CN104093242B - 一种具有射频识别功能的led路灯控制器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有射频识别功能的LED路灯控制器，包括：MCU控制器模块、光强感应模块、A/D转换电路、射频识别读写器模块、无线通信模块和LED驱动电路；本发明公开了一种所述的具有射频识别功能的LED路灯控制器的控制方法，包括以下步骤：步骤一、把变化的光照强度转换为变化的电压；步骤二、控制路灯的开关和亮度；步骤三、对路灯进行集中控制；步骤四、所述射频识别读写器模块得到车辆是否静止的状态信息，判断是否开启路灯，并设定开启路灯范围和持续点亮时间。具有既能通过外界环境光线强度的变化控制路灯的开启和关断实现节约电能，又能够根据路面行驶的车辆状况控制路灯的开启范围和点亮时间，减少资源浪费等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种路灯控制器，尤其涉及一种具有射频识别功能的LED路灯控制器及其控制方法。
背景技术
目前，我国的能源现状是：能源消费量远远大于能源供应量。最新出版的能源发展报告指出，尽管资源约束并非是我国经济发展的绝对障碍，但目前我们面临的资源约束比过去任何时候都更加严峻，因此节能已成为我国解决能源问题的主导性策略。而调查数据表明，在城市道路照明领域，采用新型照明方法是实现节能的一项十分有效的措施。国内外现有的道路照明调光方式通常有部分照明灯亮灭，自耦变压器调光，可控硅斩波调光和限流调光四种方式。部分照明控制亮灭的方式主要是利用光控、定时等方式，在后半夜关掉部分路灯，一般可以节电10％以上。但这种方式会使照明舒适度减弱，还要增加供电回路，而且不能避免后半夜电网电压的升高对路灯寿命的减损，甚至也可能因为部分道路照度不够出现交通事故。自耦变压器不能实现电压的自动精确控制，只能固定降低电压，不能升压和稳压，不能实现连续调光。可控硅斩波型调光控制装置可实时精确控制输出电压，满足照明用电的最佳值，但电压无法实现正弦波输出，有严重谐波污染，无法实现绿色环保。限流调光方式是通过增大电抗值来限制流过的路灯的工作电流，不能实现电流的自动精确控制，即不能实现连续调光。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有的路灯控制器在道路车辆少的情况下长期保持点亮状态而导致能源浪费的问题，提供一种具有射频识别功能的LED路灯控制器，该控制器既能够根据环境光强的变化来控制路灯的开关，又能够通过射频识别技术根据车辆的行驶状态控制路灯的开关和持续点亮的时间。
本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种控制具有射频识别功能的LED路灯控制器的控制方法，该方法能达到节约节约电能的目的。
本发明的首要目的可以由下述的技术方案实现：一种具有射频识别功能的LED路灯控制器，包括MCU控制器模块，光强感应模块，A/D转换电路，射频识别读写器模块，无线通信模块，LED驱动电路。所述光强感应模块通过A/D转换电路与MCU控制器模块相连接，所述射频识别读写器模块通过RS232串口通信与MCU控制器模块相连接，所述无线通信模块与MCU控制器模块相连接，所述MCU控制器模块还通过LED驱动电路控制路灯的开启和关断。
作为优选，所述的射频识别读写器模块包括射频天线、收发器、控制单元和应用系统4个部分。选用nRF24LE1作为射频收发芯片，与微带贴片天线构建收发模块。
作为优选，所述的射频识别读写器模块与MCU控制器模块连接采用串口通信方式，选用RS232通信标准。
作为优选，所述的LED驱动电路包括AC/DC变换、DC/DC恒流源、LED路灯，采用恒流驱动方式。
作为优选，所述的MCU控制器模块包括单片机及其最小系统的外围电路，单片机采用MSP430系列单片机。
作为优选，所述的无线通信模块采用的是Zigbee无线通信方式，采用CC2480/Zigbee模块，在单个芯片上集成了Zigbee射频前端，模拟数字转换器，定时器，支持24GHzIEEE802154协议。
