CN106793303A - 一种智能led补光灯及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能LED补光灯及实现方法,选用若干LED灯珠作为补光灯光源,当光敏电阻器受到自然光照射时,会返回一个值,如果低于设定的值时,会发出相应的信号,根据相应变化改变亮的LED灯珠个数,电源给LED灯珠进行供电;如果自然光照强度高于设定的触发值时,光敏电阻增大,控制器发出断开控制信号,电源停止供电,LED停止工作,系统待机。本发明的有益效果为:采用每颗0.5W的大功率超高亮度白光LED灯,在完全无环境光照明的情况下,可令摄像系统拍摄到清晰的车牌图像。对人眼无刺激,不影响行车安全。光斑均匀,发光亮度连续可调。功耗低,只有6W,效率高。白天与日光叠加使用和夜间独立对车牌照明可以兼容。

Description

一种智能LED补光灯及实现方法
技术领域
本发明涉及LED补光灯照明,属电子信息领域,具体涉及一种智能LED补光灯及实现方法。
背景技术
夜间为了拍摄运动中的车辆,需设定摄像机的快门速度有限,由于环境光线相对较弱无法满足牌照识别需求,一般都需要增加补光设备。有些系统采用电子闪光灯、卤素灯等户外照明设备,这种方式的缺点是功率大、使用寿命短,而且太强的光照在夜间干扰司机的视觉,存在安全隐患。
由于近年来互联网科技、硬软件结合的科技、自动控制等科技的飞速发展,智能设备及建筑的结合越来越迅猛。然而,就目前而言,国内外大多数的智能家具与智能建筑存在效率低、能耗高的现象。就智能交通建筑的监控补光灯系统来说,为了能够在夜晚或者在光线不足的情况下可以完美的呈现监控画面,基本上所有的监控补光灯经常是从早到晚开着的,不管光线是否充足。或者,当自然条件下的光线强度可以满足需求时,监控的补光灯反而是打开着的,反之,当自然条件下光照度不足以满足监控的需求时,补光灯的补光强度却不能够达到监控所需的补光需求。这种监控补光方式,在造成巨大的能源浪费的同时,而且还不能满足监控的最基础的要求,而且还会对市民的实力造成影响。
新世纪强调的是走可持续发展的道路,因此,所有的城市在建设的时候都将节能减排作为一项重要指标。
在中华人民共和国经济和社会发展的计划中,交通、安防监控等方面的节能也被提上发展日程,推广更加实用更加先进的节能产品,传播先进的节能理念,进一步完善节能减排的法律法规。在环保无污染,绿色健康的理念思想下,“节约能源、减少排量”已经成为我国安全防控监控系统的明确规定及需求。我们将会更加关注能源的节省和使用要求上的简便,以能够满足人类个性化智能化的要求。因此,为了能够达到在不同环境和工作需要的前提下,结合简单方便,稳固高效于一体的智能化监控补光灯系统已经成为现下城市安防建设不可或缺的重要环节。
然而,目前大多数监控系统依靠的是街道路灯或者普通的照明灯作为摄像光源,但是由于这些并不是专门针对监控所设的光源,所以效果并不好,因此近年来逐步有商家在监控中安装LED做为补偿光源。就是用特定的光源对某些由于缺乏光照度的设备对象进行灯光补偿的一种照明器材。对光照进行补偿主要靠两种方法,直接对被照对象进行光线补偿,或者间接的进行光线补偿。本篇文章研究的技术是后一种光线补偿方式。由于最近几年LED产业的飞速发展,在补光灯的运用中LED占据越来越重要的地位。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,而提供一种智能LED补光灯及实现方法。LED补光灯正好克服了以上缺点,它属于冷光源,发热少、效率高,寿命可达80000小时。近年来,白光LED技术得到迅速发展,由于其具有节能高效、供电安全、控制简单、小巧轻便的特点,在白光LED的基础上,研究开发出LED频闪智能车牌补光灯。该补光灯采用视频同步的脉冲控制技术,光源发光与摄像机的电子快门同步,只在曝光时刻发光。这种技术显著提高了LED的发光效率(至少5倍),大大降低器件的功耗,增加LED的寿命。另外,在补光灯内部采用新型低热阻材料与LED器件紧密结合,快速、有效地降低器件温度。LED灯的发光频率50HZ,人眼无闪烁感,且光线柔和、不刺眼,夜间不会影响司机视觉。该补光灯可与各种摄像机配套使用,能应用于抓拍或检测车牌的系统中,如停车场、收费站、电子警察、治安卡口、移动稽查、监控等系统。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种智能LED补光灯及实现方法,选用若干LED灯珠作为补光灯光源,当光敏电阻器受到自然光照射时,会返回一个值,如果低于设定的值时,会发出相应的信号,根据相应变化改变亮的LED灯珠个数,电源给LED灯珠进行供电;如果自然光照强度高于设定的触发值时,光敏电阻增大,控制器发出断开控制信号,电源停止供电,LED停止工作,系统待机。
本发明的有益效果为:
1.采用每颗0.5W的大功率超高亮度白光LED灯,在完全无环境光照明的情况下,可令摄像系统拍摄到清晰的车牌图像。
2.对人眼无刺激,不影响行车安全。
3.光斑均匀,发光亮度连续可调。
4.功耗低,只有6W,效率高。
5.可昼夜常亮,寿命长。
6.带可调光感开关,可以设置不同暗度下开启补光。
7.白天与日光叠加使用和夜间独立对车牌照明可以兼容。
8.白天可平抑逆光,夜间可压制车大灯眩光。
9.补光与控制在一个灯板上,安装调试方便,可直接装在多款摄像机防护罩(如亚安4512等)里,且可与多种CCD摄像机匹配。
附图说明
图1为本发明的结构方框示意图。
图2为本发明的单片机控制回路流程图。
图3为本发明的内部组成方框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步阐述,实施例将帮助更好地理解本发明,但本发明并不仅仅局限于下述实施例。
