CN205408256U - 一种中/短隧道照明安全节能远程控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于高等级公路及二、三级公路的中、短隧道照明安全节能监控技术领域，具体涉及一种中/短隧道照明安全节能远程控制装置。本实用新型中短隧道照明安全节能远程控制装置功能针对性强，成本低，安装简单，操作方便，维护费用低，后期维护管理无需专业技术人员，只需对要变化和修改的控制检测对象，进行简单填表修改操作，即可满足后期对各种控制检测功能的修改和维护管理需求。本实用新型一种中/短隧道照明安全节能远程控制装置，由微处理器电路、复位电路、时钟电路、通信接口电路、光电隔离开关量输入电路、光电隔离和电磁隔离开关量输出电路、接口电路、光敏电阻环境光照度检测传感器电路和双回路双隔离电源电路组成。

Description

一种中/短隧道照明安全节能远程控制装置

技术领域

本实用新型属于高等级公路及二、三级公路的中、短隧道照明安全节能监控技术领域，具体涉及一种中/短隧道照明安全节能远程控制装置。

背景技术

目前在隧道控制中使用的钟控制技术，存在以下问题和缺点：1、它存在控制时差大，容易使隧道内外形成较大的光差，产生黑洞效应和炫光效应问题，给隧道行车环境带来安全隐患缺点；2、不具有远程检测控制功能，控制参数配置和对回路控制必须到变电所操作的问题，在增加了运营维护成本的同时，带来上路的安全风险和费用缺点；3、不具有隧道外环境光照度检测功能，不能根据环境光照度对照明回路进行相应控制问题，造成严重能源浪费的问题和隧道行车环境存在安全隐患缺点。4、不具有车辆检测功能，不能根据隧道内有无车辆对照明回路进行相应控制，在隧道内长时间没有车辆通行时，造成更为严重的能源浪费问题和缺点。在高速公路长隧道和特长隧道使用的PLC控制技术用于中短隧道进行照明回路控制管理，存在以下问题和缺点：1、PLC控制技术，对中、短隧道应用存在，需要专业技术人员进行应用编程和维护问题，前期投入费用高的问题，后期对运营维护管理费用高问题，要求运营维护管理人员专业素质高，需专业编程技术人员的缺点；2、PLC控制系统采用高精度光传感器，存在前期建设投入费用高的问题，后期维护成本大的缺点，因此PLC控制技术方案，通常只在长隧道和特长隧道中采用，在中短隧道中很少使用；在运营管理中为解决这些问题遇到的困难，高速公路发展的现状是中、短隧道，在每条高速公路中占隧道比例较高，数量较大，后期运营管理人员素质与要求相差甚远，维护技术难度较大,给后期运营管理带来极大的不便和较高的维护成本。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供一种中短隧道照明安全节能远程控制装置，该控制装置功能针对性强，成本低，安装简单，操作方便，维护费用低，后期维护管理无需专业技术人员编程，只需对要变化和修改的控制检测对象，进行简单填表修改操作，即可满足后期对各种控制检测功能的修改和维护管理需求。

本实用新型的技术方案为：

一种中/短隧道照明安全节能远程控制装置，由微处理器电路、复位电路、时钟电路、通信接口电路、光电隔离开关量输入电路、光电隔离和电磁隔离开关量输出电路、接口电路、光敏电阻环境光照度检测传感器电路和双回路双隔离电源电路组成，复位电路中编程端口P1的1脚、4脚和5脚依次与微处理器电路中微处理器芯片U1的18脚、17脚和16脚相连接，为微处理器芯片U1提供复位信号；时钟电路中时钟芯片U4的4脚和9脚都与微处理器电路中微处理器芯片U1的43脚相连接，时钟电路中时钟芯片U4的16脚和11脚都与微处理器电路中微处理器芯片U1的37脚相连接，时钟芯片U4的15脚和10脚都与微处理器芯片U1的42脚相连接，为微处理器芯片U1提供精准的时钟信息，通过与微处理器芯片U1中EEPROM远程配置的时钟控制参数比对，完成时序控制功能；

通信接口电路中RS232通信接口芯片U8的11脚与微处理器电路中微处理器芯片U1的44脚相连接，RS232通信接口芯片U8的12脚与微处理器芯片U1的1脚相连接，组成RS232通信接口电路，再经过RS232接口电路完成现场调试、检测、维护和配置功能；通信接口电路中RS485通信接口芯片U7的3脚经二极管D8和上拉电阻R22与微处理器U1的1脚连接，RS485通信接口芯片U7的4脚和5脚与微处理器电路中微处理器芯片U1的2脚相连接，RS485通信接口芯片U7的6脚通过上拉限流电阻R27、通信隔离发光显示二极管LED1与微处理器芯片U1的44脚连接组成RS485通信接口电路，RS485通信接口芯片U7的16脚接主控回路+5V电源且经稳压保护二极管D5和D6稳压保护及滤波电容C12滤波后为RS485通信接口芯片U7的远程通信端供电，RS485通信接口芯片U7的12和13脚通信端A和B分别与经F4和F3与接口电路中的接口J2的4脚和3脚相连，组成RS485远程通信接口，通过原有的光通信系统和标准MODBUS协议，完成隧道管理站与照明控制回路的远程通讯管理功能，实现远程检测、远程配置和远程应急控制功能；

光电隔离开关量输入电路中光电隔离芯片GD7、GD8、GD9和GD10的3脚经排电阻RP5的5、6、7和8脚依次与微处理器电路中微处理器芯片U1的8脚、9脚、10脚和11脚连接，光电隔离芯片GD11—GD18的3脚经排电阻RP6和RP7的5、6、7和8脚与微处理器电路中微处理器芯片U1的14脚、15脚、27脚、26脚、25脚、24脚、23脚和22脚连接，完成12路开关量信息的检测输入功能；

光电隔离和电磁隔离开关量输出电路中光电隔离芯片GD1、GD2、GD3、GD4、GD5和GD6的1脚依次经过电阻R17、R18、R20、R21、R30和R31与微处理器电路中微处理器芯片U1的41脚、40脚、39脚、38脚、36脚和35脚相连接完成6路开关量的隔离控制输出功能；

接口电路中的接口J1的16脚经上拉电阻R13和隔离电阻R36及输入滤波电容C6组成一组光照度模拟量检测分压式输入电路接到微处理器电路中微处理器芯片U1的20脚完成环境亮度检测量的采集输入功能，接口J1的17脚经上拉电阻R14和隔离电阻R28及输入滤波电容C5组成另一组光照度模拟量检测分压式输入电路接到微处理器电路中微处理器芯片U1的19脚完成环境亮度检测量的采集输入功能；

光敏电阻环境光照度检测传感器电路中的光敏电阻OR接入接口电路中的接口J1的17或16脚与主控回路电源地之间，将光变化信号由光敏电阻OR转变为电变化信号通过接口J1的17或16脚连接到微处理器电路中微处理器芯片U1的19脚或20脚完成环境照度检测功能；

双回路双隔离电源电路由外部提供两路隔离的+12V和+24V开关电源；独立+12V电源供电，经保险F1和稳压二极管D1与电解电容C4组成的输入稳压滤波电路后通过三端线性稳压电源芯片U3的1脚输入，进行电源转换稳压后，由三端线性稳压电源芯片U3的3脚输出，经滤波电容C9和C19对输出的主控回路电源+5V再次进行高频和低频电源滤波后，供给主控电路所需主控回路电源+5V电压为微处理器电路、复位电路、时钟电路、通信接口电路、光电隔离开关量输入电路的输出端+5V、光电隔离和电磁隔离开关量输出电路的输入端+5V、接口电路和光敏电阻环境光照度检测传感器电路供电，隔离的+24V电源经保险F2和稳压二极管D2稳压，滤波电容C3滤波后为光电隔离和电磁隔离开关量输出电路中的+24V端供电。

