CN201391781Y - 一种智能控制led隧道照明节能系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种隧道灯节能系统。目的是提供一种智能控制LED的隧道照明节能系统，该照明节能系统具有节约能源，提高照明质量、减少CO2的排放量的特点。本实用新型提出的技术方案是：一种智能控制LED隧道照明节能系统，包括供电装置和与供电装置电线连接的若干个LED灯组，其特征在于所述的供电装置通过灯具智能控制电路与若干个LED灯组相连，灯具智能控制电路包括主控电路和分控电路，所述主控电路的输入端与供电装置相连，其信号输出端与分控的信号输入端连接，分控的输出端与LED灯组连接。

Description

一种智能控制LED隧道照明节能系统
技术领域
本实用新型涉及一种隧道灯节能系统，具体为一种利用太阳能、风能智能控制LED的隧道照明节能系统。
背景技术
目前隧道照明多采用电网市电，隧道运营中对电力巨大的消耗使电网承受了很大的负担，同时高昂的隧道照明电费也成了公路运营成本的主要组成部分。根据《公路隧道通风照明设计规范》，隧道常规照明主要分为入口段照明、过渡段照明、中间段照明和出口段照明四个部分；其中入口段的照明亮度为洞外亮度乘以一个折减系数。从全年行车安全出发，入口段的照明亮度是以全年洞外最大亮度和最高行车速度来确定隧道内灯具功率和分布情况，不能实时地根据洞外亮度进行洞内(特别是入口段)亮度的调节，而导致隧道内各照明段的照明设施始终处于最大值地工作状态；从而造成了大量电能的浪费。
目前，在我国西部、西北部等交通量较小的地区，在无行车状况下隧道内照明设施仍然处于满负荷工作状态，这对能源的消耗是巨大的。此外，一些运营商采用降低照明标准的方法来降低能源消耗，但这一措施对于行车安全造成了很大的隐患。目前还没有解决这一问题更好的方法。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服背景技术中存在的上述问题，提供一种智能控制LED的隧道照明节能系统，该照明节能系统具有节约能源，提高照明质量、减少CO2的排放量的特点。
本实用新型提出的技术方案是：一种智能控制LED隧道照明节能系统，包括供电装置和与供电装置电线连接的若干个LED灯组，其特征在于所述的供电装置通过灯具智能控制电路与若干个LED灯组相连，灯具智能控制电路包括主控电路和分控电路，所述主控电路的输入端与供电装置相连，其信号输出端与分控的信号输入端连接，分控的输出端与LED灯组连接。
上述的智能控制LED隧道照明节能系统，作为优选，所述的主控电路主要由微处理器、传感器、上拉电阻、三极管、芯片构成。
上述的智能控制LED隧道照明节能系统，作为优选，所述的分控电路主要由微处理器、上拉电阻、芯片和PNP三极管构成。
上述的智能控制LED隧道照明节能系统，作为优选，所述的供电装置包括太阳能发电装置、风能发电装置和市电转换设备，所述的太阳能发电装置和风能发电装置分别通过太阳能整流控制器、风能整流控制器将太阳能和风能转化为电能，再与市电一起通过整合电路整合在蓄电设备中。
上述的智能控制LED隧道照明节能系统，作为优选，所述的蓄电设备包括蓄电池、蓄电阵列和蓄电站。
上述的智能控制LED隧道照明节能系统，作为优选，所述的蓄电设备通过电源转换装置与灯具智能控制装置连接。
上述的智能控制LED隧道照明节能系统，作为优选，所述的灯具智能控制装置主控电路中设有一控制器电源，该控制器电源主要由降压电阻、电解电容、稳压管构成。
上述的智能控制LED隧道照明节能系统，作为优选，所述的灯具智能控制装置分控电路中还设有一控制器电源，该控制器电源主要由降压电阻、电解电容、稳压管构成。
上述的智能控制LED隧道照明节能系统，作为优选，所述的LED灯组由若干个LED灯和驱动IC串联而成。
上述的智能控制LED隧道照明节能系统，作为优选，所述的传感器包括车辆感应器和光照感应器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的智能控制LED隧道照明节能系统采用以太阳能，风能为主的照明系统，充分利用绿色能源，有效减少资源的开采和对空气的污染；采用此智能控制系统可进一步实现节省能源，在不影响车辆正常行进的情况下可达到洞内最大照度的设计要求，并兼顾洞内外光强对比度，真正做到按需照明。该系统适用于常规公路隧道、海底隧道、过江隧道及高速铁路隧道的照明中，较同类纯市电照明隧道照明系统对能源的节省相当可观，为运营商减少费用开支，为社会减少能源消耗。
