CN203851344U - 一种智能led路灯控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能LED路灯控制系统，它包括安装在每个LED路灯上的温度传感器4和分别安装在一条道路的两端的2个红外传感器；所述温度传感器4的输出端接89C51单片机的相应输入端，所述89C51单片机的输出端经继电器接LED路灯的电源端；所述89C51单片机的通信端和红外传感器的通信端分别经载波通信电路接入电力线1；所述每个LED路灯上安装1个或2个以上的温度传感器4，当所述温度传感器4的个数大于1个时，所述温度传感器4均匀分布安装在LED路灯的灯板2上。本实用新型的有益效果为实时调控光照强度、成本低、性能稳定、调试简单方便、易于实施、无需添加冗余硬件。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能用电领域，属于一种根据车流信息及LED路灯温度，通过电力载波通信来调节LED路灯亮度控制系统，是智能家居的扩展部分。
背景技术
目前节能减排成为社会共识，小区内的路灯照明是小区电力系统的大用户，存在很大的节能空间。LED路灯以节能环保成为道路照明节能改造的最佳选择。但是相应的照明控制系统还存在着许多不足，还达不到对照明设备的智能控制。传统的路灯控制系统没有通讯功能，无法实现远程监控，根据路况调节光照效果调整监控参数。这些造成了不必要的照明，增加了对能源的浪费。
小区路灯系统普遍存在着严重的浪费。据统计，许多小区道路在零点以后基本无车辆经过，即便在特大城市如北京、上海等，零点到天亮这段时间车流量也很少。已有的相关专利申请，例如专利号为“201220221569.7”名称为“一种多动态感应自动调光路灯节能系统”，虽然也公布了利用照度感应单元、光波感应单元和声波感应单元实时采集道路车辆和人员信息的装置，但是由于LED路灯的光电转换效率不高，大约只有15%~25%左右电能转为光能，其余均转换成热能，因此，LED路灯发光时会使其芯片温度升高。而温度对LED芯片的工作性能影响极大，结温过高会导致芯片出射的光子减少，色温质量下降，加快芯片老化，缩短器件寿命等严重的后果。
实用新型内容
本实用新型所要解决技术问题是提供了一种能根据路况和LED路灯温度信息实时调控光照强度、成本低、性能稳定、调试简单方便、易于实施、无需添加冗余硬件的智能LED路灯控制系统。
本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案为：
一种智能LED路灯控制系统，其包括安装在每个LED路灯上的温度传感器和分别安装在一条道路的两端的2个红外传感器；所述温度传感器的输出端接89C51单片机的相应输入端，所述89C51单片机的输出端经继电器接LED路灯的电源端；所述89C51单片机的通信端和红外传感器的通信端分别经载波通信电路接入电力线；所述每个LED路灯上安装1个或2个以上的温度传感器，当所述温度传感器的个数大于1个时，所述温度传感器均匀分布安装在LED路灯的灯板上。
进一步的，所述载波通信电路包括电力线耦合电路、发送滤波电路、接收滤波电路、通信芯片、SPI接口电路、过零保护电路和晶振电路；所述89C51单片机的通信端和红外传感器的通信端分别经SPI接口电路连接通信芯片相应端口，所述通信芯片的输出端经发送滤波电路接电力线耦合电路的接收端，所述电力线耦合电路的输出端接入电力线，所述电力线耦合电路的输出端经接收滤波电路接通信芯片输入端，所述电力线耦合电路的相应输出端经过零保护电路接通信芯片的相应输入端，所述晶振电路接入通信芯片的时钟端口。
所述89C51单片机的型号为AT89C51；所述通信芯片的型号为MI200E；所述温度传感器的型号为AD590；所述继电器的型号为G5NB；所述红外传感器的型号为M18红外对射传感器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型统实时性强，工作稳定可靠，调试简单方便，系统成本低，性价比高；通过道路两端的红外传感器实现对道路车流量和人流量的检测，实时根据环境因素变化自动调控路灯明暗，同时通过安装在每个LED路灯上的温度传感器检测LED路灯的温度，对LED路灯温度监控，超温后降低亮度以保护设备；且由于在LED路灯的灯板上均匀分布有LED灯泡，1个温度传感器常常无法准确感应较大灯板上的温度，故在灯板上均匀设置多个温度传感器，当其中温度最高一个到达或超过LED灯安全使用温度时，即关闭或调低LED灯亮度；进一步的，可通过将灯板上的LED灯泡分区域关闭或调低亮度达到节能、保护LED灯的目的；另外，利用电力载波技术，布线利用己有电源线，没有线路维护成本，结合电力载波技术的LED路灯控制系统在不用额外布线的基础上能实现路灯。
附图说明
附图1为本实用新型的原理框图。
附图2为本实用新型中LED路灯上温度传感器的安装位置示意图。
附图3为本实用新型中载波通信电路的原理框图。
其中，1电力线、2 LED路灯的灯板、3 LED灯泡、4温度传感器。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图1~3和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。