本实用新型在微处理器电路中微处理器芯片U1的32脚接有供电指示电路，所述的供电指示电路由限流电阻R24和发光二极管L23组成，电阻R24的一端与微处理器芯片U1的32脚相连接，电阻R24的另一端与发光二极管L23的正极相连接，发光二极管L23的负极接主控回路电源地。

本实用新型在微处理器电路中微处理器芯片U1的30脚和30脚上接有外部晶振电路，所述的外部晶振电路由外部晶振Y1、电容C1和电容C2组成，外部晶振Y1的一端与微处理器电路中微处理器芯片U1的31脚和电容C1的一端相连接，外部晶振Y1的另一端与微处理器电路的30脚和电容C2的一端相连接，电容C1和电容C2的另一端接主控回路电源地。

本实用新型针对时钟控制时差产生的安全隐患和能源浪费问题；时钟控制不具有远程通信功能问题时钟控制系统组成如图1所示，时钟控制参数设置和回路控制需到变电所进行现场操作的不足和问题；不具有对隧道突发事件的远程控制功能的不足和问题；不具有对隧道照明回路的运行状态检测功能和对回路故障状态的报警功能的不足和问题；不具有环境照度检测功能等不足和问题时钟控制器组成如图3所示。本实用新型为解决以上技术问题，应用网络技术、通讯技术、检测技术、模糊技术、智能控制技术、电磁感应检测技术、自适应算法处理技术、微处理器技术、嵌入式编程、光电隔离技术、电磁隔离技术、双电源双回路隔离技术和表单开放式用户可视化编程等技术解决以下技术问题远程可编程控制系统组成如图2所示。1、解决时钟控制不能对照明回路进行远程控制时序参数配置和回路控制操作的技术问题；2、解决时序控制对照明回路控制存在控制时差的技术问题；3、解决因时差产生的黑洞效应及眩光效应，导致行车环境安全隐患和由此带来的能源浪费问题；4、解决时钟控制不具有环境照度检测功能，不能根据天气变化适时对照明回路进行光线自适应智能控制的技术问题；5、解决时钟控制不能在出现突发事件时对照明回路的远程应急控制的技术问题；6、解决时钟控制不能对系统工作模式和照明回路运行状态进行远程检测监控的技术问题；7、解决时钟控制不能对照明回路的故障状态远程检测和隧管站声光报警技术问题；8、解决PLC控制器后期维护需要专业技术人员的技术问题；9、解决时钟控制参数设置和回路控制，不能远程操作带来安全风险和费用的技术问题。

所以说本实用新型在保留了现有的时钟自动控制功能的基础上，对其进行了远程控制时序配置功能的完善和补充。应用网络技术、通讯技术、检测技术、超声检测技术、红外检测技术、模糊处理技术、智能控制技术、自适应算法处理技术、微处理器技术、嵌入式编程、光电隔离技术、电磁隔离技术、双电源双回路隔离技术和表单开放式用户可视化编程等技术实现了对照明回路故障状态的远程检测和隧管站的声光报警管理功能。采用光电隔离技术和电磁隔离技术及双回路双电源隔离技术方案；实现采集输入和控制输出的内外隔离，提高系统的抗干扰能力，保证主控电路和检测电路及控制电路的独立性、可靠性和稳定性。采用网络技术、通信技术、微处理器技术和表单开放式可视化编程技术方案；对隧道管理站所属隧道，实现远程用户级填表式可视化编程控制管理功能。为隧道照明节能管理提供简单有效的技术管理手段和技术平台。

因此，与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、与现有在中短隧道中应用的时钟控制技术相比，相对于时钟控制不能进行远程应急控制的缺陷相比，本远程应急控制技术方案；在隧道出现突发事件时，起到在隧道管理站对隧道照明回路远程应急控制管理作用；对防止事故扩大，减少事故损失，避免隧管人员到现场控制操作的安全风险和不便，对照明回路得到及时有效的控制，产生对突发事件有益的远程应急控制安全管理效果。

2、与现有在中短隧道中应用的时钟控制技术相比，控制时差和不能分辨天气变化的问题，产生的行车环境安全隐患和能源浪费缺陷相比，表单式开放编程技术方案；起到在隧管站随时进行远程用户填表式，可视化控制参数配置修改操作管理的作用；为隧道照明节能管理提供简单有效的技术管理手段和平台，本实用新型系统在山西省某高速公路原家坪1号隧道为内进行了试验，设计文件配置加强回路功率为154千瓦其中晴天84.2千瓦，阴天69.8千瓦。时序控制产生的时差浪费：时序控制参数，一般每个季度设为一个时间参数控制段，从一年多运营对本地季节时差统计，时序控制产生的控制时差，每天平均在1小时以上，按每天多开1小时，仅该一号隧道每天浪费154千瓦；每年浪费56210千瓦，本方案使用每年可为国家节约电能约5.6万千瓦。从2014年10月29日试验通车至今，经一年多的使用产生了良好的节能管理效果。

3、与现有在中短隧道中应用的时钟控制技术相比，现有时钟控制技术，存在不能对环境亮度变化进行检测，容易形成隧道内外较大的光差的缺陷相比；环境照度光敏电阻检测技术方案；起到对环境照度参数检测的作用，对照明回路环境亮度自适应智能控制的作用，消除行车环境眩光或黑洞效应的作用。产生了安全、环保、舒适的行车环境效果。

4、与现有在中短隧道中应用的时钟控制技术相比，现有时钟控制技术，存在不能分辨天气变化的缺陷相比，自适应智能控制技术方案；起到对隧道照明回路，环境照度自适应智能控制的作用；以山西省某高速公路1号隧道为例，它在兴县境内，根据天气网官方网站从2011-01-01到2014-09-01统计，兴县每年平均雨、雪、阴天数为120天，设计文件配置加强回路功率为154千瓦其中晴天84.2千瓦，阴天69.8千瓦。在阴天时应关闭晴天加强照明共84.2千瓦；每天按12时计算，浪费1010.4千瓦；每年120天，浪费121248千瓦，仅此隧道每年可为国家节约电能约12万千瓦。从2014年10月29日试验通车至今，经一年多的使用产生了可观的节能管理效果。

5、与现有在中短隧道中应用的时钟控制技术相比，相对于时钟控制必需由隧管人员到现场，对照明回路进行控制参数配置操作的缺陷相比，本用户表单开放式可视化编程技术方案；对隧道管理站所属隧道，不仅对时钟控制技术进行了完善补充，同时也降低了对运营管理人员的技术要求，起到了远程及时便捷的时序控制参数配置作用，避免了隧管人员到现场进行控制参数配置操作的安全风险，起到在隧管站远程用户填表式可视化编程控制管理的作用；产生对时序控制参数远程配置有益的安全管理效果。

6、与现有在中短隧道中应用的时钟控制技术相比，现有时钟控制技术，存在不能进行控制回路远程检测的缺陷相比，网络通信检测技术方案；起到对变电所开关柜工作模式和照明回路运行状态的检测作用；产生了对照明控制回路远程监控的管理效果。

7、与现有在中短隧道中应用的时钟控制技术相比，现有时钟控制技术，存在不能实现控制回路故障远程报警的缺陷相比，照明回路运行状态检测技术方案；起到了对照明回路故障状态，在隧管站进行远程声光报警监控管理的作用，产生了对照明控制回路故障及时发现及时维修处理的管理效果。

