專利名稱：分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電力控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，其通常采用以下幾種控制類型第一種，通過定時(shí)控制，此種方案通過不同時(shí)段要求控制路燈的照明度，當(dāng)?shù)缆诽?于交通較為繁忙時(shí)段，調(diào)節(jié)路燈處于正常工作狀態(tài)，而當(dāng)處于深夜階段，由于道路車輛較稀 少，為了達(dá)到節(jié)能目的，將路燈照明度降低至一半，此種方案是通過定時(shí)對(duì)路燈進(jìn)行自動(dòng)控 制，雖然能取得一定節(jié)能效果，但是當(dāng)?shù)缆飞贤耆珱]有車輛時(shí)，此種方案也存在浪費(fèi)電能的 缺陷。第二種，通過數(shù)量控制，此種方案與第一種方案也較為類似，也是通過對(duì)路燈進(jìn)行 定時(shí)控制，所不同的是路燈的照明度不變，而是對(duì)路燈的點(diǎn)亮數(shù)量進(jìn)行控制，其在不影響夜 晚正常照明的前提下，逐步減少點(diǎn)亮路燈數(shù)量。然而此種方案也是存在浪費(fèi)電能的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種更為節(jié)能、有效保證車輛行 駛時(shí)的照明度的分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)；本發(fā)明的目的在于提供了該分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)的控制方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)，其包括 至少一個(gè)照明節(jié)點(diǎn)，每一照明節(jié)點(diǎn)包括光源及為其提供電能的電源模塊，其中，還包括傳感 器、通信模塊、功率輸出模塊及中央控制單元；該傳感器用于檢測范圍r內(nèi)的車輛信號(hào)，并將檢查結(jié)果發(fā)送至中央控制單元，中 央控制單元用于控制功率輸出模塊及光源的工作狀態(tài)，通信模塊用于發(fā)送或接收范圍R內(nèi) 的廣播信息，通信模塊接收廣播信息后傳至中央控制單元以控制功率輸出模塊及光源的工 作狀態(tài)；當(dāng)其中一照明節(jié)點(diǎn)A的傳感器檢測到范圍r內(nèi)有車輛信號(hào)時(shí)，將觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至 其中央控制單元，中央控制單元通過功率輸出模塊控制光源進(jìn)入照明工作狀態(tài)，并通過通 信模塊發(fā)送廣播信息，沿車輛前進(jìn)方向并且在通信距離R內(nèi)的其他照明節(jié)點(diǎn)M的通信模塊 接收到該廣播信息后，控制相應(yīng)的光源進(jìn)入照明工作狀態(tài)；當(dāng)該照明節(jié)點(diǎn)A的傳感器檢測不到范圍r內(nèi)有車輛信號(hào)時(shí)，在預(yù)設(shè)延時(shí)后中央控 制單元控制光源進(jìn)入待命狀態(tài)。本方案中，當(dāng)?shù)缆烽e置，即無車輛通過時(shí)，照明節(jié)點(diǎn)處于待命狀態(tài)，當(dāng)?shù)缆吩谑褂茫?即有車輛通過時(shí)，照明節(jié)點(diǎn)恢復(fù)工作狀態(tài)，從而獲得最佳的節(jié)能效果。比起現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)能 方案，本發(fā)明更為靈活，更為節(jié)能。而且與單獨(dú)具備傳感器的照明節(jié)點(diǎn)不同，其利用通信模 塊將通信距離R內(nèi)的照明節(jié)點(diǎn)也同時(shí)點(diǎn)亮，從而有效保證了車輛行駛的照明度，確保車輛行駛的安全。各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過設(shè)定通信協(xié)議構(gòu)成通訊鏈路，使每個(gè)照明節(jié)點(diǎn)都擁有節(jié)點(diǎn)編號(hào)或 地址。本方案將照明節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)統(tǒng)一成一個(gè)整體，能方便快捷地對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效定位。具體地，該傳感器為接收車輛車燈信號(hào)的光傳感器，或者為接收車輛的車載無線 發(fā)射器發(fā)射的觸發(fā)信號(hào)的無線電接收器。由于傳感器使用長時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)老化，為了保證檢測的準(zhǔn)確性，該中央控制單元 包括靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊，其用于調(diào)節(jié)傳感器的觸發(fā)閾值大小。