專利名稱：一種雙控式led隧道照明節(jié)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種采用嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)信號(hào)處理技術(shù)的雙控式隧道照明節(jié)能控制器。
背景技術(shù)：
在公路養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)支出中，假如不考慮遭遇自然災(zāi)害或超載等人為因素破壞而必須修復(fù)的情況下，那么隧道照明支出將占據(jù)較大的比重。隨著我國綜合國力的不斷增強(qiáng)，新建或改建公路的建設(shè)理念也從80年代前的遇山盤山改為遇山穿洞，在設(shè)計(jì)中放大了轉(zhuǎn)變半徑，平緩了坡度，提高行駛速度，縮短了行車距離。在給人們帶來快捷降耗的同時(shí)卻增加了養(yǎng)護(hù)的成本，即產(chǎn)生的巨額隧道照明支出。長期以來，巨額隧道照明支出與安全行車之間的矛盾一直困擾著隧道的管理者和經(jīng)營者。有的隧道經(jīng)營者為了降低照明電費(fèi)的支出，不顧隧道內(nèi)的行車安全無故少開燈，入夜后干脆不開燈。導(dǎo)致隧道內(nèi)存在著較大的安全隱患，這種為降低隧道的營運(yùn)成本，依靠少開燈或不開燈的做法是非常不理智和冒險(xiǎn)的。要想真正降低隧道營運(yùn)成本必須要采取科技的手段，這也是今后一個(gè)時(shí)期低碳交通和隧道照明節(jié)能的方向。LED燈以其低能耗、高效率、節(jié)能、環(huán)保和長壽命的特點(diǎn)，在照明行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。長期以來在公路隧道照明燈具中高壓鈉燈一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，但和LED燈比較，高壓鈉燈存在著很多不足的地方，如功率因素較低，亮度無法隨著交通流量的變化可調(diào)，不利于節(jié)能。而LED光源耗電少、能耗高、亮度可無極調(diào)節(jié)，是隧道照明節(jié)能控制的首選光源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)隧道照明系統(tǒng)存在的過度照明、洞口亮度不夠?qū)е掳踩[患等缺點(diǎn)，提供一種節(jié)能效果更好、可靠性更高的雙控式LED隧道照明節(jié)能控制器。一種雙控式LED隧道照明節(jié)能控制器包括LED照度調(diào)節(jié)模塊、供電控制模塊、車流量檢測模塊、自然光跟蹤模塊、載波通信模塊和顯示模塊。供電控制模塊給LED照度調(diào)節(jié)模塊提供5V電壓，車流量檢測模塊檢測進(jìn)入隧道車輛通行數(shù)量，自然光跟蹤模塊采集當(dāng)前自然光亮度信息，車流量檢測模塊檢測和自然光跟蹤模塊的輸出通過載波通信模塊傳給LED 照度調(diào)節(jié)模塊，LED照度調(diào)節(jié)模塊根據(jù)車流量檢測模塊檢測到的車輛數(shù)量以及自然光跟蹤模塊采集的自然光亮度信息，控制隧道內(nèi)LED燈具，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈進(jìn)行無級(jí)調(diào)光控制，LED照度調(diào)節(jié)模塊通過顯示模塊實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前隧道內(nèi)車流量情況。所述的車流量檢測模塊包括兩個(gè)激光發(fā)射端和兩個(gè)激光接收端；兩個(gè)激光發(fā)射端均由12V電源供電；激光發(fā)射端、激光接收端采用對(duì)射式激光探測器組，第一激光發(fā)射端和第二激光發(fā)射端分別發(fā)射激光束，第一激光接收端接收車輛車頭通過時(shí)激光束通斷所產(chǎn)生的開關(guān)量信號(hào)，第二激光接收端接收車輛車尾通過時(shí)激光束通斷所產(chǎn)生的開關(guān)量信號(hào)。