一種智能led路燈控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能LED路燈控制系統(tǒng),它包括安裝在每個LED路燈上的溫度傳感器4和分別安裝在一條道路的兩端的2個紅外傳感器;所述溫度傳感器4的輸出端接89C51單片機的相應(yīng)輸入端,所述89C51單片機的輸出端經(jīng)繼電器接LED路燈的電源端;所述89C51單片機的通信端和紅外傳感器的通信端分別經(jīng)載波通信電路接入電力線1;所述每個LED路燈上安裝1個或2個以上的溫度傳感器4,當(dāng)所述溫度傳感器4的個數(shù)大于1個時,所述溫度傳感器4均勻分布安裝在LED路燈的燈板2上。本實用新型的有益效果為實時調(diào)控光照強度、成本低、性能穩(wěn)定、調(diào)試簡單方便、易于實施、無需添加冗余硬件。
【專利說明】一種智能LED路燈控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及智能用電領(lǐng)域,屬于一種根據(jù)車流信息及LED路燈溫度,通過電 力載波通信來調(diào)節(jié)LED路燈亮度控制系統(tǒng),是智能家居的擴展部分。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前節(jié)能減排成為社會共識,小區(qū)內(nèi)的路燈照明是小區(qū)電力系統(tǒng)的大用戶,存在 很大的節(jié)能空間。LED路燈以節(jié)能環(huán)保成為道路照明節(jié)能改造的最佳選擇。但是相應(yīng)的照 明控制系統(tǒng)還存在著許多不足,還達不到對照明設(shè)備的智能控制。傳統(tǒng)的路燈控制系統(tǒng)沒 有通訊功能,無法實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,根據(jù)路況調(diào)節(jié)光照效果調(diào)整監(jiān)控參數(shù)。這些造成了不必要 的照明,增加了對能源的浪費。
[0003] 小區(qū)路燈系統(tǒng)普遍存在著嚴(yán)重的浪費。據(jù)統(tǒng)計,許多小區(qū)道路在零點以后基本無 車輛經(jīng)過,即便在特大城市如北京、上海等,零點到天亮這段時間車流量也很少。已有的相 關(guān)專利申請,例如專利號為"201220221569. 7"名稱為"一種多動態(tài)感應(yīng)自動調(diào)光路燈節(jié)能 系統(tǒng)",雖然也公布了利用照度感應(yīng)單元、光波感應(yīng)單元和聲波感應(yīng)單元實時采集道路車輛 和人員信息的裝置,但是由于LED路燈的光電轉(zhuǎn)換效率不高,大約只有159Γ25%左右電能轉(zhuǎn) 為光能,其余均轉(zhuǎn)換成熱能,因此,LED路燈發(fā)光時會使其芯片溫度升高。而溫度對LED芯 片的工作性能影響極大,結(jié)溫過高會導(dǎo)致芯片出射的光子減少,色溫質(zhì)量下降,加快芯片老 化,縮短器件壽命等嚴(yán)重的后果。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型所要解決技術(shù)問題是提供了一種能根據(jù)路況和LED路燈溫度信息實 時調(diào)控光照強度、成本低、性能穩(wěn)定、調(diào)試簡單方便、易于實施、無需添加冗余硬件的智能 LED路燈控制系統(tǒng)。
[0005] 本實用新型解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
[0006] -種智能LED路燈控制系統(tǒng),其包括安裝在每個LED路燈上的溫度傳感器和分別 安裝在一條道路的兩端的2個紅外傳感器;所述溫度傳感器的輸出端接89C51單片機的相 應(yīng)輸入端,所述89C51單片機的輸出端經(jīng)繼電器接LED路燈的電源端;所述89C51單片機的 通信端和紅外傳感器的通信端分別經(jīng)載波通信電路接入電力線;所述每個LED路燈上安裝 1個或2個以上的溫度傳感器,當(dāng)所述溫度傳感器的個數(shù)大于1個時,所述溫度傳感器均勻 分布安裝在LED路燈的燈板上。
[0007] 進一步的,所述載波通信電路包括電力線耦合電路、發(fā)送濾波電路、接收濾波電 路、通信芯片、SPI接口電路、過零保護電路和晶振電路;所述89C51單片機的通信端和紅 外傳感器的通信端分別經(jīng)SPI接口電路連接通信芯片相應(yīng)端口,所述通信芯片的輸出端經(jīng) 發(fā)送濾波電路接電力線耦合電路的接收端,所述電力線耦合電路的輸出端接入電力線,所 述電力線耦合電路的輸出端經(jīng)接收濾波電路接通信芯片輸入端,所述電力線耦合電路的相 應(yīng)輸出端經(jīng)過零保護電路接通信芯片的相應(yīng)輸入端,所述晶振電路接入通信芯片的時鐘端 □。
[0008] 所述89C51單片機的型號為AT89C51 ;所述通信芯片的型號為MI200E ;所述溫度 傳感器的型號為AD590 ;所述繼電器的型號為G5NB ;所述紅外傳感器的型號為M18紅外對 射傳感器。
