專(zhuān)利名稱(chēng)：隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及照明控制系統(tǒng)，特別涉及隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隧道照明分一般照明和應(yīng)急照明，一般照明包括保證隧道內(nèi)正常行車(chē)所必需的基 本照明和消除出入口“白洞”和“黑洞”效應(yīng)的加強(qiáng)照明，因此，隧道洞內(nèi)燈具包括滿足基本 照明要求的全日燈、設(shè)置于隧道出入口處的加強(qiáng)燈和應(yīng)急燈三種，其中，應(yīng)急燈在正常市網(wǎng) 供電情況下作全日燈使用。一方面，根據(jù)《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，“入口段加強(qiáng)照明白天分晴 天、云天、陰天、重陰4級(jí)控制，基本照明分夜晚交通量大、交通量小2級(jí)控制，出口段加強(qiáng)照 明分白天、夜晚2級(jí)控制”，可以得知，基本照明只在夜晚分交通量大和交通量小兩級(jí)控制， 在白天，不論交通量如何，全日燈一直要按強(qiáng)制照明亮度要求工作，而且基本照明在夜晚分 交通量大和交通量小兩級(jí)控制，也不利于夜晚隧道內(nèi)行車(chē)安全。另一方面，有許多隧道很長(zhǎng)，隧道內(nèi)安裝有大量照明燈具，當(dāng)某一區(qū)段有車(chē)經(jīng)過(guò)， 而其他區(qū)段無(wú)車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)，照明燈仍要全部處于滿功率工作狀態(tài)。因此，當(dāng)前的隧道照明系統(tǒng)的不足在于浪費(fèi)大量電能，照明燈具的使用壽命不 長(zhǎng)，隧道運(yùn)營(yíng)成本和維護(hù)成本高，不符合當(dāng)前節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)目前隧道照明系統(tǒng)的不足，本實(shí)用新型提供隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)，解決隧 道照明系統(tǒng)節(jié)約電能，延長(zhǎng)照明燈具使用壽命的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在隧道 中的η組LED照明燈帶，其關(guān)鍵在于每組所述LED照明燈帶連接有一個(gè)調(diào)光電路，每個(gè)調(diào) 光電路的輸入端連接在一個(gè)控制器的D/A轉(zhuǎn)換輸出端V上，每個(gè)控制器的輸入端連接有一 個(gè)傳感器，所有所述控制器的通信接口經(jīng)總線連接在同一主機(jī)的總線接口上。傳感器檢測(cè)到有車(chē)輛通過(guò)時(shí)，提高LED照明燈的輸出功率，增加道路照明亮度，延 時(shí)一段時(shí)間后，無(wú)車(chē)輛通過(guò)時(shí)，照明燈功率降至滿足基本安全照明要求的技術(shù)效果，從而節(jié) 約電能，延長(zhǎng)照明燈具使用壽命。延時(shí)時(shí)間可按隧道規(guī)定，不同的車(chē)速，進(jìn)行相應(yīng)的延時(shí)時(shí) 間。所述第n-1組LED照明燈帶的后段作為第η組LED照明燈帶的前段，與第η個(gè)調(diào) 光電路連接；既可以通過(guò)調(diào)光電路對(duì)LED照明燈帶進(jìn)行交替控制，也可以每組LED照明燈帶連 接一個(gè)調(diào)光電路，各組LED照明燈帶相互獨(dú)立控制。如果每組LED照明燈帶只有一個(gè)LED，則只能調(diào)光電路與LED燈一一對(duì)應(yīng)控制。每個(gè)所述傳感器設(shè)置在其對(duì)應(yīng)的LED照明燈帶的前方。傳感器設(shè)置在LED照明燈帶前方的目的是保證車(chē)輛在駛向一組LED照明燈帶之前就通過(guò)傳感器觸發(fā)其變亮。所述調(diào)光電路中設(shè)置有第一比較器，所述第一比較器的同相輸入端接所述控制器 的D/A轉(zhuǎn)換輸出端V，所述第一比較器的反相輸入端接在所述LED照明燈帶的供電回路中， 所述第一比較器的輸出端接第二比較器的同相輸入端，所述第二比較器的反相輸入端接鋸 齒波發(fā)生器的輸出端，所述第二比較器的輸出端接MOS管的柵極，所述MOS管的漏極接電源 的正極，所述MOS管的源極接電感的前端，電感的后端接第二電容的正極，所述第二電容的 負(fù)極接地，所述電感的后端還接所述LED照明燈帶的前端，LED照明燈帶的后端串電阻后接 地，所述LED照明燈帶的后端還接所述第一比較器的反相輸入端；所述電感的前端連接續(xù)流二極管的負(fù)極，該續(xù)流二極管的正極接地；所述電源的正極與地之間串接有第一電容。