专利名称：智能灯光控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于灯光节能技术领域，主要涉及一种应用于路灯或景观灯的智能灯
光控制器。
背景技术：
随着经济发展，将灯光用于照明和景观美化在各大中小城市越来越普遍，然而，由 于对灯光开关时间的控制不当，造成的能源浪费也是人们一直需待解决的问题。目前，人们 已经提出了一些解决的办法，例如通过光敏技术来控制灯光的开闭时间，但由于光敏元件 长期裸露在外，蒙上灰尘，会使光敏度下降，同时，背景灯光有可能使光敏控制误操作。还有 通过无线电遥控路灯和景观灯开、关时间，可自动控制，也可人工干预，这是一个有效的解 决路灯和景观灯浪费的方案。缺点是如城市大，无线发射功率大，会造成无线电磁干扰，成 本昂贵，同时，由于没有应用光敏技术，需要有人值守以应对天气变化情况。因此，由于上述 现有技术的种种缺陷，至今依然没有一种方法能够有效地控制灯光能源的浪费。
实用新型内容本实用新型的目的就是为了提供一种智能灯光控制器，使之既能让灯光最大限度 的发挥照明和城市夜景美化的作用，又能有效地控制不必要的能源浪费，且自动化程度高， 无需人值守。 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种智能灯光控制器，包 括显示板、CPU板、控制板、输出输入板、光敏箱、操作面板及控制器箱体，功能分解为电源 模块、存储模块、软件控制模块、光敏模块、万年历模块、显示模块、输入模块和输出模块，其 中，所述电源模块包括电压转换装置，可以将220v市电变压成9v直流电压用于输出模块， 同时还可以将一部分9v电压转换成5v和3. 5v电压，供软件控制模块和其他模块使用；存 储模块用于存储控制程序和各种数据；软件控制模块包括中央处理器(CPU)和电路控制 板，用于对各个模块的控制、管理和时间数据的计算；光敏模块设置在光敏箱内，包括用于 采集天光信号的光敏传感器、用于清洁的电刷和微型驱动电机；万年历模块用于提供时间 和日期信息；显示模块用于数据显示；输入模块通过操作面板、串口和晶振用于数据的输 入；输出模块包括输出中继电路的继电器。 与现有技术相比较，本实用新型智能灯光控制器的优势在于其较强天光自适应能 力。利用万年历技术充分融合光敏控制技术，形成天光自适应技术，自适应天黑天亮时间， 每天自动改变开灯、关灯时间。同时对于景观灯自动进行日常灯光和节日灯光控制，这样能 很好解决路灯和景观灯浪费问题而且成本低，可靠性高。
参照相应附图，结合优选实施方式，本实用新型的其他目的、细节、特征和优势将 变得更为清楚，所述实施例仅为例示性介绍并无限制的意图，其中[0007] 图1是本实用新型智能灯光控制器功能模块组成图； 图2是本实用新型的系统原理图； 图3是本实用新型的机箱外形图； 图4是本实用新型的光敏箱外形图； 图5是本实用新型的光敏箱剖面图； 图6是本实用新型的操作面板按键示意图； 图7是本实用新型的灯光控制原理图。
具体实施方式参照图1至图6的本实用新型的一优选实施例，可看出智能灯光控制器，包括装于 控制器箱体10内的电源模块1、存储模块2、软件控制模块3、光敏模块4、万年历模块5、显 示模块6、输入模块7和输出模块8，其中，所述电源模块1包括电压转换装置，可以将从接 线柱14输入的220v市电变压成9v直流电压用于输出模块8，同时还可以将一部分9v电 压转换成5v和3. 5v电压，供软件控制模块3和其他模块使用；存储模块2用于存储控制程 序和各种数据；软件控制模块3包括中央处理器(CPU)和电路控制板，用于对各个模块的控 制、管理和时间数据的计算；光敏模块4设置在光敏箱20内，包括用于采集天光信号的光 敏传感器21、用于清洁的电刷22和微型驱动电机23，光敏信号从接口 13与控制箱体连接， 之后通过A/D转换器将模拟信号转换成数字信号；万年历模块5用于提供时间和日期信息； 显示模块6可以通过液晶显示屏12用于数据显示；输入模块7通过操作面板11的各个按 键、串口和晶振进行数据的设置、程序和指令的输入，其晶振可提供计数脉冲；输出模块8 包括输出中继电路的继电器，路灯或景观日常用灯输出接线柱15，一般节日灯光输出接线 柱16，重大节日输出接线柱17与景观灯分组接线柱18、 19。 