CN103415113A

CN103415113A - 一种led隧道灯系统及led隧道灯的亮度控制方法

Info

Publication number: CN103415113A
Application number: CN2013103503135A
Authority: CN
Inventors: 廖良斌; 卓元全
Original assignee: XIAMEN GREENER OPTOELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: XIAMEN GREENER OPTOELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2013-11-27

Abstract

本发明公开一种LED隧道灯系统及LED隧道灯的亮度控制方法，该LED隧道灯系统，包括：主控制器、从控制器、若干个隧道灯以及分别设置在隧道入口与隧道出口用于对天空照度进行监测的第一照度传感器和第二照度传感器，该第一照度传感器与主控制器相连，该第二照度传感器与从控制器相连，该从控制器与主控制器相连；该若干个隧道灯沿着隧道的长度方向间隔设置，每一隧道灯均设置有终端控制器、LED灯以及用于调节当前隧道灯所在隧道位置的档位开关，该LED灯和档位开关均与终端控制器相连，每一隧道灯的终端控制器均位于唯一ID并均与主控制器相连。与现有技术相比，本发明在确保隧道照明的前提下，避免了能量的无谓损耗。

Description

一种LED隧道灯系统及LED隧道灯的亮度控制方法

技术领域

本发明涉及隧道灯领域，更具体的说涉及一种LED隧道灯系统。

背景技术

LED光源作为节能的新光源，目前已经广泛应用于照明领域。其中，应用于道路交通领域的LED隧道灯是一种用于隧道照明的特殊灯具，保障车辆安全通行以及道路养护人员安全作业。

LED隧道灯一般均包括若干个沿着隧道延伸方向间隔设置的多盏，目前实际隧道中的上述多盏LED隧道灯一般均发出同样的亮度，如此存在节能环保性较差的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED隧道灯系统，其可以根据天空照度以及每个LED隧道灯所处的隧道位置而调节当前LED隧道灯的亮度，从而在确保隧道照明的前提下，降低了能量无谓损耗。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种LED隧道灯系统，其中，包括：主控制器、从控制器、若干个隧道灯以及分别设置在隧道入口与隧道出口用于对天空照度进行监测的第一照度传感器和第二照度传感器，该第一照度传感器与主控制器相连，该第二照度传感器与从控制器相连，该从控制器与主控制器相连；该若干个隧道灯沿着隧道的长度方向间隔设置，每一隧道灯均设置有终端控制器、LED灯以及用于调节当前隧道灯所在隧道位置的档位开关，该LED灯和档位开关均与终端控制器相连，每一隧道灯的终端控制器均位于唯一ID并均与主控制器相连。

进一步，相邻隧道灯之间的间距为7m至15m之间。

进一步，该隧道位置根据车辆进入的方向依次划分为入口段、顺应段、过渡段、根本段以及出口段。

本发明的另一目的在于提供一种LED隧道灯的亮度控制方法，其中，包括如下步骤：

①采集洞外亮度值：通过分别设置在隧道入口和隧道出口的第一照度传感器和第二照度传感器采集天空照度，再通过微处理器进行分析后得到洞外亮度值；

②每个隧道灯分别计算出各自的发光亮度值：将洞外亮度值分别发送至处于不同隧道位置的隧道灯，每个隧道灯结合自己所在的隧道位置以及洞外亮度值计算出各自发光亮度值；

③每个隧道灯按照上述计算得到的发光亮度值发光。

进一步，步骤②中的隧道位置是指根据车辆进入隧道的方向将隧道划分为五个照明段，即入口段、顺应段、过渡段、根本段和出口段。

进一步，步骤②中将洞外亮度值传递至不同隧道位置的隧道灯是采用电力载波的方式来实现。

采用上述结构后，本发明涉及的一种LED隧道灯系统及LED隧道灯的亮度控制方法，其利用第一照度传感器和第二照度传感器来对天空照度进行实时监测，再通过将隧道灯的设置位置作为参考判断的指标，再通过各终端控制器进行分别计算后获得当前隧道灯的实际亮度值。与现有技术相比，本发明涉及LED隧道灯系统中每个LED隧道灯的亮度均根据实际需求而设置，从而在确保隧道照明的前提下，避免了能量的无谓损耗。

