CN107018607A - 一种路灯照明节能控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种路灯照明节能控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种路灯照明节能控制系统及其控制方法，包括光照传感器、红外测速仪、噪声传感器、智能控制器和路灯，光照传感器、红外测速仪和噪声传感器均连接到智能控制器，智能控制器通过路灯驱动电路连接到路灯。本发明通过光照传感器、红外测速仪、噪声传感器、智能控制器和路灯构成的路灯控制系统对路灯的亮度进行控制，通过采集的光照传感器、以及车辆情况和噪声大小进行路灯亮度大小的进行模糊控制，通过各种传感设备的采集信息作为模糊输入参考量，进行模糊逻辑分析，智能控制路灯照明等级，达到节能智能照明的目的，从而避免亮度过大造成的能源浪费，实现更加节能，控制更加精确，本发明还具有控制简单、成本低的特点。

Description

一种路灯照明节能控制系统及其控制方法
技术领域
本发明属于路灯控制设备领域，具体涉及一种路灯照明节能控制系统及其控制方法。
背景技术
传统的单一控制型路灯后半夜电力浪费严重的问题，尤其快速路段和偏远路段。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种路灯照明节能控制系统及其控制方法，以解决单一控制型路灯后半夜电力浪费严重的问题。
本发明采取的技术方案为：一种路灯照明节能控制系统，包括光照传感器、红外测速仪、噪声传感器、智能控制器和路灯，光照传感器、红外测速仪和噪声传感器均连接到智能控制器，智能控制器通过路灯驱动电路连接到路灯。
一种路灯照明节能控制系统的控制方法，该方法为：系统上电后开始运行，首先进行参数初始化，照度传感器检测路面照度信息并将采集到的数据信息上传到系统，系统根据模糊规则判断路面照度是低于安全亮度，如果低于安全亮度则系统自动调整路灯到微暗范围；如果检测到路面照度符合微暗范围，则开启红外测速传感器采集道路是否存在车辆速度信号并上传至系统，如果没有检测到信号则重复检测信号；如果检测到信号则根据道路噪声值大小提高路灯亮度到中级亮度（LB）或满亮度（LH）保证行驶时的交通安全，路灯提高亮度后，红外检测仪继续检测路面是否存在速度信号，如果有则保持路灯照明亮度；如果没有检测到信号则降低亮度为（LM）进入下一循环。
模糊规则判断方法包括以下步骤：
（1）通过光照传感器、红外测速仪和噪声传感器分别采集自然光照度、路面车辆速度信号以及道路噪声等级；
（2）将自然光照度、路面车辆速度信号以及道路噪声等级作为模糊控制算法的输入量，将输入量进行模糊化；
（3）模糊化的自然光照度、路面车辆速度信号以及道路噪声等级的输入量输入到智能控制器中的模糊推理机的模糊控制算法，采用模糊规则库进行计算；
（4）通过模糊控制算法计算后将计算值进行解模糊计算获得精确量的路灯亮度大小等级输出。
步骤（1）中自然光照度照度的论域为[0，40]，模糊化分四个模糊集，分别为：（1）PH：过亮，照度值超过 30Lux，（2）PB：适中，照度值在 15-30Lux 之间，（3）PM 微暗，照度值在5-15Lux 之间，（4）PL：过暗，照度值在 0-5Lux。
步骤（1）中路面车辆速度信号的论域为[0，24]，模糊化分两个模糊集，分别为：（1）Y：有运动的人或车辆，运动传感器信号电压≥12V，（2）N：无运动的人或车辆，运动传感器信号电压≤12V。
步骤（1）中道路噪声等级论域为[0，100]，模糊化分为两个模糊集，分别为：（1）B：噪声高，噪声值大于等于55dB，（2）S:噪声低，噪声值低小于55dB。
步骤（4）中路灯亮度大小等级输出总共分为11个等级，其论域为[0，10]，模糊化分为四个模糊集，分别为：（1）LH：大，路灯调至 8-10级，（2）LB：中，路灯调至 5-7级，（3）LM：微中，路灯调至 2-4 级，LL：小，路灯调至 0-1 级。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过光照传感器、红外测速仪、噪声传感器、智能控制器和路灯构成的路灯控制系统对路灯的亮度进行控制，通过采集的光照传感器、以及车辆情况和噪声大小进行路灯亮度大小的进行模糊控制，通过各种传感设备的采集信息作为模糊输入参考量，进行模糊逻辑分析，智能控制路灯照明等级，达到节能智能照明的目的，从而避免亮度过大造成的能源浪费，实现更加节能，控制更加精确，本发明还具有控制简单、成本低的特点。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：一种路灯照明节能控制系统，包括光照传感器、红外测速仪、噪声传感器、智能控制器和路灯，光照传感器、红外测速仪和噪声传感器均连接到智能控制器，智能控制器通过路灯驱动电路连接到路灯，智能控制器采用DSP处理芯片构成的智能控制器，DSP处理器芯片通过信号调理电路连接到光照传感器、红外测速仪和噪声传感器。
光敏电阻作为光照传感器，当光敏电阻检测到光照信号时，其电阻阻值随光照强度的改变而改变，电路中的电流也随之变化，变化的信号经过运算放大器处理，在进行A/D转换成数字信号，送入微处理器进而控制路灯通断。
红外测速仪的汽车测速原理图，当被测物挡住传感器时，红外接收与处理装置无法接收到频率信号，这时输出A为低电平、输出B为高电平，输出Y为高电平，则计数器开始计数，当被测物继续行驶遮住第二个红外传感器，输出B为低电平，则输出Y变为低电平，计数结束，即得到物体通过该传感器两个探头的时间。