8、与现有在中短隧道中应用的时钟控制技术相比，采用光电隔离技术和电磁隔离技术及双电源双回路隔离技术方案；起到采集输入和控制输出的内外隔离作用，产生了提高系统的抗干扰能力，保证检测和控制的可靠性和稳定性的效果。

9、与现有在长隧道和特长隧道中应用的PLC控制技术相比，现有PLC控制技术，存在专业性强，后期使用维护技术难度大的缺陷相比，采用了系统底层模糊处理编程技术，用户表单开放式可视化编程技术方案；支持用户填表开放式应用功能编程，起到了针对中、短隧道特点量身定制的作用，降低系统前期投入成本的作用，降低系统后期使用和维护对专业技术的要求的作用，降低后期维护费用的作用；产生了简单实用、投入少，功能强、要求低、维护方便的管理效果。

10、采用车辆检测和智能控制技术方案；当车辆检测传感器检测到有车辆接近隧道一般检测距离在车辆距隧道100—1000米时，通过本方案接口电路控制照明回路的打开或控制外部调压装置升高电压，使照明回路达到正常照度；当车辆检测传感器检测到车辆驶离隧道时，通过本方案开关量接口电路控制照明回路关闭或控制外部调压装置降低电压，达到照明智能节能控制目标；对照明回路实现车辆检测的智能节能控制功能。

总之，本实用新型在保留现有时钟自动控制功能基础上，对其进行了远程控制时序配置功能的完善和补充。采用网络通信技术，实现了远程控制时序配置功能的完善和补充。采用模糊处理器技术，支持用户表单开放式可视化程序设计，实现“五检、四控、一配、一报”管理功能，即开关柜工作模式检测、回路运行状态检测、回路故障状态监测、环境照度检测、车辆检测，时钟自动控制、环境照度自适应控制、远程应急控制、车辆检测智能控制，远程参数配置，远程故障报警功能。

附图说明

图1是本实用新型现有技术的时钟控制系统框图；

图2是本实用新型现有技术的远程可编程控制系统框图；

图3是本实用新型现有技术的时钟控制器框图；

图4是本实用新型的结构框图；

图5是本实用新型微处理器电路图；

图6是本实用新型复位电路图；

图7是本实用新型时钟电路图；

图8是本实用新型通信接口电路图；

图9是本实用新型光电隔离开关量输入电路图；

图10是本实用新型光电隔离和电磁隔离开关量输出电路图；

图11是本实用新型接口电路图；

图12是本实用新型光敏电阻环境光照度检测传感器电路图；

图13是本实用新型双回路双隔离电源电路图。

具体实施方式

实施例1

一种中/短隧道照明安全节能远程控制装置，其特征在于由微处理器电路1、复位电路2、时钟电路3、通信接口电路4、光电隔离开关量输入电路5、光电隔离和电磁隔离开关量输出电路6、接口电路7、光敏电阻环境光照度检测传感器电路8和双回路双隔离电源电路9组成，复位电路2中编程端口P1的1脚、4脚和5脚依次与微处理器电路1中微处理器芯片U1的18脚、17脚和16脚相连接，为微处理器芯片U1提供复位信号；时钟电路3中时钟芯片U4的4脚和9脚都与微处理器电路1中微处理器芯片U1的43脚相连接，时钟电路3中时钟芯片U4的16脚和11脚都与微处理器电路1中微处理器芯片U1的37脚相连接，时钟芯片U4的15脚和10脚都与微处理器芯片U1的42脚相连接，为微处理器芯片U1提供精准的时钟信息，通过与微处理器芯片U1中EEPROM远程配置的时钟控制参数比对，完成时序控制功能；

通信接口电路4中RS232通信接口芯片U8的11脚与微处理器电路1中微处理器芯片U1的44脚相连接，RS232通信接口芯片U8的12脚与微处理器芯片U1的1脚相连接，组成RS232通信接口电路，再经过RS232接口电路完成现场调试、检测、维护和配置功能；通信接口电路4中RS485通信接口芯片U7的3脚经二极管D8和上拉电阻R22与微处理器U1的1脚连接，RS485通信接口芯片U7的4脚和5脚与微处理器电路1中微处理器芯片U1的2脚相连接，RS485通信接口芯片U7的6脚通过上拉限流电阻R27、通信隔离发光显示二极管LED1与微处理器芯片U1的44脚连接组成RS485通信接口电路，RS485通信接口芯片U7的16脚接主控回路电源+5V且经稳压保护二极管D5和D6稳压保护及滤波电容C12滤波后为RS485通信接口芯片U7的远程通信端供电，RS485通信接口芯片U7的12和13脚通信端A和B分别与经F4和F3与接口电路7中的接口J2的4脚和3脚相连，组成RS485远程通信接口，通过原有的光通信系统和标准MODBUS协议，完成隧道管理站与照明控制回路的远程通讯管理功能，实现远程检测、远程配置和远程应急控制功能；

光电隔离开关量输入电路5中光电隔离芯片GD7、GD8、GD9和GD10的3脚经排电阻RP5的5、6、7和8脚依次与微处理器电路1中微处理器芯片U1的8脚、9脚、10脚和11脚连接，光电隔离芯片GD11—GD18的3脚经排电阻RP6和RP7的5、6、7和8脚与微处理器电路1中微处理器芯片U1的14脚、15脚、27脚、26脚、25脚、24脚、23脚和22脚连接，完成12路开关量信息的检测输入功能；

光电隔离和电磁隔离开关量输出电路6中光电隔离芯片GD1、GD2、GD3、GD4、GD5和GD6的1脚依次经过电阻R17、R18、R20、R21、R30和R31与微处理器电路1中微处理器芯片U1的41脚、40脚、39脚、38脚、36脚和35脚相连接完成6路开关量的隔离控制输出功能；

接口电路7中的接口J1的16脚经上拉电阻R13和隔离电阻R36及输入滤波电容C6组成一组光照度模拟量检测分压式输入电路接到微处理器电路1中微处理器芯片U1的20脚完成环境亮度检测量的采集输入功能，接口J1的17脚经上拉电阻R14和隔离电阻R28及输入滤波电容C5组成另一组光照度模拟量检测分压式输入电路接到微处理器电路1中微处理器芯片U1的19脚完成环境亮度检测量的采集输入功能；

光敏电阻环境光照度检测传感器电路8中的光敏电阻OR接入接口电路7中的接口J1的17或16脚与主控回路电源地之间，将光变化信号由光敏电阻OR转变为电变化信号通过接口J1的17或16脚连接到微处理器电路1中微处理器芯片U1的19脚或20脚完成环境照度检测功能；

双回路双隔离电源电路9由外部提供两路隔离的+12V和+24V开关电源；独立+12V电源供电，经保险F1和稳压二极管D1与电解电容C4组成的输入稳压滤波电路后通过三端线性稳压电源芯片U3的1脚输入，进行电源转换稳压后，由三端线性稳压电源芯片U3的3脚输出，经滤波电容C9和C19对输出的主控回路电源+5V再次进行高频和低频电源滤波后，供给主控电路所需主控回路电源+5V电压为微处理器电路1、复位电路2、时钟电路3、通信接口电路4、光电隔离开关量输入电路5的输出端+5V、光电隔离和电磁隔离开关量输出电路6的输入端+5V、接口电路7和光敏电阻环境光照度检测传感器电路8供电，隔离的+24V电源经保险F2和稳压二极管D2稳压，滤波电容C3滤波后为光电隔离和电磁隔离开关量输出电路6中的+24V端供电。