[0009] 本實用新型的有益效果是:本實用新型統(tǒng)實時性強,工作穩(wěn)定可靠,調(diào)試簡單方 便,系統(tǒng)成本低,性價比高;通過道路兩端的紅外傳感器實現(xiàn)對道路車流量和人流量的檢 測,實時根據(jù)環(huán)境因素變化自動調(diào)控路燈明暗,同時通過安裝在每個LED路燈上的溫度傳 感器檢測LED路燈的溫度,對LED路燈溫度監(jiān)控,超溫后降低亮度以保護設(shè)備;且由于在 LED路燈的燈板上均勻分布有LED燈泡,1個溫度傳感器常常無法準(zhǔn)確感應(yīng)較大燈板上的溫 度,故在燈板上均勻設(shè)置多個溫度傳感器,當(dāng)其中溫度最高一個到達或超過LED燈安全使 用溫度時,即關(guān)閉或調(diào)低LED燈亮度;進一步的,可通過將燈板上的LED燈泡分區(qū)域關(guān)閉或 調(diào)低亮度達到節(jié)能、保護LED燈的目的;另外,利用電力載波技術(shù),布線利用己有電源線,沒 有線路維護成本,結(jié)合電力載波技術(shù)的LED路燈控制系統(tǒng)在不用額外布線的基礎(chǔ)上能實現(xiàn) 路燈。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 附圖1為本實用新型的原理框圖。
[0011] 附圖2為本實用新型中LED路燈上溫度傳感器的安裝位置示意圖。
[0012] 附圖3為本實用新型中載波通信電路的原理框圖。
[0013] 其中,1電力線、2 LED路燈的燈板、3 LED燈泡、4溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0014] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,下面結(jié)合附圖Γ3和
【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細(xì)的描述。
[0015] 如附圖1~2所示,一種智能LED路燈控制系統(tǒng),其包括安裝在每個LED路燈上的溫 度傳感器4和分別安裝在一條道路的兩端的2個紅外傳感器;所述溫度傳感器4的輸出端 接89C51單片機的相應(yīng)輸入端,所述89C51單片機的輸出端經(jīng)繼電器接LED路燈的電源端; 所述89C51單片機的通信端和紅外傳感器的通信端分別經(jīng)載波通信電路接入電力線1 ;所 述每個LED路燈上安裝1個或2個以上的溫度傳感器4,當(dāng)所述溫度傳感器4的個數(shù)大于1 個時,所述溫度傳感器4均勻分布安裝在LED路燈的燈板2上。
[0016] 進一步的,所述載波通信電路包括電力線耦合電路、發(fā)送濾波電路、接收濾波電 路、通信芯片、SPI接口電路、過零保護電路和晶振電路;所述89C51單片機的通信端和紅 外傳感器的通信端分別經(jīng)SPI接口電路連接通信芯片相應(yīng)端口,所述通信芯片的輸出端經(jīng) 發(fā)送濾波電路接電力線耦合電路的接收端,所述電力線耦合電路的輸出端接入電力線1,所 述電力線耦合電路的輸出端經(jīng)接收濾波電路接通信芯片輸入端,所述電力線耦合電路的相 應(yīng)輸出端經(jīng)過零保護電路接通信芯片的相應(yīng)輸入端,所述晶振電路接入通信芯片的時鐘端 口,如附圖3所示。
[0017] 所述89C51單片機的型號為AT89C51 ;所述通信芯片的型號為MI200E ;所述溫度 傳感器4的型號為AD590 ;所述繼電器的型號為G5NB ;所述紅外傳感器的型號為M18紅外對 射傳感器。
[0018] 本實用新型的工作過程如下:
[0019] 所述89C51單片機的電源由LED路燈電源接入,輸入為48V ;所述89C51單片機控 制2種傳感器的數(shù)據(jù)采集、繼電器的控制以及電力載波收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)收發(fā);所述89C51單 片機通過紅外傳感器和溫度傳感器監(jiān)測路燈運行狀況,根據(jù)控制參數(shù)通過繼電器設(shè)定路燈 的開關(guān)或調(diào)節(jié)亮度,達到對LED路燈的高效節(jié)能控制,載波通信模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信。
[0020] 所述89C51單片機先上電,進行初始化,收到命令采集2種傳感器信息,將采集到 的傳感器信息進行數(shù)據(jù)濾波,將濾波后的數(shù)據(jù)更新替換原有數(shù)據(jù),進而控制LED的狀態(tài)。
