CN114710864B - 一种隧道智能照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及照明技术领域，具体而言，涉及一种隧道智能照明系统，该系统包括：稳压电路、探测电路、功率控制电路、照明灯，稳压电路与探测电路连接，稳压电路、探测电路分别与功率控制电路连接，功率控制电路与照明灯连接；稳压电路包括第一极性电容、第二极性电容、第一电阻、稳压二极管、二极管，第一极性电容、第二极性电容、第一电阻、稳压二极管、二极管之间经电路板布线连接，其中，第一极性电容的正极与第一电阻的一端连接，第一极性电容的负极、稳压二极管的负极、二极管的正极分别与第一电阻的另一端连接，二极管的负极与第二极性电容的正极连接，稳压二极管的正极与第二极性电容的正极连接。

Description

一种隧道智能照明系统

技术领域

本发明涉及照明技术领域，具体而言，涉及一种隧道智能照明系统。

背景技术

在隧道施工中，为了达到好的施工环境，在隧道内会间隔一定距离安装若干照明灯。在实际隧道施工的情况下，为了达到照明及节能效果，以及为了方便管理，隧道内的照明灯一般是采用分段式自动开关控制，作业人员在照明区域作业时照明灯得电发光，作业人员离开作业区域时照明灯失电不再发光。上述控制方式虽然能达到一定节能的目的，但是受到现有自动开关功能限制，在作业人员接近照明作业区域前，自动开关探测到后就会控制照明灯得电处于全负荷状态下，实际上，人员接近作业区域前只是需要灯光起到一个提示引路作用，到作业区域后灯光全亮就能满足需要，因此，由于照明灯功率较大，作业人员接近作业区域前灯光就处于全功率状态会带来不必要的电能浪费。基于上述，提供一种不但具有普通自动控制开关功能，还能实现作业人员辆接近作业区域前自动控制照明灯处于半功率状态下照明引路，在作业人员到达作业区域后能控制照明灯处于全功率发光状态的智能照明系统显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道智能照明系统，其用于解决上述技术问题。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种隧道智能照明系统，包括：稳压电路、探测电路、功率控制电路、照明灯，所述稳压电路与所述探测电路连接，所述稳压电路、探测电路分别与所述功率控制电路连接，所述功率控制电路与所述照明灯连接；

所述稳压电路包括第一极性电容、第二极性电容、第一电阻、稳压二极管、二极管，所述第一极性电容、第二极性电容、第一电阻、稳压二极管、二极管之间经电路板布线连接，其中，第一极性电容的正极与所述第一电阻的一端连接，所述第一极性电容的负极、稳压二极管的负极、二极管的正极分别与所述第一电阻的另一端连接，所述二极管的负极与所述第二极性电容的正极连接，所述稳压二极管的正极与所述第二极性电容的正极连接。

可选的，所述功率控制电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一继电器、第二继电器、第三极性电容、瓷片电容、双向可控硅、双向二极管、第一NPN三极管，所述第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一继电器、第二继电器、第三极性电容、瓷片电容、双向可控硅、双向二极管、第一NPN三极管之间经电路板布线连接。

可选的，所述第三极性电容的正极、第三电阻的一端分别与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一继电器的正极电源输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一NPN三极管的基极连接，所述第一NPN三极管的集电极与所述第一继电器的负极电源输入端连接，所述第一继电器的常开触点端与所述第四电阻的一端连接，所述第一继电器的常闭触点端与所述第五电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端、第五电阻的另一端与所述瓷片电容的一端、第六只电阻一端连接，所述第六电阻的另一端与所述双向二极管的一端连接，所述双向二极管的另一端与所述双向可控硅的控制极连接，所述第一NPN三极管的发射极、瓷片电容的另一端、双向可控硅的第一主电极、第二继电器的负极电源输入端分别与所述第三极性电容的负极连接，所述双向可控硅的第二主电极、第二继电器的常开触点端分别与所述第一继电器的控制电源输入端连接。

可选的，所述探测电路包括微波传感器模块、第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第四极性电容、第五极性电容、光电三极管、第三继电器、天线、第二NPN三极管，所述微波传感器模块、第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第四极性电容、第五极性电容、光电三极管、第三继电器、天线、第二NPN三极管之间经电路板布线连接。

