专利名称：隧道led照明集群控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于LED照明控制技术领域，具体涉及了一种隧道LED照明集群控制 系统。
背景技术：
目前隧道多采用电网市电，隧道运营中对电力巨大的消耗是电网承受了很大的负 担，同时高昂的隧道照明电费也成为了公路运营成本的主要组成部分。根据国家《公路隧道通风照明设计规范》，隧道常规照明主要分为入口段照明、过 渡段照明、中间段和出口端照明。其中每段的照明水平和隧道外亮度有个折减的比例关系， 一般而言，照明水平从入口段至中间段逐渐减弱，中间段内照度保持相同，而出口段照度逐 渐增加，以便驾驶员逐步适应隧道内外的照度差。而隧道各段的照度水平受到外界照度水 平和隧道内最高行驶速度影响，对于传统隧道，这个水平是由全年洞外的最大亮度和最高 行驶速度决定的，不能实时地根据隧道外的亮度进行调节，而导致整个隧道内各照明段始 终处于全年的最大值，从而浪费了大量电能。我国现阶段隧道的照明大多数还是以传统的高压钠灯为主，每只高压钠灯的功率 为150-400W，而且调光不方便，一般调光方案是间隔灭灯或者半边灭灯等方法，会加剧频闪 问题，或者导致半边车道照明不足的情况。而由于LED照明能够方便的实现0-100%的调光， 因此适合于隧道内部使用。另一方面，现阶段的隧道照明控制是通过开关来进行控制，而没有中央监测的系 统。因此对于隧道内部灯损坏的问题，只能安排人工定期进行巡视和维护，而不能得到及时 的警示和维修。发明内容本实用新型的目的在于提出一种隧道LED照明集群控制系统。本实用新型提出的隧道LED照明集群控制系统，包含总控制计算机1、一级总线2、 与供电设施相连的区域子控制器3，二级总线4、节点控制器5、LED灯具6和照度探测装置 7，其中区域子控制器3的数量视具体情况而定，区域子控制器3通过一级总线2和总控制 计算机1相连接，安装于每个区域的供电设施12旁；节点控制器5通过调光接口和LED灯 具6相连，节点控制器5的数量视具体情况而定，每个节点控制器5均通过二级总线4连接 区域子控制器3 ；同时在隧道进出口处设有照度探测装置7，该照度探测装置7通过一级总 线2连接总控制计算机1，根据外界光亮度来调节隧道各区域照度值；总控制计算机1可以 监控所有的节点工作情况，并可以支持远程的光输出控制。当需要维修或在紧急情况下，可 以使用区域子控制器进行手动的调光。本实用新型中，所述区域子控制器3由有一级总线接口 8、微处理器9、供电模块 10、交流电参数检测模块11、调光旋钮13和二级总线接口 14组成，微处理器9分别连接一 级总线接口 8、供电模块10、交流电参数检测模块11、调光旋钮13和二级总线接口 14，交流电参数检测模块11连接供电设施12。一级总线接口 8连接一级总线2，二级总线接口 14 连接二级总线4。本实用新型中，所述供电模块10和供电设施12分别连接市电。本实用新型中，所述照度探测装置7由一级总线接口 15、微处理器16、供电模块 17、照度探头18、信号放大电路19和AD转换电路20组成，微处理器16分别连接一级总线 接口 15、供电模块17和AD转换电路20，照度探头18、信号放大电路19和AD转换电路20 组成依次连接；一级总线接口 15连接一级总线2。[0011 ] 本实用新型中，所述供电模块17连接市电。本实用新型中，所述节点控制器5由二级总线接口 21、微处理器22、供电模块23、 输入检测电路M和调光输出接口 25组成，微处理器22分别连接二级总线接口 21、供电模 块23和输入检测电路对，微处理器22通过调光输出接口 25连接LED镇流器沈，输入检测 模块M连接LED镇流器26。本实用新型中，所述供电模块23连接市电。本实用新型中，系统根据隧道功能来划分区域，分别为入口段，过渡段，中间段和 出口段，根据基本段的长度，其中可能会包含不止一个区域子控制器。