專利名稱：智能燈光控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于燈光節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種應(yīng)用于路燈或景觀燈的智能燈
光控制器。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，將燈光用于照明和景觀美化在各大中小城市越來(lái)越普遍，然而，由 于對(duì)燈光開(kāi)關(guān)時(shí)間的控制不當(dāng)，造成的能源浪費(fèi)也是人們一直需待解決的問(wèn)題。目前，人們 已經(jīng)提出了一些解決的辦法，例如通過(guò)光敏技術(shù)來(lái)控制燈光的開(kāi)閉時(shí)間，但由于光敏元件 長(zhǎng)期裸露在外，蒙上灰塵，會(huì)使光敏度下降，同時(shí)，背景燈光有可能使光敏控制誤操作。還有 通過(guò)無(wú)線電遙控路燈和景觀燈開(kāi)、關(guān)時(shí)間，可自動(dòng)控制，也可人工干預(yù)，這是一個(gè)有效的解 決路燈和景觀燈浪費(fèi)的方案。缺點(diǎn)是如城市大，無(wú)線發(fā)射功率大，會(huì)造成無(wú)線電磁干擾，成 本昂貴，同時(shí)，由于沒(méi)有應(yīng)用光敏技術(shù)，需要有人值守以應(yīng)對(duì)天氣變化情況。因此，由于上述 現(xiàn)有技術(shù)的種種缺陷，至今依然沒(méi)有一種方法能夠有效地控制燈光能源的浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了提供一種智能燈光控制器，使之既能讓燈光最大限度 的發(fā)揮照明和城市夜景美化的作用，又能有效地控制不必要的能源浪費(fèi)，且自動(dòng)化程度高， 無(wú)需人值守。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種智能燈光控制器，包 括顯示板、CPU板、控制板、輸出輸入板、光敏箱、操作面板及控制器箱體，功能分解為電源 模塊、存儲(chǔ)模塊、軟件控制模塊、光敏模塊、萬(wàn)年歷模塊、顯示模塊、輸入模塊和輸出模塊，其 中，所述電源模塊包括電壓轉(zhuǎn)換裝置，可以將220v市電變壓成9v直流電壓用于輸出模塊， 同時(shí)還可以將一部分9v電壓轉(zhuǎn)換成5v和3. 5v電壓，供軟件控制模塊和其他模塊使用；存 儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)控制程序和各種數(shù)據(jù)；軟件控制模塊包括中央處理器(CPU)和電路控制 板，用于對(duì)各個(gè)模塊的控制、管理和時(shí)間數(shù)據(jù)的計(jì)算；光敏模塊設(shè)置在光敏箱內(nèi)，包括用于 采集天光信號(hào)的光敏傳感器、用于清潔的電刷和微型驅(qū)動(dòng)電機(jī)；萬(wàn)年歷模塊用于提供時(shí)間 和日期信息；顯示模塊用于數(shù)據(jù)顯示；輸入模塊通過(guò)操作面板、串口和晶振用于數(shù)據(jù)的輸 入；輸出模塊包括輸出中繼電路的繼電器。 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型智能燈光控制器的優(yōu)勢(shì)在于其較強(qiáng)天光自適應(yīng)能 力。利用萬(wàn)年歷技術(shù)充分融合光敏控制技術(shù)，形成天光自適應(yīng)技術(shù)，自適應(yīng)天黑天亮?xí)r間， 每天自動(dòng)改變開(kāi)燈、關(guān)燈時(shí)間。同時(shí)對(duì)于景觀燈自動(dòng)進(jìn)行日常燈光和節(jié)日燈光控制，這樣能 很好解決路燈和景觀燈浪費(fèi)問(wèn)題而且成本低，可靠性高。

