CN202799309U

CN202799309U - 智能路灯控制系统

Info

Publication number: CN202799309U
Application number: CN2012204563882U
Authority: CN
Inventors: 凌达; 杨永才
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: Shanghai Luoman Lighting Technologies Inc
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2022-09-10

Abstract

本实用新型涉及一种智能路灯控制系统，光控电路、键盘部分、红外传感器检测部分、故障检测电路将信号送入单片机，单片机处理信号数据，单片机输出信号到显示模块、报警电路和PWM调光电路，PWM调光电路输出控制信号到LED恒流源部分，LED恒流源部分驱动LED路灯工作。能根据路上人车流量的大小和光线的强弱调节路灯的强弱；支路控制系统，能控制支线中各个路灯的开启与关闭；为一个能自动调节光线、自动开启和关闭的智能化路灯系统，通过智能的控制大大降低了能耗，达到节能功效。

Description

智能路灯控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种路灯控制技术，特别涉及一种智能路灯控制系统。

背景技术

路灯作为城市亮化工程的主要组成部分，在夜晚，起到了非常重要的作用。路灯不仅提供夜间交通安全照明，更是维持夜间治安必要的设施，从路灯设施的好坏可以看出一个城市现代化的水平，因此世界各城市对路灯设施的建设均非常重视。据资料显示，目前我国用于照明的年用电量达3216亿度，约占全国总发电量的13%，而城市照明（指景观照明和功能照明的统称）的年用电量约占全国总发电量的7%～8%。在这些数据的背后隐藏着诸多城市在积极注重城市形象建设和品位提升的同时，也造成了城市亮化照明用电消耗的大幅提升。特别是随着近几年来能源价格的大幅上涨，庞大的路灯电费开支也成了当地政府的一大负担，缺电和照明落后成为制约经济发展的瓶颈。近年来，照明节电问题被列为除动力节电以外的另一重大节电项目，这无疑对推动用电节能工作的开展，具有非常重要的意义。

发明内容

本实用新型是针对的问题，提出了一种智能路灯控制系统，此控制系统可实现定时开关灯、根据环境明暗自动开关灯、根据交通情况自动调节亮灯状态、由支路控制器分别控制每个支路的开关时间的LED路灯实时控制系统，达到节能和智能控制的目的。

本实用新型的技术方案为：一种智能路灯控制系统，光控电路、键盘部分、红外传感器检测部分、故障检测电路将信号送入单片机，单片机处理信号数据，单片机输出信号到显示模块、报警电路和PWM调光电路， PWM调光电路输出控制信号到LED恒流源部分，LED恒流源部分驱动LED路灯工作。

所述光控电路采用光敏电阻和电阻分压，提取电压信号，送到由555 定时器组成的施密特触发器，555 定时器输出电平信号送单片机。

所述红外传感器检测部分采用集发射与接收于一体的E18-D80NK 红外传感器。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型智能路灯控制系统，能根据路上人车流量的大小和光线的强弱调节路灯的强弱；支路控制系统，能控制支线中各个路灯的开启与关闭；为一个能自动调节光线、自动开启和关闭的智能化路灯系统，通过智能的控制大大降低了能耗，达到节能功效。

附图说明

图1为本实用新型智能路灯控制系统结构框图；

图2为本实用新型智能路灯控制系统控制流程图；

图3为本实用新型智能路灯控制系统中LED灯控制逻辑关系图；

图4为本实用新型智能路灯控制系统中光控电路图；

图5为本实用新型智能路灯控制系统中传感器检测电路图；

图6为本实用新型智能路灯控制系统中恒流驱动及故障检测电路图；

图7为本实用新型智能路灯控制系统中键盘及液晶显示流程图。

具体实施方式

如图1所示智能路灯控制系统结构框图，系统以单片机7为核心，输入部分为光控电路11、键盘部分10、红外传感器检测部分9、故障检测电路8，输出部分有PWM调光电路5、显示模块1、报警电路2，PWM调光电路5输出控制信号到LED恒流源部分4，LED恒流源部分4驱动LED路灯3亮。

如图2所示智能路灯控制系统控制流程图，系统有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，单片机控制整条支路按时开灯和关灯；能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯，能根据交通情况自动调节亮灯状态;并能分别独立控制单只路灯的开灯和关灯时间；当路灯出现故障时（灯不亮），单片机控制器发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源功率能在规定时间按设定要求自动减小。

如图3所示LED灯控制逻辑关系图。在规定的时间条件成立（开灯时间）或环境明暗条件成立（暗到一定程度）的情况下开灯；当有物体（如人、车等）通过到规定的区域内时灯亮，当物体离开规定区域时灯灭，实现节能要求。

