CN219981106U - 一种地铁站用固定式照度检测与控制装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的一种地铁站用固定式照度检测与控制装置，包括：由通信模块分别连接照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块，由启动模块连接电源模块，电源模块连接通信模块，光照采集模块连接主控模块，主控模块连接照明灯控制模块和人机接口。使用光照采集模块将光强信号转为电信号来测量地铁站空间环境的光强变化；主控模块接收各装置光强信号，进而控制照明设备调节站内光照强度，主控模块可对各装置进行集中管理和控制，另外各装置还具备自适应调节功能，提高了车站照明效率，降低了整站照明系统的能耗。
Description
技术领域
本申请涉及照明控制领域，尤其涉及一种地铁站用固定式照度检测与控制装置。本申请还涉及一种地铁站用固定式照度检测与控制系统。
背景技术
现代地铁车站环境不仅要有足够的工作照明，更应当创造出一个舒适的照明光环境，降低光污染。安全、舒适的照明光环境可成为直接影响人们工作效率及工作安全的因素。因此地铁车站照明环境的设计越来越引起人们的重视。
智能照明通常是通过构建一个控制系统实现的。其中，每一个照明设备和其他辅助设备(如控制器、传感器等)都会被赋予一个独立的地址。通过这种方式，工作人员可以控制每一个照明设备的开关以及调节其亮度。智能化系统还应具备学习和优化的能力。
目前我国大部分城市的地铁线，车站、区间、车辆段等区域的灯光控制均采用传统的照明控制方式，即通过BAS系统控制照明回路接触器，从而进行简单的回路控制。该控制方式成本较低，但由于控制较为简单，容易造成能耗的浪费，尤其在高架及地面的车站，传统的控制方式因没有设置调光功能，无法针对亮度充足的区域进行局部的调光，容易造成能源浪费。同时，由于没有系统的监控，工作人员无法对车站、区间等地方的灯具进行实时监控，灯具若有损坏无法及时发现，存在事故风险。
实用新型内容
本申请的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种地铁站用固定式照度检测与控制装置。本申请还涉及一种地铁站用固定式照度检测与控制系统。
本申请提供的一种地铁站用固定式照度检测与控制装置，包括：通信模块、照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块、电源模块、启动模块和人机接口；
所述通信模块分别连接照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块，所述启动模块连接所述电源模块，所述电源模块连接所述通信模块，所述光照采集模块连接所述主控模块，所述主控模块连接所述照明灯控制模块和人机接口；
所述通信模块用于和总控模块传输数据；所述照明灯控制模块用于控制继电器工作实现灯具亮度调节；所述光照采集模块用于采集光照信息；所述主控模块用于接收所述光照信息，进行信息处理以及输出指令；所述电源模块用于为通信模块、照明灯控制模块、主控模块和光照采集模块进行供能；所述启动模块用于控制电源工作；所述人机接口用于接显示屏与机械开关。
可选的，所述继电器包括并联的主继电器和备继电器。
可选的，通信模块同时包括：485通信和WIFI通信。
可选的，还包括：
所述485通信和WIFI通信分别独立传输相同的指令，比较所述相同的指令是否相同，若是则执行，否则不执行。
可选的，还包括装置外壳，所述通信模块、主控模块、光照采集模块、电源模块、启动模块和人机接口按照在所述装置外壳内部，所述照明灯控制模块设置在所述装置外壳外部。
本申请还提供一种地铁站用固定式照度检测与控制系统，包括：多个所述地铁站用固定式照度检测与控制装置；
所述地铁站用固定式照度检测与控制装置包括：通信模块、照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块、电源模块、启动模块和人机接口；所述通信模块分别连接照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块，所述启动模块连接所述电源模块，所述电源模块连接所述通信模块，所述光照采集模块连接所述主控模块，所述主控模块连接所述照明灯控制模块和人机接口；所述通信模块用于和总控模块传输数据；所述照明灯控制模块用于控制继电器工作实现灯具亮度调节；所述光照采集模块用于采集光照信息；所述主控模块用于接收所述光照信息，进行信息处理以及输出指令；所述电源模块用于为通信模块、照明灯控制模块、主控模块和光照采集模块进行供能；所述启动模块用于控制电源工作；所述人机接口用于接显示屏与机械开关；
