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一种智能无级调光led路灯制作方法

  • 专利名称
    一种智能无级调光led路灯制作方法
  • 发明者
    吴梅, 孙勇, 方彦军, 李昕, 袁俊, 陈海蛟
  • 公开日
    2012年5月2日
  • 申请日期
    2011年9月23日
  • 优先权日
    2011年9月23日
  • 申请人
    武汉大学
  • 文档编号
    H05B37/02GK202210891SQ2011203588
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种智能无级调光LED路灯,包括输入部分、控制器和输出部分,其特征在于 所述的输入部分由声控模块、光照度模块、时钟模块组成,声控模块、光照度模块、时钟模块通过相应的IO接口与控制器连接,输出部分由电源模块和LED发光模块连接组成,输出部分通过电源模块与控制器连接2.根据权利要求1所述的智能无级调光LED路灯,其特征在于所述的电源模块由恒压直流电源、降压IC驱动电路和恒流IC驱动电路组成,降压IC 驱动电路和恒流IC驱动电路均与恒压直流电源相连,恒流IC驱动电路与LED发光模块连接,电源模块通过降压IC驱动电路和恒流IC驱动电路与控制器连接3.根据权利要求1所述的智能无级调光LED路灯,其特征在于 所述的控制器采用STC12C5A60S2型号单片机4.根据权利要求1所述的智能无级调光LED路灯,其特征在于 所述的时钟模块采用DS1302型号实时时钟芯片5.根据权利要求1所述的智能无级调光LED路灯,其特征在于 所述的光照度模块采用BH1750FVI型号光强传感模块6.根据权利要求1所述的智能无级调光LED路灯,其特征在于 所述的声控模块由麦克风、AD转换电路、信号放大电路顺次相连组成
  • 技术领域
    本实用新型涉及道路照明技术领域,尤其涉及一种智能无级调光LED路灯
  • 背景技术
  • 专利摘要
    本实用新型公开了一种智能无级调光LED路灯,包括输入部分、控制器和输出部分,其中,输入部分由声控模块、光照度模块、时钟模块组成,声控模块、光照度模块、时钟模块通过相应的IO接口与控制器连接,输出部分由电源模块和LED发光模块连接组成。本实用新型采用多种输入信号保证获取环境信息的全面性,使节能效率达到最高,并提供了人性化的路面照度。
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:一种智能无级调光led路灯的制作方法近年来,随着经济的发展和汽车的逐步普及,城市道路照明的重要性日益增大。目前,我国大部分城市的路灯都采用“全夜灯恒照度”的方式进行照明,控制方式仍然是简单的传统方式。由于后半夜车流量较小,但路灯依然保持前半夜车流量大时的亮度,浪费了大量能源,不利于环保。而且后半夜行人稀少,路灯造成了光源污染,影响居民的晚间休息。基于这种问题,发展高效、节能的智能路灯是一个必然的趋势。智能化路灯能够根据不同区域的不同功能需求,按照特定的设置,实现对道路照明的动态智能化管理,从而在提高照明质量的同时获得最佳的节能效果。现有的智能路灯,主要集中在提高节能效率、实现管理智能化两方面。但存在输入信号较为单一,控制程序较为简单,光源选择不当以及调光技术不成熟等原因,造成了安全性不高,节能效率较低,对路灯寿命也有一定的影响。发明内容针对现有技术存在的不足,本实用新型提供了一种输入信号多样化、光源可控性好、输出光照人性化、节能效率较高的智能无级调光LED路灯。为解决上述技术问题,本实用新型采用如下的技术方案一种智能无级调光LED路灯,包括输入部分、控制器和输出部分,其中,输入部分由声控模块、光照度模块、时钟模块组成,声控模块、光照度模块、时钟模块通过相应的IO 接口与控制器连接,输出部分由电源模块和LED发光模块连接组成,输出部分通过电源模块与控制器连接。上述电源模块由恒压直流电源、降压IC驱动电路和恒流IC驱动电路组成,降压IC 驱动电路和恒流IC驱动电路均与恒压直流电源相连,恒流IC驱动电路与LED发光模块连接,电源模块通过降压IC驱动电路和恒流IC驱动电路与控制器连接。上述控制器采用STC12C5A60S2型号单片机。上述时钟模块采用DS1302型号实时时钟芯片。上述光照度模块采用BH1750FVI型号光强传感模块。上述声控模块由麦克风、AD转换电路、信号放大电路顺次相连组成。与现有技术相比,本实用新型具有以下优点和积极效果1)本实用新型采用多种输入信号保证获取环境信息的全面性,声与光信号的配合消除了时控自适应性不高的缺点,使节能效率达到最高,并提供人性化的路面照度;2)本实用新型采取初级亮度和最佳亮度相结合的调光方式,在保证安全性的前提下为行人车辆提供最佳的照明效果,并且能够最大限度的节约电能;3)本实用新型采用的LED光源在显色性、节能环保、寿命高以及数字化可控程度上都有着突出的优势。图1是本实用新型的结构示意图;图2是本具体实施中STC12C5A60S2型号单片机的IO分配图。以下结合附图对本实用新型的具体实施作进一步说明。如图1所示,本实用新型为一种智能无级调光LED路灯,其包括输入部分、控制器和输出部分,输入部分、控制器、输出部分顺次相连,其中,输入部分由声控模块、光照度模块、时钟模块组成,声控模块、光照度模块、时钟模块通过相应的IO接口与控制器连接。