一種led隧道燈智能照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)，主要由大功率LED5、控制中心1、傳感器模塊2、直流電源模塊6、控制終端3、報(bào)警裝置7和驅(qū)動(dòng)器模塊4組成。本實(shí)用新型使用傳感器模塊2采集隧道內(nèi)外環(huán)境的照度信息并通過調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器模塊4輸出不同的驅(qū)動(dòng)電流來驅(qū)動(dòng)大功率LED5，從而實(shí)現(xiàn)大功率LED5的智能調(diào)光效果。而當(dāng)隧道內(nèi)照度信息異常，本系統(tǒng)立即示警提醒過往車輛減速，并發(fā)送短信通知工作人員處理。本實(shí)用新型具有節(jié)能環(huán)保、實(shí)用性強(qiáng)、可有效降低駕駛員的視覺疲勞等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種照明系統(tǒng)，具體涉及一種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隧道照明屬于光照面積較大且要求高照度的工程用照明。目前常用的隧道照明所用的照明燈具為高壓鈉燈和高壓汞燈等。這些燈具不僅耗電量大，且壽命短，更大的不足在于啟動(dòng)時(shí)間長，因而難以實(shí)現(xiàn)快速開關(guān)的功能，達(dá)到智能照明的效果。在實(shí)際的使用中，無論隧道內(nèi)是否有車輛出入，隧道燈都保持處于照明狀態(tài)，對于車流量不是很大的地方來說是一種電能浪費(fèi)，因而實(shí)現(xiàn)隧道燈“無車熄燈、有車亮燈”的智能照明勢在必行。
[0003]隨著LED技術(shù)的發(fā)展，LED的光指向性好、壽命長、節(jié)能環(huán)保和響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)越來越突出，應(yīng)用前景十分良好。因LED響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，其應(yīng)用于隧道燈可以實(shí)現(xiàn)快速開關(guān)燈的效果，達(dá)成智能照明和節(jié)能的目標(biāo)。同時(shí)LED具有很好的可調(diào)性，能夠改變燈的發(fā)光強(qiáng)度，適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境的照度，給駕駛者一個(gè)短暫的適應(yīng)過程，從而降低隧道燈光對人眼的刺激。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)隧道燈的照度并根據(jù)隧道內(nèi)車輛出入的具體情況智能開啟或者關(guān)閉LED的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還能檢測LED是否工作異常并發(fā)出警告，提醒過往車輛減速以及工作人員維修。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]一種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)，主要由大功率LED5、控制中心1、傳感器模塊2、直流電源模塊6、控制終端3、報(bào)警裝置7和驅(qū)動(dòng)器模塊4組成，其特征在于，大功率LED5通過驅(qū)動(dòng)器模塊4與控制終端3相連，控制終端3、傳感器模塊2和報(bào)警裝置7均分別通過zigbee網(wǎng)絡(luò)與控制中心I相連，其中，直流電源模塊6將交流電轉(zhuǎn)換成直流電為整個(gè)系統(tǒng)供電。在本實(shí)用新型系統(tǒng)中，控制終端3、傳感器模塊2和報(bào)警裝置7根據(jù)應(yīng)用需要可以分別設(shè)置為一個(gè)或者多個(gè)。
[0007]所述的一種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳感器模塊2又包括三種傳感器，分別是壓力傳感器模塊、微波傳感器模塊和照度傳感器模塊。
[0008]所述的一種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的報(bào)警裝置7包括短信通知模塊和指示燈模塊，分別以短信通知和指示燈提醒方式報(bào)警。
[0009]所述的一種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的直流電源模塊6包括兩路輸出，分別提供20V和5V直流電。
[0010]所述的一種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制終端3、控制中心1、報(bào)警裝置7和傳感器模塊2均采用CC2530芯片。
