CN110248442A - 一种灯光控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效节能的灯光控制装置，其特征在于：所述控制装置包括控制模块，驱动模块，发光组件，雨量检测模块；所述雨量检测模块与控制模块连接，所述控制模块与驱动模块连接；控制模块接收雨量检测模块发送的降水量，并根据该降水量生成相应的驱动信号用以调节发光组件的发光亮度，驱动模块接收该驱动控制信号并驱动与其连接的发光组件发光；所述调节过程包括：当降水量小于等于预设阈值时，发光亮度随着降水量的增加而增加；当降水量大于预设阈值时，控制模块控制驱动模块熄灭发光组件。本发明可以在改善灯光呈现效果的同时兼顾绿色环保的优点，结构简单，控制方便；并且还配备了相应的雨量检测模块来进一步提高系统的可靠性和稳定性。

Description

一种灯光控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及照明技术领域，尤其涉及基于降水量进行灯光控制的装置及其方法，尤其适用于LED广告灯。

背景技术

随着照明技术的发展，各类灯具在户外被广泛使用，以满足各种照明场景的需要，其中，LED凭借高效、节能、安全、耐用、环保的优势得到了极大的推广。其中，具有媒体传播特性的LED广告灯由于其令人赏心悦目的广告内容兼具照明功能，能够很好地点缀城市夜景，具有极大的商业价值以及社会公益价值，因此得到了广泛的应用，成为了城市一道亮丽的风景线。

但是，这些灯具的使用也不可避免的带来灯光污染以及能源浪费的问题。并且现有技术中的户外灯具在控制方面还存在许多不尽人意的地方，例如现有LED广告灯箱通常是采用回路断电的方式对整体线路进行简单的控制。这种控制方式存在许多的缺点，灯组的光强是一定的，然而当存在阴雨天气时，是需要根据不同下雨场景进行适应性的亮度调整的，使人们可以清晰的看到广告媒体想要宣传的广告内容；并且在一定的场景下是可以关闭广告灯光来提高能源效率的，减少不必要的电力浪费。但现有的LED广告灯几乎都没有涉及到关于亮度与降水量的控制关系，还存在着很大的改进空间，例如，如何在阴雨天气对广告灯的呈现效果以及节能环保进行针对性的设计就是当前的一大空白区域。

此外，现有的降雨量检测装置中，成本和检测精度是两个难以兼得的要素，当检测精度提高了，成本也相应提高，会使得最终的产品定价偏高，难以大规模推广到广阔的照明市场；而低成本的雨量检测装置由于精度不够又难以用于实现照明的准确控制。因此，如何针对广告灯设计匹配的雨量检测装置以满足实际应用也是迫切需要解决的一大难题。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提出了一种高效节能的灯光控制装置及其控制方法，可应用于各类户外灯具的照明控制中，包括LED广告灯，实现了在改善灯光呈现效果的同时兼顾绿色环保的优点，结构简单，控制方便。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种灯光控制装置，其特征在于：所述控制装置包括控制模块，驱动模块，发光组件，雨量检测模块；所述雨量检测模块与控制模块连接，所述控制模块与驱动模块连接；控制模块接收雨量检测模块发送的降水量，并根据该降水量生成相应的驱动信号用以调节发光组件的发光亮度，驱动模块接收该驱动控制信号并驱动与其连接的发光组件发光；

所述调节过程包括：当降水量小于等于预设阈值时，发光亮度随着降水量的增加而增加；当降水量大于预设阈值时，控制模块控制驱动模块熄灭发光组件。

进一步的，所述发光组件包括若干个LED灯组。

进一步的，所述控制模块还连接有设置模块，包括：1)与控制模块连接的按键或者触摸屏，用于用户输入设置信息；或者2)无线通信模块，用于接收远程终端发送的设置信息。所述控制模块还包括传感器扩展模块，用于连接亮度传感器和/或车流传感器。

本发明还提出了一种相适配的雨量检测模块，所述雨量检测模块包括：雨量采集筒，支撑平台，常闭电磁阀，电磁阀控制器；雨量采集筒位于支撑平台上，支撑平台的支撑平面下贴设有压力传感器，用于检测采集筒重量，并将检测结果传输给控制模块；雨量采集筒的侧壁具有一出水管，出水管的出水路径上设置有一常闭型电磁阀，控制模块输出阀门值给电磁阀控制器以逐级控制电磁阀的阀门大小，进而控制流速。

进一步的，所述雨量筒包括上半部分中空的第一柱体以及下半部分的倒“凹”字形的第二柱体，二者紧密连接形成一用于收集雨水的容器；第二柱体的上方为一敞开口，并且和第一柱体的中空通道相连，第二柱体的下方密闭。所述出水管位于第一柱体的侧壁，所述第一柱体的上方设置有一镂空的防护网。