实施例2：一种路灯照明节能控制系统的控制方法，该方法为：系统上电后开始运行，首先进行参数初始化，照度传感器检测路面照度信息并将采集到的数据信息上传到系统，系统根据模糊规则判断路面照度是低于安全亮度，如果低于安全亮度则系统自动调整路灯到微暗范围；如果检测到路面照度符合微暗范围，则开启红外测速传感器采集道路是否存在车辆速度信号并上传至系统，如果没有检测到信号则重复检测信号；如果检测到信号则根据道路噪声值大小提高路灯亮度到中级亮度（LB）或满亮度（LH）保证行驶时的交通安全，路灯提高亮度后，红外检测仪继续检测路面是否存在速度信号，如果有则保持路灯照明亮度；如果没有检测到信号则降低亮度为（LM）进入下一循环。
模糊规则判断方法包括以下步骤：
（1）通过光照传感器、红外测速仪和噪声传感器分别采集自然光照度、路面车辆速度信号以及道路噪声等级；
（2）将自然光照度、路面车辆速度信号以及道路噪声等级作为模糊控制算法的输入量，将输入量进行模糊化；
（3）模糊化的自然光照度、路面车辆速度信号以及道路噪声等级的输入量输入到智能控制器中的模糊推理机的模糊控制算法，采用模糊规则库进行计算；
（4）通过模糊控制算法计算后将计算值进行解模糊计算获得精确量的路灯亮度大小等级输出。
步骤（1）中自然光照度照度的论域为[0，40]，模糊化分四个模糊集，分别为：（1）PH：过亮，照度值超过 30Lux，（2）PB：适中，照度值在 15-30Lux 之间，（3）PM 微暗，照度值在5-15Lux 之间，（4）PL：过暗，照度值在 0-5Lux。
步骤（1）中路面车辆速度信号的论域为[0，24]，模糊化分两个模糊集，分别为：（1）Y：有运动的人或车辆，运动传感器信号电压≥12V，（2）N：无运动的人或车辆，运动传感器信号电压≤12V。
步骤（1）中道路噪声等级论域为[0，100]，模糊化分为两个模糊集，分别为：（1）B：噪声高，噪声值大于等于55dB，（2）S:噪声低，噪声值低小于55dB。
步骤（4）中路灯亮度大小等级输出总共分为11个等级，其论域为[0，10]，模糊化分为四个模糊集，分别为：（1）LH：大，路灯调至 8-10级，（2）LB：中，路灯调至 5-7级，（3）LM：微中，路灯调至 2-4 级，LL：小，路灯调至 0-1 级。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种路灯照明节能控制系统，其特征在于：包括光照传感器、红外测速仪、噪声传感器、智能控制器和路灯，光照传感器、红外测速仪和噪声传感器均连接到智能控制器，智能控制器通过路灯驱动电路连接到路灯。
2.根据权利要求1所述的一种路灯照明节能控制系统的控制方法，其特征在于：系统上电后开始运行，首先进行参数初始化，照度传感器检测路面照度信息并将采集到的数据信息上传到系统，系统根据模糊规则判断路面照度是低于安全亮度，如果低于安全亮度则系统自动调整路灯到微暗范围；如果检测到路面照度符合微暗范围，则开启红外测速传感器采集道路是否存在车辆速度信号并上传至系统，如果没有检测到信号则重复检测信号；如果检测到信号则根据道路噪声值大小提高路灯亮度到中级亮度（LB）或满亮度（LH）保证行驶时的交通安全，路灯提高亮度后，红外检测仪继续检测路面是否存在速度信号，如果有则保持路灯照明亮度；如果没有检测到信号则降低亮度为（LM）进入下一循环。
3.根据权利要求2所述的一种路灯照明节能控制系统的控制方法，其特征在于：模糊规则判断方法包括以下步骤：
（1）通过光照传感器、红外测速仪和噪声传感器分别采集自然光照度、路面车辆速度信号以及道路噪声等级；
（2）将自然光照度、路面车辆速度信号以及道路噪声等级作为模糊控制算法的输入量，将输入量进行模糊化；
（3）模糊化的自然光照度、路面车辆速度信号以及道路噪声等级的输入量输入到智能控制器中的模糊推理机的模糊控制算法，采用模糊规则库进行计算；
（4）通过模糊控制算法计算后将计算值进行解模糊计算获得精确量的路灯亮度大小等级输出。
4.根据权利要求3所述的一种路灯照明节能控制系统的控制方法，其特征在于：步骤（1）中自然光照度照度的论域为[0，40]，模糊化分四个模糊集，分别为：（1）PH：过亮，照度值超过 30Lux，（2）PB：适中，照度值在 15-30Lux 之间，（3）PM 微暗，照度值在5-15Lux 之间，（4）PL：过暗，照度值在 0-5Lux。
5.根据权利要求3所述的一种路灯照明节能控制系统的控制方法，其特征在于：步骤（1）中路面车辆速度信号的论域为[0，24]，模糊化分两个模糊集，分别为：（1）Y：有运动的人或车辆，运动传感器信号电压≥12V，（2）N：无运动的人或车辆，运动传感器信号电压≤12V。
6.根据权利要求3所述的一种路灯照明节能控制系统的控制方法，其特征在于：步骤（1）中道路噪声等级论域为[0，100]，模糊化分为两个模糊集，分别为：（1）B：噪声高，噪声值大于等于55dB，（2）S:噪声低，噪声值低小于55dB。
7.根据权利要求3所述的一种路灯照明节能控制系统，其特征在于：步骤（4）中路灯亮度大小等级输出总共分为11个等级，其论域为[0，10]，模糊化分为四个模糊集，分别为：（1）LH：大，路灯调至 8-10级，（2）LB：中，路灯调至 5-7级，（3）LM：微中，路灯调至 2-4 级，LL：小，路灯调至 0-1 级。
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