声控模块由麦克风、AD转换电路、信号放大电路顺次连接组成,麦克风用以采集路灯周围环境的声音信号,并通过AD转换电路把声音信号转换成数字信号,再通过信号放大电路对数字信号进行放大得到有效脉冲信号,通过IO接口将有效脉冲信号传给控制器。光照度模块的核心是光强传感模块,光照度模块用以采集路灯周围环境的光信号,并将光信号转换成数字信号后,通过IO接口将数字信号传给控制器。本具体实施中采用BH1750FVI型号光强传感模块,其分辨率在l_655351x之间。时钟模块的核心是实时时钟芯片,时钟模块用以判断所处的时间,其能对年、月、 日、时、分、秒计时,且有闰年补偿功能,并通过相应的IO接口将时钟信号传给控制器。本具体实施中采用DS1302型号实时时钟芯片。输出部分由电源模块和LED发光模块连接组成,电源模块由恒压直流电源、降压 IC驱动电路和恒流IC驱动电路组成,恒压直流电源的输入端与电力线连接,恒压直流电源的输出端分别与降压IC驱动电路和恒流IC驱动的电源输入端连接,降压IC驱动电路的输出端连接控制器的电源输入端,恒流IC驱动电路的PWM信号输入端与控制器的PWM信号输出端相连,用以接收控制器输出的PWM信号,恒流IC驱动电路的输出端与LED发光模块的电源输入端相连。恒压直流电源将220V交流市电转换为略高于LED发光模块工作的直流电压源,降压IC驱动电路将经恒压直流电源转换后的直流电压源转换为控制器需要的5V恒压电源, 恒流IC驱动电路将经恒压直流电源转换后的直流电压源转换为恒流电源,为LED发光模块提供恒流电源。控制器由STC12C5A60S2型号单片机及其相应的外围电路组成,控制器用以接收声控模块、光照度模块、时钟模块的信号,并根据信号对LED发光模块的亮度进行调节。图 2所示为STC12C5A60S2型号单片机的IO分配图,如图所示,PlO与Pll为单片机与光照度模块的接口,单片机与光照度模块采用总线协议通信,其中SCL为总线接口的时钟信号线,SDA为总线接口的数据信号线;P32/INT0为单片机与声控模块的接口,当声控模块感知到声音信号时,此接口上产生一个负跳变,从而使单片机进入中断处理程序;P13/CPP0和 P14/CPP1是单片机与恒流IC驱动电路的通信接口,用于PWM信号的输出。实施时,光照度模块安装在路灯灯罩背面,声控模块、光照度模块、时钟模块、电源模块集成在一个电路板上,经封装后安装在灯罩侧面,特别注意声控模块的麦克风要对着路面。声控模块和光照度模块可根据客户的要求及具体情况进行配置。[0027]根据国家道路照明标准,各种道路的平均照度在301x以上即可。因此可将光照度模块的开启光强阈值设为301x。如果路灯周围环境光强高于设定的开启光强阈值,则LED 发光模块处于光闭状态,控制器也处于休眠状态,能够有效地节约能源;如果路灯周围环境光强低于设定的开启光强阈值,如太阳落山或阴雨天气等,则控制系统被唤醒,路灯开启并处于初级亮度,并使路面照度保持301x ;当路灯周围环境光强在广301x范围内,控制器根据环境光的强弱去控制器输出PWM信号的占空比,从而调节LED发光模块的亮度,使路面照度保持301x;当路灯周围环境光强小于Ilx时,控制器直接控制光输出使路面照度301x,此时控制器输出的PWM信号的占空比为额定照度下的值。为了避免不必要的噪声触发控制器而造成信号干扰,因此可将声控模块阈值设置在50dB,当路灯周围环境的声音分贝量低于50dB时,声控模块不做处理;当路灯周围环境的声音分贝量高于50dB时,声音信号经声控模块处理后传给控制器,控制器根据接收信号调节LED发光模块的强弱。在光照度模块采集光信号的同时,控制器控制声控模块每隔一定的时间(间隔时间可预先设置)对道路上的声音信号进行采集,当声控模块连续两次测到环境声强高于设定的声强阈值时,控制器调出预先存储的本地区的交通流量统计值对应的调光曲线,输出该时刻对应的最佳亮度,并在该亮度下保持一定的时间(保持时间可预先设置),期间若再有声音信号输入,则最佳亮度时间相应延迟。延迟过后,灯亮度返回初级亮度,达到节能的效果。下面详细描述一下本实用新型的工作过程首先,控制器对光照度模块发出光强测量命令,光照度模块将采集到光信号的照度值LX通过总线接口传送给控制器;然后,控制器将采集到的光信号的照度值LX与预先设置好的开关阈值0PEN_LX比较如果LX>0PEN_LX,则表示环境光足够强,不用开灯;如果 LX<0PEN_LX,则表示环境光线比较暗,应该开灯,此时,控制器读取时钟模块的时间,判断是前半夜还是后半夜。假如是前半夜,输出预先设置的初级亮度LXl ;假如是后半夜,输出预先设置的初级亮度LX2。如果在开灯阶段,声控模块检测到有声音信号,则会在控制器中的 P32管脚上产生一个负跳变,控制器进入中断处理程序,时钟模块此时发来时钟信号,结合存储器中的交通流量统计表的调光方案,对LED发光模块进行PWM调光,并输出最佳亮度。 通过控制器保持最佳亮度一段时间,之后LED发光模块又回到初级亮度。上述实施例为本实用新型的较佳实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,有关技术领域的技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下,还可以作出各种变换或变型,因此所有等同的技术方案,都包含在本实用新型的保护范围之内。


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