如图4所示光控电路图，明暗检测采用光敏电阻RG1 和R12（ RP2 ）分压，提取电压信号，送到由555 定时器组成的施密特触发器。当环境暗到一定程度（通过RP2 可以方便的调节），RG1 阻值上升，施密特触发器翻转，将电平信号送单片机处理。C8 为抗干扰设计，如天暗时，闪电的干扰，C8 使555 的2 脚电压不会突变，防止误动作。D2 为指示灯，方便调试。

对环境光亮度的检测，将检测信号送单片机，从而实现自动开灯关灯。利用光敏电阻的阻值与光照度呈反比例关系，采样其两端的电压信号，利用采样的电压信号通过施密特触发器输出的TTL 电平来控制LED 灯的开关。电路可靠，有效地避免由于短时间光照剧烈变化引起的误动作，操作者可以通过电位器方便的进行调试。

如图5所示传感器检测电路图，传感器采用E18-D80NK 红外传感器，是一种集发射与接收于一体的光电传感器。检测到目标是低电平输出，正常状态是高电平输出；检测距离可以根据要求进行调节。使用红外传感器，利用红外检测模块与光感应模块对道路上的人车流量和光照强度的情况进行不间断的检测，判断物体是否通过相关位置，并送入单片机判断执行相关程序。它具有光电传感器的优点，又避免了LED 灯的灯光干扰。

如图6所示恒流驱动及故障检测电路图，恒流驱动最简单的两端线性恒流驱动电路。它借用三端集成稳压器LM317 组成恒流电路，外围仅用两个元件：电流取样电阻R42和抗干扰消振电容C9。J9、J10、J12 分别是路灯、压降端、电流测试端。恒流值I 由R42 值来确定：I = 1. 25 /R42。1. 25 V 是LM317 的基准电压。反过来，根据所要求的恒流值I，可计算电流取样电阻： R42 =1. 25 / I。LM317 最大输出电流可达1. 5 A，工作压差≤40V，稳流精度高，可达± 1 ～ 2% ，内部设有过流、过热保护，使用安全可靠。LM317 工作在线性状态，其功率损耗P = UI，在恒流值I 已定的情况下，只有降低工作压差U 才能降低功耗。合适的工作压差选择在4 ～ 8V 范围。低于3V 将不恒流了。单片机输出PWM 加在IRF540 栅极，控制其通断，来达到调整LED 亮度（功率）的功能。PWM频率一般取值经验500 ～ 1000Hz，通过信号发生器实际测试PWM 占空比在20 ～ 100% 范围调节，频率到1000Hz 左右时路灯无闪烁感。

故障检测电路，采集IRF540 漏极电压，经D6、R40、C7 峰值检波电路得到直流电压信号，与LM393 组成的比较器的2 脚电压比较输出电平信号送单片机P10 检测。按图元件取值，实测路灯正常时，C7 电压为3. 3V，断路故障时0V，短路故障时7.2V。实际电路只做了检测断路故障，平时P1. 0为高电平，断路故障时3932 脚电压为0V，比较器翻转输出低电平。R39 调节比较器基准电压，可以在1V 左右，防止干扰信号。R37 取值关键，影响C7 的放电时间。经实验取300K 较合适。短路检测原理同上。注意PWM 的占空比只能在20% ～99. 5% 之间调节，当输出100% 的PWM 时，IRF540始终处于导通状态，C7 不会被充电，会影响故障检测。

利用三端可调稳压集成块LM317，实现恒流输出。PWM 脉宽调制法来控制灯的亮度，可以精确的控制灯的亮度和功率，而且LED 灯在从暗到亮的变化中过度平滑。可以选用单片机内部集成有两路PWM脉宽，能方便的产生所需要的PWM 脉宽调制信号。

如图7所示键盘及液晶显示流程图，使用128 × 64 液晶点阵进行信息显示，使用独立键盘进行功能切换和时间调整。信息量大，外围电路简单，通过下拉式菜单方便操作，人机界面友好。

Claims

1.一种智能路灯控制系统，其特征在于，光控电路、键盘部分、红外传感器检测部分、故障检测电路将信号送入单片机，单片机处理信号数据，单片机输出信号到显示模块、报警电路和PWM调光电路， PWM调光电路输出控制信号到LED恒流源部分，LED恒流源部分驱动LED路灯工作。

2.根据权利要求1所述智能路灯控制系统，其特征在于，所述光控电路采用光敏电阻和电阻分压，提取电压信号，送到由555 定时器组成的施密特触发器，555 定时器输出电平信号送单片机。

3.根据权利要求1所述智能路灯控制系统，其特征在于，所述红外传感器检测部分采用集发射与接收于一体的E18-D80NK 红外传感器。