如附图1~2所示，一种智能LED路灯控制系统，其包括安装在每个LED路灯上的温度传感器4和分别安装在一条道路的两端的2个红外传感器；所述温度传感器4的输出端接89C51单片机的相应输入端，所述89C51单片机的输出端经继电器接LED路灯的电源端；所述89C51单片机的通信端和红外传感器的通信端分别经载波通信电路接入电力线1；所述每个LED路灯上安装1个或2个以上的温度传感器4，当所述温度传感器4的个数大于1个时，所述温度传感器4均匀分布安装在LED路灯的灯板2上。
进一步的，所述载波通信电路包括电力线耦合电路、发送滤波电路、接收滤波电路、通信芯片、SPI接口电路、过零保护电路和晶振电路；所述89C51单片机的通信端和红外传感器的通信端分别经SPI接口电路连接通信芯片相应端口，所述通信芯片的输出端经发送滤波电路接电力线耦合电路的接收端，所述电力线耦合电路的输出端接入电力线1，所述电力线耦合电路的输出端经接收滤波电路接通信芯片输入端，所述电力线耦合电路的相应输出端经过零保护电路接通信芯片的相应输入端，所述晶振电路接入通信芯片的时钟端口，如附图3所示。
所述89C51单片机的型号为AT89C51；所述通信芯片的型号为MI200E；所述温度传感器4的型号为AD590；所述继电器的型号为G5NB；所述红外传感器的型号为M18红外对射传感器。
本实用新型的工作过程如下：
所述89C51单片机的电源由LED路灯电源接入，输入为48V；所述89C51单片机控制2种传感器的数据采集、继电器的控制以及电力载波收发模块的数据收发；所述89C51单片机通过红外传感器和温度传感器监测路灯运行状况，根据控制参数通过继电器设定路灯的开关或调节亮度，达到对LED路灯的高效节能控制，载波通信模块负责数据通信。
所述89C51单片机先上电，进行初始化，收到命令采集2种传感器信息，将采集到的传感器信息进行数据滤波，将滤波后的数据更新替换原有数据，进而控制LED的状态。
所述89C51单片机选用ATMEL公司生产的单片机AT89C51作为处理器，它拥有小巧灵活、成本低、易于产品化，能方便地构成各种智能式控制设备及各种智能仪器仪表；抗干扰能力强，适用温度范围宽;处理功能强，速度高等优点。继电器是一种电控制器件。它具有控制系统(输入回路)和被控制系统(输出回路)之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。本实用新型采用G5NB型号的继电器，其采用高功率电磁回路，实现高灵敏度(200mw)，符合EN61010强化绝缘标准。
所述红外传感器安装在小区道路的两侧检测小区道路上的车流情况，所述红外传感器可以检测车辆是否到达小区道路两端的位置，触发红外传感器输出数字信号，通过载波通信，经过电力线将路况信息送入89C51单片机进行处理，从而调节LED路灯亮度。
所述温度传感器它的工作原理是：通过热敏电阻测得的电阻值经过电路变换成电压值，这个电压值必须通过放大器作用放大，得到模拟信号由A/D转换器转换成数字信号接入51处理器。AD公司生产的AD590温度传感器，精度高，价格低并且不需要辅助电源，使用方便。AD590主要特性参数如下：工作电压4到30V，工作温度-55到150摄氏度，正向电压是44V，反向电压是-20V。
本实用新型选取的通信芯片为MI200E，它采用过零同步传输技术，内部集成了高性能数字功率放大器、扩频∕解扩、调制∕解调、输入信号整形放大、市电检测、高性能带通滤波器、数模转换接口以及与单片机串口通信等功能，是一款专门为低压电力载波通信设计的产品。MI200E与主控端的数据交换通过SPI接口实现。在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，简单高效，最高速率可达几Mbps，并且能够与51处理器实现良好的联接。
以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (3)
1.一种智能LED路灯控制系统，其特征在于：包括安装在每个LED路灯上的温度传感器（4）和分别安装在一条道路的两端的2个红外传感器；所述温度传感器（4）的输出端接89C51单片机的相应输入端，所述89C51单片机的输出端经继电器接LED路灯的电源端；所述89C51单片机的通信端和红外传感器的通信端分别经载波通信电路接入电力线（1）；所述每个LED路灯上安装1个或2个以上的温度传感器（4），当所述温度传感器（4）的个数大于1个时，所述温度传感器（4）均匀分布安装在LED路灯的灯板（2）上。
2.根据权利要求1所述的智能LED路灯控制系统，其特征在于：所述载波通信电路包括电力线耦合电路、发送滤波电路、接收滤波电路、通信芯片、SPI接口电路、过零保护电路和晶振电路；所述89C51单片机的通信端和红外传感器的通信端分别经SPI接口电路连接通信芯片相应端口，所述通信芯片的输出端经发送滤波电路接电力线耦合电路的接收端，所述电力线耦合电路的输出端接入电力线（1），所述电力线耦合电路的输出端经接收滤波电路接通信芯片输入端，所述电力线耦合电路的相应输出端经过零保护电路接通信芯片的相应输入端，所述晶振电路接入通信芯片的时钟端口。
3.根据权利要求1或2所述的智能LED路灯控制系统，其特征在于：所述89C51单片机的型号为AT89C51；所述通信芯片的型号为MI200E；所述温度传感器（4）的型号为AD590；所述继电器的型号为G5NB；所述红外传感器的型号为M18红外对射传感器。
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