专利名称：一种自动换位路灯控制系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及路灯智能控制技术领域。
背景技术：
路灯是市政建设的重要组成部分，市政部门会定期或不定期的维修路灯；但由于灯泡的制作材料不同，工作环境不同，其使用寿命长短不一，难免因维护不及时，给路人出行造成一定的困难；同时为了维修路灯，需要投入大量的人力和物力，而绝大多数维修都是更换坏掉的灯泡。现有技术围绕路灯的研究，一个方向是开发低能耗路灯，例如LED灯；另一些方向是研究路灯集中控制系统，还有一些方向是如何方便快捷的更换路灯；这些研究方向均在一定程度上减少了路灯维护成本，但如何在路灯灯具固化的前提下，降低路灯灯具跟换的频率，延长跟换周期，是我们面临的一个重要课题。
发明内容
本发明创造所要解决的技术问题是提供一种能够延长灯泡的更换周期，降低维修频率的自动换位路灯控制系统及控制方法。本发明创造为解决上述技术问题，采用以下技术方案:
该新型路灯是在灯罩中装置多组灯泡，配合自动控制系统，在自动控制系统检测到一组灯泡不能正常工作时，则将另一组正常灯泡转位至工作位，从而避免灯泡一损坏就需更换的弊端。具体的，通过以下方案实现:
本发明创造的自动换位路灯控制系统，包括实施路灯换位的机械执行模块及检测、控制路灯是否换位及如何换位的电控模块；
所述机械执行模块包括连接若干个灯泡的灯座、将动力传递至灯座的传动机构以及提供动力的动力源；
所述电控模块包括用于检测工作位灯泡是否正常工作的感光元件、用于读取感光元件信号并根据不同信号是否发出动作指令的控制器，所述动力源根据控制器指令动作，通过传动机构带动灯座上备用位灯泡转位至工作位。进一步的，所述动力源设置为步进电机。进一步的，所述控制器读取信号为电流信号。进一步的，所述动力源执行为一定运动方向及一定运动角度的动作。进一步的，所述若干个灯泡的零线相连，与电源零线连接。进一步的， 所述每个灯泡的底座上安装火线接触电极，当灯泡位于工作位点时，该火线接触电极与电源火线固定电极自动接触使电路接通。自动换位路灯的控制方法，基于上述控制系统，包括以下步骤:
a、感光元件检测工作位灯泡是否正常工作的步骤；
b、控制器读取感光元件信号并根据不同信号发出相应动作指令的步骤；
C、动力源根据控制器指令动作，通过传动机构带动灯座上备用位灯泡转位至工作位或保持静止状态的步骤。进一步的，传动机构带动灯座上备用位灯泡转位至工作位时，所述灯泡的火线接触电极与电源火线固定电极自动接触使电路接通。进一步的，所述控制器读取的感光元件随灯泡亮度大小变化的电流信号。进一步的，转位动作时，所述动力源执行为一定运动方向及一定运动角度的动作。由于采用了上述技术方案，本发明创造具有如下有益效果:
1、本发明创造通过在灯罩内设计一个可旋转的灯座，并布置多个灯泡，代替目前常用的单一灯泡的路灯。通过备用灯泡及时替补故障灯泡正常工作，可解决单一灯泡使用周期短，更换频繁，维护费用高等问题。2、由感光兀件一控制器一接收控制器指令的动力源一感光兀件构成的自动控制系统循环控制，达到了无需人工操作，传动与传感功能相结合，实现系统的自动控制。3、在每个灯泡的底座上安装火线接触电极,通过位于工作点位的灯泡的火线接触电极与电源火线固定电极自动接触使电路接通，实现了灯座上灯泡的电路接通问题。4、将灯泡的零线相连，与电源零线连接，通过设置在灯罩内的轴承内圈引出零线，很好的解决了电源线缠绕的问题。
图1是本发明创造自动换位路灯控制系统优选实施例机械执行模块的结构示意 图2是本发明创造自动换位路灯控制系统优选实施例电控模块的结构示意 图3是本发明创造自动换位路灯控制方法的流程具体实施例方式结合图1和图2，本实施例的自动换位路灯控制系统，包括实施路灯换位的机械执行模块及检测、控制路灯是否换位及如何换位的电控模块。其中，机械执行模块顺着动力传动方向，依次由步进电机5、齿轮传动系统、灯座2及设置在灯座上的若干个灯泡I构成；为更好的控制灯座2转位精度，齿轮传动系统的主动轮4和从动轮3设置为等径齿轮；灯泡I在灯座2圆周上等间距设置。灯泡I的零线相连，与电源零线连接。每个灯泡的底座上安装火线接触电极7。电控模块包括检测工作位灯泡是否正常工作的光敏电阻感光元件，读取光敏电阻电流信号的AT89S-51单片机。该自动换位路灯控制系统工作时，将其置于灯罩内，具体是机械执行模块的从动轮3通过轴承6与灯罩底座连接，轴承外圈固定，轴承内圈连接引出的灯泡零线8。电控模块的光敏电阻置于工作位灯泡下方，单片机的IO端口通过信号线连接光敏电阻及步进电机驱动器。