CN204335114U - 节能路灯终端智能控制系统 - Google Patents

Abstract

节能路灯终端智能控制系统，包括单片机、微波雷达测距传感器、光敏电阻、电流检测芯片、LED集成驱动器及LED路灯，单片机的输入口分别与微波雷达测距传感器和光敏电阻相连，单片机的PWM端与LED集成驱动器相连，LED集成驱动器连接LED路灯，在LED集成驱动器的输出端连接一电流检测芯片的输入端，该芯片的输出信号再与单片机的输入口相连。本实用新型的单片机选用STC12C5201型号的芯片，可以自动检测道路交通情况、自动调节路灯的亮灭或亮度，实现智能节能；超声波测量距离远，准确度高；恒流集成驱动器的使用延长了LED路灯的使用寿命，调光方便；电流检测芯片配合单片机能简单准确地测定路灯是否损坏，便于及时维修。

Description

节能路灯终端智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及路灯节能及智能控制技术领域，特别涉及一种基于LED的节能路灯终端智能控制系统。

背景技术

随着城市现代化的急速发展和新兴城镇的大量涌现，城市路灯照明建设与改造已成为重要课题之一。据统计，目前我国城市照明的年用电量约占全国总发电量的7%～8%，随着“十二五”规划及节能减排综合性工作方案等国家政策的出台，照明节电已成为除动力节电外的另一重大节电项目。实际上道路的照明水平一般是由外部因素决定的， 如道路交通流量、周围环境亮度和天气状况。在不同季节或不同的夜晚时间，这些因素都可能有很大变化，如在行人和车辆都较少的后半夜，如照明还维持在交通高峰时的水平，将造成能源浪费。此外，由于道路照明设计都会考虑到维护系数的影响，新安装路灯的道路的照度水平会超过实际需要的20%，随着照明系统的光衰减才逐步接近实际所需的照度，这种过度照明不仅造成能源浪费，还会产生光污染。因此，对路灯照明节能系统的研究对实现国家节能减排目标、推动城市现代化建设具有重要意义。现有的节能路灯智能控制系统，包括路灯终端、电力载波线及计算机控制中心。电力载波线通过电力电缆传输信息，计算机控制中心主要是通过软件和其界面实现对路灯的设置和控制，这些技术简单且已相当成熟（如图1），但对路灯终端的设计及智能控制技术应用不多。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可以自动检测道路交通情况、自动调节路灯的亮灭或亮度的节能路灯智能控制系统。

实现上述目的的技术方案如下：节能路灯终端智能控制系统，包括单片机、微波雷达测距传感器、光敏电阻、电流检测芯片、LED集成驱动器及LED路灯，单片机的输入口分别与微波雷达测距传感器和光敏电阻相连，单片机的PWM端与LED集成驱动器相连，LED集成驱动器连接LED路灯，在LED集成驱动器的输出端连接一电流检测芯片的输入端，该芯片的输出信号再与单片机的输入口相连。

单片机芯片选用自带A/D转换和PWM输出的STC12C5201型号的芯片；微波雷达测距传感器选用多普勒测距雷达；光敏电阻选用型号GL5616光敏电阻；LED集成驱动器选用LM3404恒流驱动集成电路，电流检测芯片选用MAX472。

本实用新型由于采用了上述技术方案，单片机经过A/D转换并作处理，可以自动检测道路交通情况、自动调节路灯的亮灭或亮度，实现路灯的智能节能；超声波测距受外界环境影响小，测量距离远，准确度高；恒流集成驱动器的使用延长了LED路灯的使用寿命，调光方便；电流检测芯片配合单片机能简单准确地测定路灯是否损坏，便于及时维修。

