隧道照明设备的智能照明控制系统的制作方法

本发明属于交通辅助设备技术领域，具体涉及一种隧道照明设备的智能照明控制系统。

背景技术：

现有的隧道节能照明灯控制技术：只有车辆进入隧道前20米左右隧道照明灯才能亮起，而现有的交通法规隧道一般限速80公里/小时，20米需要1秒的时间就通过了，车辆驾驶人适应光线亮度的时间只有1秒钟，造成在进入隧道前高速行驶非常不安全。相关技术中，隧道节能照明灯节能效果差且具有较大的安全隐患，原因有以下几个方面：

1)、目前隧道照明节能的方法根据隧道口安装的车检设备，模糊确定车辆在隧道内，不能准确的做到车来提前灯亮，车走灯灭。

2)、不能准确的确定车辆是否还在隧道内，通过估算车辆经过隧道的时间确定照明延时的时间，延时时间过长，无车照明节能效果不明显，延时时间过短隧道灯突然熄灭，有车无照明会带来重大的交通隐患。

3)、故障和事故车辆在隧道内没有应急照明，存在重大安全隐患。

4)、车辆检测设备的灵敏度不能远程和在线调测。

5)、目前隧道照明控制设备单套运行，没有备份运行系统，增加了安全隐患。

6)、现有隧道照明控制设备故障没有报警功能。

7)、目前隧道节能照明控制技术没有专用的控制设备，使用的固态继电器和快速熔断器体积大，需要较大的安装空间，这些新增加的设备很难安装到既有照明控制箱里，安装人工成本高，勉强安装到控制箱里，布线非常的混乱增加了安全隐患，不便于维护。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种隧道照明设备的智能照明控制系统，以解决现有技术中隧道节能照明灯节能效果差且具有较大的安全隐患的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种隧道照明设备的智能照明控制系统，包括：照明设备控制系统、地磁场检测系统、电磁场检测系统、应急照明系统、多个声音震动检测系统以及照明设备，所述地磁场检测系统、电磁场检测系统、应急照明系统、声音震动检测系统以及照明设备分别与所述照明设备控制系统连接；

所述地磁场检测系统用于检测地磁场信号的变化并发送至照明设备控制系统；

所述电磁场检测系统用于根据物体移动的速度和距离判断所述物体是否为行驶的车辆或干扰信号，如果是行驶的车辆，则发送启动信号至所述照明设备控制系统；

多个所述声音震动检测系统用于检测车辆行驶时产生的声音信号和震动信号，并发送信号至所述照明设备控制系统；

所述应急照明系统用于在需要应急照明时发送应急信号至所述照明设备控制系统；

所述照明设备用于接收所述照明设备控制系统的控制信号进行照明；

所述照明设备控制系统包括：单片机、无线通信单元、固态继电器、多路固态继电器、固态继电器驱动单元以及阈值设置单元，所述无线通信单元、固态继电器、多路固态继电器、固态继电器驱动单元以及阈值设置单元分别与所述单片机连接。

进一步的，还包括：

手持机，所述手持机与所述声音震动检测系统通信连接；

所述手持机包括：键盘单元、无线发射单元以及直流稳压单元，所述键盘单元、无线发射单元分别与所述单片机连接；

所述无线发射单元用于与所述声音震动检测系统建立通信连接；

所述键盘单元用于调整声音震动灵敏度的阈值；

所述直流稳压单元用于为所述手持机提供电能。

进一步的，所述地磁场检测系统包括：地磁场传感器、a/d转换器以及信号输出单元；所述地磁场传感器、a/d转换器以及信号输出单元的一端依次连接，所述信号输出单元的另一端与所述单片机连接；

所述地磁场传感器用于检测地磁场信号的变化；

所述a/d转换器用于将所述地磁场信号放大后进行模数转换；

所述信号输出单元用于输出模数转换后的地磁场信号。

进一步的，所述电磁场检测系统包括：

雷达。

进一步的，所述声音震动检测系统包括：声音检测单元、震动检测单元、无线接收单元以及无线灵敏度调整单元，所述声音检测单元、震动检测单元、无线接收单元以及无线灵敏度调整单元分别与所述单片机连接；

