CN203423829U - 一种调光节点控制器及灯具寿命预警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种调光节点控制器及灯具寿命预警系统，其中调光节点控制器包括：对LED灯具的电源温度进行检测，并输出温度值的温度传感器；对LED灯具的光源的光照强度进行检测，并输出光照强度值的光照度传感器；根据温度值和光照强度值计算工作功率调整参数及光照度调整参数，同时启动时间计数器，记录LED灯具在所述温度值和所述光照强度值下的运行时间，对照预置的电解电容在某个温度值和光照强度值下的使用时间，计算剩下使用寿命值的MCU；根据所述工作功率调整参数对工作功率进行调整的继电器开关控制电路；根据所述光照度调整参数对光照度进行调整的调光电路。本实用新型实施例能够延长LED灯具的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED（Light Emitting Diode，发光二极管）灯具技术领域，更具体地说，涉及一种调光节点控制器及灯具寿命预警系统。
背景技术
随着我国经济的发展，国力的不断增强，我国要着力优化产业结构，促进节能减排，大力发展战略性新兴产业，加快淘汰落后生产能力，大力发展循环经济。LED灯具作为绿色光源，具有能效高、寿命长、环境污染少、易维护等优点，大力发展LED照明产业，对于推动节能减排，发展低碳经济，将起到积极的促进作用。目前，在LED灯具的研究领域，延长LED灯具的使用寿命是技术人员最为关注的方向之一。
目前，延长LED灯具的使用寿命的方法主要是采用双驱动电路切换的方式对LED光源进行驱动，从而通过延长LED光源驱动电路的寿命来延长LED灯具的整体寿命。参照图1，图1为现有技术的LED灯具的结构图，图中电源01为灯具中的元器件提供电力供应，驱动状态检测电路02用于检测当前应处于工作状态的驱动电路，单片机03根据驱动状态检测电路02的检测结果通过控制切换电路04调整工作驱动电路05和备份驱动电路06的工作状态，从而使得工作驱动电路05和备份驱动电路06以切换的方式驱动LED光源07，从而避免因驱动电路的寿命远短于LED光源而导致整个灯具提前报废的问题。
发明人在实现本实用新型的过程中发现：现有延长LED灯具的使用寿命的方法主要考虑通过增加备份驱动电路的方式来提高驱动电路的寿命，而未考虑LED光源的使用寿命，LED灯具的使用寿命的延长效果有限；而且环境因素对LED灯具的使用寿命存在较大的影响，现有技术未考虑环境因素对LED灯具的使用寿命造成的影响，并无法大幅度的延长LED灯具的使用寿命。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种调光节点控制器及灯具寿命预警系统，以解决现有技术未考虑LED光源的使用寿命，未考虑环境因素对LED灯具的使用寿命造成的影响，从而使得LED灯具的使用寿命的延长效果有限的问题。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
一种调光节点控制器，包括：
对LED灯具的电源温度进行检测，并输出所检测的温度值的温度传感器；
对LED灯具的LED光源的光照强度进行检测，并输出所检测的光照强度值的光照度传感器；
分别与所述温度传感器和所述光照度传感器相连，接收所述温度值和所述光照强度值，根据所述温度值和所述光照强度值计算LED灯具的工作功率调整参数及光照度调整参数，输出所述工作功率调整参数及光照度调整参数，同时启动内置的时间计数器，记录LED灯具在所述温度值和所述光照强度值下的运行时间，对照预置的电解电容在某个温度值和光照强度值下的使用时间，计算LED灯具的剩下使用寿命值，输出包含所述剩下使用寿命值的信息的MCU；
与所述MCU相连，接收所述工作功率调整参数，根据所述工作功率调整参数对LED灯具的工作功率进行调整的继电器开关控制电路；
与所述MCU相连，接收所述光照度调整参数，根据所述光照度调整参数对LED灯具的光照度进行调整的调光电路。
其中，所述调光节点控制器还包括：
与所述MCU相连，接收MCU发送的包含所述剩下使用寿命值的信息，在所述剩下使用寿命值低于阈值时，将所述剩下使用寿命值发送给远程网络设备，并向所述远程网络设备输出LED灯具使用寿命预警信息的PLC。
其中，所述调光节点控制器还包括：
分别与所述继电器开关控制电路和所述MCU相连，检测所述调光节点控制器的电路电流值和电路电压值，将所检测的电路电流值和电路电压值同步至所述MCU的电表功能电路。
其中，所述调光节点控制器还包括：
与所述MCU相连，显示所述剩下使用寿命值，和/或，所述电路电流值和电路电压值的LED显示屏。
其中，所述调光节点控制器还包括：
与所述MCU相连，存储所述剩下使用寿命值的EEPROM。
其中，所述调光节点控制器还包括：
分别与所述MCU和所述PLC相连的看门狗复位电路。
其中，所述调光节点控制器还包括：
与所述PLC相连的PLC耦合电路。
本实用新型实施例还提供一种灯具寿命预警系统，包括：