具体电路连接如下：

如图5所示，所述的微处理器电路由型号为PIC16F1937的微处理器芯片U1、供电指示电路和外部晶振电路构成,微处理器芯片U1的6脚和29脚都接主控回路电源地，微处理器芯片U1的7脚和28脚都接主控回路电源+5V，在微处理器电路1中微处理器芯片U1的32脚接有供电指示电路，所述的供电指示电路由限流电阻R24和发光二极管L23组成，限流电阻R24的一端与微处理器芯片U1的32脚相连接，限流电阻R24的另一端与发光二极管L23的正极相连接，发光二极管L23的负极接主控回路电源地，在微处理器电路1中微处理器芯片U1的30脚和31脚上接有外部晶振电路，所述的外部晶振电路由外部晶振Y1、电容C1和电容C2组成，外部晶振Y1的一端与微处理器电路中微处理器芯片U1的31脚和电容C1的一端相连接，外部晶振Y1的另一端与微处理器电路的30脚和电容C2的一端相连接，电容C1和电容C2的另一端接主控回路电源地。

如图6所示，所述的复位电路由型号为IMP809的复位芯片U2、电阻R23、电容C22和型号为CON6的编程端口P1组成，复位芯片U2的1脚接主控回路电源地，复位芯片U2的3脚接主控回路电源+5V，复位芯片U2的2脚与电阻R23的一端相连接，电阻R23的另一端分别与微处理器芯片U1的18脚和编程端口P1的1脚相连接，电阻R23的另一端还通过电容C22接主控回路电源地，编程端口P1的2脚接主控回路电源+5V，编程端口P1的3脚接主控回路电源地，编程端口P1的4脚与微处理器芯片U1的17脚相连接，编程端口P1的5脚与微处理器芯片U1的16脚相连接；

如图7所示，所述的时钟电路由型号为DS3231的时钟芯片U4、电阻R15、电阻R16和后备电池BT1组成，时钟芯片U4的2脚接主控回路电源+5V，时钟芯片U4的4脚与微处理器芯片U1的43脚相连接，时钟芯片U4的13脚与后备电池BT1的负极相连接后接主控回路电源地，时钟芯片U4的14脚都与后备电池BT1的正极相连接，时钟芯片U4的15脚与电阻R16的一端连接后与微处理器芯片U1的42脚相连接，时钟芯片U4的16脚与电阻R15的一端连接后与微处理器芯片U1的37脚相连接，电阻R16的另一端和电阻R15的另一端连接后再与主控回路电源+5V连接；

如图8所示，所述的通信接口电路分别由型号为ADM2483的RS485通信接口芯片U7、滤波电容C11、上拉电阻R22、二极管D8、上拉限流电阻R27、通信显示发光二极管LED1、滤波电容C12、稳压保护二极管D5、D6、和D7、保险F3、保险F4组成，型号为MAX232的RS232通信接口芯片U8、电容C13、C14、C15、C16和滤波电容C17、二极管D4和型号为DB9的RS232输出接口J4组成，通信接口芯片U7的1脚与电容C11的一端和上拉电阻R22的一端相连后接主控回路电源+5V，电容C11的另一端接主控回路电源地，RS485通信接口芯片U7的3脚与二极管D8的负极相连接，二极管D8的正极与上拉电阻R22的另一端和微处理器芯片U1的1脚连接，RS485通信接口芯片U7的4脚和5脚与微处理器芯片U1的2脚相连接，RS485通信接口芯片U7的6脚与通信显示发光二极管LED1的负极相连接，通信显示发光二极管LED1的正极与上拉限流电阻R27的一端相连接，上拉限流电阻R27的另一端与主控回路电源+5V和RS485通信接口芯片U7的7脚相连接，RS485通信接口芯片U7的8脚接主控回路电源地，RS485通信接口芯片U7的9脚与稳压保护二极管D7的正极连接后接通信隔离电源地，稳压保护二极管D7的负极与RS485通信接口芯片U7的12脚连接后再通过保险F4与光电隔离和电磁隔离开关量输出电路6中接口J2的4脚相连接，RS485通信接口芯片U7的13脚通过保险F3与光电隔离和电磁隔离开关量输出电路6中接口J2的3脚相连接，RS485通信接口芯片U7的15脚与滤波电容C12的一端相连接后接通信隔离电源地，RS485通信接口芯片U7的16脚与滤波电容C12的另一端、通信隔离电源+5V和稳压保护二极管D5的负极相连接，稳压保护二极管D5的正极和稳压保护二极管D6的正极相连接，稳压保护二极管D6的负极通过保险F3与光电隔离和电磁隔离开关量输出接口电路6中接口J2的3脚相连接；

RS232通信接口芯片U8的1脚通过电容C16与RS232通信接口芯片U8的3脚相连接，RS232通信接口芯片U8的2脚通过电容C13接主控回路电源地，RS232通信接口芯片U8的4脚通过电容C14与RS232通信接口芯片U8的5脚相连接，RS232通信接口芯片U8的6脚通过电容C15接主控回路电源地，RS232通信接口芯片U8的11脚与微处理器芯片U1的44脚相连接，RS232通信接口芯片U8的12脚与二极管D4的负极相连接，二极管D4的正极与微处理器芯片U1的1脚相连接；RS232通信接口芯片U8的13脚与RS232输出接口J4的3脚相连接，RS232通信接口芯片U8的14脚与RS232输出接口J4的2脚相连接，RS232通信接口芯片U8的15脚与滤波电容C17的一端连接后接主控回路电源地，RS232通信接口芯片U8的16脚与主控回路电源+5V和滤波电容C17的另一端相连接；

