CN110418461B - 太阳能道钉照明控制策略 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能道钉照明控制策略，采用太阳能道钉控制系统对太阳能道钉进行照明控制，太阳能道钉控制系统包括设置在基板上的光伏器件、充电控制电路、第一蓄电池、第二蓄电池、微处理器、激活电路、实时时钟电路、若干个灯具驱动电路和若干组灯具；系统初始化后，读取微处理器的EEPROM中的激活状态，根据不同的激活状态，通过激活电路和实时时钟电路的结合使用，控制太阳能道钉的亮灯与否。本发明简单可控，太阳能道钉在进入常规工作模式前需要进行两次激活，最大限度的降低太阳能道钉功耗，节省电能。

Description

太阳能道钉照明控制策略

技术领域

本发明涉及一种太阳能道钉照明控制策略。

背景技术

道钉又叫突起路标，作为一种交通安防标线中应用最广泛的轮廓标，主要安装在道路的标线中间或双黄线中间，具有发光或反光功能，对机动车驾驶员起引导或示警作用。近年来道钉也开始大量应用到景区、公园、乡村道路等场景，功能也从传统的引导示警作用延伸到美观、辅助照明作用。

现有道钉主要包括反光道钉和发光道钉两种，传统道钉多为纯反光道钉，这种道钉依靠逆反射材料反射来往车辆车灯光提供被动发光，不能摆脱对汽车灯光的依赖，而且只能对机动车辆起到诱导作用，因此在性能上有很大的局限性。

现有的主动发光道钉多为太阳能道钉，利用光伏器件白天蓄能；当夜晚降临，环境光照低到一定程度时自动发光；当白天来临，环境光照达到一定程度时自动停止发光，并实现节电的目的。

但是现有太阳能道钉这种通过感应环境光照强度来控制发光状态的模式存在很多弊端，首先这种模式对环境依赖性太强，实际安装过程中太阳能道钉需要安装在各种不同的环境中，这会导致太阳能道钉自动发光时间和熄灭光源时间的一致性难以保证；其次，环境光照强度受外界干扰的可能性非常大，这会导致太阳能道钉灯误发光或无法准确发光。再次，这种太阳能道钉灯在存储过程中功耗较大，容易导致安装时蓄电池电量已经耗空。

另一方面，现有太阳能道钉灯使用的LED光源大多为传统的插件式草帽灯，LED发光方式一般采用频闪方式；采用频闪发光的太阳能道钉，LED光源发光和熄灭交替进行。如果熄灭的间隔时段稍长，就会使人陷入黑暗而产生目盲现象，从而埋下事故隐患。并且这种道钉安装后，安装路面上各道钉之间容易产生发光不同步的问题，从而对人眼造成不适。为此，有的太阳能道钉采用小周期的高频闪模式发光来缩短熄灭的间隔时段，从而降低上述安全风险。但以这种模式发光的道钉由于对行人和非机动车驾驶员的频闪效应和眩光效应明显，易诱发烦躁情绪，从而导致交通事故，因此只能用作警示、提醒作用，应用范围十分有限。同时LED高频率闪烁对LED的使用寿命也会有影响。

发明内容

本发明旨在提供一种太阳能道钉照明控制策略，简单可控，太阳能道钉在进入常规工作模式前需要进行两次激活，最大限度的降低太阳能道钉功耗，节省电能。

本发明通过以下方案实现：

一种太阳能道钉照明控制策略，采用太阳能道钉控制系统对太阳能道钉进行照明控制，所述太阳能道钉控制系统包括设置在基板上的光伏器件、充电控制电路、第一蓄电池、第二蓄电池、微处理器、激活电路、实时时钟电路、若干个灯具驱动电路和若干组灯具；

所述光伏器件通过充电控制电路分别与第一蓄电池、第二蓄电池相连接，所述第一蓄电池与第二蓄电池之间串接有二极管，所述第一蓄电池、第二蓄电池通过充电控制电路将光伏器件转化的电能进行储存，所述第一蓄电池用于给微处理器、激活电路、灯具驱动电路和灯具提供电源并作为实时时钟电路的备用电源，所述第二蓄电池用于给实时时钟电路提供电源；