附图说明

图1为本发明涉及一种LED隧道灯系统一实施例的整体结构示意图；

图2为图1中一个LED隧道灯的内部框图。

图中：

LED隧道灯系统 100

主控制器 1 从控制器 2

隧道灯 3 终端控制器 31

LED灯 32 档位开关 33

第一照度传感器 4 第二照度传感器 5。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1和图2所示，本发明涉及一种LED隧道灯系统100，包括：主控制器1、从控制器2、若干个隧道灯3、第一照度传感器4和第二照度传感器5，该第一照度传感器4和第二照度传感器5分别设置在隧道入口与隧道出口，从而用于对天空照度进行监测。

该第一照度传感器4与主控制器1相连，该主控制器1可获得入口洞外亮度值；该第二照度传感器5则与从控制器2相连，即该从控制器2也可以获得出口洞外亮度值，该从控制器2与主控制器1相连，从而将此侧的洞外亮度值发送至主控制器1。

该若干个隧道灯3沿着隧道的长度方向间隔设置，每一隧道灯3均设置有终端控制器31、LED灯32以及用于调节当前隧道灯3所在隧道位置的档位开关33，通过设置该档位开关33，使得若干个隧道灯3在成型时具有一致性，在物料管理时也无需进行区别对待，降低了管理成本。

该LED灯32和档位开关33均与终端控制器31相连，每一隧道灯3的终端控制器31均位于唯一ID并均与主控制器1相连，如此通过该主控制器1，可以将洞外亮度值发送至每一隧道灯3的终端控制器31。

作为更优选的实施方式，相邻隧道灯3之间的间距为7m至15m之间，从而起到弥补频闪效应的功效，频闪效应与明暗的亮度变化、明暗变化的频率和频闪的总时间有关系，这三者与所使用灯具的光学特性、车辆的行进速度、照明器安装间距和隧道长度有关。一般而言，频闪的频率小于 2.5Hz和大于 15Hz 时所带来的频闪现象是可以接受，如果车辆的时速为 80km/h，即2.2m/s，灯具安装间距是7m，这样频闪的频率就约为3.2Hz。本发明进行设计时，在照明器安装间距上优选为7m至15m，从而使得司机感觉较为舒适。

为了抵消“黑洞”与“白洞”效应，将隧道照明划分为5个照明段，具体是根据车辆进入的方向依次划分为入口段、顺应段、过渡段、根本段以及出口段。

入口段的长度至少等于安全行车视力距离，这段距离取决于驾驶员能看到前面一个障碍物时的停车距离，对车速80km/h为140m；开始亮度相对较高，是接近段亮度的函数，以后逐渐线性下降，其末端亮度约为最初亮度的40％。隧道照明的入口段、顺应段和过渡段的照明强度是根据洞外亮度乘以一个折减系数得来的。入口段亮度计算公式如下：

Lth=K×L20(S)……(1-1)

式中：Lth为入口段亮度( cd/m²);K为入口段亮度折减系数;L20(s）为洞外亮度(cd／m²)。

从(1-1)式中可以看出，洞外亮度的大小直接影响到洞内的照明强度。洞外亮度在一年中因季节、天气和时间的变化较大。参照《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ026.1-1999)，根据隧道的设计交通流量，确定隧道接近段的亮度为4000cd/m2，并根据规范计算出入口段亮度及长度：

Lth=K×L20(S)=0.022×4000= 88cd/m2；

式中：Lth为人口段亮度( cd/m2);K为人口段亮度折减系数，取0.022;L20(s）为洞外亮度( cd／m2)，取4000 cd／m2；

入口段长度：

Dth=1.154Ds-(h-1.5)tan10°=1.154×62-(5.6-1.5)tanl0°= 48.3m；

式中：Dth为人口段长度(m)；Ds为照明停车视距(m)，取62;h为洞口净空高度(m)，取5.6。

顺应段的长度与入口段长度一致，亮度由80cd/m2缓慢过度到46cd/m2；渡段的长度与入口段长度一致，亮度由46cd/m2缓慢过度到4.5cd/m2；根本段：隧道内部的根本照明，亮度为4.5cd/m2；出口段在洞外使用路灯作为延续照明。

出口段的亮度水平也由外部亮度决定，在此段驾驶员是明适应，由适应曲线可以看出，明适应部分曲线较陡，适应时间很短，但当出口是朝正南或正西方向时，由于外部较亮，为使驾驶员在明亮出口的视觉背景下可清晰看见前面大车阴影中的小车，以及离开出口时有良好的后向视觉，出口段的亮度可以按照人眼适应曲线进行设计，根据规范计算出口段亮度及长度：

