CN102612234B - 隧道led灯具调光模块 - Google Patents

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Abstract

一种隧道LED灯具调光模块,包括：MCU控制电路，用于整个调光模块的数据接收、处理和发送，以及控制其它电路协调工作；检测电路，用于检测隧道的光照度，并将模似信号转变为数字信号输送给MCU控制电路；调光电路，用于驱动隧道内的LED模块及调节LED模块的亮度；通信信号光电隔离电路，用于RS485通信电路的光电隔离；RS485通信电路，用于发送LED灯的状态信息，以及接收外部控制信号；电源电路，为所述MCU控制电路、检测电路、调光电路、通信信号光电隔离电路和RS485通信电路提供工作电源。本发明具有使用寿命长、功率大，且可以进行分级调光的优点。

Description

隧道LED灯具调光模块
技术领域
本发明涉及一种隧道照明应用技术领域，特别是涉及一种隧道LED灯具调光模块。
背景技术
目前，隧道照明为了节能，许多隧道照明路段均采用了以LED灯为光源的照明灯具，在隧道LED灯具照明系统中，通常要用到许多LED灯具调光模块，现有调光模块由于均采用的是单片机控制MOS管直接进行调光，调光时MOS管容易产生自激振荡，烧坏MOS管，影响调光模块使用寿命；此外，这种结构的调光模块还存在功率小，无法根据环境照度进行调光等问题。
发明内容
为了克服上述问题，本发明向社会提供一种使用寿命长、功率大，且可以进行分级调光的隧道LED灯具调光模块。
本发明的技术方案是提供一种隧道LED灯具调光模块,包括：
MCU控制电路，用于整个调光模块的数据接收、处理和发送，以及控制其它电路协调工作；
检测电路，用于检测隧道的光照度，并将模似信号转变为数字信号输送给MCU控制电路；
调光电路，用于驱动隧道内的LED模块及调节LED模块的亮度；
通信信号光电隔离电路，用于RS485通信电路的光电隔离；
RS485通信电路，用于发送LED灯的状态信息，以及接收外部控制信号；
电源电路，为所述MCU控制电路、检测电路、调光电路、通信信号光电隔离电路和RS485通信电路提供工作电源。
作为对本发明的改进，所述MCU控制电路按下述步骤接收数据：
（211）、接收中断开始；
（221）、第一次确认接收的是否是前导字节，如果是，则进入第（231）步，如果否，则进入第（296）步；
（231）、第二次确认接收的是否是前导字节，如果是，则进入第（241）步，如果否，则进入第（296）步；
（241）、确认接收的是否是接收地址帧头，如果是，则进入第（251）步，如果否，则进入第（296）步；
（251）、接收地址；
（261）、确认接收的是否是接收命令帧头，如果是，则进入第（271）步，如果否，则进入第（296）步；
（271）、接收命令字节；
（281）、接收数据长度字节；
（291）、接收所有数据；
（292）、确认接收校验数据是否正确，如果是，则进入（293）步，如果否，进入第（296）步；
（293）、确认接收的是否是帧尾，如果是，则进入（294）步，如果否，则进入第（296）步；
（294）、置接收帧事件标志；
（295）、关闭接收中断；
（296）、结束中断接收。
作为对本发明的改进，所述MCU控制电路按下述步骤处理数据：
（31）、开始；
（32）、程序初始化；
（33）、确认是否有接收帧事件发生，如果是，进入第（34）步，如果否，则进入第（39）步；
（34）、确认是否是本机地址，如果是，进入第（35）步，如果否，则进入第（39）步；
（35）、确认是否是命令，如果是，进入第（36）步，如果否，则进入第（39）步；
（36）、确认命令是否正确，如果是，进入第（37）步，如果否，则进入第（39）步；
（37）、执行命令；
（38）、清除接收事件标志；
（39）、处理结束。
作为对本发明的改进，所述MCU控制电路按下述步骤发送数据：
（411）、发送开始；
（412）、确认是否置发送状态，如果是，则进入第（413）步，如果否，则进入第（425）步；
