專利名稱：一種智能無(wú)級(jí)調(diào)光led路燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及道路照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能無(wú)級(jí)調(diào)光LED路燈。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和汽車的逐步普及，城市道路照明的重要性日益增大。目前，我國(guó)大部分城市的路燈都采用“全夜燈恒照度”的方式進(jìn)行照明，控制方式仍然是簡(jiǎn)單的傳統(tǒng)方式。由于后半夜車流量較小，但路燈依然保持前半夜車流量大時(shí)的亮度，浪費(fèi)了大量能源，不利于環(huán)保。而且后半夜行人稀少，路燈造成了光源污染，影響居民的晚間休息?；谶@種問(wèn)題，發(fā)展高效、節(jié)能的智能路燈是一個(gè)必然的趨勢(shì)。智能化路燈能夠根據(jù)不同區(qū)域的不同功能需求，按照特定的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)道路照明的動(dòng)態(tài)智能化管理，從而在提高照明質(zhì)量的同時(shí)獲得最佳的節(jié)能效果。現(xiàn)有的智能路燈，主要集中在提高節(jié)能效率、實(shí)現(xiàn)管理智能化兩方面。但存在輸入信號(hào)較為單一，控制程序較為簡(jiǎn)單，光源選擇不當(dāng)以及調(diào)光技術(shù)不成熟等原因，造成了安全性不高，節(jié)能效率較低，對(duì)路燈壽命也有一定的影響。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種輸入信號(hào)多樣化、光源可控性好、輸出光照人性化、節(jié)能效率較高的智能無(wú)級(jí)調(diào)光LED路燈。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案一種智能無(wú)級(jí)調(diào)光LED路燈，包括輸入部分、控制器和輸出部分，其中，輸入部分由聲控模塊、光照度模塊、時(shí)鐘模塊組成，聲控模塊、光照度模塊、時(shí)鐘模塊通過(guò)相應(yīng)的IO 接口與控制器連接，輸出部分由電源模塊和LED發(fā)光模塊連接組成，輸出部分通過(guò)電源模塊與控制器連接。上述電源模塊由恒壓直流電源、降壓IC驅(qū)動(dòng)電路和恒流IC驅(qū)動(dòng)電路組成，降壓IC 驅(qū)動(dòng)電路和恒流IC驅(qū)動(dòng)電路均與恒壓直流電源相連，恒流IC驅(qū)動(dòng)電路與LED發(fā)光模塊連接，電源模塊通過(guò)降壓IC驅(qū)動(dòng)電路和恒流IC驅(qū)動(dòng)電路與控制器連接。上述控制器采用STC12C5A60S2型號(hào)單片機(jī)。上述時(shí)鐘模塊采用DS1302型號(hào)實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。上述光照度模塊采用BH1750FVI型號(hào)光強(qiáng)傳感模塊。上述聲控模塊由麥克風(fēng)、AD轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路順次相連組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1)本實(shí)用新型采用多種輸入信號(hào)保證獲取環(huán)境信息的全面性，聲與光信號(hào)的配合消除了時(shí)控自適應(yīng)性不高的缺點(diǎn)，使節(jié)能效率達(dá)到最高，并提供人性化的路面照度；2)本實(shí)用新型采取初級(jí)亮度和最佳亮度相結(jié)合的調(diào)光方式，在保證安全性的前提下為行人車輛提供最佳的照明效果，并且能夠最大限度的節(jié)約電能；3)本實(shí)用新型采用的LED光源在顯色性、節(jié)能環(huán)保、壽命高以及數(shù)字化可控程度上都有著突出的優(yōu)勢(shì)。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本具體實(shí)施中STC12C5A60S2型號(hào)單片機(jī)的IO分配圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型為一種智能無(wú)級(jí)調(diào)光LED路燈，其包括輸入部分、控制器和輸出部分，輸入部分、控制器、輸出部分順次相連，其中，輸入部分由聲控模塊、光照度模塊、時(shí)鐘模塊組成，聲控模塊、光照度模塊、時(shí)鐘模塊通過(guò)相應(yīng)的IO接口與控制器連接。聲控模塊由麥克風(fēng)、AD轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路順次連接組成，麥克風(fēng)用以采集路燈周圍環(huán)境的聲音信號(hào)，并通過(guò)AD轉(zhuǎn)換電路把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)信號(hào)放大電路對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行放大得到有效脈沖信號(hào)，通過(guò)IO接口將有效脈沖信號(hào)傳給控制器。