出口段亮度=5×4.5=22. 5cd/m2；

出口段长度取50～60m左右，亮度可提高到中间段的5倍或为外界亮度的1/10，由于人眼视觉从暗到明的调节速度比较快，因此出口段通常不需要为视觉适应再增加照明，各个照明段的视觉适应的长度与亮度的曲线。

综上：当入口照度值（第一照度传感器4采集后分析获得）小于50大于5时，led色温变为3500K，隧道内照度设置为3cd/m2，出口段的亮度设为2cd/m2；当入口照度值（第一照度传感器4采集后分析获得）小于5时，led色温变为3500K，隧道内照度设置为2.5cd/m2，出口段的亮度设为2 cd/m2。

更具体地，对于隧道灯3的色温，蚀刻通过PWM调制的方式调节蓝光与红光的比例来实现，比如蓝光与红光电流比例为1：1时，其色温即为3500K，在纯蓝光的情况下，其色温即为5000K，如此通过比例的调节，即可将色温从3500K调节至5000K，达到调节的效果。

本发明的另一目的在于提供一种LED隧道灯3的亮度控制方法，其中，包括如下步骤：

①采集洞外亮度值：通过分别设置在隧道入口和隧道出口的第一照度传感器4和第二照度传感器5采集天空照度，再通过微处理器进行分析后得到洞外亮度值；

②每个隧道灯3分别计算出各自的发光亮度值：将洞外亮度值分别发送至处于不同隧道位置的隧道灯3，每个隧道灯3结合自己所在的隧道位置以及洞外亮度值计算出各自发光亮度值；步骤②中的隧道位置是指根据车辆进入隧道的方向将隧道划分为五个照明段，即入口段、顺应段、过渡段、根本段和出口段。

③每个隧道灯3按照上述计算得到的发光亮度值发光。

优选地，步骤②中将洞外亮度值传递至不同隧道位置的隧道灯3是采用电力载波的方式来实现。

综上所述，本发明涉及的一种LED隧道灯系统100及LED隧道灯的亮度控制方法，其利用第一照度传感器4和第二照度传感器5来对天空照度进行实时监测，再通过将隧道灯3的设置位置作为参考判断的指标，再通过各终端控制器31进行分别计算后获得当前隧道灯3的实际亮度值，具体是根据自身的索引值进行调光。

与现有技术相比，本发明通过广播调光就可以实现并发控制，节约控制时间，同时本发明涉及LED隧道灯系统100中每个LED隧道灯的亮度均根据实际需求而设置，从而在确保隧道照明的前提下，避免了能量的无用损耗。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims

1.一种LED隧道灯系统，其特征在于，包括：主控制器、从控制器、若干个隧道灯以及分别设置在隧道入口与隧道出口用于对天空照度进行监测的第一照度传感器和第二照度传感器，该第一照度传感器与主控制器相连，该第二照度传感器与从控制器相连，该从控制器与主控制器相连；该若干个隧道灯沿着隧道的长度方向间隔设置，每一隧道灯均设置有终端控制器、LED灯以及用于调节当前隧道灯所在隧道位置的档位开关，该LED灯和档位开关均与终端控制器相连，每一隧道灯的终端控制器均位于唯一ID并均与主控制器相连。

2.如权利要求1所述的一种LED隧道灯系统，其特征在于，相邻隧道灯之间的间距为7m至15m之间。

3.如权利要求1所述的一种LED隧道灯系统，其特征在于，该隧道位置根据车辆进入的方向依次划分为入口段、顺应段、过渡段、根本段以及出口段。

4.一种LED隧道灯的亮度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

③每个隧道灯按照上述计算得到的发光亮度值发光。

5.如权利要求4所述的一种LED隧道灯的亮度控制方法，其特征在于，步骤②中的隧道位置是指根据车辆进入隧道的方向将隧道划分为五个照明段，即入口段、顺应段、过渡段、根本段和出口段。

6.如权利要求4所述的一种LED隧道灯的亮度控制方法，其特征在于，步骤②中将洞外亮度值传递至不同隧道位置的隧道灯是采用电力载波的方式来实现。