进一步的，凹字形的两个尖端底部通过橡胶塞或者瓶盖来进行密闭。

本发明还提出了一种基于上述的灯光控制装置的灯光控制方法，其特征在于，所述灯光控制方法包括如下步骤：

S1、控制模块基于压力传感器的检测结果确定降水量，并且根据该降水量信息生成相应的驱动信号用以调节发光组件的发光亮度，所述发光亮度随着降水量的增加而增加；

S2、当压力值大于第一阈值时，控制模块通过电磁阀控制器控制电磁阀打开，确定并记录使压力值能够维持在第一阈值以下的阀门值；

S3、控制模块基于当前压力传感器的检测结果和阀门值共同确定降水量，并且根据该降水量信息生成相应的驱动信号用以调节发光组件的发光亮度，所述发光亮度仍然随着降水量的增加而增加；

S4、当阀门值位于设定的最大阀门值，且压力值大于第一阈值时，控制模块控制驱动模块熄灭发光组件。

其中，在步骤S1前还可以包括一自检步骤：

A1、定期启动自检程序，当在一预定时间内电磁阀处于关闭、压力值F1不增加时进入自检程序，否则退出自检程序；

A2、在自检程序执行期间，当亮度传感器检测到亮度超过设定阈值，并且雨量检测模块检测的降水量为0时，控制器获取当前压力传感器的检测值，当该检测值大于第二阈值时，控制器向远程终端发出告警，通知维护人员进行雨量采集筒维护。

本发明的灯光控制装置填补了现有照明控制领域的技术空白，通过在阴雨天气开启户外广告灯并且随着降雨量的变大而逐渐增大发光灯组的亮度，从而确保所要呈现的广告内容的清晰度和可阅读性；更进一步地，在雨量太大使得即使增大亮度、LED灯所投射的内容对于马路上的司机/行人依然难以阅读时，将发光灯组进行关闭，从而避免了不必要的电力资源浪费。

本发明还提出了相适配的新型雨量检测装置，可以辅助用于进一步提高控制系统的稳定性和可靠性：通过在雨量采集筒下部设置凹字型底部使得灰尘杂质可以沉积，并且通过在晴朗天气定期执行自检，当堆积的灰尘杂志过多时，所述控制系统能够自动向远程终端发出告警，用于提醒维护人员进行雨量采集筒维护。此外，还设置了一流速可变的出水口来泄流，使得采集筒不用设置太大也能检测多个级别的雨量，实现了小型化与检测精度的兼容。并且出水管设置位置高于杂质沉积部，避免了杂质在出水管中沉积造成出水管阻塞。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明一实施例提供的灯光控制装置的电路示意图；

图2为本发明一实施例提供的雨量检测模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明填补了现有照明控制领域的技术空白，其构思主要在于：户外能见度随着雨量增加而逐步降低，此时的广告灯可以开启并随着降雨量的变大而逐渐增大发光灯组的亮度，从而确保所要呈现的广告内容的清晰度和可阅读性；而由于LED的穿透性有限，当雨量太大使得即使增大亮度、LED灯所投射的内容对于马路上的司机/行人依然难以阅读，通过将其进行关闭，从而避免了不必要的电力资源浪费。本发明还提出了相适配的新型雨量检测装置，将在后文进行阐述。

以下结合图1对本发明的装置进行阐述。如图1所示，本发明提出了一种高效节能的灯光控制装置，包括：控制模块，驱动模块，发光组件，雨量检测模块；所述雨量检测模块与控制模块连接，所述控制模块与驱动模块连接；控制模块接收雨量检测模块发送的降水量信息，并根据该降水量信息生成相应的驱动信号用以调节发光组件的发光亮度，驱动模块接收该驱动控制信号并驱动与其连接的发光组件发光；

所述调节过程包括：在发光组件开启的情况下，当降水量小于等于预设阈值D0时，发光亮度随着降水量的增加而增加；当降水量大于预设阈值D0时，控制模块控制驱动模块熄灭发光组件。

其中，所述装置能够被应用于户外广告灯；所述发光组件包括若干个LED灯组。

更进一步的，所述控制模块还连接有设置模块，包括：1)与控制模块连接的按键或者触摸屏，用于用户输入设置信息；或者2)无线通信模块，用于接收远程终端发送的设置信息。所述设置信息包括调光曲线、阈值信息、电磁流量阀控制参数等其他控制参数。

如图1所示，所示控制模块还包括传感器扩展模块，可实施为USB接口、串口等通讯接口。所述通讯接口用于根据需要连接对应的传感器模块，包括：1)亮度传感器，控制器相应地还根据检测的外界亮度信息进行调节，在白天光线充足时关闭发光灯组，在光线不足时开启发光灯组；2)车流传感器，控制器相应地根据检测到的车流信息控制发光灯组的开启和关闭。