具體地，相鄰照明節(jié)點(diǎn)間的通信模塊通過無線電或電力線載波實(shí)現(xiàn)通信。具體地，該光源為白熾燈、鹵鎢燈、LED燈或氣體放電燈。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理，若干個(gè)照明節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)照明片區(qū)，且每個(gè)照明片區(qū)均設(shè)有 能與遠(yuǎn)程控制中心通信的片節(jié)點(diǎn)，且片節(jié)點(diǎn)與遠(yuǎn)程控制中心通過GSM通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)照 明節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程控制，這樣一來，就能對(duì)整個(gè)城市道路上的照明系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理與控制，提高了管理效率。另外，本發(fā)明還提供了一種分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)的控制方法，該控制系統(tǒng)包 括多個(gè)照明節(jié)點(diǎn)，每一照明節(jié)點(diǎn)包括光源及電源模塊，其中，還包括傳感器、通信模塊、功率 輸出模塊及中央控制單元，所述控制方法包括如下步驟a、傳感器檢測道路范圍r內(nèi)是否有車輛信號(hào)，當(dāng)其中一照明節(jié)點(diǎn)A的傳感器檢測 到有車輛信號(hào)時(shí)，傳感器將觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至其中央控制單元，中央控制單元通過功率輸出 模塊控制光源進(jìn)入照明工作狀態(tài)；b、通過通信模塊發(fā)送廣播信息，沿車輛前進(jìn)方向并且在通信距離R內(nèi)的其他照明 節(jié)點(diǎn)M的通信模塊接收到該廣播信息后，控制相應(yīng)的光源進(jìn)入照明工作狀態(tài)；C、車輛進(jìn)入下一照明節(jié)點(diǎn)A+1的檢測范圍時(shí)，與步驟a同樣，照明節(jié)點(diǎn)A+1控制光 源進(jìn)入照明工作狀態(tài)，并同時(shí)通過通信模塊控制通信距離R內(nèi)的其他照明節(jié)點(diǎn)M+1進(jìn)入照 明工作狀態(tài)；d、照明節(jié)點(diǎn)A的傳感器檢測不到范圍r內(nèi)有車輛信號(hào)時(shí)，在預(yù)設(shè)延時(shí)后中央控制 單元控制其光源進(jìn)入待命狀態(tài)；依次類推得到，車輛前方距離r+R的照明節(jié)點(diǎn)進(jìn)入照明狀態(tài)，而車輛后方的照明 節(jié)點(diǎn)延時(shí)一定時(shí)間后進(jìn)入待命狀態(tài)。進(jìn)一步地，各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過設(shè)定通信協(xié)議構(gòu)成通訊鏈路，使每個(gè)照明節(jié)點(diǎn)都擁有節(jié) 點(diǎn)編號(hào)或地址，若干個(gè)照明節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)照明片區(qū)，且每個(gè)照明片區(qū)均設(shè)有能與遠(yuǎn)程控制 中心通信的片節(jié)點(diǎn)；當(dāng)某照明節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，若為通信故障，相鄰照明節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽不到該節(jié)點(diǎn)的廣播，則 其上游照明節(jié)點(diǎn)將故障信息通過片節(jié)點(diǎn)反饋回遠(yuǎn)程控制中心，便能對(duì)故障進(jìn)行定位；若故 障照明節(jié)點(diǎn)的通信模塊正常，則將該照明節(jié)點(diǎn)的故障代碼反饋回遠(yuǎn)程控制中心。本方案中，因?yàn)槊總€(gè)照明節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單元，利用此種控制方法能有 效避免故障節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生后出現(xiàn)盲點(diǎn)，或使某條道路的照明或節(jié)點(diǎn)通信出現(xiàn)癱瘓，并能有效快 捷地監(jiān)測到故障節(jié)點(diǎn)的位置。進(jìn)一步地，該中央控制單元包括用于調(diào)節(jié)傳感器的靈敏度大小的靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié) 模塊；