可选的，所述微波传感器模块的正极电源输入端14脚及触发选择端8脚、第一可调电阻的一端与所述第三继电器的正极电源输入端及控制电源输入端连接，所述微波传感器模块的选通放大增益调整端4脚与所述第二可调电阻的一端连接，所述微波传感器模块的选通放大增益调整端3脚与所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与所述第二可调电阻的另一端连接，所述第四极性电容正极、第三可调电阻的一端分别与所述微波传感器模块的输出延时外接阻容端10脚连接，所述微波传感器模块的输出延时外接阻容端9脚与所述第三可调电阻的另一端连接，所述微波传感器模块的外接天线端1及2脚分别与所述天线的两个接线端连接，所述微波传感器模块的触发禁止控制端5脚、光电三极管的集电极分别与所述第一可调电阻的另一端连接，所述微波传感器模块的控制信号输出端11脚与所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述第二NPN三极管的基极连接，所述第二NPN三极管的集电极与所述第三继电器的负极电源输入端连接，所述微波传感器模块的输出封锁定时器外接阻容端12脚与所述第九电阻的一端连接，所述第五极性电容的正极、微波传感器模块的输出封锁定时器外接阻容端13脚分别与所述第九电阻的另一端连接，所述微波传感器模块的电源滤波电容端6脚及负极电源输入端7脚与所述第四极性电容的负极、第五极性电容的负极、第二NPN三极管的发射极、光电三极管的发射极连接。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明设计合理、结构简单，在实际应用中，可在隧道内需要的任何点位安装本发明。在探测电路作用下，当人员没有进入探测电路的探测范围时，照明灯处于失电状态；当人员刚近探测电路的探测范围时，此刻由于只需要灯光起到引路作用，功率控制电路会控制照明灯处于半功率状态下，为作业人员走近照明区域起到指路作用基础上，还能达到节能目的；一段时间后当作业人员走近照明区域后，功率控制电路会控制照明灯处于全功率照明，这样保证了作业人员能在夜间或光线不好时得到有效照明，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明提供的一种隧道智能照明系统的结构示意框图；

图2为本发明提供的一种隧道智能照明系统的电路图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

如图1所示，本发明提供了其中一种实施例：一种隧道智能照明系统，包括稳压电路、探测电路、功率控制电路，稳压电路、探测电路、功率控制电路安装在元件盒内电路板上，元件盒安装在隧道内照明灯侧端。

如图2所示，探测电路包括微波传感器模块A1，该微波传感器模块A1的型号选用RD9481，可调电阻RP1、RP2、RP3，电阻R2、R3、R9，极性电容C3、C6，光电三极管Q1，继电器K1，天线TX，NPN三极管Q2；微波传感器模块A1，可调电阻RP1、RP2、RP3，电阻R2、R3、R9，极性电容C3、C6，光电三极管Q1，继电器K1，天线TX，NPN三极管Q2之间经电路板布线连接；微波传感器模块A1的正极电源输入端14脚及触发选择端8脚、第一只可调电阻RP2一端和继电器K1正极电源输入端及控制电源输入端连接，微波传感器模块A1的选通放大增益调整端4脚和第二只可调电阻RP1一端连接，微波传感器模块A1的选通放大增益调整端3脚和第一只电阻R2一端连接，第一只电阻R2另一端和第二只可调电阻RP1另一端连接，微波传感器模块A1的输出延时外接阻容端10脚和第一只极性电容C3正极、第三只可调电阻RP3一端连接，微波传感器模块A1的输出延时外接阻容端9脚和第三只可调电阻RP3另一端连接，微波传感器模块A1的外接天线端1及2脚和环形天线TX两个接线端分别连接，第一只可调电阻RP2另一端和微波传感器模块A1的触发禁止控制端5脚、光电三极管Q1集电极连接，微波传感器模块A1的控制信号输出端11脚和第二只电阻R3一端连接，第二只电阻R3另一端和NPN三极管Q2基极连接，NPN三极管Q2集电极和继电器K1负极电源输入端连接，微波传感器模块的输出封锁定时器外接阻容端12脚和第三只电阻R9一端连接，第三只电阻R9另一端和第二只极性电容C6的正极、微波传感器模块的输出封锁定时器外接阻容端13脚连接，微波传感器模块A1的电源滤波电容端6脚及负极电源输入端7脚和两只极性电容C3及C6负极、NPN三极管Q2发射极、光电三极管Q1发射极连接；环形天线TX位于元件盒上端外侧，具体的，环形天线TX的直径为15厘米；光电三极管Q1受光面位于元件盒前端中部开孔外。

稳压电路包括极性电容C1及C2、电阻R1、稳压二极管VZ、二极管VD1，极性电容C1及C2、电阻R1、稳压二极管VZ、二极管VD1之间经电路板布线连接，第一只极性电容C1正极和电阻R1一端连接，电阻R1另一端和第一只极性电容C1负极、稳压二极管VZ负极、二极管VD1正极连接，二极管VD1负极和第二只极性电容C2正极连接，稳压二极管VZ正极和第二只极性电容C2正极连接。

