CN202535601U - 基于led的智能高空障碍及航标指示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于LED的智能高空障碍及航标指示装置，包括电源接口单元（1）、光感应器（2）、中央控制单元（3）、主LED指示单元（4）和至少一个辅LED指示单元（5），中央控制单元（3）的输入端分别与光感应器（2）、主LED指示单元（4）相连，中央控制单元（3）的驱动输出端分别与主LED指示单元（4）、辅LED指示单元（5）相连；光感应器（2）检测到环境光线不足时，中央控制单元（3）默认控制主LED指示单元（4）在第一闪灯频率下进行闪灯指示、且在主LED指示单元（4）发生故障时控制至少一个辅LED指示单元（5）在第二闪灯频率下进行闪灯指示。本实用新型具有可靠性好、结构紧凑、维护量最小、高效节能、待机功耗低、使用寿命长的优点。

Description

基于LED的智能高空障碍及航标指示装置

技术领域

本实用新型涉及高空障碍及航标指示装置，具体涉及一种用于移动基站、微波站、气象站、河流以及城市中摩天大楼实现高空障碍及航标指示的基于LED的智能高空障碍及航标指示装置。

背景技术

如图1所示，现有技术的高空障碍指示灯一般采用控制箱、灯头+灯座相结合的形式实现对障碍灯的指示状态的现实，控制箱分别通过导线与每一处灯头+灯座相连，每一处灯头采用白炽灯作为光源，从而满足远距离高亮度的光感指示。

但是现有技术的高空障碍指示灯存在下述缺点：

1）建筑设计布线要进行灯座和控制箱多处布线，布线难度和成本高。

2）是采用白炽灯作为光源，相对于LED光源在能源消耗上有明显的劣势。

3）灯座要安装多个高亮的白炽灯体积大、重量重、成本高。

4）白炽灯在使用寿命上与LED光源比存在明显的劣势。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可靠性好、结构紧凑、维护量最小、高效节能、待机功耗低、使用寿命长的基于LED的智能高空障碍及航标指示装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于LED的智能高空障碍及航标指示装置，包括电源接口单元、光感应器、中央控制单元、主LED指示单元和至少一个辅LED指示单元，所述中央控制单元的输入端分别与光感应器、主LED指示单元相连，所述中央控制单元的驱动输出端分别与主LED指示单元、辅LED指示单元相连；所述光感应器检测到环境光线不足时，所述中央控制单元默认控制主LED指示单元在第一闪灯频率下进行闪灯指示、且在所述主LED指示单元发生故障时控制至少一个辅LED指示单元在第二闪灯频率下进行闪灯指示。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述主LED指示单元包括相互连接的第一恒流驱动单元和第一LED单元，所述辅LED指示单元包括相互连接的第二恒流驱动单元和第二LED单元，所述第一恒流驱动单元、第二恒流驱动单元分别与所述中央控制单元的驱动输出端相连，所述中央控制单元的电压检测输入端通过限流电阻与第一LED单元相连。

所述第一LED单元和第二LED单元均由依次串联的多个LED发光二极管组成。

所述电源接口单元包括第一供电接口、第二供电接口、电源选择单元和高压开关稳压电源，所述电源选择单元的输入端分别与第一供电接口、第二供电接口相连，所述电源选择单元的输出端通过高压开关稳压电源分别与光感应器、中央控制单元的电源输入端相连，所述电源选择单元的输出端分别与第一恒流驱动单元、第二恒流驱动单元的电源输入端相连。

本实用新型具有下述优点：

1、本实用新型的中央控制单元在环境光线不足时默认控制主LED指示单元在第一闪灯频率下进行闪灯指示、且在主LED指示单元发生故障时控制辅LED指示单元在第二闪灯频率下进行闪灯指示，通过辅LED指示单元在主LED指示单元发生故障时的及时顶替，有效地延长了本实用新型的使用寿命，在一定时间内起到了不影响实际使用的效果，而且通过分别闪灯指示的闪灯频率能够快速了解本实用新型当前的主LED指示单元是否发生故障，提醒维护人员及时进行维护，具有可靠性好、结构紧凑、维护量最小、高效节能、待机功耗低、使用寿命长的优点。