附图说明

图1是现有路灯智能控制系统的结构框图。

图2是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1所示是现有节能路灯智能控制系统结构框图，由路灯终端、电力载波线和计算机控制中心组成，电力载波线位于路灯终端和计算机控制中心之间，负载通信；计算机控制中心含有路灯控制平台软件。图2是节能路灯终端智能控制系统结构示意图，包括单片机、微波雷达测距传感器、光敏电阻、电流检测芯片、LED集成驱动器及LED路灯，单片机的输入口与微波雷达测距传感器和光敏电阻相连，单片机的PWM端与LED集成驱动器相连，LED集成驱动器连接LED路灯。单片机芯片采用自带A/D转换和PWM输出的STC12C5201型号的芯片，这样可以减少大量的外围器件，系统更加简单可靠，在安装系统前先通过软件把单片机的PWM输出的占空比设定为三个值，一个占空比为0的值、一个占空比较大的值、一个占空比较小的值。所述的微波雷达测距传感器采用长距离测距传感器，在此可采用多普勒测距雷达，能检测到距离很远的运动物体，可以使单片机和路灯有足够的反应时间。所述的光敏电阻可采用型号GL5616光敏电阻。所述的LED集成驱动器可采用LM3404恒流驱动集成电路，它的效率高达95%，可以利用PWM信号调节LED灯亮度，在LED损坏、断路时能够对电路进行可靠保护，使用PWM调节LED灯的亮度的优点是可以延长LED灯的使用寿命。所述的电流检测芯片采用MAX472，它只需要少量的外围元件，就可以精确地检测出工作时LED灯的电流大小，并把它输入单片机。单片机先对输入的信息进行A/D转换，然后通过运行单片机内的程序对信息进行处理，单片机的决策通过其PWM端与LED集成驱动器相连接得以执行。

本智能控制系统的处理过程如下：首先是如果光敏电阻阻值经过A/D转换后大于单片机的照度预设值，说明此时光线弱，单片机就输出一个占空比较小的PWM波使LED集成驱动器驱动LED灯亮起，但此时灯亮度不大，比较节能；否则，说明此时光线还强，不需要开路灯，PWM的占空比为0，LED灯不亮。然后在LED灯亮的情况下再使用微波雷达对车辆和行人进行检测，若检测到物体，单片机就输出占空比较大的PWM波，此时被驱动的LED灯亮度较大，可提供足够的光照；若过一小段时间，微波雷达检测不到车辆和行人信号，单片机重新输出占空比较小的PWM波，路灯重回节能点亮状态。 在路灯工作时，电流检测芯片可以每隔一段时间对LED灯的电流进行检测，检测值输入单片机的I/O口进行检测A/D转换，若转换值不在路灯正常工作电流值的范围内，则判为路灯故障，单片机可以把故障信息通过电力载波线报告给计算机控制中心，以便维修人员及时对路灯进行维修。

微波雷达测距传感器虽然比红外测距传感器、超声波测距传感器价格较贵，但其优点一是测量距离远，长距离微波传感器测量距离可达100米以上；二是受外界环境影响小，准确度高。它可以检测到道路上行人或车辆是否到来，然后把这种信息传输给单片机经过A/D转换并作处理，由单片机决定LED的光线强弱。光敏电阻用来检测环境光线强弱，检测结果传输给单片机后进行A/D转换，与单片机内的原设置值相比较，由单片机决定路灯是否开启。单片机接收并处理检测装置传输的信号，同时也输出驱动芯片的驱动信号，以对LED灯智能控制。LED集成驱动器用于驱动LED灯，选用集成驱动器主要是考虑到安装维护方便。另外为了LED灯的使用寿命和调光方便，采用了PWM控制的恒流集成驱动器。路灯采用白色LED灯串联结构，LED灯的优点是光效高，光衰慢，寿命长。电流检测芯片作用是检测LED路灯的电流，然后把采样的信号送入单片机，由单片机经过A/D转换后与LED正常工作时的电流值相比较，如果不是正常电流值，说明些时路灯故障，单片机会把故障路灯的编号通过电力载波线传输线计算机控制中心，以便相关人员处理。

通过本设计方案可以看出，由于使用了微波雷达传感，自带A/D和PWM的单片机，LED集成驱动器，电流检测芯片，整个系统非常稳定可靠且检修方便；由于使用了LED作为路灯，使得整个系统的电能利用率较好，可以自动调光，功耗相较以往的高压钠灯要低很多。

本系统能够达到自动控制路灯开关和节能降耗的目的。但本实用新型的实施方式 并不受上述实施方案的限制，其他任何在本设计原理之内所做的修改、替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.节能路灯终端智能控制系统，包括单片机、微波雷达测距传感器、光敏电阻、电流检测芯片、LED集成驱动器及LED路灯，其特征在于：单片机的输入口分别与微波雷达测距传感器和光敏电阻相连，单片机的PWM端与LED集成驱动器相连，LED集成驱动器连接LED路灯，在LED集成驱动器的输出端连接一电流检测芯片的输入端，该芯片的输出信号再与单片机的输入口相连。

2.根据权利要求1所述的节能路灯终端智能控制系统，其特征是：单片机选用自带A/D转换和PWM输出的STC12C5201型号的芯片；微波雷达测距传感器选用多普勒测距雷达；光敏电阻选用型号GL5616光敏电阻；LED集成驱动器选用LM3404恒流驱动集成电路，电流检测芯片采用MAX472。