如图9所示，所述的光电隔离开关量输入电路包括12路光电隔离电路，每4路组成一组，第一组由型号为TLP185的光电隔离芯片GD7-GD10、排电阻RP1和RP5、电阻R1-R4和发光二极管L7—L10组成，光电隔离芯片GD7的1脚与电阻R1的一端和发光二极管L7的负极相连接，发光二极管L7的正极与排电阻RP1的8脚相连接，光电隔离芯片GD7的2脚与电阻R1的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片GD7的3脚与排电阻RP5的5脚和微处理器芯片U1的8脚连接，光电隔离芯片GD7的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GD8的1脚与电阻R2的一端和发光二极管L8的负极相连接，发光二极管L8的正极与排电阻RP1的7脚相连接，光电隔离芯片GD8的2脚与电阻R2的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片GD8的3脚与排电阻RP5的6脚和微处理器芯片U1的9脚连接，光电隔离芯片GD8的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GD9的1脚与电阻R3的一端和发光二极管L9的负极相连接，发光二极管L9的正极与排电阻RP1的6脚相连接，光电隔离芯片GD9的2脚与电阻R3的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片GD9的3脚与排电阻RP5的7脚和微处理器芯片U1的10脚连接，光电隔离芯片GD9的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GD10的1脚与电阻R4的一端和发光二极管L10的负极相连接，发光二极管L10的正极与排电阻RP1的5脚相连接，光电隔离芯片GD10的2脚与电阻R4的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片GD10的3脚与排电阻RP5的8脚和微处理器芯片U1的11脚连接，光电隔离芯片GD10的4脚接主控回路电源+5V，排电阻RP1的1-4脚分别与接口J1的1-4脚相连接，排电阻RP5的1-4脚接主控回路电源地；第二组由型号为TLP185的光电隔离芯片GD11-GD14、排电阻RP2和RP6、电阻R5-R8和发光二极管L11—L14组成，光电隔离芯片GD11的1脚与电阻R5的一端和发光二极管L11的负极相连接，发光二极管L11的正极与排电阻RP2的8脚相连接，光电隔离芯片GD11的2脚与电阻R5的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片GD11的3脚与排电阻RP6的5脚和微处理器芯片U1的14脚连接，光电隔离芯片GD11的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GD12的1脚与电阻R6的一端和发光二极管L12的负极相连接，发光二极管L12的正极与排电阻RP2的7脚相连接，光电隔离芯片GD12的2脚与电阻R6的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片GD12的3脚与排电阻RP6的6脚和微处理器芯片U1的15脚连接，光电隔离芯片GD12的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GD13的1脚与电阻R7的一端和发光二极管L13的负极相连接，发光二极管L13的正极与排电阻RP2的6脚相连接，光电隔离芯片GD13的2脚与电阻R7的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片GD13的3脚与排电阻RP6的7脚和微处理器芯片U1的27脚连接，光电隔离芯片GD13的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GD14的1脚与电阻R8的一端和发光二极管L14的负极相连接，发光二极管L14的正极与排电阻RP2的5脚相连接，光电隔离芯片GD14的2脚与电阻R8的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片GD14的3脚与排电阻RP6的8脚和微处理器芯片U1的26脚连接，光电隔离芯片GD14的4脚接主控回路电源+5V，排电阻RP2的1-4脚分别与接口J1的5-8脚相连接，排电阻RP6的1-4脚接主控回路电源地；第三组由型号为TLP185的光电隔离芯片GD15-GD18、排电阻RP3和RP7、电阻R9-R12和发光二极管L15—L18组成，光电隔离芯片GD15的1脚与电阻R9的一端和发光二极管L15的负极相连接，发光二极管L15的正极与排电阻RP3的8脚相连接，光电隔离芯片GD15的2脚与电阻R9的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片GD15的3脚与排电阻RP7的5脚和微处理器芯片U1的25脚连接，光电隔离芯片GD15的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GD16的1脚与电阻R10的一端和发光二极管L16的负极相连接，发光二极管L16的正极与排电阻RP3的7脚相连接，光电隔离芯片GD16的2脚与电阻R10的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片GD16的3脚与排电阻RP7的6脚和微处理器芯片U1的24脚连接，光电隔离芯片GD16的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GD17的1脚与电阻R11的一端和发光二极管L17的负极相连接，发光二极管L17的正极与排电阻RP3的6脚相连接，光电隔离芯片GD17的2脚与电阻R11的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片GD17的3脚与排电阻RP7的7脚和微处理器芯片U1的23脚连接，光电隔离芯片GD17的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GD18的1脚与电阻R12的一端和发光二极管L18的负极相连接，发光二极管L18的正极与排电阻RP3的5脚相连接，光电隔离芯片GD18的2脚与电阻R12的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片GD18的3脚与排电阻RP7的8脚和微处理器芯片U1的22脚连接，光电隔离芯片GD18的4脚接主控回路电源+5V，排电阻RP3的1-4脚分别与接口J1的9-12脚相连接，排电阻RP7的1-4脚接主控回路电源地；

如图10所示，所述的光电隔离和电磁隔离开关量输出电路包括6路光电隔离电路，第一路由型号为TLP185的光电隔离芯片GD1、分压电阻RJ1-RJ4、隔离电阻R17、三极管T1、二极管DJ1、发光二极管L1和继电器K1组成，光电隔离芯片GD1的1脚与分压电阻RJ1的一端和隔离电阻R17的一端相连接，隔离电阻R17的另一端与微处理器芯片U1的41脚相连接，光电隔离芯片GD1的2脚与分压电阻RJ1的另一端相连接后接主控回路电源地，光电隔离芯片GD1的3脚与分压电阻RJ2的一端相连接，分压电阻RJ2的另一端与分压电阻RJ3的一端和三极管T1的基极相连接，分压电阻RJ3的另一端和三极管T1的发射极相连接后接外部24电源地，三极管T1的集电极与分压电阻RJ4的一端、二极管DJ1的正极和继电器K1的3脚相连接，分压电阻RJ4的另一端与发光二极管L1的负极相连接，发光二极管L1的正极与二极管DJ1的负极、光电隔离芯片GD1的4脚相连接后接外部24V电源，继电器K1的动触点1脚与接口J2的15脚相连接，继电器K1的静触点2脚与接口J2的16脚相连接，继电器K1的4脚接外部24V电源；第二路由型号为TLP185的光电隔离芯片GD2、分压电阻RJ5-RJ8、隔离电阻R18、三极管T2、二极管DJ2、发光二极管L2和继电器K2组成，光电隔离芯片GD2的1脚与分压电阻RJ5的一端和隔离电阻R18的一端相连接，隔离电阻R18的另一端与微处理器芯片U1的40脚相连接，光电隔离芯片GD2的2脚与分压电阻RJ5的另一端相连接后接主控回路电源地，光电隔离芯片GD2的3脚与分压电阻RJ6的一端相连接，分压电阻RJ6的另一端与分压电阻RJ7的一端和三极管T2的基极相连接，分压电阻RJ7的另一端和三极管T2的发射极相连接后接外部24V电源地，三极管T2的集电极与分压电阻RJ8的一端、二极管DJ2的正极和继电器K2的3脚相连接，分压电阻RJ8的另一端与发光二极管L2的负极相连接，发光二极管L2的正极与二极管DJ2的负极、光电隔离芯片GD2的4脚相连接后接外部24V电源，继电器K2的动触点1脚与接口J2的13脚相连接，继电器K2的静触点2脚与接口J2的14脚相连接，继电器K2的4脚接外部24V电源；第三路由型号为TLP185的光电隔离芯片GD3、分压电阻RJ9-RJ12、隔离电阻R20、三极管T3、二极管DJ3、发光二极管L3和继电器K3组成，光电隔离芯片GD3的1脚与分压电阻RJ9的一端和隔离电阻R20的一端相连接，隔离电阻R20的另一端与微处理器芯片U1的39脚相连接，光电隔离芯片GD3的2脚与分压电阻RJ9的另一端相连接后接主控回路电源地，光电隔离芯片GD3的3脚与分压电阻RJ10的一端相连接，分压电阻RJ10的另一端与分压电阻RJ11的一端和三极管T3的基极相连接，分压电阻RJ11的另一端和三极管T3的发射极相连接后接外部24V电源地，三极管T3的集电极与分压电阻RJ12的一端、二极管DJ3的正极和继电器K3的3脚相连接，分压电阻RJ12的另一端与发光二极管L3的负极相连接，发光二极管L3的正极与二极管DJ3的负极、光电隔离芯片GD3的4脚相连接后接外部24V电源，继电器K3的动触点1脚与接口J2的11脚相连接，继电器K3的静触点2脚与接口J2的12脚相连接，继电器K3的4脚接外部24V电源；第四路由型号为TLP185的光电隔离芯片GD4、分压电阻RJ13-RJ16、隔离电阻R21、三极管T4、二极管DJ4、发光二极管L4和继电器K4组成，光电隔离芯片GD4的1脚与分压电阻RJ13的一端和隔离电阻R21的一端相连接，隔离电阻R21的另一端与微处理器芯片U1的38脚相连接，光电隔离芯片GD4的2脚与分压电阻RJ13的另一端相连接后接主控回路电源地，光电隔离芯片GD4的3脚与分压电阻RJ14的一端相连接，分压电阻RJ14的另一端与分压电阻RJ15的一端和三极管T4的基极相连接，分压电阻RJ15的另一端和三极管T4的发射极相连接后接外部24V电源地，三极管T4的集电极与分压电阻RJ16的一端、二极管DJ4的正极和继电器K4的3脚相连接，分压电阻RJ16的另一端与发光二极管L4的负极相连接，发光二极管L4的正极与二极管DJ4的负极、光电隔离芯片GD4的4脚相连接后接外部24V电源，继电器K4的动触点1脚与接口J2的9脚相连接，继电器K4的静触点2脚与接口J2的10脚相连接，继电器K4的4脚接外部24V电源；第五路由型号为TLP185的光电隔离芯片GD5、分压电阻RJ17-RJ20、隔离电阻R30、三极管T5、二极管DJ5、发光二极管L5和继电器K5组成，光电隔离芯片GD5的1脚与分压电阻RJ17的一端和隔离电阻R30的一端相连接，隔离电阻R30的另一端与微处理器芯片U1的36脚相连接，光电隔离芯片GD5的2脚与分压电阻RJ17的另一端相连接后接主控回路电源地，光电隔离芯片GD5的3脚与分压电阻RJ18的一端相连接，分压电阻RJ18的另一端与分压电阻RJ19的一端和三极管T5的基极相连接，分压电阻RJ19的另一端和三极管T5的发射极相连接后接外部24V电源地，三极管T5的集电极与分压电阻RJ20的一端、二极管DJ5的正极和继电器K5的3脚相连接，分压电阻RJ20的另一端与发光二极管L5的负极相连接，发光二极管L5的正极与二极管DJ5的负极、光电隔离芯片GD5的4脚相连接后接外部24V电源，继电器K5的动触点1脚与接口J2的7脚相连接，继电器K5的静触点2脚与接口J2的8脚相连接，继电器K5的4脚接外部24V电源，第六路由型号为TLP185的光电隔离芯片GD6、分压电阻RJ21-RJ24、隔离电阻R31、三极管T6、二极管DJ6、发光二极管L6和继电器K6组成，光电隔离芯片GD6的1脚与分压电阻RJ21的一端和隔离电阻R31的一端相连接，隔离电阻R31的另一端与微处理器芯片U1的35脚相连接，光电隔离芯片GD6的2脚与分压电阻RJ21的另一端相连接后接主控回路电源地，光电隔离芯片GD6的3脚与分压电阻RJ22的一端相连接，分压电阻RJ22的另一端与分压电阻RJ23的一端和三极管T6的基极相连接，分压电阻RJ23的另一端和三极管T6的发射极相连接后接外部24V电源地，三极管T6的集电极与分压电阻RJ24的一端、二极管DJ6的正极和继电器K6的3脚相连接，分压电阻RJ24的另一端与发光二极管L6的负极相连接，发光二极管L6的正极与二极管DJ6的负极、光电隔离芯片GD6的4脚相连接后接外部24V电源，继电器K6的动触点1脚与接口J2的5脚相连接，继电器K6的静触点2脚与接口J2的6脚相连接，继电器K5的4脚接外部24V电源；

