路灯控制装置以及路灯控制方法与流程

[0001]
本发明涉及一种控制装置以及控制方法，且特别是有关于一种路灯控制装置以及路灯控制方法。


背景技术：

[0002]
一般来说，智慧路灯上的控制节点(control node)是由符合nema规范的控制节点来实现。控制节点共有7个脚位。控制节点的7个脚位中，有3个脚位是电力传输脚位，其余的4个控制脚位则提供用来作为调整路灯的亮度的电压。由此可知，现行的控制节点并无法对路灯的多个光型或色温。


技术实现要素：

[0003]
本发明提供一种能够调整该路灯的灯光的光型以及色温的至少其一的路灯控制装置以及路灯控制方法。
[0004]
本发明的路灯控制装置用以对路灯进行控制。路灯控制装置包括控制节点、分压电路以及微处理器。控制节点用以提供输入电压。分压电路耦接于该控制节点。分压电路用以接收输入电压，并对该输入电压进行分压操作以产生操作电压。微处理器耦接于该分压电路。微处理器用以接收该操作电压，并依据该操作电压的电压值产生对应于输入电压的多个控制信号。所述多个控制信号分别用以驱动该路灯的多个发光组件群，藉以调整该路灯的灯光的光型以及色温的至少其一。上述多个发光组件群所产生的光型与色温并不完全相同。
[0005]
本发明的路灯控制方法用以对路灯进行控制。路灯控制方法包括：经由控制节点接收输入电压，并对该输入电压进行分压操作以产生操作电压；依据该操作电压的电压值产生对应于输入电压的多个控制信号；以及依据控制信号分别用以驱动该路灯的多个发光组件群，藉以调整该路灯的灯光的光型以及色温的至少其一。上述多个发光组件群所产生的光型与色温并不完全相同。
[0006]
基于上述，本发明经由一控制节点接收输入电压，依据输入电压产生操作电压，并依据该操作电压的电压值产生多个控制信号，依据上述多个控制信号驱动该路灯的多个发光组件群。由于上述多个控制信号能够分别用以驱动该路灯的多个发光组件群。如此一来，本发明的路灯控制装置以及路灯控制方法能够调整该路灯的灯光的亮度、光型以及色温的至少其一。
附图说明
[0007]
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
[0008]
图1是依据本发明一实施例所绘示的路灯控制装置与路灯的示意图；
[0009]
图2是依据本发明一实施例所绘示的发光组件群的示意图；
[0010]
图3是依据本发明一实施例所绘示的查找表的说明示意图；
[0011]
图4是依据本发明一实施例所绘示的路灯控制方法的流程图；
[0012]
图5是依据本发明一实施例所绘示的微处理器的操作流程图；
[0013]
图6是依据本发明另一实施例所绘示的路灯控制装置的示意图。
[0014]
附图标号说明
[0015]
10、20：路灯控制装置；
[0016]
110、210：控制节点；
[0017]
120、220：分压电路；
[0018]
130、230：微处理器；
[0019]
140、240：传输接口；
[0020]
250：环境传感模块；
[0021]
260：网关；
[0022]
300：查找表；
[0023]
310、320、330：框；
[0024]
400：路灯控制方法；
[0025]
cs1、cs2、cs3、cs4：控制信号；
[0026]
d+、d-：控制脚位；
[0027]
g1、g2、g3、g4、g5、g6：组别；
[0028]
gs：组别选择信号；
[0029]
ld1、ld2、ld3、ld4：发光组件群；
[0030]
ls1、ls2、ls3、ls4：光型；
[0031]
pp1、pp2、pp3、pp4：操作电源；
[0032]
ps_1、ps_2、ps_3、ps_4：电源供应器；
[0033]
r1、r2：分压电阻；
[0034]
s410、s420、s430：步骤；
[0035]
s501、s502、s503、s504、s505、s506、s507、s508、s509、s510、s511、s512、s513：步骤；
[0036]
sd：环境类别；
[0037]
tl：路灯；
[0038]
vd：输入电压信息；
[0039]
vin：输入电压；
[0040]