光照度模塊的核心是光強(qiáng)傳感模塊，光照度模塊用以采集路燈周圍環(huán)境的光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，通過(guò)IO接口將數(shù)字信號(hào)傳給控制器。本具體實(shí)施中采用BH1750FVI型號(hào)光強(qiáng)傳感模塊，其分辨率在l_655351x之間。時(shí)鐘模塊的核心是實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，時(shí)鐘模塊用以判斷所處的時(shí)間，其能對(duì)年、月、 日、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)，且有閏年補(bǔ)償功能，并通過(guò)相應(yīng)的IO接口將時(shí)鐘信號(hào)傳給控制器。本具體實(shí)施中采用DS1302型號(hào)實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。輸出部分由電源模塊和LED發(fā)光模塊連接組成，電源模塊由恒壓直流電源、降壓 IC驅(qū)動(dòng)電路和恒流IC驅(qū)動(dòng)電路組成，恒壓直流電源的輸入端與電力線連接，恒壓直流電源的輸出端分別與降壓IC驅(qū)動(dòng)電路和恒流IC驅(qū)動(dòng)的電源輸入端連接，降壓IC驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接控制器的電源輸入端，恒流IC驅(qū)動(dòng)電路的PWM信號(hào)輸入端與控制器的PWM信號(hào)輸出端相連，用以接收控制器輸出的PWM信號(hào)，恒流IC驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與LED發(fā)光模塊的電源輸入端相連。恒壓直流電源將220V交流市電轉(zhuǎn)換為略高于LED發(fā)光模塊工作的直流電壓源，降壓IC驅(qū)動(dòng)電路將經(jīng)恒壓直流電源轉(zhuǎn)換后的直流電壓源轉(zhuǎn)換為控制器需要的5V恒壓電源， 恒流IC驅(qū)動(dòng)電路將經(jīng)恒壓直流電源轉(zhuǎn)換后的直流電壓源轉(zhuǎn)換為恒流電源，為L(zhǎng)ED發(fā)光模塊提供恒流電源?？刂破饔蒘TC12C5A60S2型號(hào)單片機(jī)及其相應(yīng)的外圍電路組成，控制器用以接收聲控模塊、光照度模塊、時(shí)鐘模塊的信號(hào)，并根據(jù)信號(hào)對(duì)LED發(fā)光模塊的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖 2所示為STC12C5A60S2型號(hào)單片機(jī)的IO分配圖，如圖所示，PlO與Pll為單片機(jī)與光照度模塊的接口，單片機(jī)與光照度模塊采用總線協(xié)議通信，其中SCL為總線接口的時(shí)鐘信號(hào)線，SDA為總線接口的數(shù)據(jù)信號(hào)線；P32/INT0為單片機(jī)與聲控模塊的接口，當(dāng)聲控模塊感知到聲音信號(hào)時(shí)，此接口上產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，從而使單片機(jī)進(jìn)入中斷處理程序；P13/CPP0和 P14/CPP1是單片機(jī)與恒流IC驅(qū)動(dòng)電路的通信接口，用于PWM信號(hào)的輸出。實(shí)施時(shí)，光照度模塊安裝在路燈燈罩背面，聲控模塊、光照度模塊、時(shí)鐘模塊、電源模塊集成在一個(gè)電路板上，經(jīng)封裝后安裝在燈罩側(cè)面，特別注意聲控模塊的麥克風(fēng)要對(duì)著路面。聲控模塊和光照度模塊可根據(jù)客戶的要求及具體情況進(jìn)行配置。[0027]根據(jù)國(guó)家道路照明標(biāo)準(zhǔn)，各種道路的平均照度在301x以上即可。因此可將光照度模塊的開啟光強(qiáng)閾值設(shè)為301x。如果路燈周圍環(huán)境光強(qiáng)高于設(shè)定的開啟光強(qiáng)閾值，則LED 發(fā)光模塊處于光閉狀態(tài)，控制器也處于休眠狀態(tài)，能夠有效地節(jié)約能源；如果路燈周圍環(huán)境光強(qiáng)低于設(shè)定的開啟光強(qiáng)閾值，如太陽(yáng)落山或陰雨天氣等，則控制系統(tǒng)被喚醒，路燈開啟并處于初級(jí)亮度，并使路面照度保持301x ；當(dāng)路燈周圍環(huán)境光強(qiáng)在廣301x范圍內(nèi)，控制器根據(jù)環(huán)境光的強(qiáng)弱去控制器輸出PWM信號(hào)的占空比，從而調(diào)節(jié)LED發(fā)光模塊的亮度，使路面照度保持301x;當(dāng)路燈周圍環(huán)境光強(qiáng)小于Ilx時(shí)，控制器直接控制光輸出使路面照度301x，此時(shí)控制器輸出的PWM信號(hào)的占空比為額定照度下的值。為了避免不必要的噪聲觸發(fā)控制器而造成信號(hào)干擾，因此可將聲控模塊閾值設(shè)置在50dB，當(dāng)路燈周圍環(huán)境的聲音分貝量低于50dB時(shí)，聲控模塊不做處理；當(dāng)路燈周圍環(huán)境的聲音分貝量高于50dB時(shí)，聲音信號(hào)經(jīng)聲控模塊處理后傳給控制器，控制器根據(jù)接收信號(hào)調(diào)節(jié)LED發(fā)光模塊的強(qiáng)弱。