中靜態(tài)圖像采集壓縮裝置完成現(xiàn)場照片的拍攝壓縮，以備傳輸使用。
其中電流、電壓、溫度偵測裝置，實(shí)時(shí)采集電流、電壓、溫度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行 壓縮、存儲(chǔ)，以備傳輸給控制中心使用。
其中數(shù)據(jù)接口通過網(wǎng)絡(luò)完成與控制中心計(jì)算機(jī)的連接，并實(shí)施圖像數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、電流、電壓、溫度參數(shù)的傳輸。
所述高效節(jié)能的LED路燈燈頭與傳統(tǒng)燈相比，主要有幾個(gè)突出的優(yōu)勢光源 色彩還原能力強(qiáng)、整體照明節(jié)電效果明顯、使用壽命長、控制理念先進(jìn)。下面分 別簡述。
1、 光源色彩還原能力強(qiáng)，更符合人的視覺習(xí)慣。在道路照明的發(fā)展中，一 直存在著"黃光派"和"白光派"的競爭。"黃光派"的代表就是現(xiàn)在主流的高壓鈉 燈，因?yàn)樗?jīng)濟(jì)節(jié)能，同時(shí)又有著優(yōu)異的透霧性能，所以目前成為我國主流的路 燈選擇。雖然如此，黃光卻也有著其天然不能克服的弊端那就是色彩還原能力 差。 〃白光派"的前期"選手"是石英金鹵燈，盡管它擁有比黃光高3倍以上的色彩 表現(xiàn)能力，但是同樣因?yàn)橐恍╇y以克服的技術(shù)問題而沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用。而
所述高效節(jié)能的LED路燈燈頭發(fā)出的是暖白光，暖白光接近于陽光的表現(xiàn)效果，
所以能給路人以溫暖的心里感受，同時(shí)有著更好的可視性，人們易于在暖白光下 辨別道路和周邊環(huán)境顏色的特點(diǎn)，保證道路行駛的安全性和舒適性。與黃光相 比，暖白光的核心優(yōu)勢還在于它的照明效率更高，耗電量更少。同樣的路燈，要
比黃光至少少用10%的電能，減少40%的二氧化碳排放量。所以，它符合環(huán)保照
明和綠色照明的要求，在能源危機(jī)和溫室效應(yīng)日趨嚴(yán)重的現(xiàn)在，有著推廣普及的 巨大潛力。暖白光的光線感覺更舒適，也更愿意在此逗留，這也無形中為商業(yè)街 區(qū)增添了更多夜間的商機(jī)。
2、 節(jié)能效果明顯。傳統(tǒng)路燈照明所采用的光源類型主要有金屬鹵化物燈、
高壓鈉燈、白熾燈以及節(jié)能燈(緊湊性熒光燈)等。其中高壓鈉燈具有發(fā)光效率
高、節(jié)能、色溫適中等優(yōu)點(diǎn)，在路燈中使用最廣泛。但是，與所述LED路燈燈 頭相比都不節(jié)能！所述高效節(jié)能的LED路燈燈頭節(jié)能50y。以上，最高節(jié)能效果可 以達(dá)到95%，平均節(jié)能效果達(dá)到65%以上，這樣可以節(jié)省大量電費(fèi)。
3、 經(jīng)濟(jì)效益明顯。除了省電外，所述高效節(jié)能的LED路燈燈頭還有一個(gè)潛 在的維護(hù)成本的節(jié)省得優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)路燈燈具每年維護(hù)一次費(fèi)用按9元計(jì)算；普通 路燈每兩年更換一次。2 5 0 W水銀燈按2 0 0元/個(gè)計(jì)算，折算后相當(dāng)于9 8 元/年。這樣總的年維護(hù)成本為1 0 7元/年。而LED路燈維護(hù)費(fèi)用極少，且 十年內(nèi)不需要更換。所以，相比于2 5 OW水銀燈路燈，IOOW大功率LED路 燈每年節(jié)省維護(hù)成本約l 0 7元，如果采用的燈頭功率減小節(jié)省成本還要多。這
樣一方面節(jié)能一方面減少維護(hù)費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)可觀的， 一般情況下， 一盞 250瓦的路燈， 一年節(jié)省費(fèi)用近800元。
4、所述高效節(jié)能的LED路燈燈頭節(jié)能控制和防盜功能與目前其它相比也是 獨(dú)特、高效的，這也是所述高效節(jié)能的LED路燈燈頭實(shí)用新型所在。