vp：操作电压。
具体实施方式
[0041]
请参考图1，图1是依据本发明一实施例所绘示的路灯控制装置与路灯的示意图。在本实施例中，路灯控制装置10用以对路灯tl进行控制。本实施例的路灯tl包括发光组件群ld1～ld4。发光组件群ld1～ld4分别具有至少一个发光组件。发光组件可以是发光二极管(light emitting diode，led)。在发光组件群ld1～ld4的设计上。发光组件群ld1会产生光型ls1。发光组件群ld2会产生光型ls2。发光组件群ld3会产生光型ls3。发光组件群ld4会
产生光型ls4。发光组件群ld1～ld4所产生的光型ls1～ls4与色温并不完全相同。举例来说，发光组件群ld1～ld4中，发光组件群ld1所产生的光型至少不同于发光组件群ld2群所产生的光型。另举例来说，发光组件群ld1所产生的色温至少不同于发光组件群ld2群所产生的色温。再举例来说，发光组件群ld1所产生的光型与色温不同于发光组件群ld2群所产生的光型与色温。
[0042]
在本实施例中，路灯控制装置10包括控制节点110、分压电路120以及微处理器130。控制节点110提供输入电压vin。举例来说，控制节点110可以是符合nema规范的控制节点。本实施例的控制节点110可经由控制脚位d+提供输入电压vin，并经由控制脚位d-提供参考低电压(如，接地)。
[0043]
在本实施例中，分压电路120耦接于控制节点110。分压电路120接收控制节点110所提供的输入电压vin，并且对输入电压vin进行分压操作以产生操作电压vp。举例来说，输入电压vin的电压值范围是0伏特到10伏特。分压电路120对输入电压vin进行分压操作以产生0伏特到3.3伏特的电压值范围的操作电压vp。在本实施例中，分压电路120具有分压电阻r1、r2。分压电阻r1的第一端耦接于控制脚位d+。分压电阻r1的第一端用以接收输入电压vin。分压电阻r2的第一端耦接于分压电阻r1的第二端以及微处理器130。分压电阻r2的第二端耦接于控制脚位d-。分压电阻r2的第一端用以作为分压电路120的输出端，藉以将提供操作电压vp提供到微处理器130。由此可知输入电压vin的电压值与操作电压vp的电压值会维持一定的比例关系，以输入电压vin的电压值范围是0伏特到10伏特为例，分压电阻r1的电阻值可以被设计为分压电阻r2的电阻值的两倍或等于分压电阻r2的电阻值。本发明并不以分压电阻的数量以及电阻值为限。
[0044]
在本实施例中，微处理器130耦接于分压电路120。微处理器130用以接收操作电压vp，并依据操作电压vp的电压值产生控制信号cs1～cs4。控制信号cs1～cs4会对应于输入电压vin。由此可知，控制节点110所提供的输入电压vin并非是用以驱动发光组件而使发光组件发光的驱动电压，而是产生控制信号cs1～cs4的产生依据。本实施例的微控制器130可包括具有数据处理以及运算功能的中央处理单元(central processing unit，cpu)，或是其它可程序化之一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(application specific integrated circuits，asic)、可程序化逻辑设备(programmable logic device，pld)、其它类似处理装置或这些装置的结合。
[0045]
在本实施例中，微控制器130所提供的控制信号cs1～cs4分别用以驱动发光组件群ld1～ld4，藉以调整该路灯tl的亮度、光型以及色温的至少其一。举例来说，控制信号cs1是用以驱动发光组件群ld1的控制信号。控制信号cs2是用以驱动发光组件群ld2的控制信号，依此类推。为了便于说明，本实施例的控制信号的数量是4个，发光组件群的数量是4个。在一些实施例中，控制信号的数量可以不同于发光组件群的数量。本发明的控制信号的数量以及发光组件群的数量分别可以是多个，并不以本实施例为限。
[0046]