[0011]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0012]在隧道照明應(yīng)用中，隧道內(nèi)部需要照明燈保持工作狀態(tài)使得其照度基本保持在一定水平，而隧道外部因受自然光照影響而周期變化。人眼對光照變化需要一個(gè)過程，因而可以利用明暗適應(yīng)控制方法使室內(nèi)光線隨室外光線的變化而變化，從而改善經(jīng)過隧道時(shí)駕駛員的照明舒適性、降低交通事故發(fā)生概率，同時(shí)也能通過降低超過額定要求的亮度而節(jié)約電能。另外，由于照明燈初始階段提供的照度一般高于維持照度，因而可以通過降低隧道內(nèi)照度至符合照度標(biāo)準(zhǔn)的要求運(yùn)行而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。由于LED具有非常優(yōu)越的可控性，因而本實(shí)用新型通過在LED隧道燈上進(jìn)行智能調(diào)光而達(dá)到以上效果。
[0013]本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)通過直流電源模塊為整個(gè)系統(tǒng)提供工作電壓，其中直流電源模塊包括兩路輸出，分別提供20V和5V直流電。20V直流電源模塊將220V的單相交流電進(jìn)行降壓、整流、穩(wěn)壓后變成20V的直流電，為大功率LED供電；5V直流電源模塊采用整流電路將20V直流電轉(zhuǎn)變成5V直流電為控制中心1、報(bào)警裝置7和控制終端3供電。傳感器模塊2功耗低，因而采用鋰電池或者干電池進(jìn)行供電。
[0014]本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)的傳感器模塊2、報(bào)警裝置7、控制中心I和控制終端3采用CC2530芯片。上電后，傳感器模塊2、報(bào)警裝置7、控制中心I和控制終端3自動(dòng)進(jìn)行組網(wǎng)形成zigbee網(wǎng)絡(luò)，其中控制中心I為協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。
[0015]本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)的傳感器模塊2又包括三種傳感器，分別是壓力傳感器模塊、微波傳感器模塊和照度傳感器模塊，它們分別用來檢測車輛和路面環(huán)境照度。傳感器模塊2中不同模塊又分別安裝于隧道內(nèi)外的不同位置，其中壓力傳感器模塊安裝于隧道口兩外側(cè)各150m處的道路路面下；微波傳感器模塊安裝于隧道內(nèi)壁上，每隔1m安裝一個(gè)；分別在隧道出入口的外側(cè)道路上安裝照度傳感器模塊多個(gè)，并為該類照度傳感器模塊設(shè)置編號C ;另一些照度傳感器模塊安裝于隧道內(nèi)部的地面上，每隔三個(gè)大功率LED安裝一個(gè)，并為該類照度傳感器模塊設(shè)置編號D。
[0016]壓力傳感器模塊用于監(jiān)測是否有車輛將要駛向隧道，每次監(jiān)測到有車輛經(jīng)過時(shí)壓力傳感器模塊2就會通過zigbee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送車輛接近信號給控制中心1，控制中心I接收該信號后通過zigbee網(wǎng)絡(luò)采用編號為C的照度傳感器模塊2讀取當(dāng)前外界環(huán)境的照度值進(jìn)行分析處理后將LED控制命令發(fā)送給控制終端3，控制終端3根據(jù)內(nèi)部程序控制驅(qū)動(dòng)器模塊4輸出驅(qū)動(dòng)電流，調(diào)節(jié)大功率LED5的發(fā)光強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)智能照明功能。
[0017]本實(shí)用新型系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定隧道環(huán)境照度的上下限值，以及用于判斷外界環(huán)境偏亮還是偏暗的閾值，其中照度上限值為一個(gè)與晴天時(shí)隧道入口內(nèi)側(cè)五米處自然光照照度接近的照度值，照度下限值為要求的最低照度值。
[0018]在大功率LED點(diǎn)亮期間，如果控制中心I通過編號為D的照度傳感器模塊接收到隧道內(nèi)的照度值低于照度下限值，控制中心I馬上啟動(dòng)報(bào)警裝置7進(jìn)行示警。
