CN202634849U - 地下车库的led智能调光系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了地下车库的LED智能调光系统，所述主控制器通过ZigBee无线网络连通若干个网络化LED灯具，主控制器主要负责对整个系统进行管理控制，协调系统各部分的工作；汇总车库车位信息，对这些信息进行处理后，提交给管理员，同时在车库入口处的LED显示屏上显示空闲车位信息；通过汇总得到的车位信息，查找最佳车位，为车主进行智能停车导航，网络化LED灯具作为ZigBee无线网络的一个独立的子节点，将检测到的车辆入库信号通过ZigBee无线网络传给主控制器，当有人或车时对LED采取全亮度模式，在无人或车时对LED采取亮度只有10%全亮度的低功耗模式，避免了能源浪费。

Description

地下车库的LED智能调光系统

技术领域

本实用新型涉及自动控制领域，具体涉及地下车库的LED智能调光系统。

背景技术

随着全球资源枯竭，能源供应紧张，温室效应加剧，人类可持续发展面临能源危机；能源的巨量消耗，造成了严重的环境污染。因此急需提高能源利用率，降低能耗总量，减少碳排放，建立和谐绿色社会。

    目前的地下车库，一方面主要以荧光灯和白炽灯作为光源，功耗大且寿命短、易损坏。这种缺陷不仅造成停车场成本增高，还造成大量的能源浪费。而另一方面，为了便于控制，采用24小时持续供电的方式，部分车库还采取分区控制的方式，因而大大影响了采光质量。LED光源具有光效高、功耗低、寿命长、抗震性好等特点，针对地下车库照明系统，若采用LED作为光源，则不仅节约大量能源，减少安装费用并大大延长车库内照明设备的使用寿命，更重要的是，可有效利用其易调光特性，对地下车库进行智能照明控制，具有良好的应用前景。按照车库装500个LED灯具为例，LED全亮功耗为18W来计算：采用24小时持续供电，则车库一天的电能消耗为2160度，一年的电能消耗为78400度；采用上面所提智能调光模式计算，一天的电能消耗为54度，一年的电能消耗为19710度.功耗降为原来的25%，大大减少了车库的电能消耗。

LED照明作为一种革命性的节能照明技术，正在飞速发展。然而，LED驱动电源的要求也在不断提高。高效率高电流控制精度、高可靠性、体积小、成本低等正成为LED驱动电源的关键评价指标。传统的灯光控制方式采用有线连接的方式，存在布线复杂、安装成本高、难度大等缺点。

发明内容

针对目前地下车库照明设施能耗较高、能源浪费严重、布线复杂、不便于智能控制等问题，根据LED光源的特点，结合无线通信网络技术、自动控制技术，本实用新型的目的在于提供了地下车库的LED智能调光系统，该LED智能调光系统以微控制器为核心，实现了以下功能：

（1）绿色节能：在没有人和没有车辆移动的情况下，车库的所有灯具的亮度均保持为其最高亮度的10%，以维持监控设备的正常的亮度需求，以此来最大程度的降低对能源的消耗，实现节能环保。

（2）智能跟随照明：在地下车库内，通过网络化LED灯具上的超声波传感器和红外传感器，检测是否有车辆或人员移动。

如果检测到有车辆或人员的移动，灯光就会跟随目标移动，实现智能照明。    （3）灯具网络化：实现灯具远程控制以及LED灯具工作状态、工作参数监测，每一个LED灯具都作为一个终端子节点被纳入ZigBee无线网络中，因此，每个灯具的工作都是相对独立的，系统通过主控制器对整个网络进行控制。

（4）智能停车导航：当车辆或人入库时，智能照明系统通过传感器进行人车识别。

如果是车辆入库，系统进入智能停车导航模式，智能照明系统会为车辆分配一个空停车位并为之选择一条最短行车路径，通过点亮此行车路径上的LED引导车辆进入空车位停车。如果仅仅是人入库，则进入智能跟随模式。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

