CN101646287A - Led智能路灯系统 - Google Patents

Abstract

一种智能LED路灯控制系统，包括LED驱动芯片、路灯控制芯片和通讯芯片，其特征是通讯芯片的控制端通过交流电源线与路灯控制中心的信号输出端相连，通讯芯片的信号输出端与路灯控制芯片的信号输入端相连，路灯控制芯片的控制信号输出端与LED驱动芯片的驱动控制端相连，LED驱动芯片的电源输出端与LED路灯相连。本发明通过电源线将控制信号传输到控制终端，降低了路灯网络组建过程中的能源和材料、人工的消耗，达到了节能减排的效果。

Description

LED智能路灯系统

技术领域

本发明涉及一种路灯控制系统，尤其是一种利用电源线进行控制信号传输的LED路灯控制系统，具体地说是一种智能LED路灯控制系统。

背景技术

直接使用蓝色芯片激发YAG荧光粉发出白光的照明产品称之为半导体照明产品。白色LED照明产品与传统的白炽灯相比可节电80％-90％；而寿命可达8-10万小时，是白炽灯的10倍以上，具有节能环保、发光体积小、可靠性高且寿命长等显著的优点，是二十一世纪的最具竞争力的绿色光源产品。随着半导体技术的飞速发展，目前大功率LED照明技术已出现可以初步替代各种传统照明光源产品之趋势，美日韩及欧洲等国家和地区均已将之列入国家重点发展计划，有针对性地进行研究和开发。路灯照明是除家庭照明市场以外的第二大照明市场，但电能的消耗却是最大的，所以如何将大功率LED的各种优点运用于该领域，从而大幅度降低使用及维护成本、延长寿命、节约能源成为非常重要的课题。2000年以来半导体LED照明技术发展非常迅速，目前白光LED发光效率已经达到40-60lm/W左右，在一些特殊照明领域已经有非常广泛的应用。但在单颗高功率、高亮度方面还没有明显的突破，在光通量需要非常高的路灯领域基本还是采用将1w或3w的LED通过组合排列的方式来实现光通量的提升，但随之而来在散热方面将带来非常多的问题，目前采用比较多的散热技术有风冷、水冷、增加外壳的散热面积等手段来散发热量。这些传统的散热技术优缺点同样明显：风冷散热目前是散热效果最好的，但最大的缺点是风扇需要耗能而且其寿命往往不长，理论上寿命最多在5000小时左右，但实际城市道路上的各种灰尘数量很多，在使用过程灰尘非常容易堵死风扇的转叶从而使其达不到理论的寿命，而如果风扇损坏则光源的亮度将很快衰减并最终损坏，所以综合各方面的因数看并不是最理想的方式；水冷散热效果其次，但如果光源长时间运行后用于散热的水温将会显著上升，散热效果将急剧下降，况且还要考虑到如何保证散热介质-水不会泄漏对其它部件产生影的问题，同样也不是很理想的散热方式；增加外壳散热面积的方式散热的效果最差，但综合看还是比较好的方式，缺点是散热的总功率不大，金属材料使用较多，造成整个成品的重量很重，外观比较笨重。这也是市场上的实用化的LED路灯的功率都不大，功率很少超过25w的原因。

除了日常提高路灯的散热效率外，提高路灯控制的智能化，也已经是一个特别关注的方法。提供一种强度可以控制和颜色可以控制的路灯，并同时实现远程的控制，完成路灯的自修复和自检测功能，对于提高路灯的寿命和减少维护成本，特别重要。同时，照明系统灯具越来越多，对LED灯的管理和维护相当繁重，随着照明系统规模的不断扩大，灯的数量也不断增加，单巡灯一项，就需要耗费大量的人力物力。因此需要对照明系统进行远程诊断与远程控制。同时根据需要控制灯的亮度。并且，随着国家大型基础建设工程的实施，各种高速铁路控制灯，隧道灯的使用越来越广泛，对于灯的控制提出越来越高的要求。随着自动控制技术在LED灯具系统中的应用，遥控、遥测、通信、遥调、以及路灯数字地图等功能的控制系统都得到开发。同时单个灯控制和灯组控制也得到了实施。但是，所有这些控制都采用目前通用的芯片器件实施，同时控制基于通用的网络控制技术。这些技术实施，由于功能增加带来成本的增加，因此需要开发一种多功能的专用控制芯片来降低成本。

发明内容

本发明的目的针对传统的路灯控制方法需采用专用的无线或者有线控制模块，信号通过专门的线路或者无线基站传输，在路灯的控制系统存在专门的控制模块，但是由于路灯的安装通常很长，因此需要增加很多额外的费用，影响智能路灯控制系统的实际应用。即使采用无线控制模块，需要组建专门的无线网络，往往由于频道的干扰产生误差，影响控制效果的问题，设计一种通过电源线路进行控制信号传输的智能LED路灯控制系统。