[0019]控制中心I接收到壓力傳感器模塊的車輛接近信號后讀取編號為C照度傳感器模塊的信息進(jìn)行分析，若當(dāng)前外界環(huán)境的照度值高于閾值，控制中心I認(rèn)定當(dāng)前外界環(huán)境為強(qiáng)光環(huán)境，系統(tǒng)照明進(jìn)入亮光模式，向控制終端3發(fā)送LED控制命令；反之控制中心I認(rèn)定當(dāng)前外界環(huán)境為弱光環(huán)境，系統(tǒng)照明進(jìn)入暗光模式，向控制終端3發(fā)送LED控制命令，然后進(jìn)行延時(shí)等待I分鐘，若在延時(shí)等待過程中再次接收到車輛接近信號，則開啟新的延時(shí)等待I分鐘。同時(shí)，控制中心I通過zigbee網(wǎng)絡(luò)讀取隧道內(nèi)的微波傳感器模塊2的信號，若微波傳感器模塊2監(jiān)測到隧道內(nèi)無車輛存在，控制中心發(fā)送關(guān)閉LED命令給控制終端3，如果微波傳感器模塊2監(jiān)測到有車輛存在在隧道中，額外延時(shí)等待30秒，如果30秒后隧道內(nèi)無車輛存在且監(jiān)測中心沒有再次接收到車輛接近信號，則發(fā)送關(guān)閉大功率LED5的LED控制命令，反之若有車輛存在再開啟新的30秒等待，若有壓力傳感器模塊2新的監(jiān)測信號，重新開始延時(shí)等待I分鐘。其中控制中心I發(fā)送的LED控制命令是一個(gè)數(shù)據(jù)包，其中包含了 LED點(diǎn)売、關(guān)閉的命令以及LED調(diào)光值等彳目息。
[0020]本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)對該系統(tǒng)中每個(gè)控制終端3進(jìn)行編號設(shè)置用于確定其在隧道內(nèi)所處的位置，且每個(gè)控制終端3通過驅(qū)動(dòng)器模塊4與五個(gè)大功率LED相連。根據(jù)隧道內(nèi)不同位置控制終端3的編號，控制中心I發(fā)送的LED控制命令中LED調(diào)光值不同，使隧道內(nèi)不同區(qū)域的照度值智能調(diào)節(jié)。
[0021]控制終端3接收控制中心I的LED控制命令進(jìn)行分析，首先判斷命令是開啟還是關(guān)閉，如果是關(guān)閉命令就直接發(fā)送為O的驅(qū)動(dòng)信號給驅(qū)動(dòng)器模塊4，如果是點(diǎn)亮命令，控制終端3將LED控制命令中的LED調(diào)光值通過比例關(guān)系轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)信號發(fā)送驅(qū)動(dòng)器模塊4，由驅(qū)動(dòng)器模塊4調(diào)節(jié)輸出給大功率LED5的驅(qū)動(dòng)電流而實(shí)現(xiàn)LED的亮暗調(diào)節(jié)。
[0022]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0023]1、本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)可以根據(jù)隧道內(nèi)是否有車輛出入對LED隧道燈進(jìn)行開關(guān)和照度調(diào)節(jié)，無須人工調(diào)節(jié)，省時(shí)省力:
[0024]2、本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)使用大功率LED作為隧道燈，LED具有環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)和快速響應(yīng)的特點(diǎn)，有效地實(shí)現(xiàn)了隧道燈的快速開關(guān)，保證了該系統(tǒng)的合理性以及頭用性；
[0025]3、本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地感測外界環(huán)境的照度并相應(yīng)地調(diào)節(jié)LED隧道燈的照度，可以減少燈光對人眼的刺激和降低駕駛者的視覺疲勞，從而降低事故發(fā)生幾率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0027]圖1為本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2為本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)信號傳輸流程示意圖。
[0029]圖3為本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)控制中心工作主流程圖。
[0030]圖4為本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)控制終端工作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]實(shí)施例:
[0032]如圖1所示，本實(shí)用新型一種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)，主要由大功率LED5、控制中心1、傳感器模塊2、直流電源模塊6、控制終端3、報(bào)警裝置7和驅(qū)動(dòng)器模塊4組成。控制中心I與傳感器模塊2通過zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向通信,控制中心I與報(bào)警裝置7也以zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線相連，同時(shí)通過zigbee網(wǎng)絡(luò)還與多個(gè)控制終端3進(jìn)行信息傳遞。其中傳感器模塊2又包括三種傳感器，分別是壓力傳感器模塊、微波傳感器模塊和照度傳感器模塊，分別用于監(jiān)測隧道口是否有車輛接近、感測隧道內(nèi)是否有車輛存在和當(dāng)前環(huán)境的照度值。本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)內(nèi)部的控制中心I被寫入了該隧道環(huán)境照度的上下限值和用于判斷外界環(huán)境照度偏暗還是偏亮的閾值，并對該系統(tǒng)中每個(gè)控制終端3進(jìn)行編號設(shè)置以確定其在隧道內(nèi)所處的位置，且每個(gè)控制終端3通過驅(qū)動(dòng)器模塊4與五個(gè)大功率LED5相連。
[0033]使用本實(shí)用新型LED隧道燈智能照明系統(tǒng)時(shí)，首先將傳感器模塊2內(nèi)的各類傳感模塊安裝于隧道的不同位置。其中，壓力傳感器模塊安裝于隧道口前后150m處的道路路面下；微波傳感器模塊安裝于隧道內(nèi)壁上，每隔1m安裝一個(gè)；分別在隧道出入口的外界道路上安裝照度傳感器模塊多個(gè)，該類照度傳感器模塊設(shè)置編號C，用于測量外界環(huán)境照度值；另一些照度傳感器模塊安裝于隧道內(nèi)部的地面上，每隔三個(gè)大功率LED安裝一個(gè)，該類照度傳感器模塊設(shè)置編號D，用于測量隧道內(nèi)的環(huán)境照度值。然后通過直流電源模塊6接通220V的單相交流電給整個(gè)系統(tǒng)上電，開始運(yùn)行系統(tǒng)，zigbee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備開始進(jìn)行組網(wǎng)，并以控制中心I作為協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。
[0034]如圖2所示，系統(tǒng)開始運(yùn)行后，傳感器模塊2監(jiān)測當(dāng)前環(huán)境并將信號發(fā)送給控制中心I?？刂浦行腎接收信號后進(jìn)行分析，如果是關(guān)于車流出入隧道的信號，控制中心I發(fā)送與之對應(yīng)的控制命令到控制終％5 3，由控制終〗而3控制驅(qū)動(dòng)器I旲塊4輸出驅(qū)動(dòng)電流來點(diǎn)売或者關(guān)閉大功率LED5 ;在大功率LED5點(diǎn)亮期間如果控制中心I接收到編號為D的照度傳感器模塊發(fā)送的隧道內(nèi)照度值低于系統(tǒng)設(shè)定的照度下限值，說明隧道內(nèi)的大功率LED5有損壞，控制中心I馬上啟動(dòng)報(bào)警裝置7進(jìn)行報(bào)警。從而實(shí)現(xiàn)“車來燈亮，車走燈滅”的智能照明效果，同時(shí)報(bào)警功能有助于減少事故發(fā)生幾率。
[0035]如圖3所示，當(dāng)有車輛駛向隧道，壓力傳感器模塊監(jiān)測到該信息后發(fā)送車輛接近信號到控制中心1，控制中心I接收后讀取編號為C的照度傳感器模塊發(fā)送的外界環(huán)境照度值進(jìn)行分析:若當(dāng)前外界環(huán)境的照度值高于閾值，控制中心I認(rèn)定當(dāng)前外界環(huán)境為強(qiáng)光環(huán)境，系統(tǒng)照明進(jìn)入亮光模式，向控制終端3發(fā)送LED控制命令；反之控制中心I認(rèn)定當(dāng)前外界環(huán)境為弱光環(huán)境，系統(tǒng)照明進(jìn)入暗光模式，向控制終端3發(fā)送LED控制命令；控制中心
I發(fā)送LED控制命令到控制終端3后進(jìn)入延時(shí)程序，等待I分鐘，如果在該等待期間再次接收到車輛接近信號，則重新開始延時(shí)等待I分鐘；反之，讀取所有微波傳感器模塊的監(jiān)測信號，若此時(shí)微波傳感器模塊中至少有一個(gè)監(jiān)測到隧道內(nèi)有車輛存在，則發(fā)送點(diǎn)亮的LED控制命令到控制終端3 ;反之，此時(shí)隧道內(nèi)無車輛存在則額外延時(shí)，等待30秒。并進(jìn)一步判斷，該30秒期間如果沒有再次接收到車輛接近信號，那么再次返回到上一步工作，即讀取微波傳感器模塊信號，否則重新進(jìn)入延時(shí)等待I分鐘程序。
[0036]控制中心I發(fā)送給控制終端3的LED控制命令是一個(gè)數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包內(nèi)包括了點(diǎn)亮、關(guān)閉LED命令和LED調(diào)光值。根據(jù)隧道內(nèi)不同位置的控制終端的編號，控制中心I發(fā)送的LED控制命令中LED調(diào)光值是不同的，以五個(gè)大功率LED為I組，使隧道內(nèi)不同組所照射區(qū)域的照度不同。