所述的自然光跟蹤模塊主要包括自然光變送器、直流0 5V信號(hào)輸入接口和分壓模塊；自然光變送器信號(hào)采集自然光，送到直流0 5V信號(hào)輸入接口，經(jīng)過分壓處理后，通過載波通信模塊送到LED照度調(diào)節(jié)模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行AD采樣。所述的載波通信模塊包括CPU、鎖相環(huán)分頻器、EPLD芯片、載波發(fā)送模塊、載波接收模塊、電力線接口、用戶接口以及RS485總線；鎖相分頻器負(fù)責(zé)載波頻點(diǎn)的鎖定功能，用于給EPLD芯片提供時(shí)鐘信號(hào)，EPLD芯片負(fù)責(zé)載波信號(hào)的調(diào)制解調(diào)，一方面通過載波發(fā)送模塊傳輸給電力線接口，另一方面調(diào)制解調(diào)信號(hào)傳輸給CPU，并通過RS485總線用于與用戶
接口連接；所述的EPLD芯片包含載波通信模塊的輸入口，用戶接口為載波通信模塊的輸出□。所述的LED照度調(diào)節(jié)模塊包括處理器和DAC輸出控制模塊；處理器采用ATMEGA8， 處理器對(duì)兩個(gè)激光接收端送來的信號(hào)進(jìn)行分析及處理，并根據(jù)接收信號(hào)的先后順序判斷過往車輛的數(shù)量及行駛方向，同時(shí)處理器讀取自然光跟蹤模塊輸出數(shù)據(jù)，做平均值計(jì)算得出光亮度值，根據(jù)光的亮度，通過DAC輸出控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，自然光亮度值可通過顯示模塊顯示。本發(fā)明具有的有益效果是本發(fā)明采用車流量檢測模塊和自然光跟蹤模塊實(shí)現(xiàn)雙控式調(diào)光，使得系統(tǒng)更加智能化；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的控制器節(jié)能效果更好，穩(wěn)定性更高。


圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是車流量檢測模塊結(jié)構(gòu)圖。圖3是自然光跟蹤模塊結(jié)構(gòu)圖。圖4是載波通信原理圖。圖5是LED照度調(diào)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，一種雙控式LED隧道照明節(jié)能控制器，包括LED照度調(diào)節(jié)模塊4、供電控制模塊5、車流量檢測模塊1、自然光跟蹤模塊2、載波通信模塊3和顯示模塊7。供電控制模塊5給LED照度調(diào)節(jié)模塊3提供5V電壓，車流量檢測模塊1檢測進(jìn)入隧道車輛通行數(shù)量，自然光跟蹤模塊2采集當(dāng)前自然光亮度信息，車流量檢測模塊檢測1和自然光跟蹤模塊 2的輸出通過載波通信模塊3傳給LED照度調(diào)節(jié)模塊4，LED照度調(diào)節(jié)模塊4根據(jù)車流量檢測模塊1檢測到的車輛數(shù)量以及自然光跟蹤模塊2采集的自然光亮度信息，控制隧道內(nèi)LED 燈具6，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈具6進(jìn)行無級(jí)調(diào)光控制，LED照度調(diào)節(jié)模塊4通過顯示模塊7實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前隧道內(nèi)車流量情況。如圖2所示，車流量檢測模塊1包括兩個(gè)激光發(fā)射端A和B和兩個(gè)激光接收端A 和B ；激光發(fā)射端A和激光發(fā)射端B均由12V電源供電；激光發(fā)射端、激光接收端采用對(duì)射式激光探測器組，發(fā)射端A和發(fā)射端B分別發(fā)射激光束，接收端A接收車輛車頭通過時(shí)激光束通斷所產(chǎn)生的開關(guān)量信號(hào)，接收端B接收車輛車尾通過時(shí)激光束通斷所產(chǎn)生的開關(guān)量信號(hào)。