具体的，稳压电路的电源输入端极性电容C1正极(连接火线)及极性电容C2负极(连接零线)和交流220V电源两极分别经导线连接。220V交流电源一极(火线)和照明灯H一端经导线连接。照明灯H另一端和功率控制电路的电源输出端继电器K3控制电源输入端经导线连接。220V交流电源另一极(零线)和功率控制电路的电源输入端NPN三极管Q3发射极经导线连接。所述稳压电路的电源输出端二极管VD1负极、极性电容C2负极和探测电路的电源输入两端可调电阻RP2一端、NPN三极管Q2发射极及功率控制电路的控制电源输入两端继电器K2正极电源输入端、NPN三极管Q3发射极分别经导线连接。探测电路的信号输出端继电器K1常开触点端和功率控制电路的信号输入端电阻R4另一端及继电器K3正极电源输入端经导线连接。

在具体应用上述稳压电路时，电容C1和电阻R1组成阻容降压电路将220V交流电源降压，通过二极管VD1半波整流、稳压二极管VZ稳压、电解电容C2滤波后，输出稳定的12V直流电源进入探测电路及功率控制电路的电源输入端，于是，探测电路及功率控制电路处于得电工作状态。探测电路中，微波传感器模块A1得电工作后会经天线TX向外部发射出微波信号，在外围元件可调电阻RP1、电阻R2及R9，电容C6等共同作用下，15米左右距离范围内有移动物体(作业人员)位移时，在微波传感器模块A1探测范围内其11脚会连续输出高电平(直到探测范围内没有作业人员活动)经电阻R3降压限流进入NPN三极管Q2的基极，于是，NPN三极管Q2导通集电极输出低电平进入继电器K1的负极电源输入端，进而继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合(继电器K3得电吸合其控制电源输入端和常开触点端连通，同时12V电源正极进入电阻R4另一端)。实际情况下，白天隧道内光照强度好时，光电三极管Q1受光面受光照导通其集电极输出低电平进入微波传感器模块A1的5脚，在微波传感器模块A1内部作用下白天即使有作业人员在微波传感器模块A1的探测范围活动其11脚也不会输出高电平(继电器K1也就不会得电吸合)，照明灯H后续也就不会得电发光；晚上或者白天隧道内光线不好时，光电三极管Q1的受光面光照强度低处于截止状态，这样12V电源会经可调电阻RP2降压限流进入微波传感器模块A1的5脚，在微波传感器模块A1内部作用下晚上或白天光线不好时，有作业人员在微波传感器模块A1的探测范围活动其11脚就会输出高电平(继电器K1会得电吸合)，照明灯H后续就会得电发光。通过上述电路作用，晚上时间段或者白天光线不好时，当有人接近在微波传感器模块A1探测范围时(也就是要接近照明灯H照明的作业区域)，功率控制电路的电阻R4另一端就会被输入高电平信号(12V电源正极经继电器K1控制电源输入端及常开触点端进入电阻R4另一端；同时继电器K3得电吸合其控制电源输入端和常开触点端连通、将照明灯H另一端和双向可控硅VS第二主电极连通，为照明灯H得电发光起到了基础)，当人员离开在微波传感器模块A1的探测范围内，由于微波传感器模块A1配套的外围元件电容C3及可调电阻RP3延时作用(电阻RP3*电容C3*5)，其11脚会延时输出100秒钟高电平，这样继电器K1也就会保持得电吸合100秒钟左右，照明灯H后续得电人员走出微波传感器模块A1探测范围后，就还会延时照明100秒钟左右，为作业人员顺利离开作业区域提供了便利，克服了频繁功率变化对元器件的影响。

功率控制电路包括电阻R4、R5、R6、R7、R8，双向二极管ST，双向可控硅VS，继电器K2及K3，瓷片电容C5，NPN三极管Q3，极性电容C4；电阻R4、R5、R6、R7、R8，双向二极管ST，双向可控硅VS，继电器K2，瓷片电容C5，NPN三极管Q3，极性电容C4之间经电路板布线连接，第一只电阻R4一端和第二只电阻R5一端、极性电容C4正极连接，第二只电阻R5另一端和NPN三极管Q3基极连接，NPN三极管Q3集电极和第一只继电器K2负极电源输入端连接，第一只继电器K2控制电源输入端和双向可控硅VS第二主电极、第二只继电器K3常开触点端连接，第一只继电器K2常开触点端和第三只电阻R6一端连接，第一只继电器K2常闭触点端和第四只电阻R7一端连接，第三只电阻R6另一端及第四只电阻R7另一端和瓷片电容C5一端、第五只电阻R8一端连接，第五只电阻R8另一端和双向二极管ST一端连接，双向二极管ST另一端和双向可控硅VS控制极连接，极性电容C4负极和NPN三极管Q3发射极、瓷片电容C5另一端、双向可控硅VS第一主电极、第二只继电器K3负极电源输入端连接，第一只电阻R4另一端和第一只继电器K1正极电源输入端连接。

