一种亮度可控的道路照明控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种亮度可控的道路照明控制方法及系统，根据道路危险程度、天气、环境、车辆及行人的位置、行进方向、速度等因素对照明灯的亮度实行动态控制，对容易出事故的危险路段、社会治安较差的关键区域以及存在风雨等恶劣天气时进行较高亮度的持续照明，而对普通路段与时段，当车辆及行人经过时，仅对车辆及行人前后的安全区域进行照明，而安全区域以外的照明灯仅维持其预工作状态或熄灭。本发明通过动态调整亮度实现了按需照明的要求，可以较好地降低能源消耗，提高照明效率，降低成本。
【专利说明】一种亮度可控的道路照明控制方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明控制方法，更具体涉及一种亮度可控的道路照明控制方法及系 统。
【背景技术】
[0002]道路照明主要作用是提高交通系统的安全性，为行人及驾驶人员提供清晰的视线 来减少交通事故，然而道路照明需要消耗大量的能源，增加大量的成本，同时随着夜晚通行 车辆及行人的减少使得大量的能源被浪费，并给环境带来光污染。当前对道路照明的处理 普遍是将所有照明灯的亮度降低或熄灭，虽然可以降低能耗但会导致安全性降低。
【发明内容】
[0003]鉴于上述现有技术的现状和存在的问题，本发明的目的在于，为通行车辆及行人 的道路照明提供一种亮度可控的道路照明控制方法及系统。
[0004]本发明的目的通过如下技术方案实现:
一种亮度可控的道路照明控制方法，该方法采用多组照明灯进行照明，根据道路危险 程度、治安状况、天气、环境、车辆及行人的位置和速度对照明灯组的亮度实行动态控制:对 容易出事故的危险路段、社会治安较差的区域以及存在恶劣天气时的路段进行较高亮度的 持续照明，而对普通路段与时段，当车辆及行人经过时，根据车辆及行人的位置、前进方向 及速度控制照明灯组的亮度，仅对车辆及行人所在位置及前后设定范围内的安全区域进行 不同亮度的照明，而安全区域以外的照明灯仅维持其预工作状态或熄灭。
[0005]实现上述亮度可控的道路照明控制方法的控制系统，系统将照明灯进行分组并进 行编号，每组包含有一个或多个相邻的照明灯，每组照明灯的控制单元包括传感模块、信号 处理模块、亮度控制模块、网络通信模块；传感模块用于对车辆及行人速度、位置、天气状况 进行检测，并对传感模块所在组的照明灯亮度进行测量，传感模块将所测信息被送到信号 处理模块，信号处理模块接收所测信息及相邻组通过网络通信模块传输的行人、车辆位置、 速度和运动方向信息进行处理后控制亮度控制模块调整本单元照明灯的亮度，同时根据传 感模块对照明灯供电电压、电流及照明灯亮度的测量监测照明灯自身的状态是否存在异 常，如果存在异常则通过网络通信模块发送照明灯当前的电压、电流、亮度参数到照明灯控 制中心及道路照明管理维护部门，更换故障部件或照明灯及时排除故障；网络通信模块通 过有线或无线的方式接收相邻组传入的行人、车辆位置、速度和运动方向信息以及将本组 测量的行人、车辆位置、速度和运动方向信息发送到相邻组，实现数据的发送与接收；由传 感模块检测车辆及行人的位置及行进方向，对行人及车辆的位置后方部分亮度的照明灯组 数为a、前方全亮度的照明灯组数为b及部分亮度的照明灯组数为c的区域照明，即总照明 灯组的组数为a+b+c ;车辆及行人位置信息被送到信号处理模块中，信号处理模块将位置 信息、行进速度及当前组编号通过网络通信模块发送到相邻照明灯组，相邻照明灯组接收 到信息后判断自身组是否在行人及车辆的位置所需照明的a+b+c的范围内，如果在需要照明的范围内则确定所处的a、b及c的位置，根据所处位置设定照明亮度。
[0006]进一步地，所述传感模块包括行人及车辆位置的传感器、照明灯供电的电压、电流 传感器、照明灯照明亮度传感器，各传感器信号放大、滤波的信号调理电路，和模数转换电 路；信号调理电路用于对传感器输出的检测信号进行放大、滤波，以满足模数转换的要求； 模数转换电路用于对信号调理电路输出的信号进行模数转换，将模拟信号转换为数字信 号，以进行后续的数字信号处理。