2、本实用新型的安装使用不需要进行灯座和控制箱的布线，施工简单方便、实施成本低；本实用新型采用主LED指示单元和辅LED指示单元作为光源进行显示，在同样照度下的相对功率要小很多，相对传统的白炽灯的能源消耗更少，而且体积更紧凑、重量更轻、成本更低，使用寿命也更长。

3、本实用新型的主LED指示单元进一步包括相互连接的第一恒流驱动单元和第一LED单元，辅LED指示单元进一步包括相互连接的第二恒流驱动单元和第二LED单元，中央控制单元通过第一恒流驱动单元的启停控制第一LED单元的供电、通过第二恒流驱动单元的启停控制第二LED单元的供电，因此静态能耗极低，能够将静态功耗降到0.4毫安以下。

4、本实用新型的电源接口单元进一步包括第一供电接口、第二供电接口、电源选择单元和高压开关稳压电源，因此通过第一供电接口、第二供电接口能够实现双电源供电，能够提升本实用新型在应对突发电力故障时的可靠性。

附图说明

图1为现有技术的框架结构示意图。

图2为本实用新型实施例的框架结构示意图。

图3为本实用新型实施例的电路原理示意图。

图例说明：1、电源接口单元；11、第一供电接口；12、第二供电接口；13、电源选择单元；2、光感应器；3、中央控制单元；4、主LED指示单元；41、第一恒流驱动单元；42、第一LED单元；5、辅LED指示单元；51、第二恒流驱动单元；52、第二LED单元。

具体实施方式

如图2和图3所示，本实施例基于LED的智能高空障碍及航标指示装置包括电源接口单元1、光感应器2、中央控制单元3、主LED指示单元4和至少一个辅LED指示单元5，中央控制单元3的输入端分别与光感应器2、主LED指示单元4相连，中央控制单元3的驱动输出端分别与主LED指示单元4、辅LED指示单元5相连；光感应器2检测到环境光线不足时，中央控制单元3默认控制主LED指示单元4在第一闪灯频率下进行闪灯指示、且在主LED指示单元4发生故障时控制至少一个辅LED指示单元5在第二闪灯频率下进行闪灯指示。本实施例中，仅仅通过一个辅LED指示单元5来进行说明，采用更多的辅LED指示单元5也与本实施例基本相同，只是中央控制单元3需要更多的控制输出接口，在此不再赘述。

本实施例的光感应器2采用光敏电阻RX实现，中央控制单元3采用ATTINY13微处理器实现，ATTINY13微处理器的2号端口与光敏电阻RX相连，ATTINY13微处理器的7号端口作为输入端与主LED指示单元4相连，ATTINY13微处理器的5号端口作为驱动输出端与主LED指示单元4相连，ATTINY13微处理器的6号端口作为驱动输出端与辅LED指示单元5相连。ATTINY13微处理器通过内部的A/D转换模块实现对光感应器2输出的光线强度信号进行A/D转换采集，并对光线强度信号进行分析，当光线强度不足时，采集的电位上升到预定值时，默认控制主LED指示单元4在第一闪灯频率下进行闪灯指示、且在主LED指示单元4发生故障时控制辅LED指示单元5在第二闪灯频率下进行闪灯指示点亮LED灯珠闪亮实现光感指示。本实施例的第二闪灯频率比第一闪灯频率的频率高，通过闪灯频率能够快速了解主LED指示单元4是否发生故障，提醒维护人员及时进行维护，闪烁时的亮灭占空比、闪灯频率均可以通过ATTINY13微处理器根据需要进行设定，通过微处理器可以精确的控制时间，控制精度不受使用时间及环境影响。光感应器2采集光强度决定是否要进入闪灯流程：当黑夜时，环境光线强度下降到预定值后，中央控制单元3启动闪灯流程。平时仅主LED指示单元4工作于闪灯流程。但当系统检测到主LED指示单元4故障时，停止主LED指示单元4闪灯流程转入辅LED指示单元5的闪灯流程，辅LED指示单元的闪灯频率较主LED指示单元4要高，起到提醒作用。