进一步来说，路灯控制装置10还包括电源供应器ps_1～ps_4。电源供应器ps_1～ps_4分别耦接于微控制器130。电源供应器ps_1～ps_4依据控制信号cs1～cs4提供用以驱动发光组件群ld1～ld4的操作电源pp1～pp4。举例来说，电源供应器ps_1接收控制信号cs1，并依据控制信号cs1提供用以驱动发光组件群ld1的操作电源pp1。电源供应器ps_2接
收控制信号cs2，并依据控制信号cs2提供用以驱动发光组件群ld2的操作电源pp2，依此类推。本发明的电源供应器的数量可以是多个，并不以本实施例为限。
[0047]
在此值得一提的是，路灯控制装置10能够藉由控制信号cs1～cs4驱动路灯tl的发光组件群ld1～ld4。如此一来，路灯tl反应于路灯控制装置10的输入电压vin调整灯光的亮度、光型以及色温的至少其一。
[0048]
进一步说明路灯的发光组件群的设计。请同时参考图1以及图2，图2是依据本发明一实施例所绘示的发光组件群的示意图。在本实施例中，发光组件群ld1会产生光型ls1。发光组件群ld2会产生光型ls2。发光组件群ld3会产生光型ls3。发光组件群ld4会产生光型ls4。举例来说，光型ls2的范围被设计为邻近并部分重迭于光型ls1的范围。光型ls3的范围被设计为邻近并部分重迭于光型ls2的范围。光型ls4的范围被设计为邻近并部分重迭于光型ls3的范围。在本实施例中，当发光组件群ld1～ld4被驱动时，路灯tl的灯光会具有最为广泛的光型，也就是具有光型ls1～ls4的最大照明范围。当照明范围的要求不大时，路灯控制装置10会停用发光组件群ld1、ld4可以被停用或降低发光组件群ld1、ld4的亮度，藉以节约发光组件群ld1、ld4的耗电量。另举例来说，当人行道与车道的照明需要被加强时，路灯控制装置10会增加发光组件群ld1、ld3的亮度。如此一来，在路灯控制装置10的控制下，路灯tl可依据使用实际的需求提供不同光型的灯光。
[0049]
除此之外，发光组件群ld1～ls4所产生的色温也不完全相同。举例来说，发光组件群ld1、ld2所产生的色温为2700k。发光组件群ld3、ls4所产生的色温为5000k。如此一来，在路灯控制装置10的控制下，路灯tl还可依据使用需求提供不同色温的灯光。
[0050]
请再回到图1，在本实施例中，微处理器130会将操作电压vp进行转换产生操作数字码值。也就是说，微处理器130可以将具有模拟信号形式的操作电压vp转换为具有数字信号形式的操作数字码值。请同时参考图1以及表1，表1是操作数字码值的范围以及输入电压vin、操作电压vp的范例对照表。
[0051]
表1：
[0052]
输入电压vin的电压值操作电压vp的电压值操作数字码值的范围1伏特0.33伏特350～7492伏特0.66伏特750～11493伏特1伏特1150～15494伏特1.33伏特1550～19495伏特1.66伏特1950～23496伏特2伏特2350～27497伏特2.33伏特2750～31498伏特2.66伏特3150～35499伏特3伏特3550～394910伏特3.33伏特3950～4090
[0053]
举例来说明，在表1中，操作数字码值具有12位(本发明不限于此)。当操作电压vp的电压值等于约0.33伏特时，微处理器130依据0.33伏特提供例如是360的操作数字码值。微处理器130会依据操作数字码值(例如是360)所在的数字码值区间判断操作电压vp的电
压值是否有效。如果操作数字码值(例如是360)位于多个预设数字码值区间的其中之一，微处理器130判断出操作电压vp的电压值是有效的。此外，微处理器130还能够依据上述有效的操作数字码值判断出操作数字码值在一预设数字码值区间会对应到输入电压vin的电压值为1伏特。因此，微处理器130会产生对应于输入电压vin的电压值等于1伏特控制信号cs1～cs4。
[0054]
另举例来说，当微处理器130依据操作电压vp的电压值提供例如是210的操作数字码值。微处理器130会判断出操作电压的电压值是无效的。因此，微处理器130不会产生控制信号cs1～cs4。如此一来，操作电压vp的电压值的正确性以及输入电压vin的电压值的正确性可以被确保。本发明可以依据需求调整数字码值的范围与输入电压vin、操作电压vp的关系。本发明的各个数字码值的范围可以是一致的或者是部分不一致的，并不以本实施例为限。
