CN111263499A - 一种用于汽车照明的智能路灯控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，包括以下步骤：通过硬件初始化模块，对全局变量进行初始化处理；若有物体经过路灯下，则运动物体检测器检测到物体后发送一个数据包给通信协议实现模块；通信协议实现模块检测是否收到一个完整的数据包；如收取到完整数据包，则解析该包数据；若解析正确，则由脉冲计数模块进行计数判断是否超过最小预设值时；若超过最小预设值时，则路灯打开；若有物体已经从路灯底下过去超过运动物体检测器的检测范围，则运动物体检测器检测不到物体，发送数据包给通信协议实现模块；通信协议实现模块检测到完整的数据包。有益效果：特别是在长距离直线路段或者短距离的急拐弯路段处，沿着物体接近方向逐次打开路灯，实际起到了导向的作用；沿着物体远离方向逐次关闭路灯，则能够给驾驶员较好的前进视野。
Description
技术领域
本发明涉及路灯领域，具体来说，涉及一种用于汽车照明的智能路灯控制方法。
背景技术
路灯，指给道路提供照明功能的灯具，泛指交通照明中路面照明范围内的灯具。路灯被广泛运用于各种需要照明的地方。随着城市的发展，城市公共照明中海油景观照明一部分，虽然可以使城市更加美观，但却是额外的一部分电力消耗。目前，城市照明系统采用传统的光控或时控的控制方式，整夜运行且以恒光照强度照明，既与实际路况信息脱节，又浪费了电能，还给管理和维护带来不便。
现有路灯控制系统一般采用定时或光感方式控制路灯的开关，这种静态控制方式不利于路灯系统节能。例如申请号为201910158261、名称为“基于定时、光敏的智能路灯照明控制系统及实现方法”的发明专利，其技术方案设计了一套简洁、价廉但很实用的定时、光敏照明开关系统，本系统可以在天逐渐变暗到达预调黑暗度时自动接通室外照明，其维持接通的时间可以预先调好，定时到达后关断照明电源，只有天又变亮时，新的工作过程才能重新开始。然而，该系统仍然属于“光控+时控”，在空无人烟并且无车辆的夜间，仍然持续运行，浪费电源；进一步的，申请号为201821551439、名称为“一种智能型节能路灯”的实用新型专利，则提出了运动控制的节能方法，可在检测到人体或车辆经过时才开启照明灯，节能环保。
然而，上述现有技术的控制系统或者控制方法，仅仅实现了单一的路灯关闭控制，无法通过路灯实现向导功能。然而，在长距离直线路段或者短距离的急拐弯路段，如果单一的控制路灯统一熄灭或者关闭，容易给驾驶员带来视觉上的错觉，无法把握方向，从而导致交通事故。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，包括以下步骤：
硬件初始化，通过硬件初始化模块，对全局变量进行初始化处理；
若有物体经过路灯下，则运动物体检测器检测到物体后发送一个数据包给通信协议实现模块；
通信协议实现模块检测是否收到一个完整的数据包；
如收取到完整数据包，则解析该包数据；
若解析正确，则由脉冲计数模块进行计数判断是否超过最小预设值时；
若超过最小预设值时，则路灯打开；
若有物体已经从路灯底下过去超过运动物体检测器的检测范围，则运动物体检测器检测不到物体，发送数据包给通信协议实现模块；
通信协议实现模块检测到完整的数据包，并进行解析后，则发送命令令路灯关闭；
同时程序执行一次喂硬件狗动作。
更具体的，所述控制方法按照如下流程执行：
硬件初始化，通过硬件初始化模块，对全局变量进行初始化处理；
若运动物体检测器检测到有物体接近路灯，则发送一个数据包给通信协议实现模块；
通信协议实现模块检测是否收到一个完整的数据包；
如收取到完整数据包，则解析该包数据；
其特征在于，所述方法进一步包括：
若解析正确，则由脉冲计数模块进行计数判断是否超过最小预设值时；
若超过最小预设值时，则控制路灯依次打开；
若运动物体检测器检测到物体远离路灯，则控制路灯依次关闭；
其中，若运动物体检测器未检测到物体，则发送数据包给通信协议实现模块；
通信协议实现模块检测到完整的数据包，并进行解析后，则发送命令令路灯关闭；
同时程序执行一次喂硬件狗动作。
通过上述更具体的技术方案，本发明体现出与现有技术的优点在于,在检测到物体接近时，沿着物体接近方向逐次打开路灯；检测到物体远离时，沿着物体远离方向逐次关闭路灯。这样，路灯不仅起到照明作用，还能起到指示路线的作用，特别是在长距离直线路段或者短距离的急拐弯路段处，沿着物体接近方向逐次打开路灯，实际起到了导向的作用；沿着物体远离方向逐次关闭路灯，则能够给驾驶员较好的前进视野。因此，上述控制方案能有效的促进交通安全。