（413）、确认发送的是否是前导字节，如果是，则进入第（414）步，如果否，则进入第（425）步；
（414）、确认发送的是否是发送地址帧头，如果是，则进入第（415）步，如果否，则进入第（425）步；
（415）、发送地址；
（416）、确认发送的是否是发送命令帧头，如果是，则进入第（417）步，如果否，则进入第（425）步；
（417）、发送命令帧头；
（418）、发送命令字节；
（419）、发送数据长度字节；
（420）、发送所有数据；
（421）、确认发送校验数据是否正确，如果是，则进入（422）步，如果否，进入第（425）步；
（422）、确认发送的是否是帧尾，如果是，则进入（423）步，如果否，则进入第（425）步；
（423）、置发送帧事件标志；
（424）、关闭发送中断；
（425）、发送结束。
作为对本发明的改进，所述MCU控制电路包括时钟电路，所述时钟电路为MCU控制电路及RS485通信电路提供时钟基准。
作为对本发明的改进，还包括手动调光电路，可以用于在需要时代替自动调光电路的工作。
本发明由于采用了性能稳定功能齐全的控制芯片，采用恒压转恒流方式控制LED灯具进行调光，此调光模块功率达到200w以上，可以调节大功率LED灯具。通过MCU进行调光控制，调光等级为256级，比传统的调光产品对LED灯具照度调整等级更精确。隧道LED灯具调光模块采用485通信，可以与中央控制中心进行信息交换，中央控制中心可以随时监视LED灯具的工作状态，此调光模块还具有手动调光，自动调光，循环调光，分段调光，自动上报故障功能等，是专为高速公路隧道开发的调光模块。
附图说明
图1是本发明一种实施例的原理方框结构示意图。
图2是图1中电源电路的原理结构示意图。
图3是图1中MCU控制电路的原理结构示意图。
图4是图1中检测电路的原理结构示意图。
图5是图1中通信信号光电隔离电路原理结构示意图。
图6是图1中RS485通信电路原理结构示意图。
图7是图1中调光电路原理结构示意图。
图8是本发明中的手动调光电路。
图9是本发明中的数据接收流程的方框结构示意图。
图10是本发明中的数据处理流程的方框结构示意图。
图11是本发明中的数据发送流程的方框结构示意图。
具体实施方式
请参见图1，图1揭示的是一种隧道LED灯具调光模块,包括：MCU控制电路1，用于整个调光模块的数据接收、处理和发送，以及控制其它电路协调工作；检测电路2，与隧道内的感光器件连接，用于检测隧道的光照度，并将模似信号转变为数字信号输送给MCU控制电路；调光电路3，用于调节和驱动隧道内的LED模块；通信信号光电隔离电路4，用于RS485通信电路的光电隔离；RS485通信电路5，用于发送LED灯的状态信息，以及接收外部控制信号；电源电路6，为所述MCU控制电路、检测电路、调光电路、通信信号光电隔离电路和RS485通信电路提供工作电源。
请参见图2，图2是图1中的电源电路的原理结构示意图。市电经降压后，经恒流恒压电源芯片U1及其外围电路处理后，输出预定的电压，为MCU控制电路、检测电路、调光电路、通信信号光电隔离电路和RS485通信电路提供工作电源。
请参见图3，图3是图1中的MCU控制电路的原理结构示意图。本发明中，MCU控制电路包括控制模块U2及其外围电路，控制模块U2采用的是型号为STC02CA606AD的处理芯片，具有强大的控制功能，在MCU控制电路中，还包括时钟电路，所述时钟电路为MCU控制电路及RS485通信电路提供时钟基准。
请参见图4，图4是图1中检测电路的原理结构示意图。检测电路包括检测芯片U3及其外围电路，与隧道内的感光器件连接，将感光器件检测到的光照强度的模似信号，转变为数字信号，并传输给MCU控制电路。
请参见图5，图5是图1中通信信号光电隔离电路原理结构示意图。所述通信信号光电隔离电路包括光电藕合器U4及其外围电路，将RS485通信电路与其它电路隔离，可以防雷击、抗浪涌，以及在通信芯片短路情况下，不影响其他调光模块通讯正常工作。
请参见图6，图6是图1中RS485通信电路原理结构示意图。所述RS485通信电路包括通信模块U5及其外围电路，用于发送LED灯的状态信息，以及接收外部控制信号。