參照相應(yīng)附圖，結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的其他目的、細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)勢(shì)將 變得更為清楚，所述實(shí)施例僅為例示性介紹并無(wú)限制的意圖，其中[0007] 圖1是本實(shí)用新型智能燈光控制器功能模塊組成圖； 圖2是本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖； 圖3是本實(shí)用新型的機(jī)箱外形圖； 圖4是本實(shí)用新型的光敏箱外形圖； 圖5是本實(shí)用新型的光敏箱剖面圖； 圖6是本實(shí)用新型的操作面板按鍵示意圖； 圖7是本實(shí)用新型的燈光控制原理圖。
具體實(shí)施方式參照?qǐng)D1至圖6的本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，可看出智能燈光控制器，包括裝于 控制器箱體10內(nèi)的電源模塊1、存儲(chǔ)模塊2、軟件控制模塊3、光敏模塊4、萬(wàn)年歷模塊5、顯 示模塊6、輸入模塊7和輸出模塊8，其中，所述電源模塊1包括電壓轉(zhuǎn)換裝置，可以將從接 線柱14輸入的220v市電變壓成9v直流電壓用于輸出模塊8，同時(shí)還可以將一部分9v電 壓轉(zhuǎn)換成5v和3. 5v電壓，供軟件控制模塊3和其他模塊使用；存儲(chǔ)模塊2用于存儲(chǔ)控制程 序和各種數(shù)據(jù)；軟件控制模塊3包括中央處理器(CPU)和電路控制板，用于對(duì)各個(gè)模塊的控 制、管理和時(shí)間數(shù)據(jù)的計(jì)算；光敏模塊4設(shè)置在光敏箱20內(nèi)，包括用于采集天光信號(hào)的光 敏傳感器21、用于清潔的電刷22和微型驅(qū)動(dòng)電機(jī)23，光敏信號(hào)從接口 13與控制箱體連接， 之后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；萬(wàn)年歷模塊5用于提供時(shí)間和日期信息； 顯示模塊6可以通過(guò)液晶顯示屏12用于數(shù)據(jù)顯示；輸入模塊7通過(guò)操作面板11的各個(gè)按 鍵、串口和晶振進(jìn)行數(shù)據(jù)的設(shè)置、程序和指令的輸入，其晶振可提供計(jì)數(shù)脈沖；輸出模塊8 包括輸出中繼電路的繼電器，路燈或景觀日常用燈輸出接線柱15，一般節(jié)日燈光輸出接線 柱16，重大節(jié)日輸出接線柱17與景觀燈分組接線柱18、 19。 為了更進(jìn)一步使燈管控制器工作更穩(wěn)定，本實(shí)用新型采用了三個(gè)光敏傳感器，進(jìn) 行冗余判斷，以延長(zhǎng)傳感器壽命及提高可靠性。三個(gè)采樣時(shí)間置于三個(gè)單元，如三個(gè)采樣信 號(hào)都有效，取任一單元時(shí)間參入計(jì)算。如三個(gè)中只有兩個(gè)采樣信號(hào)有效，表明另一個(gè)傳感器 已壞，將所屬單元置O表示棄用。同樣原理，如兩個(gè)中只有一個(gè)發(fā)出有效信號(hào)，則沒(méi)有發(fā)出 有效信號(hào)的一個(gè)也置O棄用。這樣可有效延長(zhǎng)光敏傳感器使用壽命。如果最后一個(gè)光敏傳 感器超過(guò)20天沒(méi)有發(fā)出有效信號(hào)(連續(xù)20天天氣不好極為少見(jiàn)，即使梅雨季節(jié)，中間也會(huì) 出現(xiàn)一兩天好天氣)，也置0棄用，暫時(shí)以計(jì)算基準(zhǔn)線來(lái)控制燈光，等待維護(hù)。 同時(shí)，由于電刷22用于清刷光敏傳感器灰塵，其壽命對(duì)產(chǎn)品可靠性影響很大，可 以從兩個(gè)方面設(shè)計(jì)延長(zhǎng)其壽命其一，減少電刷22不必要的操作次數(shù)。將電刷22設(shè)定為每 天只定時(shí)清刷一次，每次電刷22工作1分鐘。