所述主機(jī)用來(lái)發(fā)送控制命令給所述控制器，還用來(lái)接收并處理所述控制器傳送的 信息，從而控制所述控制器的工作狀態(tài)。所述控制器是本發(fā)明整個(gè)系統(tǒng)的核心控制部分，由一臺(tái)微處理機(jī)相應(yīng)的外圍電路 組成，所述LED照明燈的功率由它來(lái)控制，并且，所述主機(jī)發(fā)送的控制命令，以及所述LED照 明燈功率的高低和記錄信息都由所述控制器來(lái)傳送。所述傳感器用于檢測(cè)是否有車(chē)輛通過(guò)，有車(chē)輛通過(guò)時(shí)，所述傳感器輸出數(shù)字信號(hào) 給所述控制器，所述控制器的D/A轉(zhuǎn)換輸出端將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)輸出。所述第一比較器用于將所述控制器輸出的電壓與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，所述第一比較 器輸出端輸出高低電平實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈功率的控制。所述鋸齒波發(fā)生器已屬成熟技術(shù)，在此不再贅述。所述第二比較器將所述鋸齒波發(fā)生器輸出鋸齒波與所述第一比較器輸出電平進(jìn) 行比較，輸出方波信號(hào)，所述第一比較器輸出端輸出高電平時(shí)，所述第二比較器輸出占空比 較大的方波信號(hào)；所述第一比較器輸出端輸出低電平時(shí)，所述第二比較器輸出占空比較小 的方波信號(hào)。所述調(diào)光電路中的MOS管調(diào)節(jié)電路中電流信號(hào)的占空比，第二比較器輸出占空比 較大的電壓方波信號(hào)時(shí)，電路中電流方波信號(hào)的占空比也較大；第二比較器輸出占空比較 小的電壓方波信號(hào)時(shí)，電路中電流方波信號(hào)的占空比也較小。通過(guò)MOS管，實(shí)現(xiàn)能量的合理供給。本實(shí)用新型的有益效果是一、節(jié)約隧道照明所用電能，實(shí)現(xiàn)有車(chē)輛通過(guò)時(shí)，LED 照明燈輸出滿功率，無(wú)車(chē)輛通過(guò)時(shí)，照明燈功率降至滿足基本安全照明要求；二、照明功率 是逐漸變大或變小的，因此，LED照明燈的亮度也是逐漸變化的，這樣既不容易損壞LED照 明燈，又避免了 LED照明燈亮度變化太突然，影響駕駛安全；三、LED照明燈不再是長(zhǎng)期以滿 功率使用，能延長(zhǎng)LED照明燈使用壽命；從而降低隧道運(yùn)營(yíng)成本和維護(hù)成本，節(jié)能又經(jīng)濟(jì)。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是調(diào)光電路的電路圖；圖3是第二比較器輸入輸出波形圖；圖4是車(chē)輛在隧道行駛時(shí)本實(shí)用新型照明效果示意圖。[0029]圖4-1是車(chē)輛經(jīng)過(guò)第一傳感器時(shí)，LED照明燈帶的照明效果示意圖；圖4_2是車(chē)輛 經(jīng)過(guò)第二傳感器時(shí)，LED照明燈帶的照明效果示意圖；圖4-3是車(chē)輛經(jīng)過(guò)第三傳感器時(shí)，LED 照明燈帶的照明效果示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，每組所述LED照明燈帶5連接有一個(gè)調(diào)光電路4，每個(gè)調(diào)光電路4的 輸入端連接在一個(gè)控制器2的D/A轉(zhuǎn)換輸出端V上，每個(gè)控制器2的輸入端連接有一個(gè)傳 感器3，所有所述控制器2的通信接口經(jīng)總線連接在同一主機(jī)1的總線接口上。所述第n-1組LED照明燈帶Ln-I的后段作為第η組LED照明燈帶Ln的前段，與 第η個(gè)調(diào)光電路4連接；每個(gè)所述傳感器3設(shè)置在其對(duì)應(yīng)的LED照明燈帶5的前方。如圖2所示，所述調(diào)光電路中設(shè)置有第一比較器Ul，所述第一比較器Ul的同相輸 入端接所述控制器2的D/A轉(zhuǎn)換輸出端V，所述第一比較器Ul的反相輸入端接在所述LED 照明燈帶5的供電回路中，所述第一比較器Ul的輸出端接第二比較器U2的同相輸入端，所 述第二比較器U2的反相輸入端接鋸齒波發(fā)生器U的輸出端，所述第二比較器U2的輸出端 接MOS管Q的柵極，所述MOS管Q的漏極接電源的正極，所述MOS管Q的源極接電感L的前 端，電感L的后端接第二電容C2的正極，所述第二電容C2的負(fù)極接地，所述電感L的后端 還接所述LED照明燈帶5的前端，LED照明燈帶5的后端串電阻R后接地，所述LED照明燈 帶5的后端還接所述第一比較器的反相輸入端；所述電感L的前端連接續(xù)流二極管D的負(fù)極，該續(xù)流二極管D的正極接地；所述電源的正負(fù)極之間串接有第一電容Cl。