[0037]在亮光模式下，隧道內(nèi)的LED亮度隨隧道位置呈現(xiàn)凹形曲線分布，即隧道口的LED亮度最大，并每隔五個(gè)大功率LED5亮度逐漸減小，隧道的中間區(qū)域LED亮度最小。亮光模式下隧道口的照度接近外界環(huán)境照度但不高于系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定的照度上限值，且中間區(qū)域的照度值不低于系統(tǒng)設(shè)定的照度下限值。在暗光模式下，隧道內(nèi)的LED亮度隨隧道位置呈現(xiàn)凹形曲線分布，即隧道口的LED亮度最小，并每隔五個(gè)大功率LED5亮度逐漸增大，隧道的中間區(qū)域LED亮度最大，此時(shí)隧道口的照度值較接近外界環(huán)境照度但不低于系統(tǒng)設(shè)定的照度下限值且中間區(qū)域的照度值不高于系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定的照度上限值。亮光模式和暗光模式可以有效地減弱隧道照度突變對駕駛者的人眼刺激，以及降低駕駛者因長時(shí)間不變的光亮引起的視覺疲勞。
[0038]如圖4所示，控制終端3接收到控制中心I發(fā)送的LED控制命令后對數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，如果數(shù)據(jù)包的首要信息是點(diǎn)亮LED命令，則進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)包的LED調(diào)光值，將LED調(diào)光值通過比例關(guān)系轉(zhuǎn)變成驅(qū)動(dòng)器信號發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器模塊4來改變驅(qū)動(dòng)器模塊4輸出的驅(qū)動(dòng)電流，從而調(diào)節(jié)大功率LED5的亮暗；如果數(shù)據(jù)包的信息是關(guān)閉LED命令，那么直接輸出為O的驅(qū)動(dòng)信號來關(guān)閉大功率LED5。
[0039]在大功率LED點(diǎn)亮期間，如果控制中心I通過編號為D的照度傳感器模塊接收到隧道內(nèi)的照度值低于照度下限值，控制中心I馬上通過zigbee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送命令來啟動(dòng)報(bào)警裝置7進(jìn)行示警。報(bào)警裝置7啟動(dòng)后一方面在隧道的出入口處開啟黃色的閃爍燈，用于提醒過往車輛注意安全，減速行駛，另一方面通過報(bào)警裝置7內(nèi)部的短信通知模塊向工作人員進(jìn)行短信通知，提醒工作人員進(jìn)行處理。
[0040]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)，主要由大功率LED(5)、控制中心(I)、傳感器模塊(2)、直流電源模塊￠)、控制終端(3)、報(bào)警裝置(7)和驅(qū)動(dòng)器模塊(4)組成，其特征在于，大功率LED (5)通過驅(qū)動(dòng)器模塊(4)與控制終端(3)相連，所述控制終端(3)、傳感器模塊(2)和報(bào)警裝置(7)均通過zigbee網(wǎng)絡(luò)與控制中心⑴相連，所述直流電源模塊(6)為系統(tǒng)提供直流電，所述的傳感器模塊(2)又包括三種傳感器，分別是壓力傳感器模塊、微波傳感器模塊和照度傳感器模塊，其中，壓力傳感器模塊位于隧道口兩外側(cè)各150m處的道路路面下，微波傳感器模塊位于隧道內(nèi)壁上，照度傳感器模塊位于隧道出入口的外側(cè)道路上和隧道內(nèi)部的地面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的報(bào)警裝置(7)包括短信通知模塊和指示燈模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的直流電源模塊(6)包括兩路輸出，分別提供20V和5V直流電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED隧道燈智能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制終端(3)、控制中心(I)、報(bào)警裝置(7)和傳感器模塊(2)均采用CC2530芯片。
【文檔編號】H05B37/02GK204145799SQ201420249514
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】鄒細(xì)勇, 王國建, 孟燦, 仲攀龍, 余夢露, 穆成銀 申請人:中國計(jì)量學(xué)院