其二，安裝一測(cè)溫裝置，通過(guò)測(cè)溫對(duì)環(huán)境溫度 進(jìn)行判斷，如環(huán)境溫度低于-5t:，則電刷22停止工作，以防結(jié)冰損壞電刷。而結(jié)冰對(duì)光敏傳 感器影響是很小的。 本申請(qǐng)的智能燈光控制器既可以安裝在路燈配電柜內(nèi)，同時(shí)還可安裝于各種景觀 照明燈配電柜內(nèi)，對(duì)于大型景觀照明工程，一些燈具專為重大節(jié)日(五一、十一、元旦等)重 大活動(dòng)而設(shè)，這些燈只有在該種情況下啟用；一些燈專為一般節(jié)假日而設(shè)，另一些如庭院路 燈為常開(kāi)，作用如同路燈，大型景觀燈工程還會(huì)對(duì)燈光分組。針對(duì)上述情況，輸出模塊8設(shè) 有3路繼電器輸出和3路繼電器備用輸出，3路輸出分別接重大節(jié)日燈、普通節(jié)假日燈、路燈或日常景觀燈，3路備用輸出用于景觀燈分組控制，或分散控制容量，并設(shè)置各自相應(yīng)的控 制程序。同時(shí)，本申請(qǐng)還可以對(duì)特定日子進(jìn)行臨時(shí)設(shè)置，如大型運(yùn)動(dòng)會(huì)、大型國(guó)際會(huì)議、城市 紀(jì)念日等，需要臨時(shí)調(diào)整開(kāi)啟燈光開(kāi)閉時(shí)間，或亮化工程，可以按照重大節(jié)日處理，可以通 過(guò)輸入模塊7設(shè)置特定日子或日期。 本申請(qǐng)軟件控制模塊3上還可設(shè)有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接口，以便進(jìn)行集中或遠(yuǎn)程控制。 本申請(qǐng)軟件控制模塊3還可通過(guò)安裝自檢系統(tǒng)，對(duì)智能燈光控制器進(jìn)行自檢，看 是否工作正常。 本申請(qǐng)還可以將輸入模塊7中的時(shí)間設(shè)置為永久記憶，直到下一次修改，防止出 現(xiàn)停電、掉電等情況下，不影響控制器正常計(jì)時(shí)。 本申請(qǐng)還具有強(qiáng)閉系統(tǒng)，當(dāng)城市遇到限電或惡劣天氣等異常情況時(shí)需要關(guān)閉燈 光，拉閘很危險(xiǎn)，可通過(guò)強(qiáng)閉功能人工操作實(shí)現(xiàn)。 本申請(qǐng)還可以通過(guò)安裝查詢系統(tǒng)，對(duì)當(dāng)天開(kāi)關(guān)燈時(shí)間、各設(shè)置基準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行查詢， 以便驗(yàn)證開(kāi)關(guān)燈時(shí)間準(zhǔn)確與否。 所述智能燈光控制器的操作面板11上設(shè)有21個(gè)按鍵，其中一個(gè)為備用健，如圖5 所示。"功能"鍵用于顯示出各功能；"確認(rèn)"鍵表示對(duì)操作認(rèn)同或取消；"t "" I — —"4 健顯示內(nèi)容上下左右移動(dòng)；"0 9"數(shù)字健供時(shí)間設(shè)置用；"返回"鍵逐級(jí)返回或返回主菜 單；"關(guān)燈"鍵，按下此鍵，智能燈光控制器輸出強(qiáng)制反電平觸發(fā)信號(hào)，燈光閉，智能燈光控制 器處于失效狀態(tài)，設(shè)此鍵目的是因節(jié)電或限電需要，停止燈光，屬于人工強(qiáng)閉操控；"暫停" 健可以中止設(shè)置；"刪除"健用于刪除設(shè)置中的錯(cuò)誤操作。 作為智能燈光控制器，其工作原理參見(jiàn)圖7。下面以武漢地區(qū)路燈為例對(duì)燈光控制 原理圖進(jìn)行說(shuō)明，根據(jù)觀察，武漢天黑時(shí)間(各地不一致)夏至在19:45左右，秋分在18:35 左右，冬至在16:45左右，春分18:35左右。夏至與冬至相差約3小時(shí)，如是天氣良好的話， 從夏至19:45，每天應(yīng)減少一個(gè)固定時(shí)間約一分鐘，到冬至達(dá)到16:45，之后每天增加約1分 裝，到夏至達(dá)到19:45，如此循環(huán)，其軌跡就是圖7中計(jì)算基準(zhǔn)線。 