在具体应用上述功率控制电路时，当有人刚开始接近作业区域，继电器K1得电后，12V电源正极会经电阻R4为电容C4充电，刚开始的时间内(也就是人员还没有走到作业区域内)，电容C4没有充满电时，12V电源正极经电阻R4、R5降压限流进入NPN三极管Q3的基极电压低于0.7V，NPN三极管Q3处于截止状态，继电器K2处于失电状态其控制电源输入端和常闭触点端闭合，这样，220V交流电源一极会经照明灯H、继电器K3控制电源输入端及常开触点端、继电器K2控制电源输入端及常闭触点端、电阻R7进入瓷片电容C5一端。电路中，由电阻R7、R8、瓷片电容C5和双向二极管ST组成移相触发电路，在220V交流电源为某半周时，220V交流电源一极电流经电阻R7向电容C5充电，电容C5两端电压上升，当电容C5上充的电压升高大于双向二极管ST的触发值时(电阻R8降压限流作用)，双向二极管ST和双向可控硅VS才相继导通，然后双向可控硅VS在交流电压零点时截止，这样，220V电源一极会经照明灯H、继电器K3控制电源输入端及常开触点端、双向可控硅VS第二主电极及第一主电极和220V电源另一极形成通路，照明灯H得电工作发光。由于双向可控硅VS的触发角由电阻R7的阻值及电容C5的容量决定，因此，电阻R7阻值越大时(相对电阻R6阻值大)，电容C5充电时间越慢，那么双向可控硅VS的触发角越小，照明灯H的工作电流相对越小、电压相对越小，照明灯就会工作在较小功率下(120V左右)，发出相对较暗的灯光为接近微波传感器模块A1的作业人员起到指路作用，此刻作业人员刚走进微波传感器A1的探测头范围，间隔完全走入作业区域还有一定时间，因此照明灯H处于半功率发光能有效为工作人员起到指路情况下，还能达到节能目的。

当有人刚开始接近作业区域，继电器K1得电，12V电源正极经电阻R4为电容C4充电一段时间后(在本发明提供的实施例中，此处一段时间大概为7秒钟左右，也就是人员走到了作业区域)，电容C4充满电时，12V电源正极经电阻R4、R5降压限流进入NPN三极管Q3的基极电压高于0.7V，NPN三极管Q3处于导通状态，进而NPN三极管Q3集电极输出低电平进入继电器K2负极电源输入端，继电器K2处于得电状态其控制电源输入端和常闭触点端开路、控制电源输入端和常开触点端闭合；这样，220V交流电源一极会经照明灯H、继电器K3控制电源输入端及常开触点端、继电器K2控制电源输入端及常开触点端、电阻R6进入瓷片电容C5一端。电路中，由电阻R6、R8、瓷片电容C5和双向二极管ST组成移相触发电路，在220V交流电源为某半周时，220V交流电源一极电流经电阻R6向电容C5充电，电容C5两端电压上升，当电容C5上充的电压升高大于双向二极管ST的触发值时，双向二极管ST和双向可控硅VS才相继导通，然后双向可控硅VS在交流电压零点时截止，这样，220V电源一极会经照明灯H、继电器K3控制电源输入端及常开触点端、双向可控硅VS第二主电极及第一主电极和220V电源另一极形成通路，照明灯H得电工作发光。由于双向可控硅VS的触发角由电阻R6的阻值及电容C5的容量决定，因此，电阻R6阻值越小时(相对电阻R7阻值小)，电容C5充电时间越块，那么双向可控硅VS的触发角越大，照明灯H的工作电流相对越大、电压相对越大，照明灯就会工作在全功率下(220V左右)，发出全亮灯光为作业区域的作业人员起到有效照明作用。