本实施例的电源接口单元1包括第一供电接口11、第二供电接口12、电源选择单元13和高压开关稳压电源，电源选择单元13的输入端分别与第一供电接口11、第二供电接口12相连，电源选择单元13的输出端通过高压开关稳压电源分别与光感应器2、中央控制单元3的电源输入端相连，电源选择单元13的输出端分别与第一恒流驱动单元41、第二恒流驱动单元51的电源输入端相连。本实施例的第一供电接口11为J101，第二供电接口12为J201；电源选择单元13由D301和D302组成，D301和D302能够控制从J101或者J201中选择一路输入电源；高压开关稳压电源则基于LM2594HV-5.0芯片实现，用于将输入的48V电压转换为5V电压输出给光感应器2和中央控制单元3。

主LED指示单元4包括相互连接的第一恒流驱动单元41和第一LED单元42，辅LED指示单元5包括相互连接的第二恒流驱动单元51和第二LED单元52，第一恒流驱动单元41、第二恒流驱动单元51分别与中央控制单元3的驱动输出端相连，中央控制单元3的电压检测输入端通过限流电阻与第一LED单元42相连。本实施例的第一恒流驱动单元41和第二恒流驱动单元51均基于LM3404HV驱动芯片实现，第一恒流驱动单元41中LM3404HV驱动芯片的3号端口与ATTINY13微处理器的5号端口相连，第二恒流驱动单元51中LM3404HV驱动芯片的3号端口与ATTINY13微处理器的6号端口相连；中央控制单元3的电压检测输入端（7号端口）通过限流电阻R103与主LED指示单元4的第一LED单元42相连。第一LED单元42和第二LED单元52均由依次串联的3个5W的LED发光二极管组成，比现阶段使用多个100W白炽灯组减少非常多，使用寿命可以达到50000小时，实际使用可达8年以上。此外，也可以根据需要调整第一LED单元42和第二LED单元52中串联的LED发光二极管的数量。本实施例通过光感应器2采集光线强度感应及增益控制，利用中央控制单元3对环境中光线强度信号进行分析，当光线强度不足时，通过中央控制单元3驱动第一恒流驱动单元41或者第二恒流驱动单元51启停供电，从而实现周期性的闪亮指示的目的。本实施例中电源选择单元13共输出48V和5V两种电压，48V电压输出至第一恒流驱动单元41和第二恒流驱动单元51；5V电压则输出至光感应器2和中央控制单元3。

本实施例的工作过程如下：

1）直流48V(24V 到75V之间的电源都可以)电源通过J101（第一供电接口11）和J201（第二供电接口12）输入，由D301和D302（电源选择单元13）决定使用哪一路电源，有效电源经过L301送给U101、U201、U301（高压开关稳压电源）提供本系统所需电源，U301（高压开关稳压电源）提供5V的直流电源给U302（ATTINY13微处理器）。U302在运行中通过2号端口内置的A/D转换器采集R301与RX（光感应器2）的交叉点电压，分析RX的变化，RX是光敏电阻，光线强电阻值低，光线弱电阻值高，当采集到的电压上升到预定值时，认为进入夜晚，进入光感障碍指示阶段。U302的2号端口内置A/D转换器，可以对具体的采样电压进行值的转换，再送微电脑进行程序式的分析。

