CN110260277A - 基于交通检测的自适应照明控制系统 - Google Patents

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董红召
胡文静
王乐恒
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Abstract

基于交通检测的自适应照明控制系统，包括红外传感器，雷达传感器，单片机控制系统，通信模块，计数模块；将路相邻的两个交叉口之间的道路包括道路两侧划分为一个空间整体，一个空间整体内的处于四个端点位置的路灯设有检测行人的红外传感器和检测车辆的雷达传感器；红外传感器和雷达传感器的输出端均连接单片机控制系统，控制路灯的开关；红外传感器向微处理器输出行人靠近信号和行人速度，微处理器根据行人速度计算出本路段的亮灯时间，并开关路灯发；当雷达传感器捕获车辆路过的信号，雷达传感器识别过往车辆的运动方向，并根据车辆速度计算出本路段的亮灯时间，并向发出开启信号，等亮灯时间结束后再发出关闭信号。

Description

基于交通检测的自适应照明控制系统
技术领域
本发明涉及基于交通检测的自适应照明控制系统，属于城市照明设备技术领域，特别涉及城市照明系统。
背景技术
路灯是设置在道路上，为在夜间给过往车辆和行人提供必要能见度的照明设备，路灯可以改善交通条件，减轻驾驶员疲劳，并有利于提高道路通行能力和保证交通安全。伴随着公共事业建设进程的不断推进，公共路灯管理工作受到了广泛的重视。路灯位置固定，分布规律，受建筑物等干扰小，鉴于以上优点，智慧路灯是安置各种传感器的优良载体。但是，在传统路灯管理工作中，路灯大多只能在固定时间内统一开启和关闭，在车流密度和人行密度为0的时间段(如深夜的休息睡眠时间等)，即并没有照明需求的时间段，路灯系统并不能合理调节而是一直保持照明状态。这种方式会造成大量人力和资源的浪费，特别是在半夜过往车辆和行人寥寥无几之时，若仍保持长时间的亮起，无疑是巨大的资源浪费。
故本发明提出基于交通检测的自适应照明控制方法，用于改善这种情况，降低资源的不必要浪费。
发明内容
本发明要克服现有技术以上缺点，提供基于交通检测的自适应照明控制系统。
基于交通检测的自适应照明控制系统，包括红外传感器，雷达传感器，单片机控制系统，通信模块，计数模块；
红外传感器，用于检测是否有人路过路灯的信号；
雷达传感器，用于捕获车辆路过的信号，利用发送与接收信号的频率差，通过公式计算出过往车辆的速度。对参考信号和实际返回的信号进行对比，识别过往车辆的运动方向(远离或靠近)；
单片机控制系统，当接收红外传感器和雷达传感器的返回信号时，单片机控制系统计算路灯照明时长，并及时控制一个空间整体路段所有路灯开启至适合的时间；
通信模块，将一个空间整体内的路灯组成一个可以统一调度的局域网；
计数模块，对进入所划定空间内行人和车辆进行数据采集，记录通过的行人和车辆的数量，是单片机控制系统计算路灯照明时长的参考指标，实现该段路灯开启时间的自适应调整；
将路段按照道路交叉口进行分段，每相邻的两个交叉口之间的道路包括道路两侧划分为一个空间整体，一个空间整体内的处于四个端点位置的路灯设有用于检测行人的红外传感器和用于检测车辆的雷达传感器，该空间整体内的所有路灯进行串联连接，并将单片机控制系统设置在干路上；
红外传感器和雷达传感器的输出端均连接单片机控制系统，路灯的开闭控制端连接单片机控制系统的指令输出端；当红外传感器检测到行人靠近，红外传感器向单片机控制系统输出行人靠近信号和行人速度，单片机控制系统根据行人速度计算出本路段的亮灯时间，并向路灯发出开启信号，等亮灯时间结束后再发出关闭信号；当雷达传感器捕获车辆路过的信号，雷达传感器识别过往车辆的运动方向，并根据车辆速度计算出本路段的亮灯时间，并向发出开启信号，等亮灯时间结束后再发出关闭信号。
本发明的优点是：
1)本发明可以有效节约无照明需求时间段，路灯照明模块仍工作造成的资源浪费。有效调节不同照度需求时，路灯至相应的亮度。
2)本发明可以有效提高路灯完成照明工作的智能程度，减少为完成所需功能人为参与调节的过程。
附图说明
图1是本发明的系统示意图，图中虚线部分是空间整体。
图2是所述路灯的灯头结构示意图，即图1中B部的具体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步描述。
本发明的基于交通检测的自适应照明控制系统，包括红外传感器，雷达传感器，单片机控制系统，通信模块，计数模块。
红外传感器，用于检测是否有人路过路灯的信号；
雷达传感器，用于捕获车辆路过的信号，利用发送与接收信号的频率差，通过公式计算出过往车辆的速度。对参考信号和实际返回的信号进行对比，识别过往车辆的运动方向(远离或靠近)；
单片机控制系统，当接收红外传感器和雷达传感器的返回信号时，单片机控制系统计算路灯照明时长，并及时控制一个空间整体路段所有路灯开启至适合的时间；
通信模块，将一个空间整体内的路灯组成一个可以统一调度的局域网；
计数模块，对进入所划定空间内行人和车辆进行数据采集，记录通过的行人和车辆的数量，是单片机控制系统计算路灯照明时长的参考指标，以此实现该段路灯开启时间的自适应调整；
路段按照道路交叉口进行分段，每相邻的两个交叉口之间的道路包括道路两侧划分为一个空间整体，一个空间整体内的处于四个端点位置的路灯设有用于检测行人的红外传感器和用于检测车辆的雷达传感器，该空间整体内的所有路灯进行串联连接，并将单片机控制系统设置在干路上；
红外传感器和雷达传感器的输出端均连接单片机控制系统，路灯的开闭控制端连接单片机控制系统的指令输出端；当红外传感器检测到行人靠近，红外传感器向单片机控制系统输出行人靠近信号和行人速度，单片机控制系统根据行人速度计算出本路段的亮灯时间，并向路灯发出开启信号，等亮灯时间结束后再发出关闭信号；当雷达传感器捕获车辆路过的信号，雷达传感器识别过往车辆的运动方向，并根据车辆速度计算出本路段的亮灯时间，并向发出开启信号，等亮灯时间结束后再发出关闭信号。
本发明基于交通检测的自适应照明控制系统的使用方法如下：
Sh1、所述路灯系统在外界光照强度过低，需要开启照明系统，但是无人无车状态时，仍处于熄灭状态。
Sh2、当有人进入到某一所述空间整体后，路灯的自适应照明控制系统开始运行，进入工作状态，控制该空间整体的路灯开启或者熄灭，并相应延时照亮某一特定时间。
Sh3、当有车进入某一所述空间整体后，路灯的自适应照明控制系统开始运行，进入工作状态，控制该空间整体的路灯开启或者熄灭，并相应延时照亮某一特定时间。
Sh4、当人或车离开该空间整体，该空间整体的自适应照明控制系统停止工作。
Sh5、当人或车进入下一空间，下一空间重复Sh1开始下一个周期。
如图1所示，为基于交通检测的自适应照明控制系统示意图。虚线内为划分的一个空间整体A，其空间整体内主要包括若干路灯A1、A2......Ai，红外传感器(设于A1、Ai上)，雷达传感器(设于A1、Ai上)，单片机控制系统。
其工作过程为：所述路灯系统在外界光照强度过低，需要开启照明功能，但是无人无车状态时，系统处于工作，路灯处于熄灭状态，系统不断检测路口处传感器工作状态，当有人按如图所设置的方位提示，由西向东进入到空间整体A时，端点路灯A1的红外传感器感应到有人路过的信号，红外线被反射，到达传感器接收头，传感器将这一信号传输给单片机控制系统，同时计数模块对行人的数量进行数据采集，单片机控制系统按照对应的信号输出相应的控制信号，单片机控制系统将信号传递给通信模块，通信模块调度该空间整体的所有路灯，照亮时长参考计数模块记录数据，由单片机控制系统计算决定(人步行速度相差不大，取经验值)。单片机控制系统计算遵循思路为：当一段时间内，陆续有人通过该空间整体。从第一个人进入该空间整体时开启路灯，最后一个人进入该空间整体的时间，决定该空间整体路灯熄灭时间。当有车按如图所设置的方位提示，由西向东进入到空间整体A时，首先靠近的端点路灯A1的雷达传感器参考信号与回波信号的混频，识别到车辆靠近的信号，利用发送与接收信号的频率差，通过公式计算出车辆行驶速度V车。将感应到的信号传输给单片机控制系统，同时计数模块对车流量进行数据采集，单片机控制系统按照对应的信号输出相应的控制信号，单片机控制系统将信号传递给通信模块，通信模块调度该空间整体的所有路灯，照亮时长由具体情况决定。图中B是路灯A1的具体结构示意图，在图2中表示。
如图2所示，为所述路灯系统中每个路灯个体的结构示意图。1为红外传感器，2为雷达传感器。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (1)