圖l為一種節(jié)能的LED路燈燈頭示意圖
圖2為一種節(jié)能的LED路燈燈頭結(jié)構(gòu)示意圖
圖3-l為LED矩陣示意圖
圖3 - 2為LED矩陣控制開關(guān)示意圖
圖4為電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置示意圖。
圖中
l一高效電源模塊；2—高光效LED矩陣光源；3—LED矩陣光源控制模塊； 4一定時(shí)控制裝置；5 —晝夜交替自動(dòng)控制裝置；6—大范圍移動(dòng)物體微波探測裝 置；7—電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置；8—近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置；9一靜態(tài) 圖像采集壓縮裝置；IO—電流電壓監(jiān)測裝置；ll一數(shù)據(jù)接口； 12 —溫度監(jiān)測裝置； 21—路燈桿；51—芯片G748W1MJ09C4S， 52—矩陣總線，53 —開關(guān)總線，54 —2SD1403, 55 —開關(guān)控制總線；61—超聲波發(fā)射集成電路，采用NYKD40T， 62 —超聲波接受集成電路，采用BH-SK-1， 63—超聲波發(fā)射元件，采用 NU40A16TR-1， 64—超聲波接受元件，采用NU40A16TR-1 ， 65—繼電器。
具體實(shí)施方式根據(jù)圖1可知，本實(shí)用新型"一種更為高效節(jié)能的LED路燈燈頭"，高效電 源模塊1、高光效LED矩陣光源2、 LED矩陣光源控制模塊3、定時(shí)控制裝置4、 晝夜交替自動(dòng)控制裝置5、大范圍移動(dòng)物體微波探測裝置6、電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制 裝置7、近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置8、靜態(tài)圖像采集壓縮裝置9、電流電 壓監(jiān)測裝置10、數(shù)據(jù)接口 11、溫度監(jiān)測裝置12均安裝在燈頭罩13內(nèi)。其特征 在于所述高效電源模塊1與LED矩陣光源控制模塊3、 LED矩陣光源2順次 連接，以便為LED矩陣光源2提供電力；所述高效電源模塊l還與數(shù)據(jù)接口 11
連接，以便為控制系統(tǒng)建立初始化狀態(tài)；數(shù)據(jù)接口 11順次與晝夜交替自動(dòng)控制 裝置5、定時(shí)控制裝置4、近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置8、大范圍移動(dòng)物體 微波探測裝置6、電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置7連接，以形成功能完整控制核心；數(shù) 據(jù)接口 11還分別與電流電壓監(jiān)測裝置10、溫度監(jiān)測裝置12、靜態(tài)圖像采集壓縮 裝置9連接，以便收集電壓、電流、溫度和圖像信息；靜態(tài)圖像采集壓縮裝置9 與近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置8連接，以獲得工作所需電力；溫度監(jiān)測裝置 12與LED矩陣光源2連接，以獲得工作所需電力和溫度數(shù)據(jù)；電流電壓監(jiān)測裝 置10與數(shù)據(jù)接口 11連接，以獲得工作所需電力。LED矩陣光源控制模塊3與 電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置7、晝夜交替自動(dòng)控制裝置5和定時(shí)控制裝置4連接，以 獲得控制信息調(diào)整LED矩陣光源2的狀態(tài)。所述12個(gè)零部件連接方法示意如說 明書附圖1，所述12個(gè)零部件均安裝于燈罩13內(nèi)形成功能完整的整體。
如圖1所示，所述的高光效LED矩陣光源2通過LED矩陣光源控制模塊3 與高效電源模塊1相連接，其所獲電力大小由LED矩陣光源控制模塊3的狀態(tài) 決定。