某照明節(jié)點(diǎn)的傳感器產(chǎn)生的觸發(fā)電平時(shí)長與本照明節(jié)點(diǎn)從監(jiān)聽到上一節(jié)點(diǎn)的廣 播信號(hào)到本照明節(jié)點(diǎn)觸發(fā)電平前沿的時(shí)長的比值大小，確定本節(jié)點(diǎn)傳感器靈敏度大小，當(dāng) 比值小于一預(yù)定值時(shí)，靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊升高傳感器的閾值，閾值即為靈敏度預(yù)設(shè)值；或者，當(dāng)某一照明節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽到下一照明節(jié)點(diǎn)先于本照明節(jié)點(diǎn)廣播或下一照明節(jié)點(diǎn) 廣播與本照明節(jié)點(diǎn)觸發(fā)電平前沿時(shí)間間隔小于一預(yù)定值，確定本照明節(jié)點(diǎn)靈敏度小于一預(yù) 定值，靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊升高傳感器的閾值。具體地，該光源為高壓鈉燈；為了滿足現(xiàn)有路燈大都采用高壓鈉燈的要求，而針對(duì) 高壓鈉燈從啟動(dòng)到額定工作狀態(tài)需花費(fèi)較長時(shí)間的問題，為了達(dá)到快速調(diào)節(jié)的目的，本發(fā) 明在特定控制時(shí)間段，高壓鈉燈照明工作狀態(tài)的功率為50% P，P為高壓鈉燈的額定功率， 其待命狀態(tài)的功率為10%P至小于50%P之間。這樣一來，在很短時(shí)間內(nèi)即能實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓 鈉燈節(jié)能的控制，使本發(fā)明更具實(shí)用性及使用的廣泛性。為了在對(duì)高壓鈉燈進(jìn)行調(diào)光控制時(shí)，能確保燈不熄滅，高壓鈉燈從照明工作狀態(tài) 至待命狀態(tài)以階段式的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，且變化率小于或等于10% i/s，且每一階段的變化 量小于或等于30% i，i為穩(wěn)定工作狀態(tài)的電流。為了更進(jìn)一步對(duì)照明節(jié)點(diǎn)進(jìn)行智能控制，當(dāng)傳感器檢測到車輛信號(hào)時(shí)，其輸出觸 發(fā)信號(hào)設(shè)為高電平，脈沖信號(hào)的占空比代表車流密度信息，當(dāng)占空比為1時(shí)，道路繁忙，光 源以全功率工作；當(dāng)占空比為0時(shí)，無車輛行駛，光源以10% P的最低功耗待命；當(dāng)占空比 大于0小于1時(shí)，光源工作在預(yù)設(shè)功耗的待命狀態(tài)。這樣一來，該系統(tǒng)能智能識(shí)別當(dāng)前的路 況，使其能自動(dòng)控制其節(jié)能調(diào)節(jié)程度。由于光源啟動(dòng)具有一定延時(shí)性，為了保證車輛行駛到某一照明節(jié)點(diǎn)時(shí)，光源已經(jīng) 滿足照度要求，在車輛即將達(dá)到時(shí)，預(yù)先啟動(dòng)光源，本發(fā)明中，采用如下的控制方法，在當(dāng) 車流足夠稀少，光源以10 % P功率待命狀態(tài)；當(dāng)有車輛經(jīng)過，受觸發(fā)照明節(jié)點(diǎn)在觸發(fā)脈沖前 沿廣播一條指令信息，下游節(jié)點(diǎn)接收到指令解碼，脫離待命狀態(tài)轉(zhuǎn)入恢復(fù)狀態(tài)，功率控制模 塊輸出的功率提高；當(dāng)觸發(fā)電平撤銷后，照明節(jié)點(diǎn)光源重新返回待命狀態(tài)。進(jìn)一步地，當(dāng)照明節(jié)點(diǎn)對(duì)光源進(jìn)行降功率調(diào)節(jié)出現(xiàn)連續(xù)發(fā)生一定次數(shù)滅燈，中央 控制單元將調(diào)高最低待命狀態(tài)的功率，并記錄該參數(shù)設(shè)置；當(dāng)能維持不滅燈的最低待命狀 態(tài)功率大于某一設(shè)定值時(shí)，判定為燈泡老化，照明節(jié)點(diǎn)發(fā)送故障信息至遠(yuǎn)程控制中心。進(jìn)一步地，照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)具有以下控制模式強(qiáng)制模式、自動(dòng)模式與維修模 式；當(dāng)照明節(jié)點(diǎn)接收到強(qiáng)制指令，便進(jìn)入強(qiáng)制模式，光源以額定功率狀態(tài)照明；當(dāng)照明 節(jié)點(diǎn)以自動(dòng)模式作為默認(rèn)的正常照明模式，光源以動(dòng)態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)的方式照明；當(dāng)照明節(jié)點(diǎn) 接收到維修模式指令，便進(jìn)入維修模式，與照明節(jié)點(diǎn)通信對(duì)其進(jìn)行檢測維修。