该方法进一步的，若一直没有运动物体经过，程序每隔一定时间执行一次喂狗动作。
该方法进一步的，若通信协议实现模块检测到不是一个完整的数据包，则运动物体检测器检测再一次发送数据包，直至能够检测出完整的数据包。
该方法进一步的，若通信协议实现模块检测到不是一个完整的数据包，则运动物体检测器检测再一次发送数据包，若发送次数大于等于五千次以后，依然检测不到完整的数据包，则进行一次喂硬件狗动作，并且，在进行一次喂硬件狗动作后，继续进行检测发送数据包，直至能够检测出完整的数据包。
该方法进一步的，当上述喂硬件狗动作完成后，并且，发送数据包没有被检测出完整的数据包，此时运动物体检测器检测的数据一直经过通信协议实现模块进行检测，并判断是否是完整的数据，直至物体不在运动物体检测器的检测范围；若通信协议实现模块检测出完整的数据包，但是没有解析正确，此时会重新命令运动物体检测器继续进行检测，直至解析正确。
该方法进一步的，若出现CPU程序跑飞，无法在规定时间内喂狗，看门狗将自动复位，系统重新开始执行程序并恢复正常运行状态。
该方法进一步的，所述硬件初始化模块包括：CPU工作频率的初始化、定时器初始化、系统中断初始化、USART串口初始化、GPIO初始化、SPI总线初始化、LoRa模块频点设置、本机LoRa地址设置。
该方法进一步的，所述脉冲计数模块由CPU的中断系统实现，通过边沿触发实现单位时间内的脉冲计数。
该方法进一步的，所述通信协议实现模块包括USART串口数据包接收器和解析器、路灯交流控制器的控制。
该方法进一步的，上述运动物体检测器通过采用两级放大电路对信号进行放大后，将数据发送给通信协议实现模块。
本发明的有益效果：本发明当运动物体检测器检测到有车辆驶入受控区域时，控制相应的路灯交流控制器先后点亮不同灯杆上的路灯；当运动物体检测器检测到车辆驶离受控区域后，控制相应的路灯交流控制器先后熄灭对应灯杆上的路灯。从而实现了车来灯亮、车走灯灭的控制效果，大大的节约了能源；硬件看门狗可以有效提高运动物体检测器和路灯交流控制器程序运行的稳定性，具有很强的创造性；特别是在长距离直线路段或者短距离的急拐弯路段处，沿着物体接近方向逐次打开路灯，实际起到了导向的作用；沿着物体远离方向逐次关闭路灯，则能够给驾驶员较好的前进视野。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种用于汽车照明的智能路灯控制方法的步骤流程图；
图2是根据本发明实施例的一种用于汽车照明的智能路灯控制方法中两级放大电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种用于汽车照明的智能路灯控制方法。
如图1所示，根据本发明实施例的一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，包括以下步骤：
步骤S101，硬件初始化，通过硬件初始化模块，对全局变量进行初始化处理；
步骤S103，若有物体经过路灯下，则运动物体检测器检测到物体后发送一个数据包给通信协议实现模块；
步骤S105，通信协议实现模块检测是否收到一个完整的数据包；
步骤S107，如收取到完整数据包，则解析该包数据；
步骤S109，若解析正确，则由脉冲计数模块进行计数判断是否超过最小预设值时；
步骤S1011，若超过最小预设值时，则路灯打开；
步骤S1013，若有物体已经从路灯底下过去超过运动物体检测器的检测范围，则运动物体检测器检测不到物体，发送数据包给通信协议实现模块；
步骤S1015，通信协议实现模块检测到完整的数据包，并进行解析后，则发送命令令令路灯关闭；
步骤S1017，同时程序执行一次喂硬件狗动作。
借助于上述技术方案，运动物体检测器探测可视范围内的移动物体，在发射和接收的信号之间产生一个频率的改变。运动物体检测器输出的两路模拟信号经程控放大后，送至CPU的计数输入，单位时间触发的计数次数大于预设值时，运动物体检测器发出亮灯命令，当运动物体检测器检测到车辆驶离受控区域后，控制相应的路灯交流控制器先后熄灭对应灯杆上的路灯。从而实现了车来灯亮、车走灯灭的控制效果。
作为一个更具体的实施例，所述方法还包括：
在检测到物体接近时，沿着物体接近方向逐次打开路灯；检测到物体远离时，沿着物体远离方向逐次关闭路灯。
若运动物体检测器检测到物体远离路灯，则控制路灯依次关闭；
其中，若运动物体检测器未检测到物体，则发送数据包给通信协议实现模块；
通信协议实现模块检测到完整的数据包，并进行解析后，则发送命令令路灯关闭；