但自然界中陰天、雨雪天都會(huì)使天黑天亮?xí)r間發(fā)生變化，光敏傳感器最能反映自 然光實(shí)際變化情況，然而光敏傳感器因蒙塵會(huì)使敏感度下降，及存在誤判問(wèn)題。用電刷定期 擦刷光敏傳感器可以解決蒙塵問(wèn)題；對(duì)于誤判問(wèn)題，通過(guò)觀察，我們發(fā)現(xiàn)，如以計(jì)算基準(zhǔn)線 為標(biāo)準(zhǔn)判定，異常天氣帶來(lái)的天黑天亮?xí)r間變化絕大多數(shù)不超過(guò)15分鐘，因此我們?cè)O(shè)立限 制線來(lái)解決背景光干擾誤判問(wèn)題。以15分鐘(各地時(shí)間不一樣)為限。光敏傳感器給出 信號(hào)時(shí)間與計(jì)算時(shí)間相比如不超過(guò)15分鐘，用光敏傳感器給出信號(hào)時(shí)間來(lái)控制燈光，如超 過(guò)15分鐘，則在計(jì)算時(shí)間基礎(chǔ)上加或減15分鐘，為當(dāng)天的燈光控制時(shí)間。與計(jì)算基準(zhǔn)線相 差15分鐘線就是圖中的限制線，限制后的光敏傳感器感應(yīng)線為圖中運(yùn)行線。運(yùn)行線基本反 映一年天黑實(shí)際變化情況。在燈光控制器中已事先設(shè)置春分18:35，夏至19:45，秋分18:35，冬至16:45，限制 時(shí)間15分鐘等基準(zhǔn)參數(shù)(不同地區(qū)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置)。設(shè)D日為夏至與秋分之間 某一天，計(jì)算機(jī)首先計(jì)算D日開(kāi)燈基準(zhǔn)時(shí)間。夏至秋分之間開(kāi)燈時(shí)間變動(dòng)的時(shí)間差TO: TO =(夏至開(kāi)燈時(shí)間-秋分開(kāi)燈時(shí)間)/夏至與秋分之間天數(shù)(1) D日開(kāi)燈基準(zhǔn)時(shí)間T1: Tl =夏至開(kāi)燈時(shí)間-TOX夏至與D日間天數(shù) (2)[0030] 每天Tl前半小時(shí)，CPU開(kāi)始采樣光敏信號(hào)，Tl后限制時(shí)間T3采樣結(jié)束。三個(gè)光
敏都采樣到有效信號(hào)，則記錄其采樣時(shí)間T2， CPU比較Tl與T2大小，如二者之差的絕對(duì)值
小于限制時(shí)間T3分鐘，則D日開(kāi)燈時(shí)間T等于T2。如二者之差的絕對(duì)值大于T3分鐘，則D
日開(kāi)燈時(shí)間T等于Tl加或減T3分鐘。D日實(shí)際開(kāi)燈時(shí)間T用公式表示 T = T2 (I Tl-T2 |《T3) (3) T = T1+T3(|T1_T2| > T3， Tl < T2) (4) T = T1-T3(|T1_T2| > T3， Tl > T2) (5) 關(guān)燈時(shí)間同樣處理。至于景觀燈控制，景觀燈開(kāi)燈時(shí)間如同路燈，關(guān)燈時(shí)間一般是
夜12點(diǎn)。 燈光開(kāi)關(guān)燈時(shí)間確定之后，CPU發(fā)出一脈沖信號(hào)，信號(hào)放大，以控制輸出繼電器。智 能燈光控制器設(shè)3路繼電器輸出， 一路控制路燈或日常景觀燈， 一路控制重大節(jié)日景觀燈， 一路控制普通節(jié)日景觀燈，同時(shí)設(shè)有3路備用輸出，用于景觀燈分組控制或均衡路燈控制 燈光控制器可以安裝在路燈或景觀燈配電柜中，一路輸出可控制一個(gè)交流接觸 器。 在本申請(qǐng)中，燈光控制器所有器件選用至少是工業(yè)級(jí)，部分重要器件選軍用級(jí)，選 軍用級(jí)器件光敏傳感器、電機(jī)等。 