附图说明
图1为本实用新型的电路方框图；
图2为本实用新型的电路原理图；
图3为本实用新型中灯具智能控制装置中主控电路的电路原理图；
图4为本实用新型中灯具智能控制装置中分控电路的电路原理图；
图5为图3、图4中的控制器电源的电路原理图；
图6为本实用新型的中LED照明设备的结构示意图；
图7为本实用新型使用原理示意图。
图中：1-太阳能发电装置、2-太阳能整流控制器、3-风能发电装置、4-风能整流控制器、5-整合电路、6-市电转换设备、7-蓄电设备、8-电源转换装置、9-分控电路、10-LED灯组、11-主控电路、12-微处理器、13-传感器、14-上拉电阻、15-三极管、16-芯片、17-微处理器、18-上拉电阻、19-芯片、20-PNP三极管、21-控制器电源、22-降压电阻、22-电解电容、24-稳压管。
具体实施方式
以下通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图所示，该智能控制LED隧道照明节能系统，包括供电装置和与供电装置电连接的若干个LED灯组，所述的供电装置通过灯具智能控制电路与若干个LED灯组10相连，灯具智能控制电路包括主控电路11和分控电路9，所述主控电路的输入端与供电装置相连，其信号输出端与分控的信号输入端连接，分控的输出端与LED灯组连接。
所述的供电装置包括太阳能发电装置1、风能发电装置3和市电供电设备6，所述的太阳能发电装置1和风能发电装置3分别通过太阳能整流控制器2、风能整流控制器4将太阳能和风能转化为电能，再与市电一起通过整合电路5整合在蓄电设备7中。本实用新型的电力主要由太阳能和风能发电提供，当太阳能和风能不足时，可由市电补给。
所述的蓄电设备包括蓄电池、蓄电阵列和蓄电站，蓄电设备通过电源转换装置8与灯具智能控制装置11连接，以便为LED灯组的照明提供电源。所述的蓄电设备可外购得到。
所述的主控电路11包括微处理器12、传感器13、上拉电阻14、三极管15和芯片16，所述传感器包括光电开关和光敏电阻；微处理器12、传感器13主要用于控制隧道内灯具点亮和熄灭。所述的主控电路11中还设有一控制器电源21，该控制器电源包括降压电阻22、电解电容23、稳压管24。由于微处理器和芯片的供电电压为5V，所以需要将进入主控电路的24V电压先降到5V，该控制器电源就是完成这个过程的。进入主控电路的24V电压依次通过降压电阻R5、电解电容C1、C2、C3、7805稳压管后将电压从24V降到5V。降压的电源经过电阻R1后分为两条支路，一条通过光敏电阻LDR，一条进入微处理器19脚ADC7/P1.7，通过改变光敏电阻的大小，从而改变进入微处理器19脚的电压；即可以通过微处理器ADC7/P1.7脚读取光敏电阻的电压。进入主控电路的24V电压依次通过电阻R2、光电开关、R4、与三极管Q1的B极相连，控制Q1的开和关，三极管Q1的C极接一上拉电阻。同时Q1的C极和微处理器的6脚相连接。在此电路中三极管Q1的作用是作为开关，当关闭三极管时，电流从微处理器6脚进入，6脚为高定平，当打开三极管时，电流流入地，6脚为低电平。微处理器检测到6脚的信号，然后经过程序处理后，从微处理器3脚(TxD/P3.1脚)发出数据信号，该数据信号进入485芯片4脚后从芯片的6脚和7脚输出。上述所用的微处理器型号为STC12C5206AD，芯片型号为485芯片。
所述的分控电路包括微处理器17、上拉电阻18、485芯片19和PNP三极管20。当分控电路中的第一个485芯片接收到主控电路485芯片上发来的数据信号，从第一个485芯片的1脚输出，输出分为三条途径，第一条进入微处理器2脚RxD/P3.0。第二条进入6脚INTO/P3.2，进入微处理器的信号经过程序处理后，从微处理器11脚CCP07/P3.7和12脚ADCO/P1.0各输出相应灯具的控制信号。R10作为微处理器12脚的上拉电阻，确保12脚能顺利开关Q3。微处理器的12脚过R9与三极管Q3的B极相连，用以对三极管Q3的开关控制，实现对B灯具的点亮和熄灭的控制。R7作为微处理器11脚的上拉电阻，确保12脚能顺利开关Q2。微处理器的11脚通过R8后与三极管Q2的B极相连，用以对三极管Q2的开关控制，实现C灯具的点亮和熄灭的控制。从第一个485芯片的1脚输出的另一条支路同时与第二个485芯片的4脚相连，以便把信号传到第二个485芯片上，用作信号加强。所述的三极管Q2与Q3分别与一组LED灯具相连。说明书附图中的GND符合表示的是接地。