如图11所示，所述接口电路由接口J1、接口J2、电阻R13、电阻R14、电阻R28、电阻R36、滤波电容C5和滤波电容C6组成，接口J1的13脚接外部24V电源，接口J1的14脚接外部24V电源地，接口J1的15脚经过保险F5与电阻R14的一端、电阻R13的一端相连接后接主控回路电源+5V，接口J1的16脚与滤波电容C6的一端、电阻R13的另一端和电阻R36的一端相连接，电阻R36的另一端与微处理器芯片U1的20脚相连接，接口J1的17脚与电阻R14的另一端、滤波电容C5的一端和电阻R28的一端相连接，电阻R28的另一端与微处理器芯片U1的19脚相连接，接口J1的18脚与滤波电容C5的另一端和滤波电容C6的另一端相连接后接主控回路电源地；

如图12所示，所述的光敏电阻环境光照度检测传感器电路为光敏电阻OR，光敏电阻OR的一端OUT与接口J1的17脚或者16脚连接，光敏电阻OR的另一端GND接接口J1的18脚；

如图13所示，所述的双回路双隔离电源电路包括12V和24V开关电源，其中12V开关电源由保险F1、稳压二极管D1、电解电容C4、型号为78M05的三端线性稳压电源芯片U3、电解电容C19、滤波电容C9、直流隔离模块DC1和滤波电容C27组成，独立+12V电源经保险F1与稳压二极管D1的负极、电解电容C4的正极和三端线性稳压电源芯片U3的1脚连接，稳压二极管D1的正极、电解电容C4的负极、三端线性稳压电源芯片U3的2脚、电解电容C19的负极和滤波电容C9的一端连接后形成主控回路电源地，三端线性稳压电源芯片U3的3脚与电解电容C19的正极和滤波电容C9的另一端相连接后输出主控回路电源+5V，直流隔离模块DC1的1脚接主控回路电源+5V，直流隔离模块DC1的2脚接主控回路电源地，直流隔离模块DC1的3脚与滤波电容C27的一端相连接后形成通信隔离电源地，直流隔离模块DC1的4脚与滤波电容C27的另一端相连接后输出通信隔离电源+5V；

24V开关电源由保险F2、稳压二极管D2、电解电容C3、电阻R29和发光二极管L24组成，独立+24V电源经保险F2与稳压二极管D2的负极、电解电容C3的正极和电阻R29的一端相连接组成外部24V电源，电阻R29的另一端与发光二极管L24的正极相连接，发光二极管L24的负极与电解电容VC3的负极和稳压二极管D2的正极相连接后形成外部24V电源地。

本实用新型中微处理器电路为远程可编程主控MCU微处理器电路，微处理器芯片U1选用工业级MCU微处理器芯片为核心控制元件，采用nanoWattXLP技术的44引脚8位CMOS闪存微处理器，为控制器缩小体积降低功耗提供了条件，他具有14KB的闪存程序存储器，为智能化控制检测和数据处理及模糊算法提供了底层程序资源，521字节的数据RAM，为大数据的运算和处理提供了底层资源，256字节数据EEPROM，作为隧管站远程控制参数配置和表单开放式用户可视化编程的底层资源；微处理器芯片U1的32脚通过电阻R24连接发光二极管L23作为供电指示电路；微处理器芯片U1的30和31脚接有外部晶振Y1和C1及C2作为微处理器的外部晶振电路。在电压为1.8V时，具备独立时基，更短的中断延迟，具备溢出/下溢中断的16级硬件堆栈，1.8V至5.5V工作电压，完备的模拟外设，支持RS-232和RS-485及LIN的主SPI/I2C和EUSART接口，14通道的10位模数转换器ADC，4个8位和1个16位定时器，支持超低功耗实时时钟RTC，稳定可靠的运行监视器，上电复位POR、欠压复位BOR和低功耗看门狗定时器WDT，总共49条指令的微处理器MCU在优化程序代码和数据处理的同时，能提高效率减少时钟周期。工业级PIC16F193X微处理器MCU信价比高，稳定性好，抗干扰能力强，通过大量的强干扰环境检测控制的实际案例，证明适用于电力检测控制领域使用。

本实用新型复位电路中的复位芯片U2选用美国Maxim公司的改进型产品与R23和C22组成复位电路，为微处理器芯片U1提供复位信号，其功耗比改型之前低60％。只要电源电压降至预置的复位门限以下时，该电路就发出一个复位信号，并在电源升高到此复位门后至少保持这个信号140ms，IMP809具有低电平有效的RESET输出，满足U1微处理器MCU复位信号要求，当Vcc降至1.1V时它能保证处于正确的工作态，IMP809具有紧凑的3脚SOT23封装。