如上述所述的调光节点控制器，所述调光节点控制器检测LED灯具的电源温度值和LED光源的光照强度值，启动内置的时间计数器，记录LED灯具在所述温度值和所述光照强度值下的运行时间，对照预置的电解电容在某个温度值和光照强度值下的使用时间，计算LED灯具的剩下使用寿命值，在所述剩下使用寿命值低于阈值时，发送包含所述剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息；
与所述调光节点控制器相连，接收包含所述剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息的集中器；
与所述集中器相连，将包含所述剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息发送给灯具管理人员的短信平台；
与所述集中器相连，接收并存储包含所述剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息的服务器。
其中，所述调光节点控制器设置于路灯上，一个调光节点控制器对应一个路灯；所述集中器设置于配电柜内，一个集中器对应多个调光节点控制器。
基于上述技术方案，本实用新型实施例提供的调光节点控制器，通过温度传感器检测LED灯具电源的温度，通过光照度传感器检测LED灯具光源的光照度，根据所检测的温度值和光照度值计算出LED灯具的工作功率调整参数及光照度调整参数，从而使得继电器开关控制电路根据工作功率调整参数对LED灯具的工作功率进行调整，调光电路根据光照度调整参数对LED灯具的光照度进行调整，从而使得LED灯具的工作功率和光照度调整在合适的范围内，实现降低LED的结温的目的，延长LED灯具的使用寿命。相比现有技术，本实用新型实施例提供的调光节点控制器根据LED灯具的电源温度和光源光照强度这些环境因素，通过对LED灯具的工作功率和光照度进行调整，从而实现的LED灯具使用寿命的延长，解决了现有技术未考虑LED光源的使用寿命，未考虑环境因素对LED灯具的使用寿命造成的影响，而导致的LED灯具的使用寿命的延长效果有限的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的LED灯具的结构图；
图2为本实用新型实施例提供的调光节点控制器的结构框图；
图3为本实用新型实施例提供的调光节点控制器的另一结构框图；
图4为本实用新型实施例提供的灯具寿命预警系统的结构框图；
图5为本实用新型实施例提供的灯具寿命预警系统的另一结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图2为本实用新型实施例提供的调光节点控制器的结构框图，参照图2，该调光节点控制可以包括：温度传感器1，光照度传感器2，MCU（Micro ControlUnit，微控制单元）3，继电器开关控制电路4和调光电路5；
其中，温度传感器1用于检测LED灯具的电源温度，并将所检测的温度值输出至MCU3；
光照度传感器2用于检测LED灯具的LED光源的光照强度，并将所检测的光照强度值输出至MCU3；
MCU3分别与温度传感器1和光照度传感器2相连，接收温度传感器1输出的温度值和光照度传感器2输出的光照强度值，根据所述温度值和光照强度值计算LED灯具的工作功率调整参数及光照度调整参数，将工作功率调整参数输出至继电器开关控制电路4，将光照度调整参数输出至调光电路5；同时，MCU3启动内置的时间计数器，记录LED灯具在所述温度值和光照强度值下的运行时间，对照预置的电解电容在某个温度值和光照强度值下的使用时间，计算出LED灯具的剩下使用寿命值，并输出包含所述剩下使用寿命值的信息；
继电器开关控制电路4与MCU3相连，接收MCU3输出的工作功率调整参数，根据所述工作功率调整参数对LED灯具的工作功率进行调整；
调光电路5与MCU3相连，接收MCU3输出的光照度调整参数，根据所述光照度调整参数对LED灯具的光照度进行调整。
实用新型人在研究过程中发现：为了延长LED灯具的使用寿命，则必须降低LED的结温，LED的光衰与它的结温有关，结温就是半导体PN结的温度，结温越高越早出现光衰，也就是寿命越短；假如结温为105度，亮度降至70%的寿命只有一万多小时，95度就有2万小时，而结温降低到75度，寿命就有5万小时，65度时更可以延长至9万小时。因此本实用新型实施例提供的调光节点控制器，通过温度传感器检测LED灯具电源的温度，通过光照度传感器检测LED灯具光源的光照度，根据所检测的温度值和光照度值计算出LED灯具的工作功率调整参数及光照度调整参数，从而使得继电器开关控制电路根据工作功率调整参数对LED灯具的工作功率进行调整，调光电路根据光照度调整参数对LED灯具的光照度进行调整，从而使得LED灯具的工作功率和光照度调整在合适的范围内，实现降低LED的结温的目的，延长LED灯具的使用寿命。相比现有技术，本实用新型实施例提供的调光节点控制器根据LED灯具的电源温度和光源光照强度这些环境因素，通过对LED灯具的工作功率和光照度进行调整，从而实现的LED灯具使用寿命的延长，解决了现有技术未考虑LED光源的使用寿命，未考虑环境因素对LED灯具的使用寿命造成的影响，而导致的LED灯具的使用寿命的延长效果有限的问题。