多个所述地铁站用固定式照度检测与控制装置通过所述通信模块相互连接，当一个所述地铁站用固定式照度检测与控制装置的人机接口接入显示屏与机械开关时，成为总控。
可选的，所述继电器包括并联的主继电器和备继电器。
可选的，通信模块同时包括：485通信和WIFI通信。
可选的，还包括：
所述485通信和WIFI通信分别独立传输相同的指令，比较所述相同的指令是否相同，若是则执行，否则不执行。
可选的，包括：
点击机械开关后，总控的主控模块与显示屏初始化开始；
所述总控所述通信模块发出查询与控制指令；
各地铁站用固定式照度检测与控制装置将采集相应区域的光照强度，并通过所述通信模块将实时数据传输到所述总控；
所述总控外接屏幕显示各区域的亮度值。
本申请的优点和有益效果：
本申请提供的一种地铁站用固定式照度检测与控制装置，包括：通信模块、照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块、电源模块、启动模块和人机接口；所述通信模块分别连接照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块，所述启动模块连接所述电源模块，所述电源模块连接所述通信模块，所述光照采集模块连接所述主控模块，所述主控模块连接所述照明灯控制模块和人机接口；所述通信模块用于和总控模块传输数据；所述照明灯控制模块用于控制继电器工作实现灯具亮度调节；所述光照采集模块用于采集光照信息；所述主控模块用于接收所述光照信息，进行信息处理以及输出指令；所述电源模块用于为通信模块、照明灯控制模块、主控模块和光照采集模块进行供能；所述启动模块用于控制电源工作；所述人机接口用于接显示屏与机械开关。本申请使用非接触式测量方式，采用亮度采集模块将光强信号转为电信号来测量地铁站空间环境的光强变化，测量时间仅需数毫秒。主控模块接收各所述装置光强信号，进而控制照明设备调节站内光照强度。同时，主控模块可对各所述装置进行集中管理和控制，另外各所述装置还具备自适应调节功能。提高了车站照明效率，降低了整站照明系统的能耗。
附图说明
图1是本申请中地铁站用固定式照度检测与控制装置示意图。
图2是本申请中电源模块电路示意图。
图3是本申请照明灯控制模块电路示意图。
图4是本申请中通讯与启动模块示意图。
图5是本申请中地铁站用固定式照度检测与控制系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本申请并能予以实施。
以下内容均是为了详细说明本申请要保护的技术方案所提供的具体实施过程的示例，但是本申请还可以采用不同于此的描述的其他方式实施，本领域技术人员可以在本申请构思的指引下，采用不同的技术手段实现本申请，因此本申请不受下面具体实施例的限制。
本申请提供的一种地铁站用固定式照度检测与控制装置，包括：通信模块、照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块、电源模块、启动模块和人机接口；所述通信模块分别连接照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块，所述启动模块连接所述电源模块，所述电源模块连接所述通信模块，所述光照采集模块连接所述主控模块，所述主控模块连接所述照明灯控制模块和人机接口；所述通信模块用于和总控模块传输数据；所述照明灯控制模块用于控制继电器工作实现灯具亮度调节；所述光照采集模块用于采集光照信息；所述主控模块用于接收所述光照信息，进行信息处理以及输出指令；所述电源模块用于为通信模块、照明灯控制模块、主控模块和光照采集模块进行供能；所述启动模块用于控制电源工作；所述人机接口用于接显示屏与机械开关。本申请使用非接触式测量方式，采用亮度采集模块将光强信号转为电信号来测量地铁站空间环境的光强变化，测量时间仅需数毫秒。主控模块接收各所述装置光强信号，进而控制照明设备调节站内光照强度。同时，主控模块可对各所述装置进行集中管理和控制，另外各所述装置还具备自适应调节功能。提高了车站照明效率，降低了整站照明系统的能耗。