整体设计理念结构框图如图1所示,这种智能LED补光灯及实现方法,选用若干LED灯珠作为补光灯光源,当光敏电阻器受到自然光照射时,会返回一个值,如果低于设定的值时,会发出相应的信号,根据相应变化改变亮的LED灯珠个数,电源给LED灯珠进行供电;如果自然光照强度高于设定的触发值时,光敏电阻增大,控制器发出断开控制信号,电源停止供电,LED停止工作,系统待机。
所谓补光灯,就是用特定的光源对某些由于缺乏光照度的设备或植物进行灯光补偿的一种照明器材。LED补光灯具有如下的显著优点:
1.寿命长。LED补光灯由发光二极管组成,理论上的使用寿命长达几万小时。
2.能耗低。LED灯比传统的白炽灯、荧光灯、金卤灯等,在相同的亮度下能节约一半以上的能源。
3.结构单一,抗震动和耐冲击力强。LED芯片封装在坚硬的外壳中,固定很牢靠,具有很好的稳固性。
4.体积小。LED灯具体积小巧,设计灵活,可以根据室外的设计需求随时改变灯具模式,而且运输安装方便。
5.受电压波动影响小。LED受电压波动的影响很小,可靠性很高。
6.独特的冷光特性。发光二极管的特性决定LED灯具不用担心因为长时间的使用从而使灯具的外壳高温变形,从而间接的提高了LED灯具的使用寿命。
随着近年来智能系统的发展,越来越多的产品和智能化相结合,智能化是科学技术在发展进程中靠先进信息技术与工业及建筑等艺术不断完美结合的一个过程,智能化带给人们生活的变化是日新月异有目共睹的。而且智能化的LED补光灯能够有效的节约电力资源,并且极大的提高LED补光灯的使用寿命。智能LED补光灯是时代的产物,智能LED补光灯是必然会取代传统式的补光灯,而且还会得到更加长足的发展。
设计中的补光灯主要是用于城市安全防控监控系统中进行监控摄像等工作的,因此对于系统整体的稳定性、牢固性、抗震性以及在可能的恶劣环境中的能力都有很高的要求。
系统设计器材选取:
首先选取合适的发光二极管作为这次设计的补光灯光源;拟采用能耗小,环保无污染,体积小巧,稳定性强等优点的LED灯珠。
其次,电源的选取。根据选择的LED光源设计选取合适的能够提供高效稳定电压的驱动电源。由于本次设计的LED灯珠只有10个,对于电压的要求并不高,故而选用四节五号电池盒作为驱动电源。
然后,单片机控制电路的设计与选取。该设计完成后需要达到的要求对于单片机来说并不高,也不难设计,不过对于单片机的稳定可靠性有一点的需求,因此此次单片机选用了低功耗、高性能的AT89S52。
系统工作原理:当光敏电阻器受到自然光照射时,会返回一个值,如果低于设定的值时,会发出相应的信号,根据相应变化改变亮的灯珠个数,电源给LED灯珠进行供电。如果自然光照强度高于设定的触发值时,光敏电阻增大,控制器发出断开控制信号,电源停止供电,LED停止工作,系统待机。
LED补光灯的控制电路
对于本设计而言,只需用到小型的微控制单元(Microcontroller Unit)就足以胜任设计的全部需求。另外为了不造成器件的浪费和程序过程的冗余,AT89S52型单片机具有低能耗,稳定性强,性能高等优点,特选择单片机作为本系统的控制中心。
控制系统部分整体流程图如图2所示,内部组成方框图如图所3示。
部分重要引脚功能介绍:
VCC:接电源端
GND:接地端
P0端口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口,作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。
P1口:P1口是一个具有内部上拉电阻8位双向I/O,P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平,在Flash编程和校验时,P1口接收8位地址字节。
P2口:P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平,在Flash编程和校验时,P2口也接受高8位地址字节和一些控制信号。
P3口:P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平,P3口也接受一些控制信号。
RET:复位输出。
XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。
1.LED补光灯的组成:发光体(也称灯珠)、透镜、电源、控制电路板、外壳、电线等六部分组成。
2.LED补光灯的技术参数
1.夜间抓拍有效距离80-100m
2.LED色温:5500K-7500K
3.照明角度:20°
4.工作电压:220V(12VDC)。
5.功耗:5~6W
6.存放温度:-40℃~+80℃
7.工作温度:-30℃~+70℃
8.相对湿度:5%~90%
9.使用寿命:采用原装进口LED芯片,寿命可达80000小时左右
10.YA4512防护罩尺寸:37.6cm(长)×13.6cm(宽)×10.35(高)
实验数据
实验数量 LED色温 使用寿命 功耗:5~6W
1 6500K 80000小时 5.1W
2 6800K 79000小时 5.3W
3 7200K 78000小时 5.1W
4 6900K 80000小时 5.2W
5 6500K 78000小时 5.0W
6 5600K 80000小时 4.9W
7 6100K 79000小时 5.0W
8 7300K 81000小时 5.4W
9 7500K 80000小时 5.1W
10 6500K 79000小时 5.1W
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种智能LED补光灯及实现方法,其特征在于:选用若干LED灯珠作为补光灯光源,当光敏电阻器受到自然光照射时,会返回一个值,如果低于设定的值时,会发出相应的信号,根据相应变化改变亮的LED灯珠个数,电源给LED灯珠进行供电;如果自然光照强度高于设定的触发值时,光敏电阻增大,控制器发出断开控制信号,电源停止供电,LED停止工作,系统待机。
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