作为优选，所述的光强感应模块采用的是光敏电阻与高精度阻值确定的固定电阻串联，利用光敏电阻感应外界环境中光强的变化，从固定电阻可以得到随着光照强度变化而变化的电压，通过A/D转换电路转换成数字信号输入到MCU控制器模块。
本发明的另一目的通过以下技术方案实现：一种控制具有射频识别功能的LED路灯控制器的控制方法，包括以下步骤：
步骤一、光强感应模块通过光敏电阻感应外界光照强度的变化情况，并且串联高精度固定阻值的电阻，把变化的光照强度转换为变化的电压；
步骤二、所述变化的电压经过A/D转换电路的AD0809芯片将模拟的电压信号转换为数字信号输入到MCU控制器模块，MCU控制器模块通过编程产生控制信号控制LED驱动电路，从而控制路灯的开关和亮度；
步骤三、射频识别读写器模块不间断地扫描路面经过车辆的电子标签信息，得到的车辆信息通过无线通信模块利用无线信道发送到监控中心的数据库，所述监控中心对路灯进行集中控制；
步骤四、所述射频识别读写器模块通过扫面路面车辆的电子标签得到车辆是否静止的状态信息，如果车辆静止，则不开启路灯；否则，通过MCU控制器模块产生控制动作，将车辆行驶方向前方的一定范围内的路灯全部开启，并设定持续点亮时间。
本发明的MCU控制器模块与无线通信模块连接实现与监控中心的通信，同时通过LED驱动电路控制路灯的开关和亮度，还通过射频识别读写器模块判断车辆当前状态，产生控制信号控制路灯的开启范围和持续点亮时间。本发明旨在设计这样的路灯控制器，既能够通过外界环境光线强度的变化控制路灯的开启和关断实现节约电能，又能够根据路面行驶的车辆状况控制路灯的开启范围和点亮时间实现合理的利用电能，减少资源浪费。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种具有射频识别功能的LED路灯控制器，既能够根据外界环境光照强度的变化来控制路灯的开关，又能够通过射频识别技术根据车辆的行驶状态控制路灯的开关和持续点亮的时间的LED路灯控制器，达到合理节约电能的目的。
附图说明
图1是本发明一种具有射频识别功能的LED路灯控制器的结构框图。
图2是本发明一种具有射频识别功能的LED路灯控制器的控制流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例
如图1所示，一种具有射频识别功能的LED路灯控制器，包括：MCU控制器模块2、光强感应模块4、A/D转换电路5、射频识别读写器模块6、无线通信模块3和LED驱动电路1。所述光强感应模块4通过A/D转换电路5与MCU控制器模块2相连接，所述LED驱动电路1、无线通信模块3、射频识别读写器模块6均与MCU控制器模块2相连接。所述光强感应模块4采用光敏电阻与高精度阻值确定的固定电阻串联，利用光敏电阻感应外界环境中光强的变化，从固定电阻两端就可以得到随着光照强度变化而变化的电压，通过A/D转换电路5转换成数字信号输入到MCU控制器模块2，产生控制信号控制路灯的开启和驱动电路的输出电流。所述A/D转换电路采用芯片AD0809将固定电阻得到的电压转换为数字信号输入到MCU控制器模块2。所述无线通信模块3采用CC2480/Zigbee模块，在单个芯片上集成了Zigbee射频前端，模拟数字转换器，定时器，支持24GHzIEEE802154协议。所述LED驱动电路用AC/DC变换电路，连接DC/DC恒流源，采用恒流驱动方式控制路灯的开启。所述MCU控制器模块2包括单片机及其最小系统的外围电路，单片机采用MSP430系列单片机。所述射频识别读写器模块6包括射频天线、收发器、控制单元和应用系统4个部分，射频天线采用微带贴片天线，射频芯片采用nRF24LE1，控制单元采用8051单片机。