如圖1所示，所述的LED光源矩陣控制模塊3的狀態(tài)由與其連接的晝夜交 替自動(dòng)控制裝置5、定時(shí)控制裝置4、電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置7和大范圍移動(dòng)物 體微波探測裝置6決定，其作用是完成LED矩陣光源及指定相鄰區(qū)域內(nèi)LED矩 陣光源在分時(shí)段和在道路人車流量變化情況下的全亮、低照度的轉(zhuǎn)換控制。
如圖1所示，數(shù)據(jù)接口 11是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其與高效電源模塊1相連接， 以獲得由高效電源模塊1提供的工作電流，并由此建立控制系統(tǒng)的初始工作狀 態(tài)。數(shù)據(jù)接口 ll初始化工作完成后，順次啟動(dòng)與其連接的晝夜交替自動(dòng)控制裝 置5、定時(shí)控制裝置4、近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置8、大范圍移動(dòng)物體微 波探測裝置6、電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置7，控制系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
如圖1所示，所述的數(shù)據(jù)接口 11通過數(shù)據(jù)線與電流電壓監(jiān)測裝置10、溫度 監(jiān)測裝置12、靜態(tài)圖像采集壓縮裝置9以便獲得相關(guān)裝置提供的數(shù)據(jù)，并由數(shù) 據(jù)接口 ll完成數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。
如圖1所示，所述的靜態(tài)圖像釆集壓縮裝置9與近距離移動(dòng)物體超聲波探測 裝置8相連接，作用是在燈頭位子發(fā)生變化時(shí)由近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置 8開啟并進(jìn)入正常工作狀態(tài)，以采集當(dāng)時(shí)現(xiàn)場圖像信息，并實(shí)時(shí)發(fā)送到數(shù)據(jù)接口
11，由數(shù)據(jù)接口 ll存儲(chǔ)和通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)。
如圖1所示，所述的電流電壓監(jiān)測裝置10與數(shù)據(jù)接口 11連接，以獲得由高 效電源模塊1提供的工作電流和高效電源模塊1各項(xiàng)工作參數(shù)，并實(shí)時(shí)地將相關(guān) 電參數(shù)傳遞給數(shù)據(jù)接口 11。
當(dāng)所述LED路燈燈頭在設(shè)定的環(huán)境下開啟后，即進(jìn)入正常工作狀態(tài)，由于
采用分時(shí)段亮度調(diào)節(jié)控制方法，所述路燈會(huì)在黃昏至上半夜某一規(guī)定的時(shí)間范圍
處于全部點(diǎn)亮狀態(tài)，道路被正常照明，有利于人、車通行，有利于景觀；當(dāng)夜深 人靜時(shí)，道路上人流、車流密度降低，所述路燈即按照事先設(shè)定的時(shí)間進(jìn)入部分 照明狀態(tài)即低照度狀態(tài)，此時(shí)電力消耗很低，路燈直起著美化城市夜景和指示路 標(biāo)作用，當(dāng)夜行車輛和行人沿道行走時(shí)，所述路LED燈燈頭中移動(dòng)物體微波探 測裝置能實(shí)時(shí)探測到路面變化情況，并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換路燈為高亮狀態(tài)，照亮行人和車 輛行駛的路段，不影響人和車輛通行，在行人和車輛走過的地方所述路LED燈 燈頭會(huì)自動(dòng)處于低照度狀態(tài)，這樣就避免了夜間道路無人無車開大燈現(xiàn)象，也解 決了低照度情況下一些道路有車、有人時(shí)道路亮度不夠的問題。