此外，所述雨量检测模块还定期执行自校准：在校准周期内，当亮度传感器检测到亮度超过设定阈值T0，并且雨量检测模块检测的降水量为0时，控制器将当前检测装置的传感器值作为修正值；在校准周期外，控制器通过将雨量检测模块检测的降水量值考虑了该修正值来校准得到真实的降水量值。这种修正方式，以最小的成本保证了检测模块的准确性。

如图2所示，其为本发明一实施例提供的雨量检测模块，包括雨量采集筒1-2，支撑平台3，常闭电磁阀4，电磁阀控制器以及压力信号采集单元。所述雨量筒包括上半部分中空的柱体1(例如圆柱、正方体、长形体)以及下半部分的倒“凹”字形的柱体2，二者紧密连接形成一用于收集雨水的容器；柱体2的上方为一敞开口，并且和柱体1的中空通道相连；柱体2的下方密闭，两个尖端用于沉积灰尘等杂质；柱体1的上方可设置有一镂空的防护网，用于防止高空落物。并且，凹字形的两个尖端底部为一可活动的开口，所述开口通过橡胶塞或者瓶盖来进行密闭，在需要时打开，便于清理杂质。

柱体2的凹字中部置于一支撑平台3上，支撑平台3的支撑平面下贴设有压力传感器，用于检测采集筒重量；压力信号采集单元输入端连接至压力传感器的输出端，压力信号采集单元的输出端连接至控制模块，用于向控制模块传输采集的压力值F1。

柱体1的侧壁具有一出水管，出水管的出水路径上设置有一常闭型电磁阀4，控制模块通过输出阀门值F2(即阀门控制信号)给电磁阀控制器以逐级控制电磁阀的阀门大小，进而控制流速；控制模块在输出阀门值F2时，同时记录该阀门值F2，阀门值F2越大流速越快。

通过设置凹字型底部使得灰尘杂质可以沉积，并且通过自校准，周期性地获得压力传感器的修正值，该修正值即补偿了被沉积杂志带来的影响，提高了检测准确性；并且可以在该修正值异常时发出告警，用于提醒维护人员进行雨量采集筒维护。另外，通过设置一流速可变的出水口来泄流，使得采集筒不用设置太大也能检测多个级别的雨量，实现了小型化与检测精度的兼容。

以下对基于图1和图2的控制装置的灯光控制方法进行阐述。所述方法基于降雨量的检测，对现有发光组件发光的状态进行了进一步的完善控制，提高了发光效率，节约了能源。所述灯光控制方法包括：

S1、控制模块基于压力传感器的检测结果确定降水量，并且根据该降水量信息生成相应的驱动信号用以调节发光组件的发光亮度，所述发光亮度随着降水量的增加而增加。由于雨量较小时，采集筒的容积足够进行雨量检测，此时阀门处于常闭状态，控制模块获得单位时间内检测平台3中的压力传感器的检测值F1的变化即能准确地反映降水量△F1/△t，所述发光亮度DIM可以表示为DIM＝K1*(△F1/△t)，K1＞1。

S2、当压力值大于第一阈值D1时，控制模块通过电磁阀控制器控制电磁阀4打开，确定并记录使压力值能够维持在第一阈值D1以下的阀门值F2。其中，控制模块先打开电磁阀的最大值，然后采用逐次逼近法以逼近最合适的阀门值F2。当降水量大于采集筒能承载的计算量时，通过打开电磁阀4进行泄流，由于阀门值F2越大流速愉快，因而压力值F1和阀门值F2二者共同与降水量正相关，显然能够基于此时的压力值F1和阀门值F2来共同确定降水量。

S3、控制模块基于当前压力传感器的检测结果F1和阀门值F2共同确定降水量，并且根据该降水量信息生成相应的驱动信号用以调节发光组件的发光亮度，所述发光亮度仍然随着降水量的增加而增加。由于压力值F1和阀门值F2二者共同与降水量正相关，为了减少计算量，所述发光亮度DIM可以简化表示为：DIM＝K1*(△F1/△t)+K2*F2*F2，其中K2＞1，并且F2大于1。

S4、当阀门值位于设定的最大阀门值，且压力值大于第一阈值D1时，控制模块控制驱动模块熄灭发光组件。其中，阀门值位于最大阀门值，且压力值大于第一阈值D1时，说明降水量已经超过了系统设置的最大计算值，也即表征降水量大于预设阈值D0，此时能见度较差，增加亮度也难以提高广告标志的可读性，广告灯已经没有开启的必要，因而对其进行关闭以节约能源。