同时程序执行一次喂硬件狗动作。
通过上述更具体的技术方案，本发明体现出与现有技术的优点在于,在检测到物体接近时，沿着物体接近方向逐次打开路灯；检测到物体远离时，沿着物体远离方向逐次关闭路灯。这样，路灯不仅起到照明作用，还能起到指示路线的作用，特别是在长距离直线路段或者短距离的急拐弯路段处，沿着物体接近方向逐次打开路灯，实际起到了导向的作用；沿着物体远离方向逐次关闭路灯，则能够给驾驶员较好的前进视野。因此，上述控制方案能有效的促进交通安全。
此外，若一直没有运动物体经过，程序每隔一定时间执行一次喂狗动作。若通信协议实现模块检测到不是一个完整的数据包，则运动物体检测器检测再一次发送数据包，直至能够检测出完整的数据包。若通信协议实现模块检测到不是一个完整的数据包，则运动物体检测器检测再一次发送数据包，若发送次数大于等于五千次以后，依然检测不到完整的数据包，则进行一次喂硬件狗动作，并且，在进行一次喂硬件狗动作后，继续进行检测发送数据包，直至能够检测处完整的数据包。当上述喂硬件狗动作完成后，并且，发送数据包没有被检测出完整的数据包，此时运动物体检测器检测的数据一直经过通信协议实现模块进行检测，并判断是否是完整的数据，直至物体不在运动物体检测器的检测范围；若通信协议实现模块检测出完整的数据包，但是没有解析正确，此时会重新命令运动物体检测器继续进行检测，直至解析正确。若出现CPU程序跑飞，无法在规定时间内喂狗，看门狗将自动复位，系统重新开始执行程序并恢复正常运行状态。所述硬件初始化模块包括：CPU工作频率的初始化、定时器初始化、系统中断初始化、USART串口初始化、GPIO初始化、SPI总线初始化、LoRa模块频点设置、本机LoRa地址设置。所述脉冲计数模块由CPU的中断系统实现，通过边沿触发实现单位时间内的脉冲计数。所述通信协议实现模块包括USART串口数据包接收器和解析器、路灯交流控制器的控制。上述运动物体检测器通过采用两级放大电路对信号进行放大后，将数据发送给通信协议实现模块。硬件初始化包括：CPU工作频率的初始化、定时器初始化、系统中断初始化、USART串口初始化、GPIO初始化、SPI总线初始化、LoRa模块频点设置、本机LoRa地址设置等。脉冲计数模块由CPU的中断系统实现，通过边沿触发实现单位时间内的脉冲计数，当检测到单位时间内的计数值超过最小预设值时，运动物体检测器发出亮灯命令。通信协议实现模块包括USART串口数据包接收和解析、路灯交流电的控制。此外，程序每隔一定时间执行一次喂狗动作，防止看门狗复位。如CPU程序跑飞，无法在规定时间内喂狗，看门狗将自动复位，系统重新开始执行程序并恢复正常运行状态。硬件看门狗可以有效提高运动物体检测器和路灯交流控制器程序运行的稳定性。
在实际应用的时候，用1个运动物体检测器和10个路灯交流控制器进行了测试。当车辆驶入受控区域时，10个路灯交流控制器可以依次点亮路灯；当车辆驶离受控区域20秒后，路灯依次熄灭，实现了路灯的动态控制。
在实际应用的时候，如图2所示，对于运动物体检测器来说，在实际使用的时候，可通过两级放大电路，对微波模块输出的毫伏级信号进行高增益放大。运动物体检测器探测可视范围内的移动物体，在发射和接收的信号之间产生一个频率的改变。运动物体检测器输出的两路模拟信号经程控放大后，送至CPU的计数输入，单位时间触发的计数次数大于预设值时，可判定为有车辆驶入检测区域。为了避免因设定固定参数导致每个检测仪因为地形位置和所处高度不一而产生的测量误差，我们选择将所有的参数（放大倍数A1、A2、B1、B2和比较电压）用程序控制，来适应不同的位置，使测量更准确。为了避免因天气因素（例如因刮风导致树叶飘动）或小动物的跑动造成雷达误判而使路灯变亮，我们选择引入可编程的参考电压，避免小体型运动物体通过时点亮路灯。
为了把人、车和小动物区分开，在最后的波形输出时，我们通过测量比较器输出的脉冲频率，滤去低频扰动，使结果更精确。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，包括以下步骤：
硬件初始化，通过硬件初始化模块，对全局变量进行初始化处理；
若运动物体检测器检测到有物体接近路灯，则发送一个数据包给通信协议实现模块；
通信协议实现模块检测是否收到一个完整的数据包；
如收取到完整数据包，则解析该包数据；
其特征在于，所述方法进一步包括：
若解析正确，则由脉冲计数模块进行计数判断是否超过最小预设值时；
若超过最小预设值时，则控制路灯依次打开；
若运动物体检测器检测到物体远离路灯，则控制路灯依次关闭；