所述微处理器分别与激活电路、实时时钟电路、若干个灯具驱动电路相连接，若干个灯具驱动电路与若干组灯具一一对应连接，所述激活电路用于检测光伏器件是否感应到光照并在有光照时产生激活中断信号同时将相关激活中断信号发送至微处理器，所述实时时钟电路用于提供准确的时间和闹钟中断信号至微处理器，所述微处理器用于响应接收到的激活中断信号和闹钟中断信号；并读取实时时钟电路的时间信息以控制灯具驱动电路工作与否，所述灯具驱动电路用于驱动灯具发光；激活电路可以使系统(即太阳能道钉控制系统，后续出现的简称“系统”均为“太阳能道钉控制系统”)在自检模式和常规工作模式之间切换，主要用于出货前的品质检测和用户检测；

照明控制策略具体为：系统初始化后，读取微处理器的EEPROM中的激活状态，若激活状态为从未激活，则按步骤Ⅰ进行；若激活状态为第一次激活完成，系统处于休眠状态，则按步骤Ⅱ进行；若激活状态为第二次激活完成，系统处于常规工作模式，则按步骤Ⅲ进行；

Ⅰ当自然光照射在光伏器件上时，激活电路发送激活中断信号至微处理器，微处理器响应激活中断信号控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具闪烁一定时间t1后熄灭，之后系统进入自检模式，同时微处理器定时器开始计时，计时时间设置为t2，在系统自检模式中，微处理器设置实时时钟电路的亮灯闹钟时间t3，当时间达到t3时，实时时钟电路发送闹钟中断信号至微处理器，微处理器响应闹钟中断信号控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具闪烁一定时间t4后熄灭，同时关闭实时时钟电路的闹钟功能，此时系统自检模式完成，接着通过上位机给系统校时以保证与实际时间同步，当达到计时时间t2时，第一次激活完成，将微处理器的EEPROM中激活状态修改为第一次激活完成，然后微处理器控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具闪烁一定时间t9后熄灭，接着系统进入休眠状态，之后进行步骤Ⅱ；本步骤Ⅰ中，设置计时时间t2，是为了屏蔽掉多余的操作，也就是说在第一次激活过程中，无论外部执行多少次激活动作都会被屏蔽掉，而不会重复执行第一次激活或者被认为是第二次激活；实时时钟电路中的闹钟时间由程序根据需求进行设定，在设定的闹钟时间一到实时时钟电路即发出有效闹钟中断信号给微处理器；

Ⅱ当自然光照射在光伏器件上时，激活电路发送激活中断信号至微处理器，微处理器响应激活中断信号从休眠状态中唤醒，微处理器依次控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具闪烁一定时间t5后熄灭，此时完成第二次激活，将微处理器的EEPROM中激活状态修改为第二次激活完成，同时系统进入常规工作模式，之后进行步骤Ⅲ；

Ⅲ微处理器每隔一定时间t6获取实时时钟电路的时间信息，若时间在亮灯时间范围t7～t8之间，则微处理器依次控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具交替循环发光，否则微处理器控制各组灯具熄灭，系统进入休眠状态。如此，太阳能道钉每天都是在t7～t8之间驱动各组灯具交替循环发光，在t7～t8之外处于休眠状态。

所述步骤Ⅰ中，时间t1为3～5s，计时时间t2为0.1～9h，亮灯闹钟时间t3为17:00～19:00，时间t4为3～5s，时间t9为3～5s；所述步骤Ⅱ中，时间t5为3～5s；所述步骤Ⅲ中，亮灯时间范围中的t7为17:00～19:00，t8为00:00～01:00。具体使用时，各时间可根据需要进行选择。

所述步骤Ⅲ中，各组灯具交替循环发光的时间为2～5s。

所述步骤Ⅲ中，微处理器获取实时时钟电路的时间信息的间隔时间t6为0.05～1s。

所述系统的工作模式包括自检模式和常规工作模式，常规工作模式包括休眠状态和亮灯状态。无论系统处于哪种工作模式中，只要光伏器件接收到太阳光，光伏器件就可将太阳能转化为电能储存到第一蓄电池、第二蓄电池中。

每组灯具为两个以上灯具相互并联形成。灯具一般采用LED灯。

本发明的太阳能道钉照明控制策略，简单可控，太阳能道钉通过控制策略来实现硬件自检功能，确保产品质量，在进入常规工作模式前需要进行两次激活，在第二次激活前，太阳能道钉处于超低功耗的休眠状态，安装时直接通过自然光自动第二次激活即可正常使用，本发明的太阳能道钉照明控制策略，最大限度的降低太阳能道钉功耗，节省电能。

附图说明

图1为实施例1中太阳能道钉照明控制策略采用的太阳能道钉控制系统的结构框图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。

