CN101725941A

CN101725941A - 自适应节能路灯及路灯的自适应节能方法

Info

Publication number: CN101725941A
Application number: CN200810201883A
Authority: CN
Inventors: 茅于海
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2010-06-09

Abstract

本发明提供一种自适应节能路灯和一种路灯的自适应节能方法，通过直接检测过往车辆的声音，和/或车头灯光，得到当时实际的路面车辆交通状况，进而控制路灯光源的开关，和/或其功率，来实现自适应调节路灯光源功率。本发明能够随时根据实际路况调节灯光光量，因此能够最大限度地节省能源，比其它任何方法都更为有效。我国在2008年准备安装LED路灯50万盏，假如一半为交流电LED路灯，一半为太阳能LED路灯，那么，若采用本发明所提供的技术方案，对于交流电路灯全年可以节约电费2.5亿元，对于太阳能LED路灯，则可以节约太阳能电池板12.5亿元。

Description

自适应节能路灯及路灯的自适应节能方法

技术领域

本发明关于一种路灯，更具体而言，是关于一种自适应节能路灯和路灯的自适应节能方法。

背景技术

在城市道路及高速公路上都广泛应用的路灯，耗电量十分巨大，因此也是人们一直关注的问题。

传统上，人们采用人工合闸法控制路灯，于傍晚时由操作人员合上电闸，启亮路灯，第二天清晨再由操作人员拉开电闸，关闭路灯。之后，人们通过自动定时的控制开关代替了由该人工操作进行的行为。接着，为解决这种时控方式在天气情况及四季变化时不能有效控制路灯的问题，人们又设计了能自动根据环境亮度进行路灯控制的光控路灯，如中国专利申请第200420098479号就揭示了这样一种节能感光路灯，它通过将光控开关与路灯串联，达到使路灯在光线较暗时自动开启、在光线较亮时自动关闭的目的。进而，为进一步减少半夜行人稀少时的路灯耗电，有人又对路灯进行了改进，如中国专利申请第200720051246号揭示了一种分时段、自动化LED路灯控制器，它通过使路灯在自动点亮后的前6小时为全亮度，6小时后路灯为半亮，持续时间为4小时。

上述现有技术都很好地解决了路灯应用中所存在的一些问题，但却没有根据实际的交通流量来自适应控制高速公路上LED路灯的开关和亮度。而且对于半夜行驶的车辆不能提供有效的路灯照明。

发明内容

为解决上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种节能效果良好，尤其适和应用于高速公路的自适应节能路灯及路灯的自适应节能方法。

本发明采用如下技术方案来实现该目的：

本发明提供一种自适应节能路灯，包含：道路信号检测单元，用于获得指示路面交通状况的道路信号；道路信号放大单元，用于放大道路信号；门限单元，用于通过设定预定门限值对放大后的道路信号进行处理，获得控制信号；以及LED驱动单元，用于根据控制信号驱动LED灯发光；所述道路信号检测单元包括汽车车流量信号检测装置。

所述汽车车流量检测装置包括由汽车发出声音检测装置和汽车车头灯光检测装置所组成的集合中的其中一者或二者同时。

所述门限单元至少包括由单级门限单元和多级门限单元所组成的集合中的其中一者。

所述汽车发出声音检测装置包括微音器和防风罩。

所述汽车车头灯光检测装置包括光敏元件及聚光镜。

本发明同时提供一种路灯的自适应节能方法，包含步骤：利用道路信号检测单元获得指示路面交通状况的道路信号；利用道路信号放大单元放大道路信号；利用门限单元通过设定预定门限值，对放大后的道路信号进行处理，以获得一控制信号；以及利用LED驱动单元，通过该控制信号，驱动LED灯发光；所述道路信号检测单元包括汽车车流量信号检测装置，所述道路信号包括汽车车流量信号。

所述门限单元的预定门限值包括根据引擎声音最轻的车辆所设定的门限值，该门限值包括根据汽车行走时，轮胎与地面的摩擦声所设定的门限值。

本发明通过直接检测过往车辆的声音，和/或车头灯光，得到当时实际的路面车辆交通状况，进而控制路灯光源的开关，和/或其功率，来实现自适应调节路灯光源功率，这样能够根据实际的交通流量来自适应控制高速公路上LED路灯的开关和亮度，能够随时根据实际路况调节其灯光光量，因此能够最大限度地节省能源，比其它任何方法都更为有效。而且即使是半夜时分过往的车辆也仍然可以得到最大限度的照明。

本发明对交通流量越低的路段，节能效果越高，根据初步估计，平均来说，至少可以节能一半左右，在采用太阳能电池板的系统里，其成本的2/3是太阳能电池板，所以大约可以节省总成本的1/3左右。我国在2008年准备安装LED路灯50万盏，假如一半为交流电LED路灯，一半为太阳能LED路灯，那么对于交流电路灯全年可以节约电费2.5亿元，对于太阳能LED路灯，则可以节约太阳能电池板12.5亿元。其经济效益十分显著。

