一种隧道洞口照明调控装置的制作方法

本实用新型属于电子技术领域，特别涉及一种隧道洞口照明调控装置。

背景技术：

随着我国经济和交通运输行业的快速发展，我国高速公路建设也得到了飞跃式发展，与此同时山区和丘陵地区的高速公路比例也越来越高，尤其在我国西部地区，地形复杂，出现了大量的山区、丘陵高速公路，这就必然导致出现大量的高速公路隧道。由于高速公路隧道的特殊性，隧道内部需要能够提供持续的光照以保证车辆的安全同行，隧道照明用电费用也已经占据了高速公路运行成本中的绝大部分，而目前的隧道照明控制大多仍然采用人工控制或者简单的时序控制方式，这就势必产生以下两方面问题：一是由于照明控制不理想，当白天驾驶员由隧道外驶入隧道时，眼睛由户外高达数千cd/m²的自然光照明，瞬间转到只有几cd/m²的隧道环境，而人眼对亮度差的感知有限，出现环境亮度适应的滞后现象，造成驾驶员的可视距离缩短，为行车安全埋下重大安全隐患，隧道洞口的车辆事故频发；另一方面目前的控制方式并未考虑实际的环境照明、车流量等因素，这就造成了大量的电力能源和人力资源浪费，隧道照明能源消耗是当地运营部分的一个不容忽视的问题。因此针对以上两方面的问题，如何保证司机的安全驾驶照明，同时降低隧道照明的能源消耗已成为急待解决的问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种隧道洞口照明调控装置，能够依据隧道外光照强度、车流量和车速等的实时监测结果，对LED照明设备实现无级调光，以解决当前的驾驶安全和能源消耗问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种隧道洞口照明调控装置，包括：

传感器部分，包括光照传感器、车流量监测装置和车速监测装置，光照传感器完成隧道洞口外部光照强度的探测，车流量监测装置和车速监测装置设置在隧道洞口外部一定距离处，车流量监测装置完成驶入或者驶出隧道的车辆探测，车速监测装置完成驶入隧道车辆的车速探测；

控制器，接收传感器部分的探测信息，并进行显示；

负载电路，包括与隧道照明LED灯连接的驱动部分，所述隧道照明LED灯采用高压直流电源供电，通过无级调光实现对LED灯的亮度调节。

所述控制器分为主控盒和从控盒，其中主控盒用于接收传感器部分的探测信息和总控室的指令，一方面进行解码，输出对LED灯进行开关和亮度控制的信号，另一方面生成控制信号DownCtrl发送至后级，控制下一级的从控盒；所述从控盒接收来自上级的控制信号DownCtrl，该信号包含了所需要的传感器部分的探测信息和上级控制的指令信息。

所述主控盒和从控盒的连接采用“主-从”控制器级联的方式，即多个控制器之间采用接力式的设计方案，便于扩展。

所述高压直流电源包括EMC滤波电路、二极管桥、滤波器、双开关驱动电路以及滤波电路，交流220V市电经过保险盒和EMC滤波电路之后，进入二极管桥，再经过电感电容组成的滤波器得到略微脉动的准直流波形，之后，通过双开关组成的驱动电路，轮流输出高低电平，再滤波后得到稳定的高压直流输出。

所述无级调光通过电流强度控制方式实现。

与现有技术相比，本实用新型基于主控制器、负载电路和传感器部分，依据隧道外光照强度、车流量和车速等的实时监测结果，实现对LED照明设备的亮度调节，调节方式可以是无级调光，从而有效提高驾驶安全性，减小能源消耗。

附图说明

图1为本实用新型装置结构图。

图2为本实用新型工作流程图。

图3为本实用新型高压直流电源电路。

图4为本实用新型无级调光原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。

图1是本实用新型的系统结构示意图。由图1可知，本实用新型智能洞口照明自动调控装置，包括了总控制器、负载电路和传感器部分。控制器与负载电路、传感器部分相连，用于在实际使用中信息的获取，并使得负载LED作出相应的动作。

传感器部分，包括光照传感器、车流量监测和车速监测三部分。光照传感器完成隧道外部光照强度的探测功能，它可以是一个或者多个探头，一个探头满足对外部光照比较简单的前提的工作，多个探头满足较复杂的外部光照的感应，多数情况一个探头既能满足，具体探头数量和布置情况需要根据实际情况确定。车流量监测和车速监测部分主要应用于比较偏僻的隧道区域，传感器部分将监测到的信息传递给主控制器。例如可以在入隧道前的2公里或3公里处加装车流量探测器，当感知到有车辆通过时，开启隧道的照明设备，实现隧道的分时段照明。

控制器主要接收外部的220V交流电源和光照感应探头、车流量、车速等传感器实时探测获得的相关信息，并且通过自适应控制算法输出合适的控制信号给后续的照明设备驱动电路。

在实际使用中，控制器分为主控盒、从控盒和驱动电路，其中主控盒用于接收外部传感器信息和总控室的指令，控制芯片一方面对信号进行解码，对LED灯进行开关和亮度控制，另一方面生成控制信号DownCtrl发送至后级，控制下一级的从控盒。从控盒与主控盒类似，唯一的区别是从控盒不再接收外部信号，而是接收来自上级DownCtrl接口的信号，该信号包含了所需要的外部传感器信息和上级控制的指令信息。并且它们的连接采用“主-从”控制器级联的方式，即多个控制器之间采用接力式的设计方案，便于扩展。驱动电路提供驱动总成，可直连220V电源，高压低电流工作，具备更高的效率、功率和扩展性。此外，为了实现控制方式的选择，控制器还应包含控制接口，以供控制信号的输入。

负载电路主要是LED灯部分，如图3所示，首先，交流输入经过保险盒EMC滤波之后，进入二极管桥，得到单向整流波形，再经过电感电容组成的滤波器后得到略微脉动的准直流波形。之后，通过双开关组成的驱动管子，通过轮流输出高低电平，再滤波后得到稳定的高压直流输出，核心目标是保证LED灯不闪烁。

无级调光是完成LED照明使用时的调光需求，参照图4，具体通过电流强度控制方式实现，对LED是纯直流控制。首选，输入一个亮度电压，经过电压电流变化转变为亮度电流，从而实现对LED的无级调光的功能(利用256级数字实现)，并进一步确保LED工作时的稳定，可以实现最佳的效率。(现有的高速设备大都只有3-4档的调光功能，无法实现最高效率)。该方案取代了现有的LED恒流IC单片方案。并且现有方案采用的是国外集成芯片，不仅成本高，没有自主知识产权，而且很容易造成产品同质化严重。本专利的方案克服了上述缺点，全自主知识产权，成本低廉，而且驱动能力和指标性能可以自主设计，不受国外芯片限制。

结合图2进一步可知，一种隧道洞口照明自动调控装置工作流程步骤具体如下：

1):进入最高优先级的事故模式；

2)：如果没有事故，那么进入自动与人工选择模式，如果选择人工模式，将会通过界面编程选择灯的点亮情况和相应灯的亮度，此时由人工控制，具备最大的控制能力；

3)：如果进入自动模式，操作者需要根据具体需要，选择相应的自动控制模式，自动模式分为三种，即亮度优先、流量优先、备用模式(留作后续扩展用)。

最后说明的是，以上优选实例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制其应用范围。凡依本实用新型专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。