[0007]进一步地，所述信号处理模块包括数字信号处理芯片和储存芯片，用于对传感模 块输出的数字信号、网络通信模块接收的数据进行分析，信号处理模块内部存储行人及车 辆位置的照明区域所对应照明灯亮度数据库，根据数据库确定本照明灯的亮度，并通过亮 度控制模块控制照明灯电源驱动的电压、电流，进而调整照明灯的亮度。
[0008]进一步地，亮度控制模块包括照明灯的用于电压、电流控制的电源驱动芯片，亮度 控制模块接收信号处理模块的控制命令，控制驱动电压及电流，进而调整照明灯的亮度。
[0009]利用上述控制系统的亮度可控的道路照明控制方法，其具体包括如下步骤:
6.1每组照明灯的网络通信模块接收相邻照明灯组的网络通信模块发送的行人及车 辆位置及运动方向信息，传感模块检测本照明灯组区域内行人及车辆位置及行进方向；
6.2当接收到相邻照明灯组发送的行人、车辆位置、速度和运动方向等信息及传感模 块检测到的行人及车辆位置信息后通知本照明灯组的信号处理模块，信号处理模块根据行 人及车辆的位置及前进方向信息，查询存储器内的数据库，得到本照明灯组对应的亮度信 息，并通知亮度控制模块；
6.3亮度控制模块根据信号处理模块发送的照明灯亮度信息，控制本照明灯组的驱动 电压、电流，进而调整照明灯亮度；
6.4传感模块检测照明灯组的亮度及电压、电流电气参数，判断是否存在异常，如果存 在异常则通过网络通信模块通知照明灯控制中心及道路照明管理维护部门对照明灯维修 更换故障部件。
[0010]与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果:
本发明根据道路危险程度、治安状况、天气、环境、车辆及行人的位置、速度等因素对照 明灯的亮度实行动态控制，对容易出事故的危险路段、社会治安较差关键区域以及存在风 雨等恶劣天气时进行较高亮度的持续照明，而对普通路段与时段，当车辆及行人经过时，根 据车辆及行人的位置、前进方向及速度等因素控制照明灯组的照明亮度，仅对车辆及行人 所在位置及前后设定范围内的安全区域进行照明，而安全区域以外的照明灯仅维持其预工 作状态或熄灭。本发明能更好地降低能源消耗，同时不降低道路同行的安全性。
[0011] 【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为亮度控制示意图。
[0013]图2为控制系统组成结构图。
[0014]图3为传感模块示意图。
[0015]图4为信号处理模块不意图。
[0016]图5为亮度控制模块示意图。[0017]图6为亮度控制流程图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本发明的实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。
[0019]本发明的道路照明控制系统包括多组照明灯，每组包含有一个或多个相邻的照明 灯，如图2，每组照明灯的控制单元包括传感模块1、信号处理模块2、亮度控制模块3、网络 通信模块4 ;传感模块I用于对车辆及行人速度、位置、行进方向、天气状况(如是否存在风 雨)进行测量，并对照明灯亮度进行测量，所测信息被送到信号处理模块2，信号处理模块2 接收所测信息及其他组通过网络通信模块4传输的信息进行处理后控制亮度控制模块3调 整本照明灯组的照明亮度，同时根据对照明灯亮度的测量监测照明灯组自身的状态，并通 过网络通信模块4发送到相邻照明灯组及照明灯控制中心、照明灯管理维护部门进行必要 的维护，网络通信模块4通过有线或无线的方式接收其他照明灯组传入的信息以及将本组 测量信息发送到其他照明灯组控制单元，实现数据的发送与接收。
[0020]传感模块用于对车辆及行人速度、位置、行进方向、天气等进行测量，并通过照明 灯组的电压、电流等电气参数及亮度传感器对照明灯组的状态及亮度进行测量以监测照明 灯组是否存在故障。如图3，传感模块包括行人及车辆位置的传感器、照明灯组供电的电压、 电流传感器、照明灯组照明亮度传感器，各传感器信号放大、滤波的信号调理电路，模数转 换电路等。位置的传感可通过超声波、红外线、电感线圈、光电传感器等实现，用于检测行人 及车辆的位置及行进方向；信号调理电路用于对传感器输出的检测信号进行放大、滤波，以 满足模数转换的要求；模数转换电路用于对信号调理电路输出的信号进行模数转换，将模 拟信号转换为数字信号，以进行后续的数字信号处理。