可选的，图2所示调光电路5可以是PWM/电压调光功能电路。
图3为本实用新型实施例提供的调光节点控制器的另一结构框图，结合图2和图3所示，图3所示调光节点控制器还可以包括：PLC（ProgrammableLogic Controller，可编程逻辑控制器）6，电表功能电路7，LED显示屏8，EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器）9，看门狗复位电路10，PLC耦合电路11；
其中，PLC6与MCU3相连，接收MCU3发送的包含所述剩下使用寿命值的信息，并在所述剩下使用寿命值低于阈值时，将所述剩下使用寿命值发送给远程网络设备，并向所述远程网络设备输出LED灯具使用寿命预警信息；
可选的，远程网络设备可以是用于监测灯具使用寿命的服务器。
可选的，在本实用新型实施例中，MCU3的工作状态可由PLC6进行控制，如MCU3可通过串口与PLC6相连，PLC6控制MCU3在接收温度传感器1传送的温度值及光照度传感器2的光照强度值后，进行工作功率调整参数、光照度调整参数及剩下使用寿命值的计算，从而通过继电器开关控制电路4调整LED灯具的工作功率，通过调光电路5调整LED灯具的光照度。
电表功能电路7分别与继电器开关控制电路4和MCU3相连，检测调光节点控制器内的电路电流值和电路电压值，并将所检测的电路电流值和电路电压值同步至MCU3；
LED显示屏8与MCU3相连，可将MCU3所计算的所述剩下使用寿命值，和/或，同步的电路电流值和电路电压值进行显示；
EEPROM9与MCU3相连，可将MCU3所计算的所述剩下使用寿命值进行存储；
看门狗复位电路10与MCU3相连，PLC耦合电路11与PLC6相连。
通过图3所示调光节点控制器除了能够根据LED灯具的电源温度和光源光照强度这些环境因素，对LED灯具的工作功率和光照度进行调整，从而实现的LED灯具使用寿命的延长外，还能够根据LED灯具的电源温度和光源光照强度这些环境因素计算灯具的剩下使用寿命值，实现灯具使用寿命的预警。
下面对本实用新型实施例提供的灯具寿命预警系统进行介绍，下文描述的灯具寿命预警系统中涉及调光节点控制器的部分，与上文描述的调光节点控制器相对应，两者可相互参照。
图4为本实用新型实施例提供的灯具寿命预警系统的结构框图，参照图4，该系统可以包括：调光节点控制器10，集中器20，短信平台30和服务器40；
其中，调光节点控制器10的结构功能可如图2，图3所示；在本实用新型实施例中，调光节点控制器10可检测LED灯具的电源温度值和LED光源的光照强度值，启动内置的时间计数器，记录LED灯具在所述温度值和所述光照强度值下的运行时间，对照预置的电解电容在某个温度值和光照强度值下的使用时间，计算LED灯具的剩下使用寿命值，在所述剩下使用寿命值低于阈值时，向集中器20发送包含低于阈值的剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息；
具体的，可由调光节点控制器10的温度传感器进行LED灯具的电源温度值的检测；由调光节点控制器10的光照度传感器进行LED灯具的光源的光照强度值的检测；由调光节点控制器10的MCU启动内置的时间计数器，记录LED灯具在所述温度值和所述光照强度值下的运行时间，对照预置的电解电容在某个温度值和光照强度值下的使用时间，计算LED灯具的剩下使用寿命值；再由调光节点控制器10的PLC在所述剩下使用寿命值低于阈值时，向集中器20发送包含低于阈值的剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息；
集中器20与调光节点控制器10相连，接收调光节点控制器10发送的所述包含低于阈值的剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息，并将所述包含低于阈值的剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息发送给短信平台30和服务器40；
短信平台30与集中器20相连，接收集中器20发送的所述包含低于阈值的剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息，并将包含低于阈值的剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息发送给灯具管理人员，以便灯具管理人员采取相应的措施；
服务器40与集中器20相连，接收集中器20发送的所述包含低于阈值的剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息，并将所述包含低于阈值的剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息进行存储。