以下将结合附图，对本发明的其他方面和本发明的优点给予详细阐释。

附图说明

图1显示本发明的自适应节能灯的控制结构示意图；

图2显示本发明的第一实施例的控制结构示意图；

图3显示本发明的第二实施例的控制结构示意图；

图4显示本发明的第三实施例的控制结构示意图；

图5显示本发明的路灯的自适应节能方法的控制流程示意图。

具体实施方式

请参阅图1，依据本发明所提供的一种自适应节能路灯包含：汽车车流量信号检测单元1，作为道路信号检测单元的一部分，用于获得能够准确指示路面交通状况的道路信号，汽车车流量信号；道路信号放大单元2，用于放大道路信号；门限单元3，用于通过设定预定门限值对放大后的道路信号进行处理，获得控制信号；以及LED驱动单元4，用于根据来自门限单元的控制信号，驱动LED灯5发光。下面结合图2、图3和图4对本发明的实施给予更详细的阐释。

图2显示根据本发明的第一实施例的控制结构示意图，其通过检测汽车所发出的声音对路灯进行控制。如图所示，该自适应节能路灯包括汽车发出声音检测装置11、音频放大器21、门限31、LED驱动芯片41，以及LED灯51。汽车发出声音检测装置11主要由微音器111，用于对该微音器111进行定向、以使其指向不同行进方向的汽车的定向套112，以及用于消除风声影响的防风套113构成；在有的路段，如果路灯同时照亮反向道路时，也可以不用定向套112。门限31可以根据需要设置为单级门限或多级门限，如果仅需要直接让灯亮或不亮，则可设置单级门限，如果需要使灯的亮度随汽车发出声音强度的增强而增高，则可设置多级门限。路灯工作时，汽车发出声音检测装置11检测到的汽车发出的声音，主要包括两部分，汽车引擎发出的声音和汽车轮胎与地面摩擦所发出的声音，其中汽车引擎发出的声音占汽车发出的声音的大部分。由于不同车辆所发出的引擎的声音不同，因此有可能对声音大的车辆很远就提前动作，而声音轻的车辆则会在较近的距离才动作，所以门限值应当包括根据引擎声音最轻的车辆所设定的门限值。同时，不管怎样的车，车上装载的货物有多少，都存在轮胎与地面的摩擦所发出的声音，根据该轮胎与地面的摩擦，也可设定较为恰当的门限值。工作时，微音器111将感测到的音频信号输送至音频放大器21，放大后的音频信号被接着输出至门限电路31，并由门限电路31根据预先设定的门限值对信号进行处理，获得控制信号，通过LED驱动芯片41，控制LED灯51的开关，和/或其功率，实现自适应调节路灯光源功率。

图3显示根据本发明的第二实施例的控制结构示意图，其通过检测汽车车头灯光对路灯进行控制。如图所示，该自适应节能路灯包括汽车车头灯光检测装置12、音频放大器22、门限32、LED驱动芯片42，以及LED灯52。汽车车头灯光检测装置12主要由光敏元件121和聚光镜122构成。门限32可以根据需要设置为单级门限或多级门限，如果仅需要直接让灯亮或不亮，则可设置单级门限，如果需要使灯的亮度随汽车车头灯光亮度的增强而增强，则可设置多级门限。工作时，汽车车头灯光检测装置12将感测到的光信号输送至光放大器22，放大后的光信号被接着输出至门限电路32，并由门限电路32根据预先设定的门限值对信号进行处理，获得控制信号，通过LED驱动芯片42，驱动LED灯52的开关，和/或其功率，实现自适应调节路灯光源功率。

图4显示根据本发明的第三实施例的控制结构示意图，其通过同时检测汽车所发出的声音和汽车车头灯光对路灯进行控制。如图所示，该自适应节能路灯包括道路信号检测单元13、道路信号放大器23、门限33，LED驱动芯片43，以及LED灯53。道路信号检测单元13包括主要由微音器111、定向套112，以及防风套113构成的汽车发出声音检测装置11，和主要由光敏元件121和聚光镜122构成的汽车车头灯光检测装置12。在有的路段，如果路灯同时点亮反向道路时，也可以不用所述定向套112。道路信号放大器23包括音频信号放大器21和光放大器22。门限33相对于第一实施例和第二实施例中的门限31和门限32而言，增加了或门，用于将来自汽车发出声音检测装置11和汽车车头灯光检测装置12的两种控制信号相混合，能同时结合二者的优点：利用汽车发出声音检测装置11时，自适应节能路灯不会受到能见度，例如大雾，的影响；而利用汽车车头灯光检测装置12则可避免在单独采用声控时受到逆行方向车辆车灯的干扰。在有的路段，如果路灯同时照亮反向道路时，且同时采用声控和光控时，可以在两个相对方向同时安装两套光控的光敏元件和聚光镜。由此得到的两个光控信号同时加到相或后面的控制电路。