请参见图7，图7是图1中调光电路原理结构示意图。所述调光电路包括调光控制芯片U6及其外围电路，用于驱动隧道内的LED模块及调节LED模块的亮度。
参见图8，图8是本发明中的手动调光电路。所述手动调光电路包括多个开关及其外围电路，它与MCU控制电路对应脚相接，用来在必要时，手工调节LED照明模块的亮度。
请参见图9，图9是本发明中的数据接收流程的方框结构示意图。从图可知，所述MCU控制电路按下述步骤接收数据：
（211）、接收中断开始；
（221）、第一次确认接收的是否是前导字节，如果是，则进入第（231）步，如果否，则进入第（296）步；
（231）、第二次确认接收的是否是前导字节，如果是，则进入第（241）步，如果否，则进入第（296）步；
（241）、确认接收的是否是接收地址帧头，如果是，则进入第（251）步，如果否，则进入第（296）步；
（251）、接收地址；
（261）、确认接收的是否是接收命令帧头，如果是，则进入第（271）步，如果否，则进入第（296）步；
（271）、接收命令字节；
（281）、接收数据长度字节；
（291）、接收所有数据；
（292）、确认接收校验数据是否正确，如果是，则进入（293）步，如果否，进入第（296）步；
（293）、确认接收的是否是帧尾，如果是，则进入（294）步，如果否，则进入第（296）步；
（294）、置接收帧事件标志；
（295）、关闭接收中断；
（296）、结束中断接收。
请参见图10，图10是本发明中的数据处理流程的方框结构示意图。从图可知，所述MCU控制电路按下述步骤处理数据：
（31）、开始；
（32）、程序初始化；
（33）、确认是否有接收帧事件发生，如果是，进入第（34）步，如果否，则进入第（39）步；
（34）、确认是否是本机地址，如果是，进入第（35）步，如果否，则进入第（39）步；
（35）、确认是否是命令，如果是，进入第（36）步，如果否，则进入第（39）步；
（36）、确认命令是否正确，如果是，进入第（37）步，如果否，则进入第（39）步；
（37）、执行命令；
（38）、清除接收事件标志；
（39）、处理结束。
请参见图11，图11是本发明中的数据发送流程的方框结构示意图。从图可知，
所述MCU控制电路按下述步骤发送数据：
（411）、发送开始；
（412）、确认是否置发送状态，如果是，则进入第（413）步，如果否，则进入第（425）步；
（413）、确认发送的是否是前导字节，如果是，则进入第（414）步，如果否，则进入第（425）步；
（414）、确认发送的是否是发送地址帧头，如果是，则进入第（415）步，如果否，则进入第（425）步；
（415）、发送地址；
（416）、确认发送的是否是发送命令帧头，如果是，则进入第（417）步，如果否，则进入第（425）步；
（417）、发送命令帧头；
（418）、发送命令字节；
（419）、发送数据长度字节；
（420）、发送所有数据；
（421）、确认发送校验数据是否正确，如果是，则进入（422）步，如果否，进入第（425）步；
（422）、确认发送的是否是帧尾，如果是，则进入（423）步，如果否，则进入第（425）步；
（423）、置发送帧事件标志；
（424）、关闭发送中断；
（425）、发送结束。
本发明隧道调光LED调光模块，其电源是通过恒压转恒流，可以达到输出功达到100W以上。隧道调光模块输入大电流转换成低压，便于单片机进行采样并监视其工作状态。RS485通信的光电隔离、防雷、抗浪涌及通信芯片短路情况下不影响其他调光模块通讯正常工作。使用RS485通信软件，具有更好的通信可靠性。通过RS485通信，远程控制灯具及监视其工作状态。
它具有输出功率高，可以控制大功率LED灯具。调光输出等级高、对照度调整更精确，传统调光一般为100级，本发明调光模块调光等级：256级。多种调光方式，进行选择:手动调光、自动调光、循环调光和分段调光等。本发明具有调光电路更加稳定，避免传统调光方式中自激振荡的缺陷，并提高LED灯具使用寿命。