具體做法是在隧道口兩端依次共裝有四組車流量檢測模塊，進(jìn)行編號(hào)，LED照度調(diào)節(jié)模塊通過激光束產(chǎn)生的開關(guān)量信號(hào)判定是否有車輛經(jīng)過隧道并對(duì)通過隧道的車輛計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，同時(shí)LED照度調(diào)節(jié)模塊會(huì)根據(jù)隧道內(nèi)車輛的數(shù)量及隧道外自然光照度，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)LED 照度，使之與外界自然光照度匹配。顯示模塊可以實(shí)時(shí)顯示隧道內(nèi)車流量，通過進(jìn)行顯示參數(shù)設(shè)置可顯示任一時(shí)間段車流量情況。如圖3所示，自然光跟蹤模塊主要包括自然光變送器、直流0 5V信號(hào)輸入接口和分壓模塊；自然光變送器信號(hào)采集自然光，送到直流0 5V信號(hào)輸入接口，經(jīng)過分壓處理后，通過載波通信模塊送到LED照度調(diào)節(jié)模塊處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行AD采樣。如圖4所示，載波通信模塊包括CPU、鎖相環(huán)分頻器、EPLD芯片、載波發(fā)送模塊、載波接收模塊、電力線接口、用戶接口以及RS485總線；鎖相分頻器負(fù)責(zé)載波頻點(diǎn)的鎖定功能，用于給EPLD芯片提供時(shí)鐘信號(hào)，EPLD芯片負(fù)責(zé)載波信號(hào)的調(diào)制解調(diào)，一方面通過載波發(fā)送模塊傳輸給電力線接口，另一方面調(diào)制解調(diào)信號(hào)傳輸給CPU，并通過RS485總線用于與用戶接口連接；所述的EPLD芯片包含載波通信模塊的輸入口，用戶接口為載波通信模塊的輸出口。載波發(fā)送使用3檔功率抽頭，分別為高、中、低，分別與電力線接口 1、2、3上，載波接收負(fù)責(zé)耦合電力線上的載波調(diào)制信號(hào)；CPU負(fù)責(zé)和終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并對(duì)EPLD芯片的調(diào)制解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。如圖5所示，LED照度調(diào)節(jié)模塊包括處理器和DAC輸出控制模塊；處理器采用 ATMEGA8，處理器對(duì)兩個(gè)激光接收端送來的信號(hào)進(jìn)行分析及處理，并根據(jù)接收信號(hào)的先后順序判斷過往車輛的數(shù)量及行駛方向，同時(shí)處理器讀取自然光跟蹤模塊輸出數(shù)據(jù)，做平均值計(jì)算得出光亮度值，根據(jù)光的亮度，通過DAC輸出控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)， 自然光亮度值可通過顯示模塊顯示。LED照度調(diào)節(jié)模塊有7個(gè)檔位設(shè)定，分別設(shè)定7中不同的外界自然光亮度值，LED照度調(diào)節(jié)模塊自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前采集到的自然光亮度值來選擇對(duì)應(yīng)的DAC輸出控制模塊的信號(hào)來控制隧道LED燈具的照度，當(dāng)有車過往隧道時(shí)則自動(dòng)根據(jù)外界自然光的亮度來匹配隧道內(nèi)的照度，當(dāng)無車過往隧道時(shí)則以設(shè)定的最低照度進(jìn)行照明。
權(quán)利要求
1. 一種雙控式LED隧道照明節(jié)能控制器，包括LED照度調(diào)節(jié)模塊、供電控制模塊、車流量檢測模塊、自然光跟蹤模塊、載波通信模塊和顯示模塊，其特征在于供電控制模塊給 