实施例1

一种太阳能道钉照明控制策略，采用太阳能道钉控制系统对太阳能道钉进行照明控制，如图1所示，太阳能道钉控制系统包括设置在基板(图中未示意出基板)上的光伏器件1、充电控制电路2、第一蓄电池3、第二蓄电池4、微处理器5、激活电路6、实时时钟电路7、若干个灯具驱动电路8和若干组灯具9(图中仅示意出一个灯具驱动电路和一组灯具)，每组灯具为两个灯具相互并联形成，灯具为LED灯；

光伏器件1通过充电控制电路2分别与第一蓄电池3、第二蓄电池4相连接，第一蓄电池3与第二蓄电池4之间串接有二极管10，第一蓄电池3、第二蓄电池4通过充电控制电路2将光伏器件1转化的电能进行储存，第一蓄电池3用于给微处理器5、激活电路6、灯具驱动电路8和灯具9提供电源并作为实时时钟电路7的备用电源，第二蓄电池4用于给实时时钟电路7提供电源；

微处理器5分别与激活电路6、实时时钟电路7、若干个灯具驱动电路8相连接，若干个灯具驱动电路8与若干组灯具9一一对应连接，激活电路6用于检测光伏器件1是否感应到光照并在有光照时产生激活中断信号同时将相关激活中断信号发送至微处理器5，实时时钟电路7用于提供准确的时间和闹钟中断信号至微处理器5，微处理器5用于响应接收到的激活中断信号和闹钟中断信号，并读取实时时钟电路7的时间信息以控制灯具驱动电路8工作与否，灯具驱动电路8用于驱动灯具9发光；

系统的工作模式包括自检模式和常规工作模式，常规工作模式包括亮灯状态和休眠状态。

照明控制策略具体为：系统初始化后，读取微处理器的EEPROM中的激活状态，若激活状态为从未激活，则按步骤Ⅰ进行；若激活状态为第一次激活完成，系统处于休眠状态，则按步骤Ⅱ进行；若激活状态为第二次激活完成，系统处于常规工作模式，则按步骤Ⅲ进行；

Ⅰ当自然光照射在光伏器件上时，激活电路发送激活中断信号至微处理器，微处理器响应激活中断信号控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具闪烁一定时间t1后熄灭，t1取值为3s，之后系统进入自检模式，同时微处理器定时器开始计时，计时时间设置为t2，t2取值为1h，在系统自检模式中，微处理器设置实时时钟电路的亮灯闹钟时间t3，t3取值为18:30，当时间达到t3时，实时时钟电路发送闹钟中断信号至微处理器，微处理器响应闹钟中断信号控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具闪烁一定时间t4后熄灭，t4取值为3s，同时关闭实时时钟电路的闹钟功能，此时系统自检模式完成，接着通过上位机给系统校时以保证与实际时间同步，当达到计时时间t2时，第一次激活完成，将微处理器的EEPROM中激活状态修改为第一次激活完成，然后微处理器控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具闪烁一定时间t9后熄灭，t9取值为3s，接着系统进入休眠状态，之后进行步骤Ⅱ；实时时钟电路中的闹钟时间由程序根据需求进行设定，在设定的闹钟时间一到实时时钟电路即发出有效闹钟中断信号给微处理器；

Ⅱ当自然光照射在光伏器件上时，激活电路发送激活中断信号至微处理器，微处理器响应激活中断信号从休眠状态中唤醒，微处理器依次控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具闪烁一定时间t5后熄灭，t5取值为3s，此时完成第二次激活，将微处理器的EEPROM中激活状态修改为第二次激活完成，同时系统进入常规工作模式，之后进行步骤Ⅲ；

Ⅲ微处理器每隔一定时间t6获取实时时钟电路的时间信息，t6取值为0.2s，若时间在亮灯时间范围t7～t8之间，t7取值为18:30，t8取值为00:30，即亮灯时间范围为18:30～00:30，则微处理器依次控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具交替循环发光2s，否则微处理器控制各组灯具熄灭，系统进入休眠状态。如此，太阳能道钉每天都是在18:30～00:30之间驱动各组灯具交替循环发光，在18:30～00:30之外处于休眠状态。

实施例2

一种太阳能道钉照明控制策略，其步骤与实施例2的太阳能道钉照明控制策略的步骤基本相同，其不同之处在于：

1、步骤Ⅰ中，时间t1为5s，计时时间t2为5h，亮灯闹钟时间t3为17:30，时间t4为5s，时间t9为5s；步骤Ⅱ中，时间t5为5s；

2、步骤Ⅲ中，亮灯时间范围中的t7为17:30，t8为01:00，即亮灯时间范围为17:30～01:00，微处理器获取实时时钟电路的时间信息的间隔时间t6为0.5s，各组灯具交替循环发光的时间为5s。

