中/短隧道照明安全节能可编程远程控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明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可编程远程控制系统。
【背景技术】
[0002]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。
【发明内容】
[0003]本发明为解决上述问题，提供一种中/短隧道照明安全节能可编程远程控制系统，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。
[0004]本发明的技术方案为:
[0005]—种中/短隧道照明安全节能可编程远程控制系统，由微处理器电路、复位电路、时钟电路、通信接口电路、光电隔尚开关量输入电路、光电隔尚和电磁隔尚开关量输出电路、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 Pl的I脚、4脚和5脚依次与微处理器电路中微处理器芯片Ul的18脚、17脚和16脚相连接，为微处理器芯片Ul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Ul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Ul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Ul的42脚相连接，为微处理器芯片Ul提供精准的时钟信息，通过与微处理器芯片Ul中EEPROM远程配置的时钟控制参数比对，完成时序控制功能；
[0006]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Ul的44脚相连接，RS232通信接口芯片U8的12脚与微处理器芯片Ul的I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Ul的I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Ul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LEDl与微处理器芯片Ul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；
[0007]光电隔离开关量输入电路中光电隔离芯片⑶7、⑶8、⑶9和⑶10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Ul的8脚、9脚、10脚和11脚连接，光电隔离芯片⑶11一 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Ul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；
[0008]光电隔离和电磁隔离开关量输出电路中光电隔离芯片601、602、603、604、605和606的1脚依次经过电阻1?17、1?18、1?20、1?21、1?0和1?31与微处理器电路中微处理器芯片1]1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；
[0009]接口电路中的接口 Jl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Ul的20脚完成环境亮度检测量的采集输入功能，接口 Jl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Ul的19脚完成环境壳度检测量的米集输入功能；
[0010]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 JI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 Jl的17或16脚连接到微处理器电路中微处理器芯片Ul的19脚或20脚完成环境照度检测功能；
[0011]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Fl和稳压二极管Dl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I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、光电隔呙开关量输入电路的输出端+5V、光电隔尚和电磁隔尚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滤波后为光电隔尚和电磁隔尚开关量输出电路中的+24V端供电。
[0012]本发明在微处理器电路中微处理器芯片Ul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Ul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。
[0013]本发明在微处理器电路中微处理器芯片Ul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Cl和电容C2组成，外部晶振Yl的一端与微处理器电路中微处理器芯片Ul的31脚和电容Cl的一端相连接，外部晶振Yl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Cl和电容C2的另一端接主控回路电源地。
[0014]本发明电路如下:
[0015]所述的微处理器电路由微处理器芯片U1、供电指示电路和外部晶振电路构成，微处理器芯片Ul的6脚和29脚都接主控回路电源地，微处理器芯片Ul的7脚和28脚都接主控回路电源+5V;
[0016]所述的复位电路由复位芯片U2、电阻R23、电容C22和编程端口 Pl组成，复位芯片U2的I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Ul的18脚和编程端口 Pl的I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 Pl的2脚接主控回路电源+5V，编程端口 Pl的3脚接主控回路电源地，编程端口 Pl的4脚与微处理器芯片Ul的17脚相连接，编程端口 Pl的5脚与微处理器芯片Ul的16脚相连接；
[0017]所述的时钟电路由时钟芯片U4、电阻R15、电阻R16和后备电池BTl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Ul的43脚相连接，时钟芯片U4的13脚与后备电池BTl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BTl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Ul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Ul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；
[0018]所述的通信接口电路分别由RS485通信接口芯片U7、滤波电容Cl 1、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，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RS232输出接口 J4组成，通信接口芯片U7的I脚与电容Cll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Cll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Ul的I脚连接，RS485通信接口芯片U7的4脚和5脚与微处理器芯片Ul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LEDl的负极相连接，通信显示发光二极管LEDl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与光电隔呙和电磁隔呙开关量输出接口电路6中接口 J2的3脚相连接；
[0019]RS232通信接口芯片U8的I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Ul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Ul的I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Cl 7的另一端相连接；
[0020]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，第一组由光电隔离芯片⑶7-GD10、排电阻RPl和RP5、电阻R1-R4和发光二极管L7—LlO组成，光电隔离芯片GD7的I脚与电阻Rl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RPl的8脚相连接，光电隔离芯片GD7的2脚与电阻Rl的另一端相连接后接外部24电源地，光电隔离芯片⑶7的3脚与排电阻RP5的5脚和微处理器芯片Ul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I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RPl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Ul的9脚连接，光电隔离芯片⑶8的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片⑶9的I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RPl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⑶9的3脚与排电阻RP5的7脚和微处理器芯片Ul的10脚连接，光电隔离芯片⑶9的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GDlO的I脚与电阻R4的一端和发光二极管LlO的负极相连接，发光二极管LlO的正极与排电阻RPl的5脚相连接，光电隔离芯片GDlO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⑶10的3脚与排电阻RP5的8脚和微处理器芯片Ul的11脚连接，光电隔离芯片⑶10的4脚接主控回路电源+5V，排电阻RPl的1-4脚分别与接口 JI的1-4脚相连接，排电阻RP5的1-4脚接主控回路电源地;第二组由光电隔离芯片⑶11 -GD14、排电阻RP2和RP6、电阻R5-R8和发光二极管Lll 一 L14组成，光电隔离芯片⑶11的I脚与电阻R5的一端和发光二极管LI I的负极相连接，发光二极管LI I的正极与排电阻RP2的8脚相连接，光电隔离芯片GDll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⑶11的3脚与排电阻RP6的5脚和微处理器芯片Ul的14脚连接，光电隔离芯片⑶11的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GD12的I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⑶12的3脚与排电阻RP6的6脚和微处理器芯片Ul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I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⑶13的3脚与排电阻RP6的7脚和微处理器芯片Ul的27脚连接，光电隔离芯片⑶13的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GD14的I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⑶14的3脚与排电阻RP6的8脚和微处理器芯片Ul的26脚连接，光电隔离芯片⑶14的4脚接主控回路电源+5V，排电阻RP2的1-4脚分别与接口 Jl的5-8脚相连接，排电阻RP6的1-4脚接主控回路电源地;第三组由光电隔离芯片⑶15-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⑶15的I脚与电阻R9的一端和发光二极管LI 5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⑶15的3脚与排电阻RP7的5脚和微处理器芯片Ul的25脚连接，光电隔离芯片⑶15的4脚接主控回路电源+5V，光电隔离芯片GD16的I脚与电阻RlO的一端和发光二极管L16的负极