本发明的技术方案是：

一种智能LED路灯控制系统，包括LED驱动芯片、路灯控制芯片和通讯芯片，其特征是通讯芯片的控制端通过交流电源线与路灯控制中心的信号输出端相连，通讯芯片的信号输出端与路灯控制芯片的信号输入端相连，路灯控制芯片的控制信号输出端与LED驱动芯片的驱动控制端相连，LED驱动芯片的电源输出端与LED路灯相连。

所述的路灯控制芯片连接有光照度传感器，路灯控制芯片的光照度传感器信号输出端与通讯芯片对应的控制端相连。

所述的路灯控制芯片还连接有与其控制的LED路灯线路相同的场效应管，所述的场效应管串接在对应的LED路灯线路回路中。

本发明的目的在于提供一种路灯智能控制的方案。与传统的路灯控制方法不同，本发明提出一种通过交流电线传输控制信号的新方法，通过设计一种专门的交流信号的调制芯片，可以将各种调节信号解析出来，同时根据安装在灯具上的传感器，对灯具进行自适应和自诊断的控制。根据我们的设计，可以根据环境光强和颜色的变化，智能调节路灯的强度和颜色。同时通过交流信号的传递方式，可以远距离控制路灯的光强和使用状况。

本发明的有益效果是：

采用本发明的控制系统控制的LED路灯可以节约电能20％以上。本发明的LED驱动芯片提供DC电源给LED颗粒。通讯芯片提供LED路灯与中心控制系统之间的通讯。LED路灯控制芯片为LED灯提供恒定的控制、日光控制、故障检测等功能。所有这些功能在一个智能驱动芯片可以实现。

本发明将控制信号通过交流电线传输到单个路灯，控制芯片将控制信号提取出来，同时对LED驱动进行控制。通过电源线将控制信号传输到控制终端，降低了路灯网络组建过程中的能源和材料、人工的消耗，达到了节能减排的效果。

附图说明

图1是本发明的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示。

一种智能LED路灯控制系统，包括LED驱动芯片(可采用现有芯片加软件加以实现)、LED路灯控制芯片(可采用现有芯片加软件加以实现)和通讯芯片(可采用现有芯片加软件加以实现)，通讯芯片的控制端通过交流电源线与路灯控制中心的信号输出端相连，通讯芯片的控制信号输出端与LED路灯控制芯片的信号输入端相连，LED路灯控制芯片的控制信号输出端与LED驱动芯片(用于产生直流电)的驱动控制端相连，LED驱动芯片的电源输出端与LED路灯相连，每一路LED路灯均连接有一个场效应管，场效应管的输出与路灯控制芯片对应的控制端相连。为了实现自动控制，还可在LED路灯附近安装光照度传感器，由光照度传感器将环境光信号的强弱反馈到路灯控制芯片中，路灯控制芯片的光照度传感器信号输出端还与通讯芯片对应的控制端相连。如果光照度低于设定值，则路灯控制芯片自动驱动LED驱动芯片进行照明，如果大于设定值，则发出控制信号，使LED驱动芯片停止工作，路灯照明自动关闭。如果路灯控制芯片感应到某一路路灯不亮，则自动反馈信号给通讯芯片，通讯芯片向路灯控制中心反馈信号，由维修人员进行维修。

本发明的远程的控制信号(即城市路灯控制中心)通过交流电线传输到单个路灯，通过智能控制模块，可以将控制信号解调出来，同时对LED芯片的驱动进行调节。利用光照度传感器，可以根据环境变化调节LED的强度与颜色。

本发明的控制系统包含单个通讯芯片，其通讯信号通过交流电线进行传输，控制信号可通过现有的芯片模块(可采用现有芯片加软件加以实现)从交流电信号中提取，同时可以实现灯具的自适应和自诊断控制。

Claims (3)

1.一种智能LED路灯控制系统，包括LED驱动芯片、路灯控制芯片和通讯芯片，其特征是通讯芯片的控制端通过交流电源线与路灯控制中心的信号输出端相连，通讯芯片的信号输出端与路灯控制芯片的信号输入端相连，路灯控制芯片的控制信号输出端与LED驱动芯片的驱动控制端相连，LED驱动芯片的电源输出端与LED路灯相连。

2、根据权利要求1所述的智能LED路灯控制系统，其特征是所述的路灯控制芯片连接有光照度传感器，路灯控制芯片的光照度传感器信号输出端与通讯芯片对应的控制端相连。

3、根据权利要求1所述的智能LED路灯控制系统，其特征是所述的路灯控制芯片还连接有与其控制的LED路灯线路相同的场效应管，所述的场效应管串接在对应的LED路灯线路回路中。

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