Claims (6)

1.一种太阳能道钉照明控制策略，其特征在于：采用太阳能道钉控制系统对太阳能道钉进行照明控制，所述太阳能道钉控制系统包括设置在基板上的光伏器件、充电控制电路、第一蓄电池、第二蓄电池、微处理器、激活电路、实时时钟电路、若干个灯具驱动电路和若干组灯具；

所述光伏器件通过充电控制电路分别与第一蓄电池、第二蓄电池相连接，所述第一蓄电池与第二蓄电池之间串接有二极管，所述第一蓄电池、第二蓄电池通过充电控制电路将光伏器件转化的电能进行储存，所述第一蓄电池用于给微处理器、激活电路、灯具驱动电路和灯具提供电源并作为实时时钟电路的备用电源，所述第二蓄电池用于给实时时钟电路提供电源；

所述微处理器分别与激活电路、实时时钟电路、若干个灯具驱动电路相连接，若干个灯具驱动电路与若干组灯具一一对应连接，所述激活电路用于检测光伏器件是否感应到光照并在有光照时产生激活中断信号同时将相关激活中断信号发送至微处理器，所述实时时钟电路用于提供准确的时间和闹钟中断信号至给微处理器，所述微处理器用于响应接收到的激活中断信号和闹钟中断信号，并读取实时时钟电路的时间信息以控制灯具驱动电路工作与否，所述灯具驱动电路用于驱动灯具发光；

照明控制策略具体为：系统初始化后，读取微处理器的EEPROM中的激活状态，若激活状态为从未激活，则按步骤Ⅰ进行；若激活状态为第一次激活完成，系统处于休眠状态，则按步骤Ⅱ进行；若激活状态为第二次激活完成，系统处于常规工作模式，则按步骤Ⅲ进行；

Ⅰ当自然光照射在光伏器件上时，激活电路发送激活中断信号至微处理器，微处理器响应激活中断信号控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具闪烁一定时间t1后熄灭，之后系统进入自检模式，同时微处理器定时器开始计时，计时时间设置为t2，在系统自检模式中，微处理器设置实时时钟电路的亮灯闹钟时间t3，当时间达到t3时，实时时钟电路发送闹钟中断信号至微处理器，微处理器响应闹钟中断信号控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具闪烁一定时间t4后熄灭，同时关闭实时时钟电路的闹钟功能，此时系统自检模式完成，接着通过上位机给系统校时以保证与实际时间同步，当达到计时时间t2时，第一次激活完成，将微处理器的EEPROM中激活状态修改为第一次激活完成，然后微处理器控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具闪烁一定时间t9后熄灭，接着系统进入休眠状态，之后进行步骤Ⅱ；

Ⅱ当自然光照射在光伏器件上时，激活电路发送激活中断信号至微处理器，微处理器响应激活中断信号从休眠状态中唤醒，微处理器依次控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具闪烁一定时间t5后熄灭，此时完成第二次激活，将微处理器的EEPROM中激活状态修改为第二次激活完成，同时系统进入常规工作模式，之后进行步骤Ⅲ；

Ⅲ微处理器每隔一定时间t6获取实时时钟电路的时间信息，若时间在亮灯时间范围t7～t8之间，则微处理器依次控制各个灯具驱动电路驱动各组灯具交替循环发光，否则微处理器控制各组灯具熄灭，系统进入休眠状态。

2.如权利要求1所述的太阳能道钉照明控制策略，其特征在于：所述步骤Ⅰ中，时间t1为3～5s，计时时间t2为0.1～9h，亮灯闹钟时间t3为17:00～19:00，时间t4为3～5s，时间t9为3～5s；所述步骤Ⅱ中，时间t5为3～5s；所述步骤Ⅲ中，亮灯时间范围中的t7为17:00～19:00，t8为00:00～01:00。

3.如权利要求2所述的太阳能道钉照明控制策略，其特征在于：所述步骤Ⅲ中，各组灯具交替循环发光的时间为2～5s。

4.如权利要求3所述的太阳能道钉照明控制策略，其特征在于：所述步骤Ⅲ中，微处理器获取实时时钟电路的时间信息的间隔时间t6为0.05～1s。

5.如权利要求1所述的太阳能道钉照明控制策略，其特征在于：所述系统的工作模式包括自检模式和常规工作模式，常规工作模式包括休眠状态和亮灯状态。

6.如权利要求1～5任一所述的太阳能道钉照明控制策略，其特征在于：每组灯具为一个以上灯具相互并联形成。

Images