所述主機(jī)采用ARM932位嵌入式處理器，ARM9處理器有著高速度、低功耗、低成本、 功能強(qiáng)、特有16/32位雙指令集等諸多優(yōu)異的性能。所述主機(jī)也可以采用其他類(lèi)型的功能 相似的處理器。所述控制器采用PIC16F690單片機(jī)，所述PIC16F690單片機(jī)內(nèi)部含有D/A轉(zhuǎn)換器， 將接收到的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。所述控制器也可以采用其他型號(hào)的功能相似的單片 機(jī)。如圖2所示，電阻R用于電流檢測(cè)，電感L和第二電容C2構(gòu)成LC振蕩回路，二極 管D起續(xù)流的作用。參照?qǐng)D1、圖2，本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下當(dāng)有車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)，所述傳感器3輸出 信號(hào)給所述控制器2，所述控制器2將信號(hào)傳送給所述主機(jī)1，主機(jī)1對(duì)接收到的信息進(jìn)行 處理，并發(fā)出控制命令給控制器2，控制器2內(nèi)的D/A轉(zhuǎn)換器將接收到的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為電 壓信號(hào)輸出，該電壓信號(hào)通過(guò)第一比較器Ul與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，若高于基準(zhǔn)電壓，則第 一比較器Ul輸出端輸出高電平，若低于基準(zhǔn)電壓，則第一比較器Ul輸出端輸出低電平；所 述第一比較器從電流檢測(cè)部分引入負(fù)反饋，使得工作穩(wěn)定時(shí)，所述第一比較器的同相輸入 端和反相輸入端電壓相等。所述第一比較器Ul輸出端輸出電平與所述鋸齒波發(fā)生器輸出的鋸齒波信號(hào)通過(guò) 第二比較器U2進(jìn)行比較，第二比較器U2輸入輸出波形如圖3所示，當(dāng)?shù)诙容^器U2同相
5輸入端輸入高電平VH時(shí)，第二比較器U2輸出占空比tl/T較大的電壓方波信號(hào)V0H，輸入 所述MOS管的柵極后，所述MOS管輸出相同占空比tl/T的電流方波信號(hào)，由于占空比tl/T 較大，該電流方波信號(hào)經(jīng)過(guò)LC振蕩回路和續(xù)流二極管D的作用，輸出功率較大，所述LED照 明燈帶5逐漸變亮；當(dāng)?shù)诙容^器U2同相輸入端輸入低電平VL時(shí)，第二比較器U2輸出占 空比t2/T較小的電壓方波信號(hào)VOL，所述MOS管輸出相同占空比t2/T的電流方波信號(hào)，由 于占空比t2/T較小，該電流方波信號(hào)經(jīng)過(guò)LC振蕩回路和續(xù)流二極管D的作用，輸出功率較 小，所述LED照明燈帶5逐漸變暗。每個(gè)傳感器3觸發(fā)相應(yīng)的LED照明燈帶5，所述LED照明燈帶5中包含的LED照明 燈個(gè)數(shù)以不影響駕駛員駕駛時(shí)一段距離內(nèi)所需照明亮度為準(zhǔn)。圖4是車(chē)輛在隧道行駛時(shí)本實(shí)用新型照明效果示意圖，圖4中，空心圓代表輸出滿 功率達(dá)到行車(chē)所需亮度的LED照明燈，帶“ X ”的圓代表功率降低到滿足基本安全照明要求 的LED照明燈。如圖4所示，車(chē)輛在隧道行駛時(shí)，本實(shí)用新型的照明效果如下如圖4-1所示，車(chē)輛經(jīng)過(guò)第一傳感器Sl時(shí)，第一 LED照明燈帶Ll被第一傳感器Sl 觸發(fā)變亮；如圖4-2所示，車(chē)輛經(jīng)過(guò)第二傳感器S2時(shí)，第二傳感器S2觸發(fā)第二 LED照明燈帶 L2變亮，同時(shí)，第一 LED照明燈帶繼續(xù)保持行車(chē)所需亮度。如圖4-3所示，車(chē)輛經(jīng)過(guò)第三傳感器S3時(shí)，第三傳感器S3觸發(fā)第三LED照明燈帶 L3變亮，同時(shí)，第二 LED照明燈帶繼續(xù)保持行車(chē)所需亮度，第一 LED照明燈帶的前段即未接 入第二 LED照明燈帶的LED照明燈亮度漸漸變低至滿足基本安全照明要求。