在光照度模塊采集光信號(hào)的同時(shí)，控制器控制聲控模塊每隔一定的時(shí)間(間隔時(shí)間可預(yù)先設(shè)置)對(duì)道路上的聲音信號(hào)進(jìn)行采集，當(dāng)聲控模塊連續(xù)兩次測(cè)到環(huán)境聲強(qiáng)高于設(shè)定的聲強(qiáng)閾值時(shí)，控制器調(diào)出預(yù)先存儲(chǔ)的本地區(qū)的交通流量統(tǒng)計(jì)值對(duì)應(yīng)的調(diào)光曲線，輸出該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的最佳亮度，并在該亮度下保持一定的時(shí)間(保持時(shí)間可預(yù)先設(shè)置)，期間若再有聲音信號(hào)輸入，則最佳亮度時(shí)間相應(yīng)延遲。延遲過(guò)后，燈亮度返回初級(jí)亮度，達(dá)到節(jié)能的效果。下面詳細(xì)描述一下本實(shí)用新型的工作過(guò)程首先，控制器對(duì)光照度模塊發(fā)出光強(qiáng)測(cè)量命令，光照度模塊將采集到光信號(hào)的照度值LX通過(guò)總線接口傳送給控制器；然后，控制器將采集到的光信號(hào)的照度值LX與預(yù)先設(shè)置好的開關(guān)閾值0PEN_LX比較如果LX>0PEN_LX，則表示環(huán)境光足夠強(qiáng)，不用開燈；如果 LX<0PEN_LX,則表示環(huán)境光線比較暗，應(yīng)該開燈，此時(shí)，控制器讀取時(shí)鐘模塊的時(shí)間，判斷是前半夜還是后半夜。假如是前半夜，輸出預(yù)先設(shè)置的初級(jí)亮度LXl ；假如是后半夜，輸出預(yù)先設(shè)置的初級(jí)亮度LX2。如果在開燈階段，聲控模塊檢測(cè)到有聲音信號(hào)，則會(huì)在控制器中的 P32管腳上產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，控制器進(jìn)入中斷處理程序，時(shí)鐘模塊此時(shí)發(fā)來(lái)時(shí)鐘信號(hào)，結(jié)合存儲(chǔ)器中的交通流量統(tǒng)計(jì)表的調(diào)光方案，對(duì)LED發(fā)光模塊進(jìn)行PWM調(diào)光，并輸出最佳亮度。 通過(guò)控制器保持最佳亮度一段時(shí)間，之后LED發(fā)光模塊又回到初級(jí)亮度。上述實(shí)施例為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種智能無(wú)級(jí)調(diào)光LED路燈，包括輸入部分、控制器和輸出部分，其特征在于 所述的輸入部分由聲控模塊、光照度模塊、時(shí)鐘模塊組成，聲控模塊、光照度模塊、時(shí)鐘模塊通過(guò)相應(yīng)的IO接口與控制器連接，輸出部分由電源模塊和LED發(fā)光模塊連接組成，輸出部分通過(guò)電源模塊與控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無(wú)級(jí)調(diào)光LED路燈，其特征在于所述的電源模塊由恒壓直流電源、降壓IC驅(qū)動(dòng)電路和恒流IC驅(qū)動(dòng)電路組成，降壓IC 驅(qū)動(dòng)電路和恒流IC驅(qū)動(dòng)電路均與恒壓直流電源相連，恒流IC驅(qū)動(dòng)電路與LED發(fā)光模塊連接，電源模塊通過(guò)降壓IC驅(qū)動(dòng)電路和恒流IC驅(qū)動(dòng)電路與控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無(wú)級(jí)調(diào)光LED路燈，其特征在于 所述的控制器采用STC12C5A60S2型號(hào)單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無(wú)級(jí)調(diào)光LED路燈，其特征在于 所述的時(shí)鐘模塊采用DS1302型號(hào)實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無(wú)級(jí)調(diào)光LED路燈，其特征在于 所述的光照度模塊采用BH1750FVI型號(hào)光強(qiáng)傳感模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無(wú)級(jí)調(diào)光LED路燈，其特征在于 所述的聲控模塊由麥克風(fēng)、AD轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路順次相連組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種智能無(wú)級(jí)調(diào)光LED路燈，包括輸入部分、控制器和輸出部分，其中，輸入部分由聲控模塊、光照度模塊、時(shí)鐘模塊組成，聲控模塊、光照度模塊、時(shí)鐘模塊通過(guò)相應(yīng)的IO接口與控制器連接，輸出部分由電源模塊和LED發(fā)光模塊連接組成。本實(shí)用新型采用多種輸入信號(hào)保證獲取環(huán)境信息的全面性，使節(jié)能效率達(dá)到最高，并提供了人性化的路面照度。
文檔編號(hào)H05B37/02GK202210891SQ2011203588
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者吳梅, 孫勇, 方彥軍, 李昕, 袁俊, 陳海蛟 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)