图1是本申请中地铁站用固定式照度检测与控制装置示意图。
请参照图1所示，所述地铁站用固定式照度检测与控制装置包括7部分：通信模块101、照明灯控制模块102、主控模块103、光照采集模块104、电源模块105、启动模块106和人机接口107。
所述装置变为总控使用时，人机接口107插接显示屏与机械开关，用于管理指令的输入与各所述装置所处区域亮度的显示。
所述启动模块106对电源模块105是否工作进行控制，所述电源模块105为通信模块101、照明灯控制模块102、主控模块103和光照采集模块104进行供能，光照采集模块104的光感单元置于装置外部，其余模块置于金属外壳内部，外壳留有插拔接线端子，用于连接光照采集模块104、外部电源及总线铜线，人机接口107用于插接显示屏与机械开关。
图2是本申请中电源模块电路示意图。
请参照图2所示，所述电源模块105电路选用的是HLK-PM01芯片实现该功能。VBUS2为HLK-PM01输出的+5V电源信号，同时本装置可通过USB直接供电方式供给+5V的VBUS1，然后经过AMS1117-3.3转换为稳定的+3.3V电源信号，可实现对主控模块103以及光照采集模块104等的供能。
图3是本申请照明灯控制模块电路示意图。
请参照图3所示，照明灯控制模块102电路选用的是LTV-354T光耦芯片实现该功能。所述主控模块通过IO34和IO35控制光耦输出，当给予光耦一个输入低电平时，光耦光敏二极管导通，输出导通，继电器接通，外接灯具开始工作；当给予光耦一个输入高电平时，光耦光敏二极管截止，输出断开，继电器断开，外接灯具停止工作。如果所述装置工作为自适应模式，总控模块将通过IO34和IO35的PWM方式控制继电器工作，实现灯具亮度的幅值恒定调节，实现目标照度稳定的目的。
图4是本申请中通讯与启动模块示意图。
请参照图4所示，所述通信模块101电路选用的是SSP3485光耦芯片实现该功能。电阻R26、电阻R27和NPN三极管Q1组成一个典型的三极管开关电路。R27是限流电阻，R26是上拉电阻。当TX发送0时，三极管不导通，DE接高电平，进入发送模式，485芯片会把DI上的电平反应到AB引脚上输出，因为DI已经接地，所以AB引脚会传输0。所以，当IO23发送0时，AB引脚发送0。当IO23发送1时，三极管导通，RE接低电平，进入接收模式，485芯片的AB引脚进入高阻状态，因为R3把A拉高，R2把B拉低，所以，AB传输的是1。所以，当TXD发送1时，AB引脚发送1。
在本申请中，所述主控模块103电路选用的是ESP32-WROOM-32芯片实现该功能，通用型WiFi+BT+BLE MCU模组，其核心是ESP32-D0WDQ6芯片，具有可扩展、自适应的特点。两个CPU核可以被单独控制。时钟频率的调节范围为80MHz到240MHz。通过配置振荡电路，系统复位主要通过上/下电复位和按钮复位来实现，产生不小于30毫秒的脉冲，微处理器用于将系统重置为低电平，完成系统的复位。
本申请提供还提供一种地铁站用固定式照度检测与控制系统，该系统包括多个地铁站用固定式照度检测与控制装置。
多个所述地铁站用固定式照度检测与控制装置通过所述通信模块相互连接，当一个所述地铁站用固定式照度检测与控制装置的人机接口接入显示屏与机械开关时，成为总控。
图5是本申请中地铁站用固定式照度检测与控制系统示意图。
请参照图5所示，总控通过两种通信：485通信+WIFI通信方式控制各所述装置，实现对地铁站灯光的集中控制，各所述装置通过双继电器冗余设计实现对地铁站各分区域的灯光照度控制，继电器的工作模式可以是开关控制或者PWM斩波控制中的任意一种，且各所述装置均可变为总控。
工作过程如下：
首先，地铁站工作人员通过专用工具把各所述装置安装在站内，其中各灯具装置与本装置继电器模块串接在一起，其中任何处于易于操作位置的所述装置均可当作总控。
然后，工作人员将其中一个所述装置的人机接口107插接上显示屏与机械开关，该所述装置变为总控，点击机械开关，总控的主控模块103与显示屏初始化开始。初始化完成后，点击总控屏幕控制功能，总控通过485通信与WIFI通信方式发出查询与控制指令，各所述装置将自动采集相应区域的光照强度，并通过485通信与WIFI通信方式将实时数据传输到总控，总控外接屏幕显示各区域的亮度值。
此时，工作人员可以根据环境情况，手动设置各区域所述装置的工作状态，工作状态指令通过485通信与WIFI通信方式发出给所述装置。