[0055]
在本实施例中，路灯控制装置10还可以包括传输接口140。传输接口140耦接于微处理器130。传输接口140接收组别选择信号gs。微处理器130在接收到组别选择信号gs时，会依据组别选择信号gs以及操作电压vp产生控制信号cs1～cs4。在本实施例中，传输接口140接收到组别选择信号gs时会提供中断(interrupt)命令。因此，微处理器130会接收到组别选择信号gs以及中断命令，并依据中断命令产生对应于组别选择信号gs的控制信号cs1～cs4。传输接口140可以是本领域具通常知识者所熟知的无线通信接口或有线通讯接口。在本实施例中，微处理器130以及传输接口140可以被设置在同一电路板。在一些实施例中，分压电路120、微处理器130以及传输接口140可以被设置在同一电路板。
[0056]
在本实施例中，路灯控制装置10还包括存储装置(未示出)。存储装置耦接于微处理器130。存储装置存储查找表。当微处理器130接收到组别选择信号gs以及操作电压vp的至少其中之一时，能够藉由查找表获得对应于组别选择信号gs以及操作电压vp的至少其中之一的控制信号cs1～cs4。
[0057]
进一步来说明，请同时参考图1以及图3，图3是依据本发明一实施例所绘示的查找表的说明示意图。在本实施例中，查找表300可以被区分为6个组别g1～g6。在组别g1～g6中，各列中被表示为依据对应于输入电压vin的电压值的控制信号cs1～cs4。查找表300所记录的「100」被表示为对发光组件群提供全功率的电源的控制信号。查找表300所记录的「90」被表示提供全功率的90％的电源的控制信号，依此类推。由此可知，查找表300内所记录的数字越大，所提供的功率也就越大。查找表300的内容可依据使用需求被调整。本发明的组别的数量以及查找表300的内容并不以本实施例为限。
[0058]
在本实施例中，当微处理器130接收到组别选择信号gs并且操作电压vp被变更时，微处理器130则会在查找表300中获得对应于组别选择信号gs以及输入电压vin的控制信号cs1～cs4。举例来说，当微处理器130接收到用以指示组别g1的组别选择信号gs并且操作电压vp被变更为5伏特时，则在组别g1中获得对应于操作电压vp等于1伏特的控制信号cs1～cs4(如，框310)。当微处理器130接收到操作电压vp而没有接收到组别选择信号gs时，微处理器130会不变更组别并且依据操作电压vp获得对应于输入电压vin的控制信号cs1～cs4。承上例，当微处理器130接收到的操作电压vp是8伏特并且没有接收到组别选择信号gs时，会不变更组别(维持于组别g1)并且在组别g1中获得对应于操作电压vp等于8伏特的控制信号cs1～cs4。(如，由框310变更到框320)。当微处理器130接收到组别选择信号gs并且操作
电压vp没有被变更时，会在查找表300中的同一列选择组别选择信号gs所指示的选中组别，藉以获得对应于组别选择信号gs以及输入电压vin的控制信号cs1～cs4。承上例，当微处理器130接收到用以指示组别g3的组别选择信号gs并且操作电压vp没有被变更(维持于8伏特)时，则在组别g3中获得对应于操作电压vp等于8伏特的控制信号cs1～cs4(如，由框320变更到框330)。
[0059]
此外，当微处理器130没有接收到组别选择信号gs并且操作电压vp没有被变更时，则不变更控制信号cs1～cs4。
[0060]
请同时参考图1以及图4，图4是依据本发明一实施例所绘示的路灯控制方法的流程图。在本实施例中，路灯控制方法400可适用于路灯控制装置10。在步骤s410中，路灯控制装置10经由控制节点110接收输入电压vin，并且对输入电压vin进行分压操作以产生操作电压vp。在步骤s420中，路灯控制装置10依据操作电压vp的电压值产生对应于输入电压vin的控制信号cs1～cs4。在步骤s430中，路灯控制装置10依据控制信号cs1～cs4驱动路灯tl的发光组件群ld1～ls4，藉以调整该路灯的灯光的亮度、光型以及色温的至少其一。本实施例的步骤s410～430至少可以在图1的实施例获致足够的教示，因此恕不在此重述。