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢1、采用近距離通信接力的通訊方式，因此造價(jià)低、可靠性高、輻射污染低；2、可直接替換原有的鎮(zhèn)流器和啟動(dòng)器，可不作任何線路改動(dòng)，不增加施工成本；3、可自我調(diào)節(jié)修正，具有高的系統(tǒng)可靠性，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，維修率低；4、每一個(gè)照明節(jié)點(diǎn)都能獨(dú)立工作，也可成片成群自動(dòng)協(xié)同工作，也可集中受控工 作，具有很強(qiáng)的抗干擾能力、糾錯(cuò)能力，同時(shí)具有極大的靈活性，因此對(duì)舊有工程進(jìn)行節(jié)能 升級(jí)改造可積木式逐步進(jìn)行而不需大量的資金預(yù)算，避免大的財(cái)政預(yù)算壓力。


圖1是本發(fā)明分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)的原理框圖；圖2是本發(fā)明分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)的運(yùn)用原理圖；圖3是高壓鈉燈的恢復(fù)特性曲線圖；圖3中，①為10% P的恢復(fù)曲線、②為20% P的恢復(fù)曲線、③為30% P的恢復(fù)曲 線、④為50% P的恢復(fù)曲線、⑤為冷啟動(dòng)曲線、a為10% P的照度值、b為20% P的照度值、 c為30% P的照度值、d為50% P的照度值、e為100% P的照度值。圖4是以電流為控制參量的特性曲線圖；圖5是代表車流密度信息的脈沖信號(hào)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明公開了一種分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)，其包括多個(gè)照明節(jié)點(diǎn)， 每一照明節(jié)點(diǎn)包括光源及為其提供電能的電源模塊，其中，還包括傳感器、通信模塊、功率 輸出模塊及中央控制單元；該傳感器用于檢測范圍r內(nèi)的車輛信號(hào)，并將檢查結(jié)果發(fā)送至 中央控制單元，中央控制單元用于控制功率輸出模塊及光源的工作狀態(tài)，通信模塊用于發(fā) 送或接收范圍R內(nèi)的廣播信息，通信模塊接收廣播信息后傳至中央控制單元以控制功率輸 出模塊及光源的工作狀態(tài)。若干個(gè)照明節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)照明片區(qū)，且每個(gè)照明片區(qū)均設(shè)有能 與遠(yuǎn)程控制中心通信的片節(jié)點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)使用分布式控制方案，每一盞路燈就是一個(gè)照明節(jié)點(diǎn)，每個(gè)照明節(jié)點(diǎn)都 是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立而又相互聯(lián)系的個(gè)體，能獨(dú)立判斷道路的使用情況而進(jìn)入相應(yīng)的工作狀 態(tài)，并且能與相鄰的節(jié)點(diǎn)通信聯(lián)系，每個(gè)照明片區(qū)有個(gè)片節(jié)點(diǎn)，能與遠(yuǎn)程控制中心通信，實(shí) 施遠(yuǎn)程監(jiān)控。1、系統(tǒng)原理如圖2所示，照明節(jié)點(diǎn)的傳感器的檢測范圍為r，通信模塊的通信距離為R。車輛 沿道路行駛方向行駛到達(dá)0點(diǎn)位置時(shí)，觸發(fā)其前方距離為r處的節(jié)點(diǎn)A，A判斷有車輛接近 或經(jīng)過。節(jié)點(diǎn)中央控制單元控制功率輸出模塊進(jìn)入照明工作狀態(tài)，并通過通信模塊廣播一 條指令信息。在通信距離范圍內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)均接收到廣播信息而進(jìn)入照明工作狀態(tài)(但它 們不廣播信息)，于是AM范圍內(nèi)的所有路燈均點(diǎn)亮。設(shè)相鄰節(jié)點(diǎn)的距離(即路燈的間距) 為1，當(dāng)車輛繼續(xù)向前行駛1時(shí)，節(jié)點(diǎn)B被觸發(fā)，B同樣廣播一條指令信息，M的下一個(gè)節(jié)點(diǎn) M被點(diǎn)亮。隨著車輛的前進(jìn)，前方的節(jié)點(diǎn)不斷被點(diǎn)亮，并且總是保持前方r+R范圍內(nèi)的路燈 是點(diǎn)亮的。當(dāng)車輛離開后，節(jié)點(diǎn)傳感器沒有接收到觸發(fā)信號(hào)，通信模塊也沒有接收到節(jié)點(diǎn)廣 播信號(hào)，適當(dāng)?shù)难訒r(shí)后中央控制單元使節(jié)點(diǎn)進(jìn)入待命狀態(tài)，路燈關(guān)閉或以更低功耗工作。