每个功能段的光输出 不同，其照度值和隧道外的照度值相关，每段照度和隧道外照度有着各自的折减系数，这些 系数存储于微处理器内。在每个LED灯都装有节点控制器，节点控制器包含二级总线接口 21，微处理器22，芯片供电电路23，输入检测电路对和调光输出接口 25。节点控制器接受 二级总线上的调光等级指令，通过调光输出接口控制LED镇流器调整灯具的光输出，节点 控制器同时监控灯具的输入电流，输入异常为0时，说明灯不亮，则向上层控制器逐级上报 错误情况。本实用新型的有益效果在于使用提出的隧道LED照明集群控制系统，可以在总 控制计算机上实时显示和控制当前的隧道照明，特别能对损坏情况做出及时响应，另一方 面，系统本身会根据隧道出入口处探测装置检测照度，自动调整隧道内的照度水平，有效的 节约能源。
图1是隧道LED照明集群控制系统的组成框图。图2是区域子控制器3的组成框图。图3是照度探测装置7的组成框图。图4是节点控制器5的组成框图。图中标号1是总控制计算机，2是一级总线，3是区域子控制器，4是二级总线，5 是节点控制器，6是LED灯具，7是照度探测装置，8是一级总线接口，9是微处理器，10是供 电模块，11是交流电参数测量模块，12是供电设施，13是调光旋钮，14是二级总线接口，15 是一级总线接口，16是微处理器，17是供电模块，18是照度探头，19是信号放大电路，20是 AD转换电路，21是二级总线接口，22是微处理，23是供电模块，24是输入检测模块，25是调 光输出接口，26是LED镇流器。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型，在以下给出的详细说明和较佳 实施例中，可以对本实用新型更全面了解，这些说明和附图并不仅限于特定实施例，而只是 起到解释和理解的作用。实施例1 这里使用光纤作为一级总线的载体，连接总控制计算机1和区域子控 制器3，总控制计算机1通过光发射机发送信号，区域子控制器3通过光接收机接收信号。 区域子控制器3设有6个，每个区域子控制器3包含有一级总线接口 8、微处理器9、芯片供 电电路10、交流电参数检测模块11、手动调光旋钮13和二级总线接口 14。隧道的入口段 设有一个区域子控制器3，过渡段设有两个区域子控制器3，中间段隧道每500M设有一个区 域子控制器3，出口端设有两个区域子控制器3。另外，在隧道的入口处装有一个照度探测 装置7，照度探测装置7、由一级总线接口 15、微处理器16、芯片供电电路17、照度探头18、 信号放大电路19和AD转换器20组成，照度探测装置7通过自带的照度探头探测外界光强 度，信号经过信号放大电路19后由AD转换电路20转为数字信号并向上发送。总控制计算 机1，区域子控制器3和照度探测装置7同属于一级总线2上。区域子控制器3安装于供 电设施12旁，通过市电连接供电模块10进行供电，同时通过交流电参数测量模块11输入 到供电设施10的电流、电压和功率因素等参数。区域子控制器3通过光接收机接收指令， 同时可以接收现场的旋钮调光，这通过一个调光旋钮13实现优先级切换。区域子控制器3 通过485总线和所述的节点控制器5通讯。节点控制器5包含二级总线接口 21，微处理器 22，芯片供电电路23，输入检测电路M和调光输出接口 25。节点控制器5安装于LED镇流 器沈输入端，挂载在二级总线4上，接收区域子控制器3的调光指令。同样节点控制器5 通过供电模块23连接市电供电，由供电模块23得到稳定的直流供电。节点控制器5通过 运算，将调光指令转化为不同占空比的控制信号，输入至LED镇流器沈。同时节点控制器5 有一个输入检测模块对，监控LED镇流器沈的输入电流。系统简单的工作过程如下隧道外的照度探测装置7定时(10分钟)检测外界的照 度值，将这个值发送会总控制计算机1，总控制计算机1根据这个照度值，乘以不同区域各 自不同的折减系数，得出每个区域的调光等级，然后发送至区域子控制器3，区域子控制器 3将调光指令发送给所有的子控制节点，进行统一调光。在调光间隔内，区域子控制器3和 节点控制器5分别监控供电设施和LED灯具的工作状态，当发现明显的工作异常，例如灯开 路时，则通过区域子控制器的光发射机向总控制计算机发送错误报告，以便得到及时的查 证和维修。通过使用这个LED集群照明控制系统，可以方便的实现隧道不同功能段内的差 异照度输出，并根据外部照度实时调节，能够有效实现节能的目的。并可实时的得到节点的 错误报告，能够保证对坏灯的及时维修，提高隧道的亮灯率和行驶的安全。