這樣就實(shí)現(xiàn)了有車(chē)輛通過(guò)時(shí)，隧道中一段距離內(nèi)安裝的LED照明燈輸出所需較大 功率，無(wú)車(chē)輛通過(guò)時(shí)，LED照明燈輸出功率降低至滿足基本安全照明要求，達(dá)到了節(jié)能和延 長(zhǎng)LED照明燈使用壽命的目的；而且，照明功率是逐漸變大或變小的，因此，LED照明燈的亮 度也是逐漸變化的，這樣既不容易損壞LED照明燈，又避免了 LED照明燈亮度變化太突然， 影響駕駛安全。本實(shí)用新型并非僅限于上述明確描述的實(shí)施例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 認(rèn)識(shí)到以上的實(shí)施例僅用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，應(yīng)理解其中可作各種變化和修改而在廣義上 沒(méi)有脫離本實(shí)用新型，如對(duì)LED照明燈帶包括的LED照明燈的數(shù)量和LED照明燈帶中接入 兩個(gè)調(diào)光電路的LED照明燈數(shù)量的修改，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)上述實(shí) 施例的變化、變形都將落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在隧道中的n組LED照明燈帶(5)，其特征在于每組所述LED照明燈帶(5)連接有一個(gè)調(diào)光電路(4)，每個(gè)調(diào)光電路(4)的輸入端連接在控制器(2)的D/A轉(zhuǎn)換輸出端(V)上，每個(gè)控制器(2)的輸入端連接有一個(gè)傳感器(3)，所有所述控制器(2)的通信接口經(jīng)總線連接在同一主機(jī)(1)的總線接口上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所述第n-1組LED照 明燈帶(Ln-I)的后段作為第η組LED照明燈帶(Ln)的前段，與第η個(gè)調(diào)光電路(4)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)所述傳感器(3) 設(shè)置在其對(duì)應(yīng)的LED照明燈帶(5)的前方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)光電路中設(shè)置 有第一比較器(Ul)，所述第一比較器(Ul)的同相輸入端接所述控制器(2)的D/A轉(zhuǎn)換輸出 端(V)，所述第一比較器(Ul)的反相輸入端接在所述LED照明燈帶(5)的供電回路中，所 述第一比較器(Ul)的輸出端接第二比較器(U2)的同相輸入端，所述第二比較器(U2)的反 相輸入端接鋸齒波發(fā)生器⑶的輸出端，所述第二比較器(U2)的輸出端接MOS管(Q)的柵 極，所述MOS管(Q)的漏極接電源的正極，所述MOS管(Q)的源極接電感的前端，電感的后 端接第二電容(C2)的正極，所述第二電容(C2)的負(fù)極接地，所述電感(L)的后端還接所述 LED照明燈帶(5)的前端，LED照明燈帶(5)的后端串電阻(R)后接地，所述LED照明燈帶 (5)的后端還接所述第一比較器(Ul)的反相輸入端；所述電感的前端連接續(xù)流二極管(D)的負(fù)極，該續(xù)流二極管(D)的正極接地；所述電源的正極與地之間串接有第一電容(Cl)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于每組所述LED照明燈帶連接有一個(gè)調(diào)光電路，每個(gè)調(diào)光電路的輸入端連接在一個(gè)控制器的輸出端上，每個(gè)控制器的輸入端連接有一個(gè)傳感器，所有所述控制器的通信接口經(jīng)總線連接在同一主機(jī)的總線接口上。所述第n-1組LED照明燈帶的后段作為第n組LED照明燈帶的前段，與第n個(gè)調(diào)光電路連接。本實(shí)用新型的顯著效果是有車(chē)輛通過(guò)時(shí)，LED照明燈達(dá)到所需亮度，無(wú)車(chē)通過(guò)時(shí)，LED照明燈亮度降低，從而節(jié)約電能，延長(zhǎng)照明燈具使用壽命。LED照明燈的亮度逐漸變化，既不容易損壞LED照明燈，又避免LED照明燈亮度變化太突然影響駕駛安全。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201726570SQ201020241980
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
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