雖然已結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)的描述，但是顯而易見(jiàn)的是，這對(duì) 此不構(gòu)成任何限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可根據(jù)所掌握的知識(shí)對(duì)所有技術(shù)等同物及它們 組合進(jìn)行替換，這些都落入本實(shí)用新型保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種智能燈光控制器，包括顯示板、CPU板、控制板、輸出輸入板、光敏箱、操作面板及控制器箱體，其特征在于控制器箱體(10)內(nèi)各物理組成按功能分解為電源模塊(1)，還有用于對(duì)各個(gè)模塊的控制的計(jì)算軟件控制模塊(3)，用于存儲(chǔ)控制程序和各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)模塊(2)，設(shè)置在光敏箱(20)內(nèi)的光敏模塊(4)，用于提供時(shí)間和日期信息的萬(wàn)年歷模塊(5)以及顯示模塊(6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能燈光控制器，其特征在于所述光敏傳感器(21)可以設(shè) 置為三個(gè)，分別置于各自的單元內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能燈光控制器，其特征在于所述光敏模塊(4)還包 括一測(cè)溫裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能燈光控制器，其特征在于所述輸出模塊(8)設(shè)有三路 繼電器輸出和三路備用繼電器輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能燈光控制器，其特征在于所述軟件控制模塊(3)還設(shè)有一遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能燈光控制器，其特征在于所述軟件控制模塊(3)內(nèi)還 設(shè)有自檢系統(tǒng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能燈光控制器，其特征在于所述輸入模塊(7)的時(shí)間設(shè) 置為永久記憶。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能燈光控制器，其特征在于所述燈光控制器還具有強(qiáng)閉系統(tǒng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能燈光控制器，其特征在于所述燈光控制器還具有時(shí)間查詢系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于燈光節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種智能燈光控制器，包括顯示板、CPU板、控制板、輸出輸入板、光敏箱、操作面板及控制器箱體。系統(tǒng)功能組成為電源模塊、存儲(chǔ)模塊、軟件控制模塊、光敏模塊、萬(wàn)年歷模塊、顯示模塊、輸入模塊和輸出模塊。通過(guò)智能燈光控制器中的萬(wàn)年歷技術(shù)和光敏控制技術(shù)，形成天光自適應(yīng)技術(shù)，自適應(yīng)天黑天亮?xí)r間，每天自動(dòng)改變開(kāi)燈、關(guān)燈時(shí)間，同時(shí)對(duì)于景觀燈自動(dòng)進(jìn)行日常燈光和節(jié)日燈光控制，這樣能很好解決路燈和景觀燈浪費(fèi)問(wèn)題而且成本低，可靠性高。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201509336SQ200920170688
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者何炬, 張建明, 雷志雄 申請(qǐng)人:武漢華中天工光電制造有限公司