這種靈活的控制 方法，超越了一般分時(shí)段控制方法中簡單地把照明時(shí)間分為上半夜高亮度照明和 下半夜低亮度照明的節(jié)能理念，把分時(shí)段亮度調(diào)節(jié)控制與移動(dòng)物體感應(yīng)調(diào)整相結(jié) 合，柔性解決照明與節(jié)能的矛盾，即提高了節(jié)能效率，又兼顧了道路照明和城市 美化的要求。在發(fā)生盜竊和毀壞情況下，所述LED路燈燈頭的近距離移動(dòng)物體 超聲波探測裝置會(huì)自動(dòng)感知不正常外部環(huán)境，并啟動(dòng)靜態(tài)圖像采集壓縮裝置記錄 現(xiàn)場信息，并啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通訊發(fā)出報(bào)警信號和現(xiàn)場記錄信息，以便備査。
所述LED路燈燈頭的運(yùn)行狀態(tài)，可以通過網(wǎng)絡(luò)完全掌握，方便管理，其運(yùn) 行時(shí)間也可以通過網(wǎng)絡(luò)集中調(diào)控。所述LED路燈燈頭也提供了晝夜交替自動(dòng)啟 動(dòng)和關(guān)閉路燈照明功能模塊，上述兩種方法可以組合使用也可單獨(dú)使用，它們的 組合和使用通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)定解決。
圖2是所述LED路燈燈頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，A為內(nèi)部功能分區(qū)，B為一 種外形，C為一種外形，主要包括大功率LED矩陣和控制線路板兩個(gè)部分，必 要時(shí)，此兩部分也可以分開安裝，建議安裝在一起，這樣更加簡潔高效。
圖3-1是高光效LED矩陣光源2電路結(jié)構(gòu)示意，高光效LED矩陣光源2是 采用美國進(jìn)口芯片G748W1MJ09C4S 51制成，LED跨接在總線上，電源從矩陣
接口進(jìn)入，其中矩陣接口O是公共陰極，矩陣接口 1 _矩陣接口5是矩陣陽極。 工作時(shí)矩陣接口通過六芯矩陣總線52與開關(guān)總線53連接，以取得電力。
圖3-2是LED矩陣控制模塊3電路結(jié)構(gòu)示意，LED矩陣光源控制模塊3是 由半導(dǎo)體元件2SD1403 54制成，開關(guān)管2SD1403 54跨接于總線上，電源從矩陣 接口進(jìn)入，經(jīng)過矩陣中的開關(guān)管連接到另一端總線上LED矩陣上，各開關(guān)管 2SD1403 54的控制端連接到開關(guān)控制總線55上，與聯(lián)動(dòng)裝置相連。
圖4是電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置，它分為發(fā)射(a)和接收(b)兩個(gè)部分。其 中超聲波發(fā)射集成電路(IC1) 61采用NYKD40T,超聲波接受集成電路(IC2) 62采用BH-SK-1，超聲波發(fā)射元件(Bl) 63采用NU40A16TR-1，超聲波接收 元件(B2) 64采用NU40A16TR-1，第一三極管VT1采用9014，第二三極管VT2 采用9013是，第一至第七電阻R1、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7均采用1/2W精 密電阻，其阻值依次為1M、 IOK、 IOK、 12K、 1K、 300 Q 、 62K，第一電容 Cl、第二電容C2采用磁片電容耐壓50V容量依次為0.01"F、 0.01 uf，第三至 第五電容C3、 C4、 C5采用電解電容耐壓50V,容量依次為47ixF、 220 uF 、 47uF，第一二極管VD1、第二二極管VD2均采用IN4007，穩(wěn)壓管VD3釆用 1N5233A、繼電器65采用HH52P、變壓器T采用3W220V/12V50Hz、控制開關(guān) SB是繼電器65 HH52P聯(lián)動(dòng)開關(guān)。所屬部件按如圖4所示連接。
