CN203757564U - 一种节能型自适应调光的智能航标灯 - Google Patents

一种节能型自适应调光的智能航标灯 Download PDF

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张�杰
毛文武
汪振
刘可望
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    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Abstract

本实用新型涉及一种节能型自适应调光的智能航标灯，其主要由主控部件、LED发光模块和蓄电池模块构成；蓄电池模块与主控部件和LED发光模块相连；主控部件与LED发光模块相连，实现光强的调节。以单片机作为主控芯片，设置了手动遥控控制和自动控制。在手动遥控时，根据航标灯的实际使用射程要求及外环境的状况，手动遥控实现光强的调节。在自动控制时，通过不断检验外界环境的照度，再根据航标灯设定的射程要求、测得的外界环境照度和“阿拉特定律”I=(E*D^2)/T^D,主控芯片自动实时算出目前所需的灯光光强，自动调整PWM的占空比对LED的电流进行控制，从而实现了航标灯自动调整光强但不影响航标灯的射程，降低了功耗，提高了能源利用率，起到了节能的效果。

Description

一种节能型自适应调光的智能航标灯
所属技术领域
本实用新型涉及一种节能型自适应调光的智能航标灯。
背景技术
航标灯是为了保障船舶在夜间安全航行的一种交通灯。它在夜间发出规定的灯光颜色、灯光强度和闪烁频率，达到一定的能见距离和警示作用。水上航标灯对于水上夜间船舶的通行具有指导及安全航行的作用。由于航标灯每晚都要亮起工作，现在航标灯的灯具一般都是定光强，例如在有明月晴朗的夜晚和在漆黑的夜晚，现在的航标灯都是发出固定光强的光，没有根据外界实际环境和照度的变化，按需使航标灯达到一定的光强，所以比较耗能同时也缩短了蓄电池的有效寿命。而目前节能减排已成为世界各国重点关注的战略。因此，研究一种节能型自适应调光的智能航标灯，将更高效的使用能源并起到节能的作用。
发明内容
本实用新型提供了一种装置，该装置可使航标灯通过2种方式进行工作，一种是通过遥控手动改变航标灯的光强，另一种是根据外界实际环境及照度的变化，航标灯自适应进行自动光强的调整，这样不仅满足了航标灯既定的射程要求同时又能实现该航标灯的节能作用。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：节能型自适应调光的智能航标灯主要由三个部分组成，主控部件、LED发光模块和蓄电池模块构成；蓄电池模块与主控部件和LED发光模块相连；主控部件与LED发光模块相连，通过采集外界环境数据实现航标灯的灯光光强自动控制。
所述的主控部件由多个模块构成：包括传感器采集模块、数模转换模块、计算处理模块和电源模块；其中以单片机作为主控芯片，设置了手动遥控控制和自动控制。在手动遥控控制时，根据航标灯的实际使用射程要求及外环境的状况，手动遥控调整输出不同的PWM占空比对LED的电流进行控制，这样不仅实现了对航标灯光强的调节也起到了节能环保的作用。在自动控制时，通过模拟-数字转换芯片不断检验光敏电阻的电压来间接测量外界环境的照度，再根据航标灯设定的射程要求、测得的外界环境照度和“阿拉特定律”I=(E*D^2)/T^D,主控芯片自动实时算出目前所需的灯光光强，自动调整PWM的占空比对LED的电流进行控制，从而实现了航标灯对光强的自动调节。
本实用新型的有益效果是：一、本装置采用单片机作为主控芯片，单片机具有价格低廉、兼容性强、超强抗干扰能力、超低功耗的优点。二、利用传感器检测，单片机控制，实现自动实时调整航标灯的光强但不影响航标灯的射程，提高了能源利用率，起到了节能的效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的系统框架结构图。
图2是本实用新型的LED发光模块图。
图3是本实用新型的模数转换模块图。
具体实施方式
本实用新型所述的一种节能型自适应调光的智能航标灯的具体实施方式结合附图叙述如下：其结构由主控部件(1)、LED发光模块(2)和蓄电池模块(3)构成；蓄电池模块(3)与主控部件(1)和LED发光模块(2)相连；主控部件(1)与LED发光模块(2)相连，通过采集外界环境数据实现航标灯的灯光光强自动控制。蓄电池模块(3)通过蓄电池存储电能并主要由太阳能板提供；使用12V/50AH蓄电池，主控部件（1）中的电源模块(1-1)入口处加了空气放电管、TVS管、防反接保护措施，使电源模块（1-1）更稳定。
所述的主控部件（1）由多个模块构成：包括电源模块（1-1）、传感器采集模块（1-2）、数模转换模块（1-3）和计算处理模块(1-4)。电源模块(1-1)分别与传感器采集模块(1-2)、数模转换模块(1-3)和计算处理模块(1-4)相连，为其提供所需电源。
LED发光模块(2)，其驱动采用LM3410X芯片；LED发光模块(2)中还包括电阻R1、电容C1、电容C2、电阻R2、二极管D1、电感L1，使航标灯的灯光光强得以调整。
数模转换模块(1-3)，采用ADC0809芯片；数模转换模块（1-3）还包括光敏电阻D1、电容C4、可调电阻RD1，通过模数转换间接测得外界环境照度。

Claims (4)

1.一种节能型自适应调光的智能航标灯，其结构包括主控部件、LED发光模块和蓄电池模块构成；蓄电池模块与主控部件和LED发光模块相连；主控部件与LED发光模块相连，通过采集外界环境数据实现航标灯的灯光光强自动控制。
2.根据权利要求1所述的一种节能型自适应调光的智能航标灯，其特征在于所述的主控部件由多个模块构成：包括传感器采集模块、数模转换模块、计算处理模块和电源模块；电源模块分别与传感器采集模块、数模转换模块、计算处理模块相连，为其提供所需电能。
3.根据权利要求1所述的一种节能型自适应调光的智能航标灯，其特征在于所述的LED发光模块使用型号为LM3410的驱动芯片，使航标灯的灯光光强得以调整。
4.根据权利要求1所述的一种节能型自适应调光的智能航标灯，其特征在于所述传感器采集模块使用高精度光敏电阻，间接测得外界环境照度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110446298A (zh) * 2019-07-31 2019-11-12 武汉理工大学 一种面向背景光污染的新型智能航标

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