为了更进一步使灯管控制器工作更稳定，本实用新型采用了三个光敏传感器，进 行冗余判断，以延长传感器寿命及提高可靠性。三个采样时间置于三个单元，如三个采样信 号都有效，取任一单元时间参入计算。如三个中只有两个采样信号有效，表明另一个传感器 已坏，将所属单元置O表示弃用。同样原理，如两个中只有一个发出有效信号，则没有发出 有效信号的一个也置O弃用。这样可有效延长光敏传感器使用寿命。如果最后一个光敏传 感器超过20天没有发出有效信号(连续20天天气不好极为少见，即使梅雨季节，中间也会 出现一两天好天气)，也置0弃用，暂时以计算基准线来控制灯光，等待维护。 同时，由于电刷22用于清刷光敏传感器灰尘，其寿命对产品可靠性影响很大，可 以从两个方面设计延长其寿命其一，减少电刷22不必要的操作次数。将电刷22设定为每 天只定时清刷一次，每次电刷22工作1分钟。其二，安装一测温装置，通过测温对环境温度 进行判断，如环境温度低于-5t:，则电刷22停止工作，以防结冰损坏电刷。而结冰对光敏传 感器影响是很小的。 本申请的智能灯光控制器既可以安装在路灯配电柜内，同时还可安装于各种景观 照明灯配电柜内，对于大型景观照明工程，一些灯具专为重大节日(五一、十一、元旦等)重 大活动而设，这些灯只有在该种情况下启用；一些灯专为一般节假日而设，另一些如庭院路 灯为常开，作用如同路灯，大型景观灯工程还会对灯光分组。针对上述情况，输出模块8设 有3路继电器输出和3路继电器备用输出，3路输出分别接重大节日灯、普通节假日灯、路灯或日常景观灯，3路备用输出用于景观灯分组控制，或分散控制容量，并设置各自相应的控 制程序。同时，本申请还可以对特定日子进行临时设置，如大型运动会、大型国际会议、城市 纪念日等，需要临时调整开启灯光开闭时间，或亮化工程，可以按照重大节日处理，可以通 过输入模块7设置特定日子或日期。 本申请软件控制模块3上还可设有远程数据接口，以便进行集中或远程控制。 本申请软件控制模块3还可通过安装自检系统，对智能灯光控制器进行自检，看 是否工作正常。 本申请还可以将输入模块7中的时间设置为永久记忆，直到下一次修改，防止出 现停电、掉电等情况下，不影响控制器正常计时。 本申请还具有强闭系统，当城市遇到限电或恶劣天气等异常情况时需要关闭灯 光，拉闸很危险，可通过强闭功能人工操作实现。 本申请还可以通过安装查询系统，对当天开关灯时间、各设置基准时间进行查询， 以便验证开关灯时间准确与否。 所述智能灯光控制器的操作面板11上设有21个按键，其中一个为备用健，如图5 所示。"功能"键用于显示出各功能；"确认"键表示对操作认同或取消；"t "" I — —"4 健显示内容上下左右移动；"0 9"数字健供时间设置用；"返回"键逐级返回或返回主菜 单；"关灯"键，按下此键，智能灯光控制器输出强制反电平触发信号，灯光闭，智能灯光控制 器处于失效状态，设此键目的是因节电或限电需要，停止灯光，属于人工强闭操控；"暂停" 健可以中止设置；"删除"健用于删除设置中的错误操作。 作为智能灯光控制器，其工作原理参见图7。下面以武汉地区路灯为例对灯光控制 原理图进行说明，根据观察，武汉天黑时间(各地不一致)夏至在19:45左右，秋分在18:35 左右，冬至在16:45左右，春分18:35左右。夏至与冬至相差约3小时，如是天气良好的话， 从夏至19:45，每天应减少一个固定时间约一分钟，到冬至达到16:45，之后每天增加约1分 装，到夏至达到19:45，如此循环，其轨迹就是图7中计算基准线。 但自然界中阴天、雨雪天都会使天黑天亮时间发生变化，光敏传感器最能反映自 然光实际变化情况，然而光敏传感器因蒙尘会使敏感度下降，及存在误判问题。用电刷定期 擦刷光敏传感器可以解决蒙尘问题；对于误判问题，通过观察，我们发现，如以计算基准线 为标准判定，异常天气带来的天黑天亮时间变化绝大多数不超过15分钟，因此我们设立限 制线来解决背景光干扰误判问题。以15分钟(各地时间不一样)为限。光敏传感器给出 信号时间与计算时间相比如不超过15分钟，用光敏传感器给出信号时间来控制灯光，如超 过15分钟，则在计算时间基础上加或减15分钟，为当天的灯光控制时间。