所述声音检测单元用于检测驻车时发动机的声音信号和车辆行驶时产生的声音信号；

所述震动检测单元用于检测车辆对地面产生的震动信号；

所述无线接收单元用于接收所述无线发射单元发出的灵敏度调整数据；

所述无线灵敏度调整单元用于根据所述灵敏度调整数据修改所述声音信号强度阈值和/或震动信号强度阈值。

进一步的，所述应急照明系统包括：应急按钮提示单元、应急触摸开关单元、延时控制单元以及应急照明信号输出单元，所述应急触摸开关单元、延时控制单元以及应急照明信号输出单元的输入端依次连接，所述应急触摸开关单元、应急照明信号输出单元的输出端分别与所述单片机连接；

所述应急按钮提示单元用于提示所述应急触摸开关位置；

所述应急触摸开关单元用于在触摸时产生应急信号；

所述延时控制单元用于发出延时指令至所述应急照明信号输出单元；

所述应急照明信号输出单元用于发送所述延时指令至所述单片机。

进一步的，还包括：

电源系统，用于为所述隧道照明设备的智能照明控制系统提供电能。

进一步的，所述照明设备控制系统还包括：

自动手动控制单元，用于切换自动/手动控制模式；

所述自动手动控制单元与所述单片机连接。

进一步的，所述地磁场传感器采用mems三轴磁场传感器。

进一步的，所述照明设备控制系统还包括：

多路熔断器，用于在所述智能照明控制系统短路或电流过大时，熔断电路。

本发明采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：

本发明能检测到行驶的车辆和停在隧道内发动机不熄火的车辆，实现了“车在灯亮，车走灯灭”效果，充分实现节能优点，在隧道内每隔30米安装有一套应急照明系统，当故障和事故车辆在隧道内需要应急照明时按应急照明开关，启动隧道内的照明，消除安全隐患。除此之外，本申请还能够实现远程和在线调试声音以及震动灵敏度，给系统维护带来便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种隧道照明设备的智能照明控制系统的结构示意图；

图2为本发明一种隧道照明设备的智能照明控制系统的另一种结构示意图；

图3为本发明一种隧道照明设备的智能照明控制系统的另一种结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的隧道照明设备的智能照明控制系统。

如图1所示，本申请实施例中提供的隧道照明设备的智能照明控制系统包括：照明设备控制系统1、地磁场检测系统2、电磁场检测系统3、应急照明系统4、多个声音震动检测系统5以及照明设备6，所述地磁场检测系统2、电磁场检测系统3、应急照明系统4、声音震动检测系统5以及照明设备6分别与所述照明设备控制系统1连接；

所述地磁场检测系统2用于检测地磁场信号的变化并发送至照明设备控制系统1；

所述电磁场检测系统3用于根据物体移动的速度和距离判断所述物体是否为行驶的车辆或干扰信号，如果是行驶的车辆，则发送启动信号至所述照明设备控制系统1；

多个所述声音震动检测系统5用于检测车辆行驶时产生的声音信号和震动信号，并发送信号至所述照明设备控制系统1；

所述应急照明系统4用于在需要应急照明时发送应急信号至所述照明设备控制系统1；

所述照明设备6用于接收所述照明设备控制系统1的控制信号进行照明；

所述照明设备控制系统1包括：单片机、无线通信单元、固态继电器、多路固态继电器、固态继电器驱动单元以及阈值设置单元，所述无线通信单元、固态继电器、多路固态继电器、固态继电器驱动单元以及阈值设置单元分别与所述单片机连接。