2）进入光感障碍指示阶段后，U302通过5号端口送出高低变化的电位，默认由主LED指示单元4处于工作状态，U302驱动U101（第一恒流驱动单元41）进入工作状态，U101恒流开关电源工作，通过L101向D102、D103、D104 一串LED灯珠（第一LED单元42）提供恒定的驱动电流，驱动LED发光，实现光感障碍指示。同时U302通过7号端口内置的A/D转换器采集流过第一LED单元42的电流是否确实存在，当采集电压值大于预定值时，判定第一LED单元42工作正常，当采集电位压小于预定值时认为LED串无电流流过，则判定第一LED单元42工作不正常。当确认第一LED单元42工作不正常时，U302通过分析后，停止通过5号端口对U101（第一恒流驱动单元41）的控制。启动辅LED指示单元5，U302的6号端口送出高低变化的电位，驱动U201（第二恒流驱动单元51）进入工作状态，U201恒流开关电源工作，通过L201向D202、D203、D204 一串LED灯珠（第二LED单元52）提供恒定的驱动电流，驱动LED灯珠发光，实现光感障碍指示。由于辅LED指示单元5的驱动高低电位占空比和每分钟闪亮的频率比主LED指示单元4要快，通过比较可以了解到主LED指示单元4出现故障，需要进行维护；而且在主LED指示单元4发生故障时通过辅LED指示单元5的及时顶替，在一定时间内不影响实际使用效果，并增强了本实施例的可靠性以及使用寿命。

如采用更多的辅LED指示单元5，在主LED指示单元4发生故障时，则通过中央控制单元3任意选择一个辅LED指示单元5在第二闪灯频率下进行闪灯指示，此外还可以进一步通过限流电阻采集选择的各个辅LED指示单元5的电流检测被选择的辅LED指示单元5的状态，实现类似主LED指示单元4的故障检测，在检测到故障时选择其他的辅LED指示单元5，其结构与本实施例基本相同，在此不再赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于LED的智能高空障碍及航标指示装置，其特征在于：包括电源接口单元（1）、光感应器（2）、中央控制单元（3）、主LED指示单元（4）和至少一个辅LED指示单元（5），所述中央控制单元（3）的输入端分别与光感应器（2）、主LED指示单元（4）相连，所述中央控制单元（3）的驱动输出端分别与主LED指示单元（4）、辅LED指示单元（5）相连；所述光感应器（2）检测到环境光线不足时，所述中央控制单元（3）默认控制主LED指示单元（4）在第一闪灯频率下进行闪灯指示、且在所述主LED指示单元（4）发生故障时控制至少一个辅LED指示单元（5）在第二闪灯频率下进行闪灯指示。

2.根据权利要求1所述的基于LED的智能高空障碍及航标指示装置，其特征在于：所述主LED指示单元（4）包括相互连接的第一恒流驱动单元（41）和第一LED单元（42），所述辅LED指示单元（5）包括相互连接的第二恒流驱动单元（51）和第二LED单元（52），所述第一恒流驱动单元（41）、第二恒流驱动单元（51）分别与所述中央控制单元（3）的驱动输出端相连，所述中央控制单元（3）的电压检测输入端通过限流电阻与第一LED单元（42）相连。

3.根据权利要求2所述的基于LED的智能高空障碍及航标指示装置，其特征在于：所述第一LED单元（42）和第二LED单元（52）均由依次串联的多个LED发光二极管组成。

4.根据权利要求2或3所述的基于LED的智能高空障碍及航标指示装置，其特征在于：所述电源接口单元（1）包括第一供电接口（11）、第二供电接口（12）、电源选择单元（13）和高压开关稳压电源，所述电源选择单元（13）的输入端分别与第一供电接口（11）、第二供电接口（12）相连，所述电源选择单元（13）的输出端通过高压开关稳压电源分别与光感应器（2）、中央控制单元（3）的电源输入端相连，所述电源选择单元（13）的输出端分别与第一恒流驱动单元（41）、第二恒流驱动单元（51）的电源输入端相连。

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