圖中(a)是發(fā)射部分，超聲波發(fā)射集成電路61的1、 4腳分別連接電源正 極、負(fù)極，以獲得正常工作電力，超聲波發(fā)射集成電路61的2、 3腳與超聲波發(fā) 射元件63連接，并通過超聲波發(fā)射元件63送出超聲波信號，第七電阻R7連接 與超聲波發(fā)射集成電路61的1、 3腳之間，提供正常偏置電流?？刂崎_關(guān)SB連 接與近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置8的控制開關(guān)，超聲波接受集成電路62的 12腳同時(shí)連接于近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置8的內(nèi)部，受移動(dòng)物體微波探 測裝置控制。
圖中(b)是接收部分，第一三級管VT1分別與第一電阻R1、第二電阻R2、 超聲波接收元件64連接，為其提供正常工作所需的偏置電流，第三電阻R3、第 四電阻R4與超聲波接受集成電路62的1端連接，為其提供一個(gè)固定的分壓以 維持較高靈敏度，第二電容C2與第一三級管VT1的集電極和超聲波接受集成電 路62的1端連接，起傳遞信號作用，超聲波接受集成電路62的14腳與第二電阻R2、第三電阻R3、穩(wěn)壓管VD3的正極、第六電阻R6—起連接到電源正極， 以取得工作電流，超聲波接受集成電路62的13腳與第四電阻R4、超聲波集成 發(fā)射元件63、第一三極管VT1發(fā)射極、第二三極管VT2發(fā)射極、穩(wěn)壓管VD3 負(fù)極一起連接到變壓器T的一端以形成電流回路，第三電阻R5與第二三極管 VT2基極連接為其提供正常工作所需的偏置電流，第五電容C5 —端連接第一電 阻R5，另一端連接電源負(fù)極，為第二三極管VT2提供充放電回路，以取得一定 延時(shí)，第二三極管VT2與繼電器65連接，為繼電器65提供驅(qū)動(dòng)電流，以控制 繼電器65的狀態(tài)，第一繼電器VD1與繼電器65連接，起保護(hù)作用，第二繼電 器VD2與變壓器T連接起整流作用，為整個(gè)線路提供直流電流，第三電容C3、 第四電容C4連接在正負(fù)極之間，提供濾波作用。
在臨近的指定范圍內(nèi)的燈頭上安裝相同編碼的接收機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。其電 路主要構(gòu)成是超聲波發(fā)射集成電路NYKD40T6K超聲波接受專用集成電路 BH-SK-162、超聲波發(fā)射接受專用元件NU40A16TR-163、三極管卯14、 9013及 若干國產(chǎn)精密電阻、電容。其輸出連接于LED矩陣控制模塊的全亮形態(tài)上。實(shí) 現(xiàn)指定范圍指定照度要求。
顯然，上述實(shí)施方案只是對本實(shí)用新型的具體說明而并非限制。本實(shí)用新型 具有改良和進(jìn)步性，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，也方便于規(guī)模生產(chǎn)和使用，符合節(jié)能 環(huán)保的綠色照明市場要求和政策要求。
權(quán)利要求1、一種節(jié)能的LED路燈燈頭，它包括高效電源模塊(1)、高光效LED矩陣光源(2)、LED矩陣光源控制模塊(3)、定時(shí)控制裝置(4)、晝夜交替自動(dòng)控制裝置(5)、大范圍移動(dòng)物體微波探測裝置(6)、電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置(7)、電流電壓監(jiān)測裝置(10)、數(shù)據(jù)接口(11)、溫度監(jiān)測裝置(12)，其特征在于所述高效電源模塊(1)與LED矩陣光源控制模塊(3)、LED矩陣光源(2)順次連接，高效電源模塊(1)與數(shù)據(jù)接口(11)連接，數(shù)據(jù)接口(11)順次與晝夜交替自動(dòng)控制裝置(5)、定時(shí)控制裝置(4)、近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置(8)、大范圍移動(dòng)物體微波探測裝置(6)、電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置(7)連接，數(shù)據(jù)接口(11)分別與電流電壓監(jiān)測裝置(10)、溫度監(jiān)測裝置(12)、靜態(tài)圖像采集壓縮裝置(9)連接，靜態(tài)圖像采集壓縮裝置(9)與近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置(8)連接，溫度監(jiān)測裝置(12)與LED矩陣光源(2)連接，LED矩陣光源控制模塊(3)分別與電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置(7)、晝夜交替自動(dòng)控制裝置(5)和定時(shí)控制裝置(4)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能的LED路燈燈頭，其特征在于所述的 