[0061]
请同时参考图1以及图5，图5是依据本发明一实施例所绘示的微处理器的操作流程图。图5的步骤是由微处理器130来执行。在本实施例中，当路灯控制装置10在步骤s501被启动时，微处理器130会在步骤s502读取初始信息。初始信息可以是关联于路灯控制装置10被停用前，路灯控制装置10所接收到的操作电压vp的信息，或是路灯控制装置10在出厂前所预设的信息。举例来说，上述的初始信息是关联于操作电压vp的初始数字码值。初始数字码值是路灯控制装置10被停用前所接收到的操作数字码值或路灯控制装置10在出厂前所预设的操作数字码值。微处理器130会在步骤s503依据初始信息产生对应于输入电压vin的控制信号cs1～cs4。
[0062]
微处理器130在步骤s504中接收操作电压vp，并在步骤s505中判断操作电压vp的电压值是否有效。微处理器130可将具有模拟信号形式的操作电压vp转换为具有数字信号形式的操作数字码值，并依据操作数字码值所在的数字码值区间判断出操作电压vp的电压值是否有效。关于步骤s505的判断方式的范例可以在图1以及表1的举例说明中获致足够的教示，因此恕不在此重述。如果微处理器130判断出操作电压vp的电压值是有效的，则进入步骤s506。反之，如果微处理器130判断出操作电压vp的电压值是无效的，则进入步骤s507。在步骤s507中，微处理器130会判断所接收到的操作电压vp的电压值n次，藉以判断步骤s505的判断结果是否为误判。n是大于或等于1的整数。上述的误判可能是因为操作数字码值接近表1所示的数值4090或表1的数值350，也就是接近整体的预设区间的边界。经过n次的判断后，如果微处理器130在步骤s508确认出操作电压vp的电压值至少一次是无效的，则会回到步骤s504以接收下一次的操作电压vp。相反的，经过n次的判断后，如果微处理器130在步骤s508确认出操作电压vp的电压值都是有效的，则会进入步骤s506。
[0063]
在步骤s506中，微处理器130会判断是否接收到来自于传输接口140的中断命令。如果微处理器130没有接收到中断命令，这意谓着传输接口140并没有接收到来自于外部的组别选择信号gs。微处理器130也没有接收到新的组别选择信号gs。因此，微处理器130会在步骤s509中依据所接收到的操作电压vp产生对应于输入电压vin的控制信号cs1～cs4，并且不变更目前的组别。在另一方面，如果微处理器130在步骤s506中接收到中断命令，这意
谓着传输接口140接收到来自于外部的新的组别选择信号gs。微处理器130也接收到新的组别选择信号gs。因此，进入步骤s510。
[0064]
微处理器130会在步骤s510中判断新的组别选择信号gs所指示的组别是否与目前的组别是否相同。如果新的组别选择信号gs所指示的组别与目前的组别是不同的，微处理器130会在步骤s510中判断组别需要被变更。因此，微处理器130会在步骤s511中将目前的组别变更为新的组别。接下来，微处理器130会在步骤s512中依据操作电压vp产生对应于输入电压vin的控制信号cs1～cs4。也就是说，基于步骤s511、s512的操作，微处理器130会依据操作电压vp以及组别选择信号gs产生对应于输入电压vin以及组别选择信号gs的控制信号cs1～cs4。
[0065]
在另一方面，如果新的组别选择信号gs所指示的组别与目前的组别是相同的，微处理器130会在步骤s510中判断组别不需要被变更。微处理器130会在步骤s513中不变更组别，并依据操作电压vp产生对应于输入电压vin的控制信号cs1～cs4。
[0066]
在一些实施例中，路灯控制装置10没有搭载传输接口140。微处理器130会执行步骤s501～s505、s507～s509。
[0067]