[0021] 所述89C51單片機選用ATMEL公司生產(chǎn)的單片機AT89C51作為處理器,它擁有小 巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化,能方便地構(gòu)成各種智能式控制設(shè)備及各種智能儀器儀表;抗 干擾能力強,適用溫度范圍寬;處理功能強,速度高等優(yōu)點。繼電器是一種電控制器件。它 具有控制系統(tǒng)(輸入回路)和被控制系統(tǒng)(輸出回路)之間的互動關(guān)系。通常應(yīng)用于自動 化的控制電路中,它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種"自動開關(guān)"。故在電路中 起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。本實用新型采用G5NB型號的繼電器,其采用高 功率電磁回路,實現(xiàn)高靈敏度(200mw),符合EN61010強化絕緣標(biāo)準(zhǔn)。
[0022] 所述紅外傳感器安裝在小區(qū)道路的兩側(cè)檢測小區(qū)道路上的車流情況,所述紅外傳 感器可以檢測車輛是否到達小區(qū)道路兩端的位置,觸發(fā)紅外傳感器輸出數(shù)字信號,通過載 波通信,經(jīng)過電力線將路況信息送入89C51單片機進行處理,從而調(diào)節(jié)LED路燈亮度。
[0023] 所述溫度傳感器它的工作原理是:通過熱敏電阻測得的電阻值經(jīng)過電路變換成電 壓值,這個電壓值必須通過放大器作用放大,得到模擬信號由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號 接入51處理器。AD公司生產(chǎn)的AD590溫度傳感器,精度高,價格低并且不需要輔助電源,使 用方便。AD590主要特性參數(shù)如下:工作電壓4到30V,工作溫度-55到150攝氏度,正向電 壓是44V,反向電壓是-20V。
[0024] 本實用新型選取的通信芯片為MI200E,它采用過零同步傳輸技術(shù),內(nèi)部集成了高 性能數(shù)字功率放大器、擴頻/解擴、調(diào)制/解調(diào)、輸入信號整形放大、市電檢測、高性能帶通 濾波器、數(shù)模轉(zhuǎn)換接口以及與單片機串口通信等功能,是一款專門為低壓電力載波通信設(shè) 計的產(chǎn)品。MI200E與主控端的數(shù)據(jù)交換通過SPI接口實現(xiàn)。在點對點的通信中,SPI接口 不需要進行尋址操作,且為全雙工通信,簡單高效,最高速率可達幾Mbps,并且能夠與51處 理器實現(xiàn)良好的聯(lián)接。
[0025] 以上所述實施方式僅為本實用新型的優(yōu)選實施例,而并非本實用新型可行實施的 窮舉。對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言,在不背離本實用新型原理和精神的前提下對其所作 出的任何顯而易見的改動,都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包含在本實用新型的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種智能LED路燈控制系統(tǒng),其特征在于:包括安裝在每個LED路燈上的溫度傳感 器(4)和分別安裝在一條道路的兩端的2個紅外傳感器;所述溫度傳感器(4)的輸出端接 89C51單片機的相應(yīng)輸入端,所述89C51單片機的輸出端經(jīng)繼電器接LED路燈的電源端;所 述89C51單片機的通信端和紅外傳感器的通信端分別經(jīng)載波通信電路接入電力線(1);所 述每個LED路燈上安裝1個或2個以上的溫度傳感器(4),當(dāng)所述溫度傳感器(4)的個數(shù)大 于1個時,所述溫度傳感器(4)均勻分布安裝在LED路燈的燈板(2)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能LED路燈控制系統(tǒng),其特征在于:所述載波通信電路包 括電力線耦合電路、發(fā)送濾波電路、接收濾波電路、通信芯片、SPI接口電路、過零保護電路 和晶振電路;所述89C51單片機的通信端和紅外傳感器的通信端分別經(jīng)SPI接口電路連接 通信芯片相應(yīng)端口,所述通信芯片的輸出端經(jīng)發(fā)送濾波電路接電力線耦合電路的接收端, 所述電力線耦合電路的輸出端接入電力線(1),所述電力線耦合電路的輸出端經(jīng)接收濾波 電路接通信芯片輸入端,所述電力線耦合電路的相應(yīng)輸出端經(jīng)過零保護電路接通信芯片的 相應(yīng)輸入端,所述晶振電路接入通信芯片的時鐘端口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能LED路燈控制系統(tǒng),其特征在于:所述89C51單片機 的型號為AT89C51 ;所述通信芯片的型號為MI200E ;所述溫度傳感器(4)的型號為AD590 ; 所述繼電器的型號為G5NB ;所述紅外傳感器的型號為M18紅外對射傳感器。
【文檔編號】H05B37/02GK203851344SQ201420264211
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】金飛, 侯倩 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院, 河北省電力建設(shè)調(diào)整試驗所