電子聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制裝置(7)由發(fā)射(a)和接收(b)組成，發(fā)射(a)的連接關(guān) 系為超聲波發(fā)射集成電路(61)的l、 4腳分別連接電源正極、負(fù)極，超聲波 發(fā)射集成電路(61)的2、 3腳與超聲波發(fā)射元件(63)連接，第七電阻(R7) 連接與超聲波發(fā)射集成電路(61)的1、 3腳之間，控制開關(guān)SB連接與近距離 移動(dòng)物體超聲波探測裝置(8)的控制開關(guān)，超聲波接受集成電路(62)的12 腳同時(shí)連接于近距離移動(dòng)物體超聲波探測裝置(8)的內(nèi)部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種節(jié)能的LED路燈燈頭，其特征在于所述的 接收(b)部分第一三級管(VT1)分別與第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)、 超聲波接收元件(64)連接，第三電阻(R3)、第四電阻(R4)與超聲波接受集 成電路(62)的1端連接，第二電容(C2)與第一三級管(VT1)的集電極和超 聲波接受集成電路(62)的1端連接，超聲波接受集成電路(62)的14腳與第 二電阻(R2)、第三電阻(R3)、穩(wěn)壓管(VD3)的正極、第六電阻(R6) —起 連接到電源正極，超聲波接受集成電路(62)的13腳與第四電阻(R4)、超聲 波集成發(fā)射元件(63)、第一三極管(VT1)發(fā)射極、第二三極管(VT2)發(fā)射 極、穩(wěn)壓管(VD3)負(fù)極一起連接到變壓器T的一端，第三電阻(R5)與第二 三極管(VT2)基極連接，第五電容(C5) —端連接第一電阻(R5)，另一端連 接電源負(fù)極，第二三極管(VT2)與繼電器(65)連接，第一繼電器(VD1)與 繼電器(65)連接，第二繼電器(VD2)與變壓器T連接，第三電容(C3)、第 四電容(C4)連接在正負(fù)極之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種節(jié)能的LED路燈燈頭，包括高效電源模塊、高光效LED矩陣光源、定時(shí)控制裝置、開關(guān)控制裝置、電流電壓監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)接口，高效電源模塊與LED矩陣光源控制模塊、LED矩陣光源順次連接，數(shù)據(jù)接口順次與晝夜交替自動(dòng)控制裝置、定時(shí)控制裝置、超聲波探測裝置、微波探測裝置、開關(guān)控制裝置連接，數(shù)據(jù)接口與電流電壓監(jiān)測裝置、溫度監(jiān)測裝置、圖像采集壓縮裝置連接，溫度監(jiān)測裝置與LED矩陣光源連接，LED矩陣光源控制模塊與開關(guān)控制裝置、晝夜交替自動(dòng)控制裝置和定時(shí)控制裝置連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，光源色彩還原能力強(qiáng)，節(jié)能、環(huán)保、光效高、照明效果好、使用壽命長、整體節(jié)電環(huán)保優(yōu)勢明顯。
文檔編號F21S8/00GK201066058SQ20072008515
公開日2008年5月28日 申請日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
發(fā)明者王志剛 申請人:武漢盛世華龍科技有限公司