本发明也可以和已有的各种光控，如使路灯天色暗时启动，天亮时关闭，和时控，如使路灯清晨6点完全关闭，等相结合使用，以达到最佳效果。

图5显示本发明所提供的路灯的自适应节能方法，如图所示，

于步骤S1，利用道路信号检测单元，包括汽车车流量信号检测装置，获得指示路面交通状况的道路信号，该道路信号包括汽车车流量信号；

于步骤S2，利用道路信号放大单元，如音频放大器，光放大器，放大道路信号，该道路信号包括汽车车流量信号；

于步骤S3，利用门限单元通过设定预定门限值，对放大后的道路信号，包括汽车车流量信号进行处理，以获得一控制信号；以及

于步骤S4，利用LED驱动单元，通过该控制信号驱动LED灯发光。

上述路灯的自适应节能方法，可以应用本发明所提供的自适应节能路灯，也可以应用其它能够实现该方法的装置。

本发明能够随时根据实际路况调节其灯光光量，因此能够最大限度地节省了能源，比其它任何方法都更为有效。而且不同于其他现有的时控和光控系统，即使是半夜时分过往的车辆也仍然可以得到最大限度的照明。高速公路上的路灯是为过往车辆提供道路照明用的，现有技术并没有考虑到这个重要的使用目的，本发明从该目的出发利用车辆发出的声音和光线作为控制信号，实现了自适应控制的目的，从而实现了进一步节能的目的。这不但可以节省其耗电，而且还能照顾在半夜行驶的车辆仍能有同样的照明。而在太阳能LED路灯中，还可以减小所需的太阳能电池板的功率，减小太阳能电池板的面积，不但可以减小其风阻从而加大其抗风能力，而且还可以降低其初始投资的成本，更利于快速大面积推广。

虽然本发明以LED作为节能灯作为范例，是因为LED节能灯具有特别快速而灵活的亮度控制功能。但本发明并不局限于LED节能灯，也可以适用于其他类型的节能灯。

综上所述，本发明虽然已将较佳实施例揭露如上，但其并非用以限制本发明，本发明的实施，并不局限于上述公开的实施例的结构，凡基于上述基本思路，做出的无需创造性劳动的替换或改进，都应属于本发明所公开的范围。

Claims

1.一种自适应节能路灯，包含：

道路信号检测单元，用于获得指示路面交通状况的道路信号；

道路信号放大单元，用于放大道路信号；

门限单元，用于通过设定预定门限值对放大后的道路信号进行处理，获得控制信号；以及

LED驱动单元，用于根据控制信号驱动LED灯发光；

其特征在于：

所述道路信号检测单元包括汽车车流量信号检测装置。

2.根据权利要求1所述的自适应节能路灯，其特征在于：所述汽车车流量检测装置包括由汽车发出声音检测装置和汽车车头灯光检测装置所组成的集合中的其中一者或同时两者。

3.根据权利要求1所述的自适应节能路灯，其特征在于：所述门限单元至少包括由单级门限单元和多级门限单元所组成的集合中的其中一者。

4.根据权利要求1所述的自适应节能路灯，其特征在于：所述汽车发出声音检测装置包括微音器和防风罩。

5.根据权利要求1所述的自适应节能路灯，其特征在于：所述汽车车头灯光检测装置包括光敏元件及聚光镜。

6.一种路灯的自适应节能方法，包含步骤：

利用道路信号检测单元获得指示路面交通状况的道路信号；

利用道路信号放大单元放大道路信号；

利用门限单元通过设定预定门限值，对放大后的道路信号进行处理，以获得一控制信号；以及

利用LED驱动单元，通过该控制信号，驱动LED灯发光；

其特征在于：

所述道路信号检测单元包括汽车车流量信号检测装置，所述道路信号包括汽车车流量信号。

7.根据权利要求6所述的路灯的自适应节能方法，其特征在于：所述汽车车流量检测单元包括由汽车发出声音检测装置和汽车车头灯光检测装置所组成的集合中的其中一者或同时两者。

8.根据权利要求6所述的路灯的自适应节能方法，其特征在于：所述门限单元至少包括由单级门限单元和多级门限单元所组成的集合中的其中一者。

9.根据权利要求7所述的路灯的自适应节能方法，其特征在于：所述汽车车流量检测单元包括汽车发出声音检测装置时，所述门限单元的预定门限值包括根据引擎声音最轻的车辆所设定的门限值。

10.根据权利要求7所述的路灯的自适应节能方法，其特征在于：所述门限单元的预定门限值包括根据汽车行走时，轮胎与地面的摩擦声所设定的门限值。