权利要求1.一种隧道LED照明集群控制系统，包含总控制计算机(1)、一级总线O)、与供电设 施相连的区域子控制器(3)，二级总线0)、节点控制器(5)、LED灯具(6)和照度探测装置 (7)，其特征在于区域子控制器(3)通过一级总线(2)和总控制计算机(1)相连接，安装于 每个区域的供电设施(1 旁；节点控制器( 通过调光接口和LED灯具(6)相连，每个节 点控制器(5)均通过二级总线(4)连接区域子控制器(3)；同时在隧道进出口处设有照度 探测装置(7)，该照度探测装置(7)通过一级总线( 连接总控制计算机(1)。
2.根据权利要求1所述的隧道LED照明集群控制系统，其特征在于所述区域子控制器 (3)由有一级总线接口(8)、微处理器(9)、供电模块(10)、交流电参数检测模块(11)、调光 旋钮(1 和二级总线接口(14)组成，微处理器(9)分别连接一级总线接口(8)、供电模块 (10)、交流电参数检测模块(11)、调光旋钮(13)和二级总线接口(14)，交流电参数检测模 块(11)连接供电设施(12)；—级总线接口⑶连接一级总线(2)，二级总线接口(14)连接 二级总线⑷。
3.根据权利要求2所述的隧道LED照明集群控制系统，其特征在于所述供电模块(10) 和供电设施(1 分别连接市电。
4.根据权利要求1所述的隧道LED照明集群控制系统，其特征在于所述照度探测装置 (7)由一级总线接口(15)、微处理器(16)、供电模块(17)、照度探头(18)、信号放大电路 (19)和AD转换电路(20)组成，微处理器(16)分别连接一级总线接口(15)、供电模块(17) 和AD转换电路(20)，照度探头(18)、信号放大电路(19)和AD转换电路Q0)组成依次连 接；一级总线接口(15)连接一级总线O)。
5.根据权利要求4所述的隧道LED照明集群控制系统，其特征在于所述供电模块(17) 连接市电。
6.根据权利要求1所述的隧道LED照明集群控制系统，其特征在于所述节点控制器 (5)由二级总线接口(21)、微处理器(22)、供电模块(23)、输入检测电路04)和调光输出 接口 0 组成，微处理器0 分别连接二级总线接口(21)、供电模块和输入检测电 路(M)，微处理器0 通过调光输出接口 0 连接LED镇流器(沈)，输入检测模块04) 连接LED镇流器06)。
7.根据权利要求6所述的隧道LED照明集群控制系统，其特征在于所述供电模块03) 连接市电。
专利摘要本实用新型属于照明控制领域，具体涉及一种隧道LED照明集群控制系统。包含总控制计算机、一级总线、与供电设施相连的区域子控制器，二级总线、节点控制器、LED灯具和照度探测装置，区域子控制器通过一级总线和总控制计算机相连接，节点控制器通过调光接口和LED灯具相连，每个节点控制器均通过二级总线连接区域子控制器；同时在隧道进出口处设有照度探测装置，该照度探测装置通过一级总线连接总控制计算机。使用时，本实用新型根据功能将隧道主要划分为入口段，过渡段，中间段和出口段，在隧道出入口段，控制系统会监测外界亮度，进而自动改变内部照度值。系统一方面实现了隧道的照明自动控制，另一方面节约了能源，保证了隧道行驶的安全。
文档编号H05B37/02GK201830525SQ20102057977
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者刘木清, 张万路, 朱旭, 李析燃, 沈海平, 蒋晓波 申请人:复旦大学