地下车库的LED智能调光系统，主要由主控制器、ZigBee无线网络、网络化LED灯具构成，所述主控制器通过ZigBee无线网络连通若干个网络化LED灯具。

所述主控制器主要由ARM微处理器STM32、ZigBee无线模块、键盘模块、LCD显示模块、LED显示模块和存储模块组成；

主控制器主要负责对整个系统进行管理控制，协调系统各部分的工作；汇总车库车位信息，对这些信息进行处理后，提交给管理员，同时在车库入口处的LED显示屏上显示空闲车位信息；通过汇总得到的车位信息，查找最佳车位，为车主进行智能停车导航；收集系统工作状态，并提交故障信息给管理员。

所述网络化LED灯具主要由控制电路和LED驱动电路构成，控制电路主要包括MSP430微控制器、稳压电源模块、超声波检测模块、微波检测模块、人体红外检测模块、亮度检测模块、电压检测模块、电流检测模块、ZigBee无线模块；

所述LED驱动电路包括PT4107恒流驱动模块；

网络化LED灯具作为ZigBee无线网络的一个独立的子节点，将检测到的车辆入库信号通过ZigBee无线网络传给主控制器，当有人或车时对LED采取全亮度模式，在无人或车时对LED采取亮度只有10%全亮度的低功耗模式。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

本实用新型绿色节能环保，不仅仅从传统光源到现在的LED光源的转换节约了电能，而且选取在有人（车）时对LED采取全亮度模式，在无人（车）时对LED采取亮度只有10%全亮度的低功耗模式，进一步避免了能源浪费。同时，高恒流精度保证了大批量使用LED照明时亮度的一致性。

停车导航的有效运行，车库的智能管理，能提高城市交通效率，使城市的生命力更加活跃，社会效应和效益良好。这样不仅解决了地下车库耗能、控制方式不合理、可靠性差等问题，而且可以随时监测到故障，无需工作人员进行现场巡视。不仅提高了地下车库的管理效率，也大大提高了地下车库的服务质量，进而提高停车场的管理水平，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的整体系统框图。

图2是本实用新型的网络化LED灯具的结构图。

图3是本实用新型的稳压电源模块的电路图。

具体实现方式

下面对本实用新型的结构原理，工作原理作进一步说明。

参照图1，地下车库的LED智能调光系统，主要由主控制器、ZigBee无线网络、网络化LED灯具构成，所述主控制器通过ZigBee无线网络连通若干个网络化LED灯具。

参照图2，本实用新型的网络化LED灯具作为一个智能化的设备，它不仅是发光源，同时是光源的控制器，主要由控制电路和LED驱动电路构成，控制电路主要包括MSP430微控制器、稳压电源模块、超声波检测模块、微波检测模块、人体红外检测模块、亮度检测模块、电压检测模块、电流检测模块、ZigBee无线模块；所述LED驱动电路包括PT4107恒流驱动模块。

PWM恒流驱动控制模块采用一款高压降压式LED驱动控制芯片PT4107，输入电压既可为传统的110V/220V 交流电压,又可为 18V 以上到数百伏直流电压。，它以独特的电路结构，采用峰值电流检测为大功率 LED 提供恒定的供电电流，恒流精度高。为系统提供了安全可靠的过流、过温保护，提高了整个系统的可靠性。整体供电效率可达 80％以上，达到了高效低成本的驱动要求。PT4107支持低频可变占空比的PWM数字脉冲调光方式，输出的恒定电流精度高，确保了LED光源亮度的一致性。

微控制器通过改变PWM控制信号的占空比，可以调节PT4107恒流驱动控制模块输出的恒定电流，进而实现LED亮度的调节。

为了避免LED亮度由暗到亮的突变给人体眼睛造成的伤害，所以采取LED的亮暗的转变是逐级地柔和变化，达到良好的视觉调光效果。微控制器通过逐级改变PWM脉冲信号的占空比，达到逐级控制LED驱动电流的目的，从而实现LED亮暗转变的平滑过渡。