我 們看到的是車輛行駛到0點(diǎn)時(shí)Μ，M間的路燈是點(diǎn)亮的，提供足夠的照度，隨著車輛的前行 M之后的路燈不斷被點(diǎn)亮，M，之前的路燈不斷被熄滅(或變暗)。2、系統(tǒng)的容錯(cuò)糾錯(cuò)和故障節(jié)點(diǎn)的定位使用適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議，使每個(gè)照明節(jié)點(diǎn)都擁有節(jié)點(diǎn)編號(hào)或地址，這些節(jié)點(diǎn)就構(gòu)成 通訊鏈路，并可尋址定位每一個(gè)節(jié)點(diǎn)。正常使用時(shí)，照明節(jié)點(diǎn)是順序廣播指令的，當(dāng)某節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，如果是通信故障，相鄰節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽不到它的廣播，其上游節(jié)點(diǎn)將故障信息通過片節(jié) 點(diǎn)反饋回控制中心，便可對(duì)故障進(jìn)行定位。如果故障節(jié)點(diǎn)的控制和通信模塊正常，就可以將 本節(jié)點(diǎn)的故障代碼反饋回控制中心。因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單元，所以故障節(jié) 點(diǎn)并不會(huì)影響其它節(jié)點(diǎn)的照明，只有當(dāng)連續(xù)的節(jié)點(diǎn)通訊模塊故障超出通訊半徑范圍，才會(huì) 阻斷后續(xù)節(jié)點(diǎn)的通訊鏈路。但后續(xù)節(jié)點(diǎn)仍然能夠執(zhí)行道路照明功能。3、傳感器類型的選擇傳感器可使用光傳感器或無線電接收器。使用光傳感器檢測汽車前照燈的光照，傳感器可安裝在燈桿上的適當(dāng)位置，當(dāng)汽 車燈光照射到傳感器時(shí)，便產(chǎn)生觸發(fā)電平。積塵等污染會(huì)使傳感器靈敏度降低甚至失效，因 此傳感器需要應(yīng)用防塵防污設(shè)計(jì)，并且要有用于調(diào)節(jié)傳感器的靈敏度大小的靈敏度自動(dòng)調(diào) 節(jié)模塊。當(dāng)車輛在道路上行駛時(shí)，順序觸發(fā)照明節(jié)點(diǎn)，照明節(jié)點(diǎn)順序廣播信號(hào)。某照明節(jié)點(diǎn) 的傳感器產(chǎn)生的觸發(fā)電平時(shí)長與本照明節(jié)點(diǎn)從監(jiān)聽到上一節(jié)點(diǎn)的廣播信號(hào)到本照明節(jié)點(diǎn) 觸發(fā)電平前沿的時(shí)長的比值大小，確定本節(jié)點(diǎn)傳感器靈敏度大小，當(dāng)比值小于一預(yù)定值時(shí)， 靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊升高傳感器的閾值，閾值即為靈敏度預(yù)設(shè)值；或者，當(dāng)某一照明節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽到下一照明節(jié)點(diǎn)先于本照明節(jié)點(diǎn)廣播或下一照明節(jié)點(diǎn) 廣播與本照明節(jié)點(diǎn)觸發(fā)電平前沿時(shí)間間隔小于一預(yù)定值，確定本照明節(jié)點(diǎn)靈敏度小于一預(yù) 定值，靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊升高傳感器的閾值。當(dāng)使用無線電接收器，車輛配置車載無線發(fā)射器發(fā)射觸發(fā)信號(hào)。4、通信形式的選擇通信模塊可選擇無線電通信或電力線載波通信，各個(gè)相鄰照明節(jié)點(diǎn)的通信模塊之 間形成一接力式通訊方式，某一照明節(jié)點(diǎn)的信息指令通過接力傳遞的方式傳遞到片節(jié)點(diǎn)， 最終傳至遠(yuǎn)程控制中心，反之，遠(yuǎn)程控制中心的信息指令也是通過片節(jié)點(diǎn)，然后再通過通信 模塊的接力傳遞，傳至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。5、光源的選擇本控制系統(tǒng)能容易地應(yīng)用于白熾燈、鹵鎢燈、LED燈等迅速啟動(dòng)的光源。氣體放電 燈由于其不同的啟動(dòng)特性，其應(yīng)用也有別于其他類型的光源。由于目前高壓鈉燈在道路照 明中大量應(yīng)用，因此我們以高壓鈉燈的應(yīng)用為例進(jìn)行說明。高壓鈉燈有以下工作特性1、啟動(dòng)時(shí)間長。冷燈啟動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定需要數(shù)分鐘時(shí)間。 2、燈的工作狀態(tài)不能迅速變化，幾伏特的瞬間燈電壓跳變(向下)便會(huì)使燈熄滅。