基于智慧路灯的投影系统的制作方法

本实用新型涉及投影领域，更具体的说，它涉及基于智慧路灯的投影系统。

背景技术：

景观亮化作为提升城市的现代化程度，美化城市环境，提高城市的形象，营造良好的城市生活氛围,已经很普遍。

传统的景观亮化工程中，由于led技术的成熟，以led为主的的灯具已广泛普及在城市的景观亮化中，多以分布于墙面、树枝等为主。

现在智慧路灯应用广泛，路灯杆在城市的覆盖范围广，资源完善，是城市景观亮化工程非常好的载体，将投影系统安装于路灯杆上，对于提升城市的亮化工程效果层次感，内容可变性有很大的优势。也是对城市亮化工程很好的补充。

但是将投影灯系统置于路灯杆上有很多困难：

1、主流的投影为幻灯片式的，目前在广告灯上已经有应用，但是内容不能换。主要是投射在地面或墙面上。

2、还有一种传统的投影仪式的投影系统，数字投影系统，在户外应用如果不能与灯具很好的结合，很难在高温、高湿等环境下长时间应用。

3、亮化工程讲究的是系统化，不是单一的，所以对一条道路或多条道路上投影的内容，最好是各个投影灯要有很好的互补性和联动性的效果，那么就需要一个智能系统来支撑。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种投影灯同步控制策略的基于智慧路灯的投影系统。

本实用新型的技术方案如下：

基于智慧路灯的投影系统，包括路灯模块、投影灯模块、第一电源模块、第二电源模块、第一开关控制器模块、第二开关控制器模块、控制单元模块、输入端模块；

第一电源模块与路灯模块连接，并为其供电；第二电源模块与投影灯模块连接，并为其供电；第一开关控制器模块与第一电源模块、第二开关控制器模块、输入端模块、控制单元模块连接；控制单元模块与第二开关控制器模块、输入端模块、投影灯模块连接；第二开关控制器模块与第二电源模块连接。

进一步的，投影灯模块安装在路灯模块的灯杆上或投影灯模块里。

进一步的，第一开关控制器模块、第二开关控制器模块都包括开关，辅助电源电路、电网同步电路、单片机电路、控制接口、数据接口、采样电路、输入端和输出端；

输入端的地线与输出端的地线连接，输入端的零线与输出端的零线连接；辅助电源电路连接在输入端的火线和零线上；电网同步电路连接在输入端的火线和零线上；单片机电路与辅助电源电路、电网同步电路、开关、控制接口、数据接口、采样电路连接；辅助电源电路与电网同步电路连接；开关一端与输入端的火线连接，开关另一端与采样电路连接，采样电路电流输出端与第一开关控制器模块、第二开关控制器模块的输出端的火线连接。

进一步的，控制单元模块包括数字电路、通信电路、存储电路、第一串口、第二串口、第三串口、电源模块、第一串口电平转换芯片、第二串口电平转换芯片；

数字电路与通信电路、存储电路、第一串口、第二串口、第三串口、电源模块连接；第一串口电平转换芯片、第二串口电平转换芯片分别与第一串口、第二串口连接。

本实用新型的优点在于：本方案通过专用电路进行电网同步计时，来作为系统时钟。解决了投影系统精确的播放时刻，完美结合智慧路灯体统达到很好的投影效果。

附图说明

图1为本实用新型原理框图；

图2为本实用新型开关控制器电路图；

图3为本实用新型控制单元原理框图；

图4为本实用新型投影播放方法；

图5为本实用新型投影播放时刻图；

图6为本实用新型同步控制策略图；

图7为本实用新型同步电路原理图；

图8为本实用新型同步电路的波形图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，本方案中未明确具体电路设计的电路均采用常规设计，如电源电路。

如图所示，基于智慧路灯的投影系统，包括路灯模块101、投影灯模块102、第一电源模块103、第二电源模块104、第一开关控制器模块105、第二开关控制器模块107、控制单元模块109、输入端模块108。

第一电源模块103与路灯模块101连接，并为其供电；第二电源模块104与投影灯模块102连接，并为其供电；第一开关控制器模块105与第一电源模块103、第二开关控制器模块107、输入端模块108、控制单元模块109连接。控制单元模块109与第二开关控制器模块107、输入端模块108、投影灯模块102连接；第二开关控制器模块107与第二电源模块104连接。

路灯模块101部分实现道路基本照明的功能。投影灯模块102可以安装在灯杆上，也可以安装于路灯模块101的灯具里。第一电源模块103与路灯模块101连接，并为其供电；第二电源模块104与投影灯模块101连接，并为其供电。第一开关控制器模块105与第一电源模块103连接。第二开关控制器模块107与第二电源模块104连接。第二开关控制器模块107也能控制投影灯模块102的开关，第一开关控制器模块105、第二开关控制器模块107可以监测运行状态。控制单元模块109传送投影数据到投影灯模块102，实现分开设计控制，更方便相应操控。

路灯模块101实现道路照明。可以是led灯、高强度气体放电灯等。

第一开关控制器模块105包括一个输入线、一个输出线、一个控制线、一个通信线。输入线(图中为标出)接到输入端的市电，输出线连接到电源的输入端，控制线连接到电源的控制线。通信线连接到控制单元。第二开关控制器模块107有一个输入线，一个输出线、一个通信线，其中输入线连接到市电输入端，输出线连接到电源的输入端。通信线连接到控制单元。控制单元与投影灯之间也设置通信线。