1.基于交通检测的自适应照明控制系统，其特征在于：包括红外传感器，雷达传感器，单片机控制系统，通信模块，计数模块。
红外传感器，用于检测是否有人路过路灯的信号；
雷达传感器，用于捕获车辆路过的信号，利用发送与接收信号的频率差，通过公式计算出过往车辆的速度。对参考信号和实际返回的信号进行对比，识别过往车辆的运动方向(远离或靠近)；
单片机控制系统，当接收红外传感器和雷达传感器的返回信号时，单片机控制系统计算路灯照明时长，并及时控制一个空间整体路段所有路灯开启至适合的时间；
通信模块，将一个空间整体内的路灯组成一个可以统一调度的局域网；
计数模块，对进入所划定空间内行人和车辆进行数据采集，记录通过的行人和车辆的数量，是单片机控制系统计算路灯照明时长的参考指标，实现该段路灯开启时间的自适应调整；
将路段按照道路交叉口进行分段，每相邻的两个交叉口之间的道路包括道路两侧划分为一个空间整体，一个空间整体内的处于四个端点位置的路灯设有用于检测行人的红外传感器和用于检测车辆的雷达传感器，该空间整体内的所有路灯进行串联连接，并将单片机控制系统设置在干路上；
红外传感器和雷达传感器的输出端均连接单片机控制系统，路灯的开闭控制端连接单片机控制系统的指令输出端；当红外传感器检测到行人靠近，红外传感器向单片机控制系统输出行人靠近信号和行人速度，单片机控制系统根据行人速度计算出本路段的亮灯时间，并向路灯发出开启信号，等亮灯时间结束后再发出关闭信号；当雷达传感器捕获车辆路过的信号，雷达传感器识别过往车辆的运动方向，并根据车辆速度计算出本路段的亮灯时间，并向发出开启信号，等亮灯时间结束后再发出关闭信号。
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