如图2所示，一种控制所述具有射频识别功能的LED路灯控制器的控制方法，具体工作流程：光强感应模块4通过光敏电阻感应外界光照强度的变化情况，并且串联高精度固定阻值的电阻，把变化的光照强度转换为变化的电压，变化的电压经过A/D转换电路5的AD0809芯片将模拟的电压信号转换为数字信号输入到MCU控制器模块2，MCU控制器模块2通过编程产生控制信号控制LED驱动电路1，从而控制路灯的开关和亮度。射频识别读写器模块6不间断地扫描路面经过车辆的电子标签信息，得到的车辆信息通过无线通信模块3利用无线信道发送到监控中心的数据库，便于监控中心对路灯进行集中控制。例如：对滞留在禁停路段的车辆则通过无线通信模块3将车载标签的信息发送到监控中心。同时，射频识别读写器模块6通过扫面路面车辆的电子标签得到车辆是否静止的状态信息，如果车辆静止，则不开启路灯；否则，通过MCU控制器模块2产生控制动作，将车辆行驶方向前方的一定范围内的路灯全部开启，并设定持续点亮时间，每次开启的路灯范围和持续点亮时间根据道路情况设定。例如，限速为60km的公路，LED路灯控制器每隔100盏路灯(间隔2km)安装一套，如果开启限速行驶2min内行驶路程的路灯，即开启前方2km的路灯，路灯持续点亮时间为3倍的行驶时间，以便能够对慢速行驶的车辆提供照明。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种控制具有射频识别功能的LED路灯控制器的控制方法，基于一种具有射频识别功能的LED路灯控制器，所述LED路灯控制器包括：MCU控制器模块、光强感应模块、A/D转换电路、射频识别读写器模块、无线通信模块和LED驱动电路；所述光强感应模块通过A/D转换电路与MCU控制器模块相连，用来感应外界环境中光照强度的变化，经A/D转换电路转换为数字信号输入到MCU控制器模块，MCU控制器模块产生控制信号控制LED驱动电路输出电流的大小，从而控制LED路灯的亮度；所述射频识别读写器模块与MCU控制器模块连接，通过不断地扫描车辆的电子标签，实现对标签识别码和内存数据的读入，得到相关的车辆信息并通过无线通信模块记录到监控中心数据库；所述MCU控制器模块根据A/D转换电路输入的数字信号通过编程控制LED路灯驱动电路的输出电流；同时根据射频识别读写器模块输入的车辆状态产生控制信号控制路灯的开启和持续点亮时间；所述无线通信模块将射频识别读写器模块扫描到的车辆信息通过无线信道发送到路灯监控中心，为监控中心进行集中控制提供依据；所述LED驱动电路与MCU控制器模块连接，驱动LED路灯；
所述的射频识别读写器模块包括射频天线、收发器、控制单元和应用系统，采用nRF24LE1作为射频收发芯片，所述射频收发芯片与微带贴片天线组成收发模块；
所述的射频识别读写器模块与MCU控制器模块连接采用串口通信方式，选用RS232通信标准；
所述的LED驱动电路包括AC/DC变换、DC/DC恒流源、LED路灯，采用恒流驱动方式；
所述的MCU控制器模块包括单片机及其最小系统的外围电路，单片机采用MSP430系列单片机；
所述的无线通信模块采用是Zigbee无线通信方式，采用CC2480/Zigbee模块，在单个芯片上集成了Zigbee射频前端，模拟数字转换器，定时器，支持24GHzIEEE802154协议；
所述的光强感应模块采用的是光敏电阻与高精度阻值确定的固定电阻串联，利用光敏电阻感应外界环境中光照强度的变化，从固定电阻两端可以得到随着光照强度变化而变化的电压，通过A/D转换电路转换成数字信号输入到MCU控制器模块；
其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、光强感应模块通过光敏电阻感应外界光照强度的变化情况，并且串联高精度固定阻值的电阻，把变化的光照强度转换为变化的电压；
步骤二、所述变化的电压经过A/D转换电路的AD0809芯片将模拟的电压信号转换为数字信号输入到MCU控制器模块，MCU控制器模块通过编程产生控制信号控制LED驱动电路，从而控制路灯的开关和亮度；
步骤三、射频识别读写器模块不间断地扫描路面经过车辆的电子标签信息，得到的车辆信息通过无线通信模块利用无线信道发送到监控中心的数据库，所述监控中心对路灯进行集中控制；
步骤四、所述射频识别读写器模块通过扫面路面车辆的电子标签得到车辆是否静止的状态信息，如果车辆静止，则不开启路灯；否则，通过MCU控制器模块产生控制动作，将车辆行驶方向前方的一定范围内的路灯全部开启，并设定持续点亮时间。
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