LED照度調(diào)節(jié)模塊提供5V電壓，車流量檢測模塊檢測進(jìn)入隧道車輛通行數(shù)量，自然光跟蹤模塊采集當(dāng)前自然光亮度信息，車流量檢測模塊檢測和自然光跟蹤模塊的輸出通過載波通信模塊傳給LED照度調(diào)節(jié)模塊，LED照度調(diào)節(jié)模塊根據(jù)車流量檢測模塊檢測到的車輛數(shù)量以及自然光跟蹤模塊采集的自然光亮度信息，控制隧道內(nèi)LED燈具，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈進(jìn)行無級(jí)調(diào)光控制，LED照度調(diào)節(jié)模塊通過顯示模塊實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前隧道內(nèi)車流量情況；所述的車流量檢測模塊包括兩個(gè)激光發(fā)射端和兩個(gè)激光接收端；兩個(gè)激光發(fā)射端均由 12V電源供電；激光發(fā)射端、激光接收端采用對(duì)射式激光探測器組，第一激光發(fā)射端和第二激光發(fā)射端分別發(fā)射激光束，第一激光接收端接收車輛車頭通過時(shí)激光束通斷所產(chǎn)生的開關(guān)量信號(hào)，第二激光接收端接收車輛車尾通過時(shí)激光束通斷所產(chǎn)生的開關(guān)量信號(hào)；所述的自然光跟蹤模塊主要包括自然光變送器、直流0 5V信號(hào)輸入接口和分壓模塊；自然光變送器信號(hào)采集自然光，送到直流0 5V信號(hào)輸入接口，經(jīng)過分壓處理后，通過載波通信模塊送到LED照度調(diào)節(jié)模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行AD采樣；所述的載波通信模塊包括CPU、鎖相環(huán)分頻器、EPLD芯片、載波發(fā)送模塊、載波接收模塊、電力線接口、用戶接口以及RS485總線；鎖相分頻器負(fù)責(zé)載波頻點(diǎn)的鎖定功能，用于給 EPLD芯片提供時(shí)鐘信號(hào)，EPLD芯片負(fù)責(zé)載波信號(hào)的調(diào)制解調(diào)，一方面通過載波發(fā)送模塊傳輸給電力線接口，另一方面調(diào)制解調(diào)信號(hào)傳輸給CPU，并通過RS485總線用于與用戶接口連接；所述的EPLD芯片包含載波通信模塊的輸入口，用戶接口為載波通信模塊的輸出口 ；所述的LED照度調(diào)節(jié)模塊包括處理器和DAC輸出控制模塊；處理器采用ATMEGA8，處理器對(duì)兩個(gè)激光接收端送來的信號(hào)進(jìn)行分析及處理，并根據(jù)接收信號(hào)的先后順序判斷過往車輛的數(shù)量及行駛方向，同時(shí)處理器讀取自然光跟蹤模塊輸出數(shù)據(jù)，做平均值計(jì)算得出光亮度值，根據(jù)光的亮度，通過DAC輸出控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，自然光亮度值可通過顯示模塊顯示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙控式LED隧道照明節(jié)能控制器。本發(fā)明包括LED照度調(diào)節(jié)模塊、供電控制模塊、車流量檢測模塊、自然光跟蹤模塊、載波通信模塊和顯示模塊。供電控制模塊給LED照度調(diào)節(jié)模塊提供電壓，車流量檢測模塊檢測進(jìn)入隧道車輛通行數(shù)量，自然光跟蹤模塊采集當(dāng)前自然光亮度信息，車流量檢測模塊檢測和自然光跟蹤模塊的輸出通過載波通信模塊傳給LED照度調(diào)節(jié)模塊，LED照度調(diào)節(jié)模塊根據(jù)車輛數(shù)量以及自然光亮度信息，控制隧道內(nèi)LED燈具，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈進(jìn)行無級(jí)調(diào)光控制，顯示模塊實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前隧道內(nèi)車流量情況。本發(fā)明采用車流量檢測模塊和自然光跟蹤模塊實(shí)現(xiàn)雙控式調(diào)光，使得照明系統(tǒng)更加智能化。
文檔編號(hào)G08G1/065GK102300366SQ20111017502
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者葉承松, 曾虹, 朱春強(qiáng), 楊松, 王長華, 諸葛申 申請(qǐng)人:麗水市海威光控科技有限公司