[0021]信号处理模块接收所测信息及相邻照明组灯通过网络通信模块传输过来的信息 后，根据车辆及行人的运动速度控制亮度控制模块改变本照明灯组各发光单元的电压、电 流等电气参数，控制各发光单元的亮度，进而调整本照明灯照明亮度，同时根据对照明灯的 电压、电流等电气参数测量及亮度传感器对照明灯亮度的测量，监测照明灯自身的状态，如 存在电压、电流及亮度等的异常则通过网络通信模块发送照明灯当前电压、电流、亮度等参 数到相邻照明灯控制单元及照明灯控制中心及道路照明管理维护部门，更换故障部件或照 明灯及时排除故障。如图4，信号处理模块包括CPU、MCU、DSP及FPGA等数字信号处理芯片、 储存芯片等，用于对传感模块输出的数字信号、网络通信模块接收的数据进行分析，信号处 理模块内部存储覆盖行人及车辆位置所对应的本照明组照明亮度数据库，根据数据库确定 本照明灯组的照明亮度，并通过亮度控制模块控制驱动电压、电流进而调整照明亮度。
[0022]如图5，亮度控制模块对照明灯进行电源管理，亮度控制模块包括照明灯的电压、 电流控制的电源驱动芯片，亮度控制模块接收信号处理模块的控制命令，控制驱动电源的 电压及电流，进而调整照明亮度。
[0023]网络通信模块通过有线或无线的方式接收其他照明灯控制单元传入的行人、车辆 位置、速度和运动方向等信息以及将本照明灯控制单元的测量的行人、车辆位置、速度和运 动方向等信息发送到其他照明灯的控制单元，实现数据的发送与接收。
[0024]道路照明控制方法示意图如图1所示。图中nl、n2为容易发生事故的危险路段、 治安较差的关键路段处的全亮度照明灯组，a为车辆及行人后方部分亮度照明灯组的个数，b为行人及车辆前方的全亮度照明灯组的个数，c为b个全亮度照明灯组前方的部分亮度 照明灯组个数。由传感模块检测车辆及行人的位置及行进方向，对行人及车辆的位置后方 部分亮度照明灯组数为a、前方全亮度照明组数为b及部分亮度照明灯组数为c的区域照 明，即总照明灯组的个数为a+b+c ;车辆及行人位置信息被送到信号处理模块中，信号处理 模块将位置信息、行进速度及当前组编号通过网络通信模块发送到相邻照明灯组，相邻照 明灯组接收到信息后判断自身组是否在a+b+c的范围内，如果在需要照明的范围内则确定 所处的a、b及c的位置，根据所处位置设定照明亮度。
[0025]照明亮度控制流程如图6所示:
I网络通信模块接收相邻照明灯网络通信模块发送的行人及车辆位置及运动方向信 息，传感模块检测本照明灯照明覆盖区域内行人及车辆位置及行进方向；
2当接收到相邻照明灯发送的有效信息及传感模块检测到的行人及车辆位置信息后 通知本照明灯信号处理模块，信号处理模块根据行人及车辆的位置及前进方向信息，查询 存储器内的数据库，得到本照明灯对应的亮度信息，并通知亮度控制模块；
3亮度控制模块根据信号处理模块发送的照明灯组亮度信息，控制本照明灯驱动电源 的电压、电流，进而调整照明亮度；
4传感模块检测照明灯的亮度及电压、电流等电气参数，判断是否存在异常，如果存在 异常则通过网络通信模块通知照明灯控制中心及道路照明管理维护部门对照明灯维修更 换故障部件。
【权利要求】
1.一种亮度可控的道路照明控制方法，其特征在于采用多组照明灯进行照明，根据道路危险程度、治安状况、天气、环境、车辆及行人的位置和速度对照明灯组的亮度实行动态控制:对容易出事故的危险路段、社会治安较差的区域以及存在恶劣天气时的路段进行较高亮度的持续照明，而对普通路段与时段，当车辆及行人经过时，根据车辆及行人的位置、 前进方向及速度控制照明灯组的亮度，仅对车辆及行人所在位置及前后设定范围内的安全区域进行不同亮度的照明，而安全区域以外的照明灯仅维持其预工作状态或熄灭。