另外，工作人员也可设置各所述装置工作模式为自适应模式，工作状态指令通过485通信与WIFI通信方式发出给所述装置，各所述装置根据自适应模式，各所述装置的照明灯控制模块将通过PWM方式控制继电器工作，实现灯具亮度的幅值恒定调节，实现目标照度稳定的目的。
本申请中，两种通信方式可互相校验，总控同时通过两种通信方式发送指令，所述装置通过两种通信方式接收总控指令。所述装置接收到指令后，首先进行比较，如果二者指令相同，则执行相应动作；如果不同，保持原状态，并向总控发送询问指令，通知总控接收指令存在问题。这样操作可保证通信成功率高，装置抗电磁环境干扰能力强，能完全保证地铁环境对照明亮度的要求。
本申请基于485通讯与WIFI通信技术对地铁车站智能照明控制器进行了设计，自主设计控制系统，丰富了智能照明控制系统的功能。该发明使用非接触式测量方式，采用亮度采集模块将光强信号转为电信号来测量地铁站空间环境的光强变化，测量时间仅需数毫秒。主控模块103接收各所述装置光强信号，通过485通信与WIFI通信控制各所述装置中继电器的工作模式，进而控制照明设备调节站内光照强度。同时，主控模块103可对各所述装置进行集中管理和控制，另外各所述装置还具备自适应调节功能。本发明提高了车站照明效率，降低了整站照明系统的能耗。
Claims (7)
1.一种地铁站用固定式照度检测与控制装置，其特征在于，包括：通信模块、照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块、电源模块、启动模块和人机接口；
所述通信模块分别连接照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块，所述启动模块连接所述电源模块，所述电源模块连接所述通信模块，所述光照采集模块连接所述主控模块，所述主控模块连接所述照明灯控制模块和人机接口；
所述通信模块用于和总控模块传输数据；所述照明灯控制模块用于控制继电器工作实现灯具亮度调节；所述光照采集模块用于采集光照信息；所述主控模块用于接收所述光照信息，进行信息处理以及输出指令；所述电源模块用于为通信模块、照明灯控制模块、主控模块和光照采集模块进行供能；所述启动模块用于控制电源工作；所述人机接口用于接显示屏与机械开关。
2.根据权利要求1所述地铁站用固定式照度检测与控制装置，其特征在于，所述继电器包括并联的主继电器和备继电器。
3.根据权利要求1所述地铁站用固定式照度检测与控制装置，其特征在于，通信模块同时包括：485通信和WIFI通信。
4.根据权利要求1所述地铁站用固定式照度检测与控制装置，其特征在于，还包括装置外壳，所述通信模块、主控模块、光照采集模块、电源模块、启动模块和人机接口按照在所述装置外壳内部，所述照明灯控制模块设置在所述装置外壳外部。
5.一种地铁站用固定式照度检测与控制系统，其特征在于，包括：多个所述地铁站用固定式照度检测与控制装置；
所述地铁站用固定式照度检测与控制装置包括：通信模块、照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块、电源模块、启动模块和人机接口；所述通信模块分别连接照明灯控制模块、主控模块、光照采集模块，所述启动模块连接所述电源模块，所述电源模块连接所述通信模块，所述光照采集模块连接所述主控模块，所述主控模块连接所述照明灯控制模块和人机接口；所述通信模块用于和总控模块传输数据；所述照明灯控制模块用于控制继电器工作实现灯具亮度调节；所述光照采集模块用于采集光照信息；所述主控模块用于接收所述光照信息，进行信息处理以及输出指令；所述电源模块用于为通信模块、照明灯控制模块、主控模块和光照采集模块进行供能；所述启动模块用于控制电源工作；所述人机接口用于接显示屏与机械开关；
多个所述地铁站用固定式照度检测与控制装置通过所述通信模块相互连接，当一个所述地铁站用固定式照度检测与控制装置的人机接口接入显示屏与机械开关时，成为总控。
6.根据权利要求5所述地铁站用固定式照度检测与控制系统，其特征在于，所述继电器包括并联的主继电器和备继电器。
7.根据权利要求5所述地铁站用固定式照度检测与控制系统，其特征在于，通信模块同时包括：485通信和WIFI通信。
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