所述灯光控制方法还可以在布置S1前插入一个自检步骤：

A1、定期启动自检程序，当在一预定时间内，例如20分钟内，电磁阀处于关闭、压力值F1不增加时进入自检程序，否则退出自检程序；

A2、在自检程序执行期间，当亮度传感器检测到亮度超过设定阈值T0，并且雨量检测模块检测的降水量为0时，控制器获取当前压力传感器的检测值F1，当F1大于第二阈值D2时，控制器向远程终端发出告警，通知维护人员进行雨量采集筒维护。其中D2＜D1，优选地，D2＝0.3*D1。

当无雨状态下获得的压力值过大时，说明筒内杂质过多，需要清理维护。本发明的雨量筒设置了杂质沉积部，并且出水管是设置在柱体1上，高于杂质沉积部，避免了杂质在出水管中沉积造成出水管阻塞；并且还设置了自检模块，以准确获得关键部件——雨量采集筒的状态，极大地提高了系统可靠性和稳定性。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种高效节能的灯光控制装置，其特征在于：所述控制装置包括控制模块，驱动模块，发光组件，雨量检测模块；所述雨量检测模块与控制模块连接，所述控制模块与驱动模块连接；控制模块接收雨量检测模块发送的降水量，并根据该降水量生成相应的驱动信号用以调节发光组件的发光亮度，驱动模块接收该驱动控制信号并驱动与其连接的发光组件发光；

所述调节过程包括：当降水量小于等于预设阈值时，发光亮度随着降水量的增加而增加；当降水量大于预设阈值时，控制模块控制驱动模块熄灭发光组件。

2.如权利要求1所述的灯光控制装置，其特征在于，所述发光组件包括若干个LED灯组。

3.如权利要求1所述的灯控装置，其特征在于，所述控制模块还连接有设置模块，包括：1)与控制模块连接的按键或者触摸屏，用于用户输入设置信息；或者2)无线通信模块，用于接收远程终端发送的设置信息。

4.如权利要求1所述的灯光控制装置，其特征在于，所述控制模块还包括传感器扩展模块，用于连接亮度传感器和/或车流传感器。

5.如权利要求1-4任一项所述的灯光控制装置，其特征在于，所述雨量检测模块包括：雨量采集筒，支撑平台，常闭电磁阀，电磁阀控制器；雨量采集筒位于支撑平台上，支撑平台的支撑平面下贴设有压力传感器，用于检测采集筒重量，并将检测结果传输给控制模块；雨量采集筒的侧壁具有一出水管，出水管的出水路径上设置有一常闭型电磁阀，控制模块输出阀门值给电磁阀控制器以逐级控制电磁阀的阀门大小，进而控制流速。

6.如权利要求5所述的灯光控制装置，其特征在于：所述雨量筒包括上半部分中空的第一柱体以及下半部分的倒“凹”字形的第二柱体，二者紧密连接形成一用于收集雨水的容器；第二柱体的上方为一敞开口，并且和第一柱体的中空通道相连，第二柱体的下方密闭。

7.如权利要求6所述的灯光控制装置，其特征在于：所述出水管位于第一柱体的侧壁，所述第一柱体的上方设置有一镂空的防护网。

8.一种户外广告灯，包括权利要求1-7任一项所述的灯光控制装置。

9.一种基于权利要求5-7所述的灯光控制装置的灯光控制方法，其特征在于，所述灯光控制方法包括如下步骤：

S1、控制模块基于压力传感器的检测结果确定降水量，并且根据该降水量信息生成相应的驱动信号用以调节发光组件的发光亮度，所述发光亮度随着降水量的增加而增加；

S2、当压力值大于第一阈值时，控制模块通过电磁阀控制器控制电磁阀打开，确定并记录使压力值能够维持在第一阈值以下的阀门值；

S3、控制模块基于当前压力传感器的检测结果和阀门值共同确定降水量，并且根据该降水量信息生成相应的驱动信号用以调节发光组件的发光亮度，所述发光亮度仍然随着降水量的增加而增加；

S4、当阀门值位于设定的最大阀门值，且压力值大于第一阈值时，控制模块控制驱动模块熄灭发光组件。

10.如权利要求9所述的灯光控制方法，其特征在于，在步骤S1前还包括一自检步骤：

A1、定期启动自检程序，当在一预定时间内电磁阀处于关闭、压力值F1不增加时进入自检程序，否则退出自检程序；

A2、在自检程序执行期间，当亮度传感器检测到亮度超过设定阈值，并且雨量检测模块检测的降水量为0时，控制器获取当前压力传感器的检测值，当该检测值大于第二阈值时，控制器向远程终端发出告警，通知维护人员进行雨量采集筒维护。