在本发明所提供的实施例中，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9阻值分别是510K、220K、5.1K、1.35M、470K、100K、200K、240Ω、1M；瓷片电容C5型号是0.1μF/400V；双向二极管ST型号是BT136220；双向可控硅VS型号是BTA16-600B；继电器K1、K2、K3是DC12V继电器；可调电阻RP1、RP2、RP3规格分别是470K、1M、2M；极性电容C1、C2、C3、C4、C6型号分别是47μF/400V、470μF/400V、10μF/400V、4.7μF/400V、4.7μF/400V；二极管VD1型号是1N4007；二极管VZ是12V稳压二极管；NPN三极管Q3型号是9013；光电三极管Q1型号是3DU31。

本发明通过上述各个电路的共同作用，本发明在白天光线好时即使有人在作业区域工作也不会控制照明灯H得电，晚上或者光线不好有人接近作业区域前先控制照明灯H以半亮状态为作业人员指路，达到节能目的，作业人员继续走到作业区域后照明灯H才处于全功率发光，为作业人员施工作业提供充分照明；只要作业人员不离开作业区域照明灯H一直发光，离开作业区域照明灯H延时发光为作业人员离开现场提供一定照明时间后，照明灯H才停止发光，达到了智能化控制目的。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (1)

1.一种隧道智能照明系统，其特征在于，包括：稳压电路、探测电路、功率控制电路、照明灯，所述稳压电路与所述探测电路连接，所述稳压电路、探测电路分别与所述功率控制电路连接，所述功率控制电路与所述照明灯连接；

所述稳压电路包括第一极性电容、第二极性电容、第一电阻、稳压二极管、二极管，所述第一极性电容、第二极性电容、第一电阻、稳压二极管、二极管之间经电路板布线连接，其中，第一极性电容的正极与所述第一电阻的一端连接，所述第一极性电容的负极、稳压二极管的负极、二极管的正极分别与所述第一电阻的另一端连接，所述二极管的负极与所述第二极性电容的正极连接，所述稳压二极管的正极与所述第二极性电容的正极连接；

所述功率控制电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一继电器、第二继电器、第三极性电容、瓷片电容、双向可控硅、双向二极管、第一NPN三极管，所述第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一继电器、第二继电器、第三极性电容、瓷片电容、双向可控硅、双向二极管、第一NPN三极管之间经电路板布线连接；

所述第三极性电容的正极、第三电阻的一端分别与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一继电器的正极电源输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一NPN三极管的基极连接，所述第一NPN三极管的集电极与所述第一继电器的负极电源输入端连接，所述第一继电器的常开触点端与所述第四电阻的一端连接，所述第一继电器的常闭触点端与所述第五电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端、第五电阻的另一端与所述瓷片电容的一端、第六电阻一端连接，所述第六电阻的另一端与所述双向二极管的一端连接，所述双向二极管的另一端与所述双向可控硅的控制极连接，所述第一NPN三极管的发射极、瓷片电容的另一端、双向可控硅的第一主电极、第二继电器的负极电源输入端分别与所述第三极性电容的负极连接，所述双向可控硅的第二主电极、第二继电器的常开触点端分别与所述第一继电器的控制电源输入端连接；

所述探测电路包括微波传感器模块、第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第四极性电容、第五极性电容、光电三极管、第三继电器、天线、第二NPN三极管，所述微波传感器模块、第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第四极性电容、第五极性电容、光电三极管、第三继电器、天线、第二NPN三极管之间经电路板布线连接；

所述微波传感器模块的正极电源输入端14脚及触发选择端8脚、第一可调电阻的一端与所述第三继电器的正极电源输入端及控制电源输入端连接，所述微波传感器模块的选通放大增益调整端4脚与所述第二可调电阻的一端连接，所述微波传感器模块的选通放大增益调整端3脚与所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与所述第二可调电阻的另一端连接，所述第四极性电容正极、第三可调电阻的一端分别与所述微波传感器模块的输出延时外接阻容端10脚连接，所述微波传感器模块的输出延时外接阻容端9脚与所述第三可调电阻的另一端连接，所述微波传感器模块的外接天线端1及2脚分别与所述天线的两个接线端连接，所述微波传感器模块的触发禁止控制端5脚、光电三极管的集电极分别与所述第一可调电阻的另一端连接，所述微波传感器模块的控制信号输出端11脚与所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述第二NPN三极管的基极连接，所述第二NPN三极管的集电极与所述第三继电器的负极电源输入端连接，所述微波传感器模块的输出封锁定时器外接阻容端12脚与所述第九电阻的一端连接，所述第五极性电容的正极、微波传感器模块的输出封锁定时器外接阻容端13脚分别与所述第九电阻的另一端连接，所述微波传感器模块的电源滤波电容端6脚及负极电源输入端7脚与所述第四极性电容的负极、第五极性电容的负极、第二NPN三极管的发射极、光电三极管的发射极连接。

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