本发明主要用于高速公路隧道LED灯具的控制与管理，可以通过RS485通信进行远程控制LED灯具照度，实现远程管理和维护隧道LED灯具，加上光照探头，可以实现对LED灯具智能管理，使隧道照明符合国家照明的要求，同时达到进一步节省电能的目的。

Claims (2)

1.一种隧道LED灯具调光模块,其特征在于，包括：
MCU控制电路，用于整个调光模块的数据接收、处理和发送，以及控制其它电路协调工作；
检测电路，用于检测隧道的光照度，并将模似信号转变为数字信号输送给MCU控制电路；
调光电路，用于调节和驱动隧道内的LED模块；
通信信号光电隔离电路，用于RS485通信电路的光电隔离；
RS485通信电路，用于发送LED灯的状态信息，以及接收外部控制信号；
电源电路，为所述MCU控制电路、检测电路、调光电路、通信信号光电隔离电路和RS485通信电路提供工作电源；
所述MCU控制电路按下述步骤接收数据：
（211）、接收中断开始；
（221）、第一次确认接收的是否是前导字节，如果是，则进入第（231）步，如果否，则进入第（296）步；
（231）、第二次确认接收的是否是前导字节，如果是，则进入第（241）步，如果否，则进入第（296）步；
（241）、确认接收的是否是接收地址帧头，如果是，则进入第（251）步，如果否，则进入第（296）步；
（251）、接收地址；
（261）、确认接收的是否是接收命令帧头，如果是，则进入第（271）步，如果否，则进入第（296）步；
（271）、接收命令字节；
（281）、接收数据长度字节；
（291）、接收所有数据；
（292）、确认接收校验数据是否正确，如果是，则进入（293）步，如果否，进入第（296）步；
（293）、确认接收的是否是帧尾，如果是，则进入（294）步，如果否，则进入第（296）步；
（294）、置接收帧事件标志；
（295）、关闭接收中断；
（296）、结束中断接收。
2.根据权利要求1所述的隧道LED灯具调光模块,其特征在于:所述MCU控制电路按下述步骤处理数据：
（31）、开始；
（32）、程序初始化；
（33）、确认是否有接收帧事件发生，如果是，进入第（34）步，如果否，则进入第（39）步；
（34）、确认是否是本机地址，如果是，进入第（35）步，如果否，则进入第（39）步；
（35）、确认是否是命令，如果是，进入第（36）步，如果否，则进入第（39）步；
（36）、确认命令是否正确，如果是，进入第（37）步，如果否，则进入第（39）步；
（37）、执行命令；
（38）、清除接收事件标志；
（39）、处理结束。
3.根据权利要求1或2所述的隧道LED灯具调光模块,其特征在于: 所述MCU控制电路按下述步骤发送数据：
（411）、发送开始；
（412）、确认是否置发送状态，如果是，则进入第（413）步，如果否，则进入第（425）步；
（413）、确认发送的是否是前导字节，如果是，则进入第（414）步，如果否，则进入第（425）步；
（414）、确认发送的是否是发送地址帧头，如果是，则进入第（415）步，如果否，则进入第（425）步；
（415）、发送地址；
（416）、确认发送的是否是发送命令帧头，如果是，则进入第（417）步，如果否，则进入第（425）步；
（417）、发送命令帧头；
（418）、发送命令字节；
（419）、发送数据长度字节；
（420）、发送所有数据；
（421）、确认发送校验数据是否正确，如果是，则进入（422）步，如果否，进入第（425）步；
（422）、确认发送的是否是帧尾，如果是，则进入（423）步，如果否，则进入第（425）步；
（423）、置发送帧事件标志；
（424）、关闭发送中断；
（425）、发送结束。
4.根据权利要求3所述的隧道LED灯具调光模块,其特征在于:所述MCU控制电路包括时钟电路，所述时钟电路为MCU控制电路及RS485通信电路提供时钟基准。
5.根据权利要求3所述的隧道LED灯具调光模块,其特征在于:还包括手动调光电路。
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