第一开关控制器模块105、第二开关控制器模块107内部电路都包括开关s1，辅助电源电路203、电网同步电路204、单片机电路205、控制接口207、数据接口208、采样电路206、输入端201和输出端202。

输入端201的地线与输出端202的地线连接，输入端201的零线与输出端202的零线连接。辅助电源电路203连接在输入端201的火线和零线上；电网同步电路204连接在输入端201的火线和零线上。单片机电路205与辅助电源电路203、电网同步电路204、开关s1、控制接口207、数据接口208、采样电路206连接；辅助电源电路203与电网同步电路204连接；开关s1一端与输入端201的火线连接，开关s1另一端与采样电路206连接，采样电路206的电流采样输出端与输出端202的火线连接。

开关s1，用于控制连接的相应路灯模块101或投影灯模块102的开关。其采用继电器、mos管、晶闸管等开关器件，并由单片机电路控制。

辅助电源电路203，其输入端连接在输入端201的l线和n线(即对应的零线和火线)上，用于给单片机电路205和电网同步电路204供电。

单片机电路205通过数据接口208与控制单元进行数据交换,通过控制接口207控制电源。处理采样电路206和电网同步电路204的信号。

控制接口207连接到相应电源的控制线上，输出pwm数字信号或是0-10v模拟信号。

数据接口208用于和控制单元109进行串口通信。

采样电路206用于测量输出端202所接负载的用电信息，用电信息包括电压、电流、功率等信息，并将信息发送到单片机电路205上。

电网同步电路204用于电网同步计时。连接在输入端201的l线和n线上。

控制单元模块109包括数字电路307、通信电路309、存储电路308、第一串口303、第二串口304、第三串口306、电源模块305、第一串口电平转换芯片301、第二串口电平转换芯片302。

数字电路307与通信电路309、存储电路308、第一串口303、第二串口304、第三串口306、电源模块305连接；第一串口电平转换芯片301、第二串口电平转换芯片302分别与第一串口303、第二串口304连接。

数字电路307，可以是电脑、平板、嵌入式系统、单片机电路等。用于数据的处理发送接收。

通信电路309可以是4g、5g、光纤等网络接口电路等。用于连接互联网。

存储电路308可以是硬盘、闪存等用于数据存储的电路。

第一串口303用于和第一串口电平转换芯片301通信。

第二串口304用于和第二串口电平转换芯片302通信。

第三串口306用于和投影灯模块102做串口通信。

电源模块305用于给数字电路307、存储电路308和通信电路309供电。

第一串口电平转换芯片301通信和第二串口电平转换芯片302做电平转换用。当数字电路307为电脑时，用于连接电脑和单片机电路的串口。rxd和txd分别与第一开关控制器模块105、第二开关控制器模块107的数据接口相连。

基于智慧路灯的投影系统的控制方法，将播放的片段，分别分割成n份，然后发送到对应n个路灯中，并设定同步控制策略在相应时刻进行播放；同步控制策略具体如下：

101)确定系统时钟步骤：当系统上电后，电网同步电路开始工作，单片机将电网同步电路产生的脉冲计时，并发送给数字电路将这个计时作为系统的时钟；

102)确定播放时刻步骤：当系统获取资源同步播放时刻后，按同步时刻开始播放资源。

例如：片段1被分割成1-1，2-1，3-1，...，n-1个片源。然后，服务器将这些片源发送到第1到第n个智慧路灯。并存储在控制单元的存储器中。在时刻1时开始播放，时刻2时停止播放。

每一个投影灯模块播放的内容可以是文字、图片、动画。播放内容和规则由服务器下达，并存储在各自的存储单元中。但是存在一个问题，如果每个灯播放的时刻不同步，播放内容的一致性就会出现问题。如果每个投影灯利用互联网时间作为投影灯的时刻同步，由于网络传输延时的问题，可能存在一个误差，不能很好的达到同步播放的效果。有一个精准同步的办法，就是用电网同步，因为同一片区域对于同一个电网，延时是一样的。

电网同步具体电路包括整流电路、电阻r61、电阻r62、比较器u61、电阻r63、电阻r64、电阻r65、电阻r66；电阻r61和电阻r62组成分压器；比较器u61、电阻r63、电阻r64、电阻r65、电阻r66组成的迟滞比较电路。

电网同步电路的输入端与输入端l、n连接，整流电路包括四个二极管；整流电路的一端与电阻r61的一端连接，电阻r61的另一端与电阻r62的一端、电阻r63的一端连接；电阻r62的另一端与整流电路的另一端连接；电阻r63的另一端与比较器u61连接，比较器u61与电阻r64的一端、电阻r65的一端连接；电阻r65的另一端与电阻r66的一端、比较器u61的其中一个引脚连接，且该引脚输出同步信号vsyn。单片机电路205根据比较电路产生的同步信号vsyn的周期进行计数。

电网电压作为正弦波，进过整流和分压后得到正弦半波的整流信号。该整流信号经过比较器。产生形状为方波的同步信号vsyn。比较器u61可以自电网上电时刻起，在同步信号的上升沿或下降沿进行计数。具体的电网同步电路工作的波形图如图8所示。电网电压vline作为正弦波，经过整流和分压后得到正弦半波的整流信号vrec。该整流信号vrec被用作与高阈值电压vth_h和低阈值电压vth_l进行比较，产生形状为方波的同步信号vsyn。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型保护范围内。