使用时，如图7所示，首先输出转换电源输出24V的直流电给传感器和智能控制器的主控电路供电。电流先流过主控里的电源部分，经过稳压三极管7805，输出电压5V，该电流进入STC12C5206AD微处理器和485芯片。当汽车沿K方向进入隧道中，传感器(光电开关)立即检测到车辆，先产生一个高脉冲，把三极管Q1的基极(B极)拉低，三极管Q1的BE结导通；此时三极管Q1的C级为低电平，给微处理器的外部中断一个低脉冲，微处理器开始执行预定程序。微处理器的ADC7/P1.7脚读取光敏电阻的电压。(当外界光强教强的时候，光敏电阻LDR的阻值较小，光敏电阻上的电压也较小，光强较弱时，光敏电阻LDR的阻值较大，光敏电阻上的电压也就越大)微处理器通过AD转换，把光敏电阻的电压数量化，依次判定外界光的强弱，确定C灯具的亮度强弱。最后微处理器的TxD/P3.1脚发出点亮B灯和C的亮度信号。信号经过485芯片转换成差分信号，然后向分控传输信号。此时信号流到分控电路中，分控电路中的第一个485芯片接收到主控电路发来的数据信号，转换为TTL电平，然后把信号传送到微处理器的RxD/P3.0脚。(同时也把信号传到第二个485芯片上，用作信号加强，把信号也传送到下一个分控。)分控电路中的微处理器按接收到的信号，从P3.7脚发送PWM信号打开连接C灯具的PNP三极管，用以调节亮度；同时P1.0脚发出TTL电平信号，打开连接B灯具的PNP三极管，点亮B灯具。其中所述PNP的E极接24V电源，此时灯具B被点亮。所述灯具C的亮度也按照外界的光强确定，并延时几分钟，确保车辆的通过。几分钟后，B、C灯具熄灭。等待下一辆车的经过，控制系统重复以上工作。所述的A灯具为常量灯具，其供电系统直接与电源相连，并不通过上述的控制系统。

Claims (9)

1.一种智能控制LED隧道照明节能系统，包括供电装置和与供电装置电连接的若干个LED灯组，其特征在于所述的供电装置通过灯具智能控制电路与若干个LED灯组(10)相连，灯具智能控制电路包括主控电路(11)和分控电路(9)，所述主控电路的输入端与供电装置相连，其信号输出端与分控电路的信号输入端连接，分控电路的输出端与LED灯组连接。
2.根据权利要求1所述的智能控制LED隧道照明节能系统，其特征在于所述的主控电路(11)包括微处理器(12)、传感器(13)、上拉电阻(14)、三极管(15)、芯片(16)。
3.根据权利要求1所述的智能控制LED隧道照明节能系统，其特征在于所述的分控电路(9)包括微处理器(17)、上拉电阻(18)、芯片(19)和PNP三极管(20)。
4.根据权利要求1所述的智能控制LED隧道照明节能系统，其特征在于所述的供电装置包括太阳能发电装置(1)、风能发电装置(3)和市电供电设备(6)，所述的太阳能发电装置(1)和风能发电装置(3)分别通过太阳能整流控制器(2)、风能整流控制器(4)将太阳能和风能转化为电能，再与市电一起通过整合电路(5)整合在蓄电设备中。
5.根据权利要求1所述的智能控制LED隧道照明节能系统，其特征在于所述的蓄电设备(7)通过电源转换装置(8)与灯具智能控制装置(11)连接。
6.根据权利要求1所述的智能控制LED隧道照明节能系统，其特征在于所述的灯具智能控制装置主控电路(11)中设有一控制器电源(21)，该控制器电源包括降压电阻(22)、电解电容(23)、稳压管(24)。
7.根据权利要求1所述的智能控制LED隧道照明节能系统，其特征在于所述的灯具智能控制装置分控电路(9)中还设有一控制器电源(21)，该控制器电源包括降压电阻(22)、电解电容(23)、稳压管(24)。
8.根据权利要求1所述的智能控制LED隧道照明节能系统，其特征在于所述的每个LED灯具(10)由若干个LED灯和驱动IC串联而成。
9.根据权利要求1所述的智能控制LED隧道照明节能系统，其特征在于所述的传感器包括车辆感应器和光照感应器。
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