LED的工作模式分为全亮模式和低功耗模式，LED光源采用的是T8的LED日光灯，全亮功耗是18w。微控制器通过调节PWM控制信号使LED工作在低功耗模式下，此时LED只有约2w的功耗，大大降低能源消耗，从而达到节约能源的目的。

参照图3，稳压电源模块通过二极管D1和D2将交流电转换为直流电，然后通过稳压二极管ZD1将直流电压稳定为12V，再通过稳压二极管ZD2将12V的直流电压稳定为5V的直流电压。5V的直流电压为网络化LED灯具的控制电路提供工作电压。

本实用新型有以下几种工作模式：

(1)绿色节能模式         

（a）绿色节能模式一

通过亮度检测模块检测外部环境光照强度，当外部环境光照强度大于150Lux时，微控制器通过控制PWM控制信号的输出熄灭LED，随后进入掉电工作模式。

（b）绿色节能模式二

当外部环境光照强度小于150Lux时，并且微波传感器和人体红外传感器未检测到车辆或人员移动信息，网络化LED灯具的微控制器通过控制PWM信号的输出，从而改变开关隔离式恒流源的恒定电流的输出，进而使地下车库所有的灯具亮度均保持为其全亮度的10%，以维持监控设备正常的亮度需求，以此来最大程度的降低对能源的消耗，实现节能。

当红外传感器和超声波传感器检测到车辆或人员移动信息，通过中断唤醒微控制器进入智能跟随照明模式。

(2)智能跟随照明模式

当外部环境光照强度小于150LUX时，启动检测系统，若红外传感器与微波传感器同时检测到人车信号，微控制器通过控制PWM信号的输出，立即将LED光源调至全亮，并间隔一段时间后再重新判断。若还能检测到人车信号，则继续点亮，否则将LED光源调至绿色节能模式，进而达到节能的目的。从驾驶的安全性方面考虑，车辆前方的灯具应提前点亮，所以本模式特别设计了三级提前点亮功能，如果某一灯具检测到人车信号，不仅仅点亮自身，同时通过无线模块向邻近的灯具发送点亮信号，使其相邻的LED灯也点亮，满足驾驶员必需的照明需求。

（3）智能停车导航模式

每一个网络化LED灯具都是一个独立的ZigBee网络的子节点，当车库入口处的网络化LED灯具检测到车辆进入车库，网络化LED灯具的微控制器通过ZigBee无线模块向主控制器发送智能停车导航请求，主控制器根据检测到的车位状态信息，通过网络式分布式计算实现智能停车导航，分配一个空闲停车位并为之选择一条最短行车路线，并点亮行车路线上的灯具，引导车辆快速进入空闲停车位。

Claims (3)

1.地下车库的LED智能调光系统，其特征在于，主要由主控制器、ZigBee无线网络、网络化LED灯具构成，所述主控制器通过ZigBee无线网络连通若干个网络化LED灯具。

2.根据权利要求1所述的地下车库的LED智能调光系统，其特征在于，所述主控制器主要由ARM微处理器STM32、ZigBee无线模块、键盘模块、LCD显示模块、LED显示模块和存储模块组成；

主控制器主要负责对整个系统进行管理控制，协调系统各部分的工作；汇总车库车位信息，对这些信息进行处理后，提交给管理员，同时在车库入口处的LED显示屏上显示空闲车位信息；通过汇总得到的车位信息，查找最佳车位，为车主进行智能停车导航；收集系统工作状态，并提交故障信息给管理员。

3.根据权利要求1所述的地下车库的LED智能调光系统，其特征在于，所述网络化LED灯具主要由控制电路和LED驱动电路构成，控制电路主要包括MSP430微控制器、稳压电源模块、超声波检测模块、微波检测模块、人体红外检测模块、亮度检测模块、电压检测模块、电流检测模块、ZigBee无线模块；所述LED驱动电路包括PT4107恒流驱动模块；

网络化LED灯具作为ZigBee无线网络的一个独立的子节点，将检测到的车辆入库信号通过ZigBee无线网络传给主控制器，当有人或车时对LED采取全亮度模式，在无人或车时对LED采取亮度只有10%全亮度的低功耗模式。

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