本实用新型时钟电路中配置了内置晶体带温度补偿高精度时钟芯片U4，组成时钟控制电路，并配置后备电池BT1，正极和负极分别接到时钟芯片U4的14和13脚，保证在系统掉电时的时钟正常运行，时钟芯片U4的16脚SCL和15脚SDA分别接微处理器U1的37和42脚，为微处理器U1提供精准的时钟信息，通过与微处理器MCU中EEPROM远程配置的时钟控制参数比对，完成时序控制功能。时钟芯片U4是高精度I2C实时时钟(RTC)，具有集成的温补晶振(TCXO)和晶体。该器件包含电池输入端，在断开主电源时仍可保持精确的计时。集成晶振提高了器件的长期精确度，并减少了外围电路的元件数量。时钟芯片U4采用16引脚300mil的SO封装，RTC保存秒、分、时、星期、日期、月和年信息。少于31天的月份，将自动调整月末的日期，包括闰年的修正。时钟的工作格式可以是24小时或带AM/PM指示的12小时格式。地址与数据通过I2C双向总线串行传输。精密的、经过温度补偿的电压基准和比较器电路用来监视VCC状态，检测电源故障，提供复位输出，并在必要时自动切换到备份电源。另外，/RST监视引脚可以作为产生μP复位的手动输入。除计时精度高之外，时钟芯片U4内部集成了一个非常精确的数字温度传感器，可通过I2C*接口对其进行访问(如同时间一样)，这个温度传感器的精度为±3℃，可通过通信网络上传给隧道管理站，作为对控制器工作温度检测监控信息使用。片上控制电路可实现自动电源检测，也可通过通信网络上传给隧道管理站，作为对控制器工作电源检测监控信息使用，并管理主电源和备用电源(即低压电池)之间的电源切换。如果主电源掉电，该器件仍可继续提供精确的计时和温度，性能不受影响。当主电源重新加电或电压值返回到容许范围内时，片上复位功能可用来重新启动系统微处理器MCU。

本实用新型通信接口电路配置RS232通信接口芯片U8，RS232通信接口芯片U8的11脚TX1和12脚RX1分别与微处理器U1的对应脚相连接，组成RS232通信接口电路，通过RS232接口电路完成现场调试、检测、维护、配置功能。远程通信电路配置RS485通信接口芯片U7和独立的供电隔离电源模块DC1，RS485通信接口芯片U7的第1脚采用主控电路+5V电源供电，滤波电容C11接RS485通信接口芯片U7第1脚+5V和第8脚地之间进行电源滤波，第3脚RXD经通信隔离二极管D8和上拉电阻R22与微处理器U1的1脚连接，RS485通信接口芯片U7第6脚TXD通过上拉限流电阻R27，通信隔离发光显示二极管LED1，与微处理器U1的44脚TX1连接，组成RS485通信接口电路，RS485通信接口芯片U7第16脚，接图13经直流隔离电源模块DC1隔离后的+5V通信电源，经稳压保护二极管D5稳压和滤波电容C12滤波后，为RS485通信接口芯片U7的远程通信端供电，RS485通信接口芯片U7的12和13脚通信端A和B分别与D7和D6经F4和F3与接口J2的4脚和3脚相连，组成RS485远程通信接口，通过原有的光通信系统和标准MODBUS协议，完成隧道管理站与照明控制回路的远程通讯管理功能，实现远程检测、远程配置和远程应急控制。

本实用新型开关量输入电路配置了12路光电隔离芯片GD7-GD18与外围元件组成开关量光电隔离输入接口电路，在提高控制器的抗干扰能力的基础上，完成4组开关柜12个开关量信息开关柜工作模式、照明回路运行状态、故障状态的采集检测功能；接口J1的1—4脚，接K1、k2、k3、k4开关量输入信号，经排电阻RP1，输入信息显示发光二极管L7—L10，分压电阻R1—R4，分别接GD7—GD10的1脚，经4个光电隔离芯片隔离后，分别由光电隔离电路芯片GD7—GD10，每个芯片的第4脚接主控+5V电源，经各自光电隔离电路芯片的3脚与排电阻RP5分压后，将相应各路开关量信息，接到U1微处理器MCU的INTPUT1—INTPUT48、9、10、11引脚；同理接口J1的5—12脚，接K5—K12开关量输入信号，分别经排电阻RP2、RP3，输入信息显示发光二极管L11—L18，分压电阻R5—R12后，分别接GD11—GD18的1脚，经8个光电隔离芯片隔离后，分别由光电隔离电路芯片GD11—GD18，每个芯片的第4脚接主控+5V电源，经各自的光电隔离电路芯片的3脚与排电阻RP6、RP7分压后，将相应各路开关量信息，接到U1微处理器MCU的INTPUT5—INTPUT1214、15、27、26、25、24、23、22引脚；完成12路开关量信息的检测输入功能。由各路光电隔离芯片组成的开关量检测输入接口电路，在保证完成对照明回路检测功能的基础上，进一步提高控制系统的稳定性、可靠性和抗干扰能力。

本实用新型开关量输出电路配置6路光电隔离芯片GD1-GD6与外围元件，组成开关量光电隔离输出接口电路，在提高控制器的抗干扰能力的基础上，完成6路开关量的隔离控制输出功能；6路光电隔离芯片GD1-GD6每个芯片的第2脚接主控+5V电源的地，U1微处理器MCU41、40、39、38、36、35引脚的JD1—JD6控制输出信号，由隔离电阻R17、R18、R20、R21、R30、R31经J1—J6，分别通过各自的分压电阻RJ1、RJ5、RJ9、RJ13、RJ17、RJ21和GD1—GD6输出光电隔离芯片各自的第1脚连接，GD1-GD6光电隔离芯片各自的第4脚接+24V，每个芯片的第3脚分别经各自的，基极偏置电阻RJ2、RJ3和集电极电阻RJ4，输出指示发光二极管L1，继电器驱动三极管S8550T1NPN，保护电路二极管DJ1，接继电器K1，组成第1路开关量输出电路；基极偏置电阻RJ6、RJ7和集电极电阻RJ8，输出指示发光二极管L2，继电器驱动NPN三极管T2，保护电路二极管DJ2，接继电器K2，组成第2路开关量输出电路；基极偏置电阻RJ10、RJ11和集电极电阻RJ12，输出指示发光二极管L3，继电器驱动NPN三极管T3，保护电路二极管DJ3，接继电器K3，组成第3路开关量输出电路；基极偏置电阻RJ14和集电极电阻RJ15、RJ16输出指示发光二极管L4，继电器驱动NPN三极管T4，保护电路二极管DJ4，接继电器K4，组成第4路开关量输出电路；基极偏置电阻RJ18、RJ19和集电极电阻RJ20，输出指示发光二极管L5，继电器驱动NPN三极管T5，保护电路二极管DJ5，接继电器K5，组成第5路开关量输出电路；基极偏置电阻RJ22、RJ23和集电极电阻RJ24，输出指示发光二极管L6、继电器驱动NPN三极管T6，保护电路二极管DJ6，接K6继电器，组成第6路开关量输出电路；分别控制各自继电器的分合，6路控制电路开关，通过J2接线端子的16—5脚输出，完成对隧道各照明回路的控制功能。由每路控制电路组成的光电和电磁双隔离式开关量输出接口电路，在保证完成对照明回路控制功能的基础上，进一步提高控制系统的稳定性、可靠性和抗干扰能力。

本实用新型模拟量输入电路配置环境光照度模拟量检测输入电路，环境照度光敏电阻光检传感器，通过接口J1的17脚和16脚经上拉电阻R14和隔离电阻R28及输入滤波电容C5；上拉电阻R13和隔离电阻R36及输入滤波电容C6，组成的两组光照度模拟量检测分压式输入电路，接到U1微处理器MCU的19脚AN0和20脚AN1上，完成环境亮度检测量的采集输入功能，将检测到的环境照度参数与MCU微处理器EEPROM中，通过网络远程填表配置的控制参数进行比对匹配处理，实现对隧道照明回路的光线自适应智能控制功能。