隧道照明设备的智能照明控制系统的工作原理为：如图2所示，为了精确的控制隧道中的照明设备6，采用分段控制方式，每200米为一个控制段。在行驶的车辆进入隧道口前260米处安装地磁场检测系统2，用于检测地磁场信号的变化，当行驶的车辆经过安装的地磁场检测系统2，地磁场检测系统2通过无线方式发送给照明设备控制系统1，隧道入口处开始第一段200米内的照明设备6启动照明。为了充分保证行车安全，安装地磁场检测系统2的同时，在行驶的车辆进入隧道口前260米处安装电磁场检测系统3，用于根据物体移动的速度和距离判断所述物体是否为行驶的车辆或干扰信号，如果是行驶的车辆，则发送启动信号至所述照明设备控制系统1，当然，如果是其他干扰信号则不会发送启动信号，当行驶的车辆经过电磁场检测系统3时，电磁场检测系统3通过无线方式发送给照明设备控制系统1，隧道入口处开始第一段200米内的照明设备6启动照明。地磁场检测系统2和电磁场检测系统3互为补充，提高了照明系统的可靠性。电磁场检测系统3具有识别清扫道路两侧作业人员的功能，道路两侧警示通行的实线以外雷达系统不响应。

如图3所示，本申请在安装地磁场检测系统2和电磁场检测系统3保证车辆驶入隧道内提前照明的同时，在隧道入口处安装多个声音震动检测系统5，当检测到车辆驶入隧道后，声音震动检测系统5发送车辆驶入隧道的信号给照明控制系统，声音震动检测系统5安装间隔60米，每个声音震动检测系统5的灵敏度调整到100米的距离，能检测到行驶的车辆和停在隧道内发动机不熄火的车辆，实现了“车在灯亮，车走灯灭”效果。声音震动检测系统5安装在隧道壁一侧高50厘米的位置上。每200米设置一个声音震动检测系统5，200米内的声音震动检测系统5通过两根数据线采用并联方式连接在一起，两根数据线具有供电和传输数据的功能。

目前故障和事故车辆在隧道内没有应急照明，本申请在隧道内每隔30米安装应急照明系统4，当故障和事故车辆在隧道内需要应急照明时按应急触摸开关单元，启动隧道内的照明。应急照明系统4通过无线方式和单片机连接。应急照明系统4安装在隧道壁高度1.5米的位置上。

目前车辆检测设备的灵敏度不能远程和在线调测。由于隧道内路面和隧道壁维护前后反射声音的强度不一样，需要调整声音震动检测系统5的灵敏度，灵敏度太高环境背静噪音和相邻隧道行驶的车辆会影响检测的效果，灵敏度太低轻型车辆经过会检测不到，需要调整声音震动检测系统5中各检测单元的灵敏度，由于目前的方案没有现场调解灵敏度的功能，给维护带来了很多不方便。本申请中设置了在线无线调整灵敏度的功能。

本申请中，照明设备控制系统1采用220v交流电源供电，220v交流电源采用照明设备6控制箱的220v交流电，所有原件集成在pcb电路板上，设计输入电压85—264v交流宽电压范围，50hz/60hz，输出5伏和3.3伏直流电压，为照明设备控制系统1提供稳定低波纹的直流电压，选用低功耗高可靠工业级的元器件，具有安全隔离、输出短路、过流、过温保护功能。本申请中的无线通信单元工作在2.4g频段，用于接收地磁场检测系统2、电磁场检测系统3、应急照明系统4、声音震动检测系统5发送的信号。

具体的，本申请中，固态继电器选用光耦控制芯片，对输入和输出信号进行隔离，光耦电路具有抗干扰能力强、工作稳定、使用寿命长特点。固态继电器驱动电路使用安规元器件。采用多路固态继电器的作用是，由于隧道车流量比较大，照明设备6开启关闭比较频繁，现有的照明控制采用交流接触器控制照明设备6的开启和关闭，机械触点容易氧化不适于频繁的开关，为了减少设备的故障率，充分的保障隧道行车安全，用无触点的固态继电器代替有触点的交流继电器。本申请中的阈值设置单元工作在2.4g频段，用于设置声音震动检测系统5中声音信号大小以及震动信号大小的阈值。单片机采用16脚的电压3.3伏低功耗的工业级可在线编程的芯片。

一些实施例中，照明设备控制系统1还包括：

自动手动控制单元，用于切换自动/手动控制模式；

所述自动手动控制单元与所述单片机连接。

具体的，本申请中的自动手动控制单元包括轻触开关、电路单元、自动手动状态指示灯，自动手动控制单元的功能主要应用于隧道维护、设备检修需要人为控制照明设备6的场景。照明设备控制系统1工作原理是220v交流电源单元为照明设备控制系统1提供稳定低波纹5伏和3.3伏直流电压，单片机根据自动手动控制单元进入自动和手动控制模式，进入手动模式单片机直接驱动固态继电器驱动电路，多路固态继电器导通，照明控制设备启动隧道照明设备6。进入自动模式，单片机根据预置的算法，对无线数据接收单元输出的数据进行处理，控制固态继电器驱动单元，使多路固态继电器导通和关闭，开启和关闭隧道的照明设备6。