可选的，本实用新型实施例提供的灯具寿命预警系统可应用于路灯系统中，参照图5，该灯具寿命预警系统可以包括：路灯100，设置于路灯100上的调光节点控制器200，配电柜300，设置于配电柜300内的集中器400，与集中器400相连的短信平台500和服务器600；
在本实用新型实施例中，一个配电柜可管理多个路灯，一个路灯上可设置一个本实用新型实施例提供的调光节点控制器，即一个调光节点控制器对应一个路灯，一个配电柜内设置一个集中器，一个集中器又与对应的配电柜所管理的路灯对应的调光节点控制器相应；
其中，各路灯上的调光节点控制器可将包含低于阈值的路灯剩下使用寿命值的信息及路灯使用寿命预警信息发送给相应的集中器，集中器可通过移动通信网络将包含低于阈值的路灯剩下使用寿命值的信息及路灯使用寿命预警信息发送给短信平台，通过互联网将包含低于阈值的路灯剩下使用寿命值的信息及路灯使用寿命预警信息发送给服务器。
本实用新型实施例提供的调光节点控制器及灯具寿命预警系统可根据LED灯具的电源温度和光源光照强度这些环境因素，对LED灯具的工作功率和光照度进行调整，从而实现LED灯具使用寿命的延长，并根据LED灯具的电源温度和光源光照强度这些环境因素计算LED灯具的剩下使用寿命值，实现LED灯具的使用寿命预警。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种调光节点控制器，其特征在于，包括：
对LED灯具的电源温度进行检测，并输出所检测的温度值的温度传感器；
对LED灯具的LED光源的光照强度进行检测，并输出所检测的光照强度值的光照度传感器；
分别与所述温度传感器和所述光照度传感器相连，接收所述温度值和所述光照强度值，根据所述温度值和所述光照强度值计算LED灯具的工作功率调整参数及光照度调整参数，输出所述工作功率调整参数及光照度调整参数，同时启动内置的时间计数器，记录LED灯具在所述温度值和所述光照强度值下的运行时间，对照预置的电解电容在某个温度值和光照强度值下的使用时间，计算LED灯具的剩下使用寿命值，输出包含所述剩下使用寿命值的信息的MCU；
与所述MCU相连，接收所述工作功率调整参数，根据所述工作功率调整参数对LED灯具的工作功率进行调整的继电器开关控制电路；
与所述MCU相连，接收所述光照度调整参数，根据所述光照度调整参数对LED灯具的光照度进行调整的调光电路。
2.根据权利要求1所述的调光节点控制器，其特征在于，还包括：
与所述MCU相连，接收MCU发送的包含所述剩下使用寿命值的信息，在所述剩下使用寿命值低于阈值时，将所述剩下使用寿命值发送给远程网络设备，并向所述远程网络设备输出LED灯具使用寿命预警信息的PLC。
3.根据权利要求1或2所述的调光节点控制器，其特征在于，还包括：
分别与所述继电器开关控制电路和所述MCU相连，检测所述调光节点控制器的电路电流值和电路电压值，将所检测的电路电流值和电路电压值同步至所述MCU的电表功能电路。
4.根据权利要求3所述的调光节点控制器，其特征在于，还包括：
与所述MCU相连，显示所述剩下使用寿命值，和/或，所述电路电流值和电路电压值的LED显示屏。
5.根据权利要求1或2或4所述的调光节点控制器，其特征在于，还包括：
与所述MCU相连，存储所述剩下使用寿命值的EEPROM。
6.根据权利要求2所述的调光节点控制器，其特征在于，还包括：
分别与所述MCU和所述PLC相连的看门狗复位电路。
7.根据权利要求2所述的调光节点控制器，其特征在于，还包括：
与所述PLC相连的PLC耦合电路。
8.一种灯具寿命预警系统，其特征在于，包括：
如权利要求1-7任一项所述的调光节点控制器，所述调光节点控制器检测LED灯具的电源温度值和LED光源的光照强度值，启动内置的时间计数器，记录LED灯具在所述温度值和所述光照强度值下的运行时间，对照预置的电解电容在某个温度值和光照强度值下的使用时间，计算LED灯具的剩下使用寿命值，在所述剩下使用寿命值低于阈值时，发送包含所述剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息；
与所述调光节点控制器相连，接收包含所述剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息的集中器；
与所述集中器相连，将包含所述剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息发送给灯具管理人员的短信平台；
与所述集中器相连，接收并存储包含所述剩下使用寿命值的信息及LED灯具使用寿命预警信息的服务器。
9.根据权利要求8所述的灯具寿命预警系统，其特征在于，所述调光节点控制器设置于路灯上，一个调光节点控制器对应一个路灯；所述集中器设置于配电柜内，一个集中器对应多个调光节点控制器。
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