与计算基准线相 差15分钟线就是图中的限制线，限制后的光敏传感器感应线为图中运行线。运行线基本反 映一年天黑实际变化情况。在灯光控制器中已事先设置春分18:35，夏至19:45，秋分18:35，冬至16:45，限制 时间15分钟等基准参数(不同地区可根据实际情况进行设置)。设D日为夏至与秋分之间 某一天，计算机首先计算D日开灯基准时间。夏至秋分之间开灯时间变动的时间差TO: TO =(夏至开灯时间-秋分开灯时间)/夏至与秋分之间天数(1) D日开灯基准时间T1: Tl =夏至开灯时间-TOX夏至与D日间天数 (2)[0030] 每天Tl前半小时，CPU开始采样光敏信号，Tl后限制时间T3采样结束。三个光
敏都采样到有效信号，则记录其采样时间T2， CPU比较Tl与T2大小，如二者之差的绝对值
小于限制时间T3分钟，则D日开灯时间T等于T2。如二者之差的绝对值大于T3分钟，则D
日开灯时间T等于Tl加或减T3分钟。D日实际开灯时间T用公式表示 T = T2 (I Tl-T2 |《T3) (3) T = T1+T3(|T1_T2| > T3， Tl < T2) (4) T = T1-T3(|T1_T2| > T3， Tl > T2) (5) 关灯时间同样处理。至于景观灯控制，景观灯开灯时间如同路灯，关灯时间一般是
夜12点。 灯光开关灯时间确定之后，CPU发出一脉冲信号，信号放大，以控制输出继电器。智 能灯光控制器设3路继电器输出， 一路控制路灯或日常景观灯， 一路控制重大节日景观灯， 一路控制普通节日景观灯，同时设有3路备用输出，用于景观灯分组控制或均衡路灯控制 灯光控制器可以安装在路灯或景观灯配电柜中，一路输出可控制一个交流接触 器。 在本申请中，灯光控制器所有器件选用至少是工业级，部分重要器件选军用级，选 军用级器件光敏传感器、电机等。 虽然已结合具体实施例对本实用新型作了详细的描述，但是显而易见的是，这对 此不构成任何限制，本领域的普通技术人员可根据所掌握的知识对所有技术等同物及它们 组合进行替换，这些都落入本实用新型保护的范围之内。
权利要求一种智能灯光控制器，包括显示板、CPU板、控制板、输出输入板、光敏箱、操作面板及控制器箱体，其特征在于控制器箱体(10)内各物理组成按功能分解为电源模块(1)，还有用于对各个模块的控制的计算软件控制模块(3)，用于存储控制程序和各种数据的存储模块(2)，设置在光敏箱(20)内的光敏模块(4)，用于提供时间和日期信息的万年历模块(5)以及显示模块(6)。
2. 根据权利要求1所述的智能灯光控制器，其特征在于所述光敏传感器(21)可以设 置为三个，分别置于各自的单元内。
3. 根据权利要求1或2所述的智能灯光控制器，其特征在于所述光敏模块(4)还包 括一测温装置。
4. 根据权利要求3所述的智能灯光控制器，其特征在于所述输出模块(8)设有三路 继电器输出和三路备用继电器输出。
5. 根据权利要求4所述的智能灯光控制器，其特征在于所述软件控制模块(3)还设有一远程数据接口。
6. 根据权利要求4所述的智能灯光控制器，其特征在于所述软件控制模块(3)内还 设有自检系统。
7. 根据权利要求4所述的智能灯光控制器，其特征在于所述输入模块(7)的时间设 置为永久记忆。
8. 根据权利要求4所述的智能灯光控制器，其特征在于所述灯光控制器还具有强闭系统。
9. 根据权利要求4所述的智能灯光控制器，其特征在于所述灯光控制器还具有时间查询系统。
专利摘要本实用新型属于灯光节能技术领域，涉及一种智能灯光控制器，包括显示板、CPU板、控制板、输出输入板、光敏箱、操作面板及控制器箱体。系统功能组成为电源模块、存储模块、软件控制模块、光敏模块、万年历模块、显示模块、输入模块和输出模块。通过智能灯光控制器中的万年历技术和光敏控制技术，形成天光自适应技术，自适应天黑天亮时间，每天自动改变开灯、关灯时间，同时对于景观灯自动进行日常灯光和节日灯光控制，这样能很好解决路灯和景观灯浪费问题而且成本低，可靠性高。
文档编号H05B37/02GK201509336SQ200920170688
公开日2010年6月16日 申请日期2009年8月13日 优先权日2009年8月13日
发明者何炬, 张建明, 雷志雄 申请人:武汉华中天工光电制造有限公司