优选的，所述照明设备控制系统1还包括：

多路熔断器，用于在所述智能照明控制系统短路或电流过大时，熔断电路。

具体的，现有照明控制设备一般采用机械空气开关，而机械空气开关反应慢，当有短路或电流过大空气开关没有动作时容易烧毁控制器或单片机，照明线路过热老化。本申请提供的多路熔断器采用快速半导体熔断器，熔断时间在10毫秒以内，主要应用于自动化控制设备。

一些实施例中，本申请提供的隧道照明设备的智能照明控制系统，还包括：

手持机7，所述手持机7与所述声音震动检测系统5通信连接；

所述手持机7包括：键盘单元、无线发射单元以及直流稳压单元，所述键盘单元、无线发射单元分别与所述单片机连接；

所述无线发射单元用于与所述声音震动检测系统5建立通信连接；

所述键盘单元用于调整声音震动灵敏度的阈值；

所述直流稳压单元用于为所述手持机7提供电能。

具体的，用户还可以通过手持机7更改声音震动灵敏度的阈值，先设置手持机7与声音震动检测系统5链接密码，键盘单元类似于手机键盘，四条i/o线作为行线，四条i/0口线作为列线，组成的4x4键盘，通过定时器和中断来实现对i/0口的扫描，以获取键值。手持机7更改阈值的操作流程为：将手持机7接通电源后，按*号键建立链接，输入密码后，1键增加灵敏度阈值，2键减小灵敏度阈值，阈值步长20毫伏电压值，按0号键断开连接。

一些实施例中，所述地磁场检测系统2包括：地磁场传感器、a/d转换器以及信号输出单元；所述地磁场传感器、a/d转换器以及信号输出单元的一端依次连接，所述信号输出单元的另一端与所述单片机连接；

所述地磁场传感器用于检测地磁场信号的变化；

所述a/d转换器用于将所述地磁场信号放大后进行模数转换；

所述信号输出单元用于输出模数转换后的地磁场信号。

具体的，地磁场检测系统2的电源采用直流稳压单元，由于隧道内的线路长，线路有电压降，地磁场检测系统2采用了线性稳压芯片，提供理想的直流电压。地磁场传感器安装在隧道入口车道中间路面下方20厘米处，由于安装地磁场传感器时切割路面的宽度有严格的要求，因此，本申请采用小体积低功耗mems三轴磁场传感器。本申请提供的地磁场检测系统2的工作原理是，直流稳压单元为地磁场检测系统2提供稳定低波纹3.3伏直流电压，行驶的车辆使得地磁场传感器附近的地磁场发生了改变，mems地磁场传感器检测检测到地磁场的变化信号，将信号由a/d转换器中的运算放大器进行放大，并经过a/d转换器进行数模转换处理后，单片机根据预置的算法进行数据处理，由信号输出单元输出启动照明设备6的信号，地磁场检测系统2还具有信号校零功能，适应不同的地磁场环境。

一些实施例中，所述电磁场检测系统3包括：

雷达。

具体的，采用直流稳压单元为电磁场检测系统3提供稳定低波纹3.3伏直流电压，单片机对雷达采集的数据按照预设的算法进行处理，根据物体移动的速度和距离判断是行驶的车辆还是其它干扰信号，判断是行驶的车辆时发送信号至单片机，单片机控制启动照明设备6信号。电磁场检测系统3可过滤掉公路两侧清扫作业人员经过的信息，防止隧道灯误启动。其中需要说明的是，本申请中单片机中预设的算法为现有技术，在此不做赘述。

一些实施例中，所述声音震动检测系统5包括：声音检测单元、震动检测单元、无线接收单元以及无线灵敏度调整单元，所述声音检测单元、震动检测单元、无线接收单元以及无线灵敏度调整单元分别与所述单片机连接；