3、燈的 啟動(dòng)關(guān)閉對(duì)其壽命影響很大，頻繁的啟閉大大地縮短燈泡的使用壽命。對(duì)高壓鈉燈進(jìn)行節(jié) 能調(diào)光控制時(shí)必須解決以上三個(gè)問題，我們采取這樣的方案1、在使用過程中不對(duì)燈進(jìn)行 斷電節(jié)能，而是控制燈進(jìn)入相應(yīng)的低功耗工作狀態(tài)，這樣燈便一直處于激活狀態(tài)，使其能迅 速切換到正常工作狀態(tài)，解決其冷啟動(dòng)時(shí)間長的問題。2、使燈提前切換狀態(tài)，在車輛到達(dá)本 節(jié)點(diǎn)前便恢復(fù)到適合的照度要求。這樣便能解決燈的工作緩變問題。3、在使用過程中，燈 泡一直工作在不同的能耗狀態(tài)而不是啟閉狀態(tài)，因此不會(huì)對(duì)其壽命產(chǎn)生大的影響。我們對(duì)不同品牌不同功率的高壓鈉燈的工作特性進(jìn)行了大量深入的研究，得出它 的以下一些特性一 )恢復(fù)特性
我們將高壓鈉燈從低功耗狀態(tài)恢復(fù)到額定工作狀態(tài)的特性稱為恢復(fù)特性，它揭示 在對(duì)高壓鈉燈進(jìn)行調(diào)光控制時(shí)如何能夠確保道路有足夠的合乎標(biāo)準(zhǔn)要求的照度。圖3是某 品牌400W高壓鈉燈的恢復(fù)特性曲線。10%P表示為額定功耗(標(biāo)稱)的10%的功耗值，余 同。100% P為標(biāo)稱功耗值。我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，所測試的燈泡的實(shí)際功率(在額定電源 電壓下)均遠(yuǎn)高于標(biāo)稱功率。高壓鈉燈的恢復(fù)特性由圖3可知，高壓鈉燈的恢復(fù)時(shí)間遠(yuǎn)少于冷燈的啟動(dòng)時(shí)間。在現(xiàn)行的節(jié)電控制 方案中，半夜燈方案是常采取的一種節(jié)電方案，它是在后半夜降低電源電壓使燈功耗降低 50%。表1是以50%功耗下的照度為指標(biāo)參數(shù)，測試不同品牌不同標(biāo)稱功率的燈泡，它們在 更低的不同的功耗下恢復(fù)到相當(dāng)于50%功耗時(shí)所獲得的照度的時(shí)間，我們稱為恢復(fù)時(shí)間
表1、高壓鈉燈恢復(fù)時(shí)間
權(quán)利要求
1.一種分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)照明節(jié)點(diǎn)，每一照明節(jié)點(diǎn)包括光源 及為其提供電能的電源模塊，其特征在于，還包括傳感器、通信模塊、功率輸出模塊及中央 控制單元；該傳感器用于檢測范圍r內(nèi)的車輛信號(hào)，并將檢查結(jié)果發(fā)送至中央控制單元，中央控 制單元用于控制功率輸出模塊及光源的工作狀態(tài)，通信模塊用于發(fā)送或接收范圍R內(nèi)的廣 播信息，通信模塊接收廣播信息后傳至中央控制單元以控制功率輸出模塊及光源的工作狀 態(tài)；當(dāng)其中一照明節(jié)點(diǎn)A的傳感器檢測到范圍r內(nèi)有車輛信號(hào)時(shí)，將觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至其中 央控制單元，中央控制單元通過功率輸出模塊控制光源進(jìn)入照明工作狀態(tài)，并通過通信模 塊發(fā)送廣播信息，沿車輛前進(jìn)方向并且在通信距離R內(nèi)的其他照明節(jié)點(diǎn)M的通信模塊接收 到該廣播信息后，控制相應(yīng)的光源進(jìn)入照明工作狀態(tài)；當(dāng)該照明節(jié)點(diǎn)A的傳感器檢測不到范圍r內(nèi)有車輛信號(hào)時(shí)，在預(yù)設(shè)延時(shí)后中央控制單 元控制光源進(jìn)入待命狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于，各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過設(shè)定 通信協(xié)議構(gòu)成通訊鏈路，使每個(gè)照明節(jié)點(diǎn)都擁有節(jié)點(diǎn)編號(hào)或地址。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于，該傳感器為接收車 輛車燈信號(hào)的光傳感器或接收車輛的車載無線發(fā)射器發(fā)射的觸發(fā)信號(hào)的無線電接收器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于，該中央控制單元包 括靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊，其用于調(diào)節(jié)傳感器的觸發(fā)閾值大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于，相鄰照明節(jié)點(diǎn)間的 通信模塊通過無線電或電力線載波實(shí)現(xiàn)通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于，該光源為白熾燈、鹵 