请参考图6，图6是依据本发明另一实施例所绘示的路灯控制装置的示意图。在本实施例中，路灯控制装置20包括控制节点210、分压电路220、微处理器230、传输接口240、环境传感模块250、网关(gateway)260以及电源供应器ps_1～ps_4。控制节点210、分压电路220、微处理器230、传输接口240以及电源供应器ps_1～ps_4之间的实施细节可以由图1至图5的多个实施例获致足够的教示，因此恕不在此重述。在本实施例中，环境传感模块250传感路灯周围的当前环境，藉以提供对应于当前环境的环境类别sd。环境传感模块250至少可以包括用以观测天气状况、车流、人流的监视器、用以侦测路灯周围的辉度或亮度的至少一个亮度传感器以及温度传感器。环境传感模块250可依据路灯周围的当前环境的传感结果进行分析，藉以产生对应于当前环境的环境类别sd，并且将环境类别sd提供到网关260。
[0068]
在本实施例中，网关260耦接于环境传感模块250。网关260会接收环境类别sd，并依据环境类别sd提供组别选择信号gs以及输入电压信息vd。输入电压信息vd用以指示控制节点210提供输入电压vin。在本实施例中，网关260可以被设置在路灯的本体内。在一些实施例中，网关260可以被设置在控制节点210内。在一些实施例中，网关260可以被设置在路灯的本体外，例如设置在外部的电控箱内。
[0069]
举例来说，环境传感模块250传感路灯周围的当前环境，并判断出当前环境是多雾环境。因此环境传感模块250会提供对应于多雾环境的环境类别sd。网关260会依据环境类别sd提供对应于多雾环境的组别选择信号gs以及输入电压信息vd。因此，路灯可以被控制以提供较高亮度的灯光，藉以提高能见度。另举例来说，环境传感模块250传感路灯周围的当前环境，并判断出当前环境是车流量较大的环境。环境传感模块250会提供对应于车流量较大的环境的环境类别sd。网关260会依据环境类别sd提供对应于车流量较大的环境的组别选择信号gs以及输入电压信息vd。因此，路灯可以被控制以对车道提供较高亮度的灯光的光型。再举例来说，环境传感模块250传感路灯周围的当前环境，并判断出当前环境是低温环境。环境传感模块250会提供对应于低温环境的环境类别sd。网关260会依据环境类别sd提供对应于低温环境的组别选择信号gs以及输入电压信息vd。因此，路灯可以被控制以提供较低色温的灯光，藉以提高用路人的使用感受度。
[0070]
在一些实施例，路灯控制装置20在不包括传输接口240的情况下，网关260可依据环境类别sd提供输入电压信息vd，而不提供组别选择信号gs。本发明的网关可依据路灯控制装置实际搭载的内容而被设定为提供组别选择信号gs以及输入电压信息vd的至少其一，并不以本实施例为限。
[0071]
在一些实施例中，路灯控制装置20还能够被设计以控制同一场域的多个路灯。也就是说，路灯控制装置20除了能够控制特定的单一路灯以外，还能够控制设置于与路灯相同场域的至少一其它路灯。举例来说，在一个场域中的多个路灯的每一个可分别配置路灯控制装置20的控制节点210、分压电路220、微处理器230、传输接口240以及电源供应器ps_1～ps_4。在一个场域中可配置单一个环境传感模块250以及单一个网关260。在这样的配置下，环境传感模块250可传感场域的当前环境，藉以提供对应于场域的当前环境的环境类别sd。网关260接收环境类别sd，并依据环境类别sd将对应于场域的当前环境的组别选择信号gs以及输入电压信息vd提供到场域内的所有控制节点210以及传输接口240。如此一来，路灯控制装置20可以依据场域的当前环境对场域内的多个路灯进行群体控制。
[0072]
综上所述，本发明的路灯控制装置以及路灯控制方法经由控制节点接收输入电压，依据输入电压产生操作电压，依据该操作电压的电压值产生多个控制信号，并依据上述多个控制信号驱动该路灯的多个发光组件群。上述的多个发光组件群所产生的光型与色温并不完全相同。由于上述多个控制信号能够分别用以驱动该路灯的多个发光组件群。如此一来，本发明的路灯控制装置以及路灯控制方法能够调整该路灯的灯光的亮度、光型以及色温的至少其一。此外，本发明的路灯控制装置以及路灯控制方法还能够控制同一场域内的多个路灯。如此一来，本发明的路灯控制装置以及路灯控制方法能够依据场域内的当前环境调整多个路灯的灯光的亮度、光型以及色温的至少其一。
[0073]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。