所述声音检测单元用于检测驻车时发动机的声音信号和车辆行驶时产生的声音信号；

所述震动检测单元用于检测车辆对地面产生的震动信号；

所述无线接收单元用于接收所述无线发射单元发出的灵敏度调整数据；

所述无线灵敏度调整单元用于根据所述灵敏度调整数据修改所述声音信号强度阈值和/或震动信号强度阈值。

具体的，本申请声音震动检测系统5的工作原理是，行驶的车辆进入到隧道后，发动机运转声和震动信号主要集中在低频很窄的频段范围内，声音震动检测系统5检测到驻车时发动机运转声音信号和轮胎摩擦地面引起的地面震动信号，经过单片机的处理输出启动照明设备6信号。声音震动灵敏度调整原理，无线灵敏度调整单元接收到手持机7调整灵敏度数据后，修改信号强度的阈值数据，阈值数据为可用声音信号和噪声的校零参数。其中，声音震动检测系统5采用直流稳压单元，为声音震动检测系统5提供理想的直流电压，声音检测单元由mems麦克风、运算放大器、a\d转换电路组成。震动信号检测单元由mems震动传感器、运算放大器、a\d转换电路组成。无线灵敏度调整单元，工作在2.4g频段，由单片机和无线接收芯片组成，发射采集的雷达、地磁场传感器、声音检测单元和震动检测单元输出的调整信灵敏度阈值。

一些实施例中，所述应急照明系统4包括：应急按钮提示单元、应急触摸开关单元、延时控制单元以及应急照明信号输出单元，所述应急触摸开关单元、延时控制单元以及应急照明信号输出单元的输入端依次连接，所述应急触摸开关单元、应急照明信号输出单元的输出端分别与所述单片机连接；

所述应急按钮提示单元用于提示所述应急触摸开关位置；

所述应急触摸开关单元用于在触摸时产生应急信号；

所述延时控制单元用于发出延时指令至所述应急照明信号输出单元；

所述应急照明信号输出单元用于发送所述延时指令至所述单片机。

具体的，当故障车或者其它特殊情况需要启动照明设备6时，触摸应急触摸开关单元，应急照明信号输出单元启动照明信号给照明设备控制系统1，照明设备控制系统1启动照明设备6，延长一定时间后照明设备6关闭，再次触摸应急触摸开关单元的照明控制面板，照明设备6再次启动。其中，为了确保应急照明系统4的可靠性，应急触摸开关单元采用了单键的触摸芯片实现触摸信号的检测。应急按钮提示单元，采用高亮度的led芯片。应急触摸开关单元闪烁显示“应急照明开关，应急触摸开关单元采用触摸开关面板，触摸开关面板下面有金属薄片连接到触摸芯片输入端。延时控制单元采用延时电路，触摸芯片输出的信号给单片机后，单片机输出信号给应急照明信号输出单元，同时开始计时，延时时间到延时照明控制单元时信号截止。

一些实施例中，本申请提供的隧道照明设备的智能照明控制系统还包括：

电源系统，用于为所述隧道照明设备的智能照明控制系统提供电能。

优选的，所述地磁场传感器采用mems三轴磁场传感器。

综上所述，本发明提供一种的隧道照明设备的智能照明控制系统，包括照明设备控制系统、地磁场检测系统、电磁场检测系统、应急照明系统、多个声音震动检测系统以及照明设备，能检测到行驶的车辆和停在隧道内发动机不熄火的车辆，实现了“车在灯亮，车走灯灭”效果，充分实现节能优点，在隧道内每隔30米安装有一套应急照明系统，当故障和事故车辆在隧道内需要应急照明时按应急照明开关，启动隧道内的照明，消除安全隐患。除此之外，本申请还能够实现远程和在线调试声音以及震动灵敏度，给系统维护带来便利。

可以理解的是，上述提供的系统实施例与上述的方法实施例对应，相应的具体内容可以相互参考，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或流程和/或方框图一个方框或方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令方法的制造品，该指令方法实现在流程图一个流程或流程和/或方框图一个方框或方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或流程和/或方框图一个方框或方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。