本实用新型光敏电阻检测电路中光敏传感器中最简单的电子器件是光敏电阻，它能感应光线的明暗变化，OR光敏电阻直接接入到J1的17或16脚与地之间，将光变化信号由OR光敏电阻转变为电变化信号，由接口J1的17或16脚，输入到主控电路进行检查；也可采用OR1分压电阻接Vcc电源，OR光敏电阻与OR1分压电阻串联与电容OC1并联后接地，将光变化信号转变为电变化信号后，由OUT端输出，分别接接口J1的15脚电源、16或17脚模拟量输入端、18接地端，完成环境照度的检测功能。光敏电阻光照度检测传感器，通过现场实际使用和实验检测证明，它完全能满足隧道照明控制规范指标要求和环境照度检测的设计精度要求，是适合应用于中、短隧道照明控制光照度检测的高性价比、高可靠性、高稳定性的理想光检测传感器。

本实用新型双回路双隔离电源电路配置了双回路双隔离电源电路，外部提供两路隔离的+12V和+24V开关电源为控制器供电；主控电路由独立+12V电源供电，经保险F1和稳压二极管D1与电解电容C4组成的输入稳压滤波电路后，使输入电源的质量得到进一步优化，通过三端线性稳压电源芯片U3的1脚输入，进行电源转换稳压后，由U3的3脚输出，经滤波电容C9和C19对输出的+5V电源再次进行高频和低频电源滤波后，供给主控电路所需+5V电源电压。为提高RS485接口电路远程通信功能的可靠性，最大限度减少通信电路与主控电路的相互干扰，采用5V直流隔离模块DC1，进行主控和通信电路的电源隔离，主控+5V电源经5V直流隔离模块DC1隔离后，输出+5V再经电容C27滤波后，为RS485通信接口电路供电，进一步隔离通信电路与主控电路的供电，提高系统的抗干扰能力和系统的稳定性及可靠性。开关量输入和输出接口电路，采用另一组隔离的+24V电源，经F2保险和稳压二极管D2稳压，滤波电容C3滤波后，为开关量输入和输出电路供电，限流电阻R29和发光显示二极管L24，组成24V电源供电指示电路，显示+24V电源的供电工作情况；实现双电源双隔离供电方案，进一步提高系统的适应性、可靠性和稳定性，为控制方案各部分电路提供所需的电源需求。

Claims (3)

1.一种中/短隧道照明安全节能远程控制装置，其特征在于由微处理器电路(1)、复位电路(2)、时钟电路(3)、通信接口电路(4)、光电隔离开关量输入电路(5)、光电隔离和电磁隔离开关量输出电路(6)、接口电路(7)、光敏电阻环境光照度检测传感器电路(8)和双回路双隔离电源电路(9)组成，复位电路(2)中编程端口P1的1脚、4脚和5脚依次与微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的18脚、17脚和16脚相连接，为微处理器芯片U1提供复位信号；时钟电路(3)中时钟芯片U4的4脚和9脚都与微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的43脚相连接，时钟电路(3)中时钟芯片U4的16脚和11脚都与微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的37脚相连接，时钟芯片U4的15脚和10脚都与微处理器芯片U1的42脚相连接，为微处理器芯片U1提供精准的时钟信息，通过与微处理器芯片U1中EEPROM远程配置的时钟控制参数比对，完成时序控制功能；

通信接口电路(4)中RS232通信接口芯片U8的11脚与微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的44脚相连接，RS232通信接口芯片U8的12脚与微处理器芯片U1的1脚相连接，组成RS232通信接口电路，再经过RS232接口电路完成现场调试、检测、维护和配置功能；通信接口电路(4)中RS485通信接口芯片U7的3脚经二极管D8和上拉电阻R22与微处理器U1的1脚连接，RS485通信接口芯片U7的4脚和5脚与微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的2脚相连接，RS485通信接口芯片U7的6脚通过上拉限流电阻R27、通信隔离发光显示二极管LED1与微处理器芯片U1的44脚连接组成RS485通信接口电路，RS485通信接口芯片U7的16脚接主控回路+5V电源且经稳压保护二极管D5和D6稳压保护及滤波电容C12滤波后为RS485通信接口芯片U7的远程通信端供电，RS485通信接口芯片U7的12和13脚通信端A和B分别与经F4和F3与接口电路(7)中的接口J2的4脚和3脚相连，组成RS485远程通信接口，通过原有的光通信系统和标准MODBUS协议，完成隧道管理站与照明控制回路的远程通讯管理功能，实现远程检测、远程配置和远程应急控制功能；

光电隔离开关量输入电路(5)中光电隔离芯片GD7、GD8、GD9和GD10的3脚经排电阻RP5的5、6、7和8脚依次与微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的8脚、9脚、10脚和11脚连接，光电隔离芯片GD11—GD18的3脚经排电阻RP6和RP7的5、6、7和8脚与微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的14脚、15脚、27脚、26脚、25脚、24脚、23脚和22脚连接，完成12路开关量信息的检测输入功能；

光电隔离和电磁隔离开关量输出电路(6)中光电隔离芯片GD1、GD2、GD3、GD4、GD5和GD6的1脚依次经过电阻R17、R18、R20、R21、R30和R31与微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的41脚、40脚、39脚、38脚、36脚和35脚相连接完成6路开关量的隔离控制输出功能；

接口电路(7)中的接口J1的16脚经上拉电阻R13和隔离电阻R36及输入滤波电容C6组成一组光照度模拟量检测分压式输入电路接到微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的20脚完成环境亮度检测量的采集输入功能，接口J1的17脚经上拉电阻R14和隔离电阻R28及输入滤波电容C5组成另一组光照度模拟量检测分压式输入电路接到微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的19脚完成环境亮度检测量的采集输入功能；

光敏电阻环境光照度检测传感器电路(8)中的光敏电阻OR接入接口电路(7)中的接口J1的17或16脚与主控回路电源地之间，将光变化信号由光敏电阻OR转变为电变化信号通过接口J1的17或16脚连接到微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的19脚或20脚完成环境照度检测功能；

双回路双隔离电源电路(9)由外部提供两路隔离的+12V和+24V开关电源；独立+12V电源供电，经保险F1和稳压二极管D1与电解电容C4组成的输入稳压滤波电路后通过三端线性稳压电源芯片U3的1脚输入，进行电源转换稳压后，由三端线性稳压电源芯片U3的3脚输出，经滤波电容C9和C19对输出的主控回路电源+5V再次进行高频和低频电源滤波后，供给主控电路所需主控回路电源+5V电压为微处理器电路(1)、复位电路(2)、时钟电路(3)、通信接口电路(4)、光电隔离开关量输入电路(5)的输出端+5V、光电隔离和电磁隔离开关量输出电路(6)的输入端+5V、接口电路(7)和光敏电阻环境光照度检测传感器电路(8)供电，隔离的+24V电源经保险F2和稳压二极管D2稳压，滤波电容C3滤波后为光电隔离和电磁隔离开关量输出电路(6)中的+24V端供电。

2.根据权利要求1所述的一种中/短隧道照明安全节能远程控制装置，其特征在于在微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的32脚接有供电指示电路，所述的供电指示电路由限流电阻R24和发光二极管L23组成，电阻R24的一端与微处理器芯片U1的32脚相连接，电阻R24的另一端与发光二极管L23的正极相连接，发光二极管L23的负极接主控回路电源地。

3.根据权利要求1所述的一种中/短隧道照明安全节能远程控制装置，其特征在于在微处理器电路(1)中微处理器芯片U1的30脚和30脚上接有外部晶振电路，所述的外部晶振电路由外部晶振Y1、电容C1和电容C2组成，外部晶振Y1的一端与微处理器电路中微处理器芯片U1的31脚和电容C1的一端相连接，外部晶振Y1的另一端与微处理器电路的30脚和电容C2的一端相连接，电容C1和电容C2的另一端接主控回路电源地。