其中，若运动物体检测器未检测到物体，则发送数据包给通信协议实现模块；
通信协议实现模块检测到完整的数据包，并进行解析后，则发送命令令路灯关闭；
同时程序执行一次喂硬件狗动作。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，其特征在于，若一直没有运动物体经过，程序每隔一定时间执行一次喂狗动作。
3.根据权利要求2所述的一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，其特征在于，若通信协议实现模块检测到不是一个完整的数据包，则运动物体检测器检测再一次发送数据包，直至能够检测出完整的数据包。
4.根据权利要求3所述的一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，其特征在于，若通信协议实现模块检测到不是一个完整的数据包，则运动物体检测器检测再一次发送数据包，若发送次数大于等于五千次以后，依然检测不到完整的数据包，则进行一次喂硬件狗动作，并且，在进行一次喂硬件狗动作后，继续进行检测发送数据包，直至能够检测出完整的数据包。
5.根据权利要求4所述的一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，其特征在于，当上述喂硬件狗动作完成后，并且，发送数据包没有被检测出完整的数据包，此时运动物体检测器检测的数据一直经过通信协议实现模块进行检测，并判断是否是完整的数据，直至物体不在运动物体检测器的检测范围；
若通信协议实现模块检测出完整的数据包，但是没有解析正确，此时会重新命令运动物体检测器继续进行检测，直至解析正确。
6.根据权利要求1所述的一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，其特征在于，在检测到物体接近时，沿着物体接近方向逐次打开路灯；检测到物体远离时，沿着物体远离方向逐次关闭路灯。
7.根据权利要求1所述的一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，其特征在于，所述硬件初始化模块包括：CPU工作频率的初始化、定时器初始化、系统中断初始化、USART串口初始化、GPIO初始化、SPI总线初始化、LoRa模块频点设置、本机LoRa地址设置。
8.根据权利要求1所述的一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，其特征在于，所述脉冲计数模块由CPU的中断系统实现，通过边沿触发实现单位时间内的脉冲计数。
9.根据权利要求1所述的一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，其特征在于，所述通信协议实现模块包括USART串口数据包接收器和解析器、路灯交流控制器的控制。
10.根据权利要求1所述的一种用于汽车照明的智能路灯控制方法，其特征在于，上述运动物体检测器通过采用两级放大电路对信号进行放大后，将数据发送给通信协议实现模块。
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Effective date of registration: 20220112 Address after: 518000 Room 201, building 1, 355 Zhangge Road, Zhangge community, Fucheng street, Longhua District, Shenzhen, Guangdong Applicant after: Shenzhen Saiman Intelligent Lighting Technology Co.,Ltd. Address before: Zhejiang University, 866 yuhangtang Road, Xihu District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 310058 Applicant before: Yan Deyu |
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| GR01 | Patent grant | ||
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