2.实现权利要求1所述亮度可控的道路照明控制方法的控制系统，其特征在于系统将照明灯进行分组并进行编号，每组包含有一个或多个相邻的照明灯，每组照明灯的控制单元包括传感模块、信号处理模块、亮度控制模块、网络通信模块；传感模块用于对车辆及行人速度、位置、天气状况进行检测，并对传感模块所在组的照明灯电压、电流及亮度进行测量，传感模块将所测信息被送到信号处理模块，信号处理模块接收所测信息及相邻照明灯组通过网络通信模块传输的行人、车辆位置、速度和运动方向及相邻照明灯电压、电流及亮度状态信息进行处理后控制亮度控制模块调整本单元照明灯的亮度，同时根据传感模块对照明灯供电电压、电流及照明灯亮度的测量监测照明灯自身的状态是否存在异常，如果存在异常则通过网络通信模块发送照明灯当前的电压、电流、亮度参数到照明灯控制中心及道路照明管理维护部门，更换故障部件或照明灯及时排除故障；网络通信模块通过有线或无线的方式接收相邻组传入的行人、车辆位置、速度和运动方向及相邻照明灯电压、电流及亮度状态信息以及将本组测量的行人、车辆位置、速度和运动方向及本组照明灯电压、电流及亮度状态信息发送到相邻组，实现数据的发送与接收；由传感模块检测车辆及行人的位置及行进方向，对行人及车辆的位置后方部分亮度的照明灯组数为a、前方全亮度的照明灯组数为b及部分亮度的照明灯组数为c的区域照明，即总照明灯组的组数为a+b+c ;车辆及行人位置信息被送到信号处理模块中，信号处理模块将位置信息、行进速度及当前组编号通过网络通信模块发送到相邻照明灯组，相邻照明灯组接收到信息后判断自身组是否在行人及车辆的位置所需照明的a+b+c的范围内，如果在需要照明的范围内则确定所处的a、b 及c的位置，根据所处位置设定照明亮度。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于所述传感模块包括行人及车辆位置的传感器、照明灯供电的电压、电流传感器、照明灯照明亮度传感器，各传感器信号放大、滤波的信号调理电路，和模数转换电路；信号调理电路用于对传感器输出的检测信号进行放大、 滤波，以满足模数转换的要求；模数转换电路用于对信号调理电路输出的信号进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号，以进行后续的数字信号处理。
4.根据权利要求2所述的 控制系统，其特征在于所述信号处理模块包括数字信号处理芯片和储存芯片，用于对传感模块输出的数字信号、网络通信模块接收的数据进行分析，信号处理模块内部存储行人及车辆位置的照明区域所对应照明灯亮度数据库，根据数据库确定本照明灯的亮度，并通过亮度控制模块控制照明灯电源驱动的电压、电流，进而调整照明灯的亮度。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于亮度控制模块包括照明灯的用于电压、电流控制的电源驱动芯片，亮度控制模块接收信号处理模块的控制命令，控制驱动电压及电流，进而调整照明灯的亮度。
6.利用权利要求2所述控制系统的亮度可控的道路照明控制方法，其特征在于包括如下步骤:`6.1每组照明灯的网络通信模块接收相邻照明灯组的网络通信模块发送的行人及车辆位置及运动方向信息，传感模块检测本照明灯组区域内行人及车辆位置及行进方向；`6.2当接收到相邻照明灯组发送的行人、车辆位置、速度和运动方向信息及传感模块检测到的行人及车辆位置信息后通知本照明灯组的信号处理模块，信号处理模块根据行人及车辆的位置及前进方向信息，查询存储器内的数据库，得到本照明灯组对应的亮度信息， 并通知亮度控制模块；`6.3亮度控制模块根据信号处理模块发送的照明灯亮度信息，控制本照明灯组的驱动电压、电流，进而调整照明灯亮度；`6.4传感模块检测照明灯组的亮度及电压、电流电气参数，判断是否存在异常，如果存在异常则通过网络通信模块通知照明灯控制中心及道路照明管理维护部`门对照明灯维修更换故障部件。
【文档编号】H05B37/02GK103561511SQ201310510169
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】谢宝忠 申请人:华南理工大学