鎢燈、LED燈或氣體放電燈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于，若干個(gè)照 明節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)照明片區(qū)，且每個(gè)照明片區(qū)均設(shè)有能與遠(yuǎn)程控制中心通信的片節(jié)點(diǎn)，且片 節(jié)點(diǎn)與遠(yuǎn)程控制中心通過GSM通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)照明節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程控制。
8.一種分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)的控制方法，該控制系統(tǒng)包括多個(gè)照明節(jié)點(diǎn)，每一照 明節(jié)點(diǎn)包括光源及電源模塊，其特征在于，還包括傳感器、通信模塊、功率輸出模塊及中央 控制單元，所述控制方法包括如下步驟a、傳感器檢測道路范圍r內(nèi)是否有車輛信號(hào)，當(dāng)其中一照明節(jié)點(diǎn)A的傳感器檢測到有 車輛信號(hào)時(shí)，傳感器將觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至其中央控制單元，中央控制單元通過功率輸出模塊 控制光源進(jìn)入照明工作狀態(tài)；b、通過通信模塊發(fā)送廣播信息，沿車輛前進(jìn)方向并且在通信距離R內(nèi)的其他照明節(jié)點(diǎn) M的通信模塊接收到該廣播信息后，控制相應(yīng)的光源進(jìn)入照明工作狀態(tài)；C、車輛進(jìn)入下一照明節(jié)點(diǎn)A+1的檢測范圍時(shí)，與步驟a同樣，照明節(jié)點(diǎn)A+1控制光源進(jìn) 入照明工作狀態(tài)，并同時(shí)通過通信模塊控制通信距離R內(nèi)的其他照明節(jié)點(diǎn)M+1進(jìn)入照明工 作狀態(tài)；d、照明節(jié)點(diǎn)A的傳感器檢測不到范圍r內(nèi)有車輛信號(hào)時(shí)，在預(yù)設(shè)延時(shí)后中央控制單元 控制其光源進(jìn)入待命狀態(tài)；依次類推得到，車輛前方距離r+R的照明節(jié)點(diǎn)進(jìn)入照明狀態(tài)，而車輛后方的照明節(jié)點(diǎn) 延時(shí)一定時(shí)間后進(jìn)入待命狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過設(shè)定通信協(xié)議構(gòu)成通 訊鏈路，使每個(gè)照明節(jié)點(diǎn)都擁有節(jié)點(diǎn)編號(hào)或地址，若干個(gè)照明節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)照明片區(qū)，且每 個(gè)照明片區(qū)均設(shè)有能與遠(yuǎn)程控制中心通信的片節(jié)點(diǎn)；當(dāng)某照明節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，若為通信故障，相鄰照明節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽不到該節(jié)點(diǎn)的廣播，則其上 游照明節(jié)點(diǎn)將故障信息通過片節(jié)點(diǎn)反饋回遠(yuǎn)程控制中心，便能對(duì)故障進(jìn)行定位；若故障照 明節(jié)點(diǎn)的通信模塊正常，則將該照明節(jié)點(diǎn)的故障代碼反饋回遠(yuǎn)程控制中心。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，該中央控制單元包括用于調(diào)節(jié)傳感 器的靈敏度大小的靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊；某照明節(jié)點(diǎn)的傳感器產(chǎn)生的觸發(fā)電平時(shí)長與本照明節(jié)點(diǎn)從監(jiān)聽到上一節(jié)點(diǎn)的廣播信 號(hào)到本照明節(jié)點(diǎn)觸發(fā)電平前沿的時(shí)長的比值大小，確定本節(jié)點(diǎn)傳感器靈敏度大小，當(dāng)比值 小于一預(yù)定值時(shí)，靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊升高傳感器的閾值，閾值即為靈敏度預(yù)設(shè)值；或者，當(dāng)某一照明節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽到下一照明節(jié)點(diǎn)先于本照明節(jié)點(diǎn)廣播，靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié)模 塊升高傳感器的閾值；或者，下一照明節(jié)點(diǎn)廣播與本照明節(jié)點(diǎn)觸發(fā)電平前沿時(shí)間間隔小于一預(yù)定值，確定本 照明節(jié)點(diǎn)靈敏度小于一預(yù)定值，靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊升高傳感器的閾值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，該光源為高壓鈉燈；在預(yù)定期間內(nèi)， 高壓鈉燈照明工作狀態(tài)的功率為50% P，P為高壓鈉燈的額定功率，其待命狀態(tài)的功率為 10% P至小于50% P之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制方法，其特征在于，高壓鈉燈從照明工作狀態(tài)至待命 狀態(tài)以階段式的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，且變化率小于或等于10% i/s，且每一階段的變化量小于 或等于30% i，i為穩(wěn)定工作狀態(tài)的電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)傳感器檢測到車輛信號(hào)時(shí)，其輸 出觸發(fā)信號(hào)設(shè)為高電平，脈沖信號(hào)的占空比代表車流密度信息，當(dāng)占空比為1時(shí)，道路繁 忙，光源以全功率工作；當(dāng)占空比為0時(shí)，無車輛行駛，光源以10% P的最低功耗待命；當(dāng)占 空比大于0小于1時(shí)，光源工作在預(yù)設(shè)功耗的待命狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)車流足夠稀少，光源以10%P功 率待命狀態(tài)；當(dāng)有車輛經(jīng)過，受觸發(fā)照明節(jié)點(diǎn)在觸發(fā)脈沖前沿廣播一條指令信息，下游節(jié)點(diǎn) 接收到指令解碼，脫離待命狀態(tài)轉(zhuǎn)入恢復(fù)狀態(tài)，功率控制模塊輸出的功率提高；當(dāng)觸發(fā)電平 撤銷后，照明節(jié)點(diǎn)光源重新返回待命狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)照明節(jié)點(diǎn)對(duì)光源進(jìn)行降功率調(diào) 節(jié)出現(xiàn)連續(xù)發(fā)生一定次數(shù)滅燈，中央控制單元將調(diào)高最低待命狀態(tài)的功率，并記錄該參數(shù) 設(shè)置；當(dāng)能維持不滅燈的最低待命狀態(tài)功率大于某一設(shè)定值時(shí)，判定為燈泡老化，照明節(jié)點(diǎn) 發(fā)送故障信息至遠(yuǎn)程控制中心。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)具 有以下控制模式強(qiáng)制模式、自動(dòng)模式與維修模式；當(dāng)照明節(jié)點(diǎn)接收到強(qiáng)制指令，便進(jìn)入強(qiáng)制模式，光源以額定功率狀態(tài)照明；當(dāng)照明節(jié)點(diǎn)以自動(dòng)模式作為默認(rèn)的正常照明模式，光源以動(dòng)態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)的方式照明；當(dāng)照明節(jié)點(diǎn)接收到維修模式指令，便進(jìn)入維修模式，與照明節(jié)點(diǎn)通信對(duì)其進(jìn)行檢測維修。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分布式照明節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)照明節(jié)點(diǎn)，每一照明節(jié)點(diǎn)包括光源及為其提供電能的電源模塊，其還包括傳感器、通信模塊、功率輸出模塊及中央控制單元；該傳感器用于檢測范圍r內(nèi)的車輛信號(hào)，并將檢查結(jié)果發(fā)送至中央控制單元，中央控制單元用于控制功率輸出模塊及光源的工作狀態(tài)，通信模塊用于發(fā)送或接收范圍R內(nèi)的廣播信息，通信模塊接收廣播信息后傳至中央控制單元以控制功率輸出模塊及光源的工作狀態(tài)。本發(fā)明更為靈活，更為節(jié)能。而且與單獨(dú)具備傳感器的照明節(jié)點(diǎn)不同，其利用通信模塊將通信距離R內(nèi)的照明節(jié)點(diǎn)也同時(shí)點(diǎn)亮，從而有效保證了車輛行駛的照明度，確保車輛行駛的安全。
文檔編號(hào)H05B41/36GK102056374SQ20101051059
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者江志清, 溫?cái)y勇, 黃富杰 申請人:江志清, 溫?cái)y勇, 黃富杰