结合图3，当灯泡故障，光敏电阻感受到的光由强变弱的信号后，电阻阻值增大，电路中电流减小；单片机接收到这一变化信号并作出处理，然后对步进电机驱动器发出旋转的指令。当步进电机驱动器接收到单片机脉冲信号，驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，控制换相顺序。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的。步进电机转动的角位移量及转动方向，可以通过单片机输入的程序设定。步进电机转动时通过齿轮带动灯座以及灯泡旋转，备用的灯泡旋转到工作位点的同时火线接触电极7与设置在灯罩内电源火线接触电极接触，灯泡就正常发光，步进电机停止旋转。自动控制部分的程序设计为:
#include <reg51.h>//51芯片管脚定义头文件
#include <intrins.h> // 内部包含延时函数 _nop_();
#define uchar unsigned char#define uint unsigned int
uchar code FFff [8] = {0x01, 0x03, 0x02, 0x06, 0x04, OxOc, 0x08, 0x09} ; // 四相八拍正转编码
sbit res=P2'2;void delay(uint t) {
uint k;while(t—)
{
for (k=0; k〈125; k++)
{ I
}
}
void motor_ffw ()
{
uchar i;uint j;
for (j=0; j<172; j++)// 转 l*n 圈
{
if (res==0)
{break;}//退出此循环程序
for (i=0; i<8; i++)//一个周期转 45 度
{
Pl = FFff[i] ;//取数据
delay (2) ;//调节转速
}
}}
void main ()
{
uchar i;while(I)
{
if (res==l)
{
for (i=0;i〈3;i++)
{
motor_ffw ();
delay (1000) ; // 电机正转 if (res==0)
{
break;
} //退出此循环程序。
权利要求
1.一种自动换位路灯控制系统，其特征是:包括实施路灯换位的机械执行模块及检测、控制路灯是否换位及如何换位的电控模块； 所述机械执行模块包括连接若干个灯泡的灯座、将动力传递至灯座的传动机构以及提供动力的动力源； 所述电控模块包括用于检测工作位灯泡是否正常工作的感光元件、用于读取感光元件信号并根据不同信号是否发出动作指令的控制器，所述动力源根据控制器指令动作，通过传动机构带动灯座上备用位灯泡转位至工作位。
2.根据权利要求1所述的自动换位路灯控制系统，其特征是:所述动力源设置为步进电机。
3.根据权利要求1所述的自动换位路灯控制系统，其特征是:所述控制器读取信号为电流信号。
4.根据权利要求1或2所述的自动换位路灯控制系统，其特征是:所述动力源执行为一定运动方向及一定运动角度的动作。
5.根据权利要求1所述的自动换位路灯控制系统，其特征是:所述若干个灯泡的零线相连，与电源零线连接。
6.根据权利要求1所述的自动换位路灯控制系统，其特征是:所述每个灯泡的底座上安装火线接触电极，当灯泡位于工作位点时，该火线接触电极与电源火线固定电极自动接触使电路接通。
7.一种自动换位路灯的控制方法，基于权利要求1-6的控制系统，其特征是:包括以下步骤: a、感光元件检测工作位灯泡是否正常工作的步骤； b、控制器读取感光元件信号并根据不同信号发出相应动作指令的步骤； C、动力源根据控制器指令动作，通过传动机构带动灯座上备用位灯泡转位至工作位或保持静止状态的步骤。
8.根据权利要求7所述的自动换位路灯的控制方法，其特征是:传动机构带动灯座上备用位灯泡转位至工作位时，所述灯泡的火线接触电极与电源火线固定电极自动接触使电路接通。
9.根据权利要求7所述的自动换位路灯的控制方法，其特征是:所述控制器读取的感光元件随灯泡亮度大小变化的电流信号。
10.根据权利要求7所述的自动换位路灯的控制方法，其特征是:转位动作时，所述动力源执行为一定运动方向及一定运动角度的动作。
全文摘要
本发明公开了一种自动换位路灯控制系统，包括机械执行模块及电控模块；机械执行模块包括连接若干个灯泡的灯座、将动力传递至灯座的传动机构以及动力源；电控模块包括检测工作位灯泡是否正常工作的感光元件、读取感光元件信号并根据不同信号是否发出动作指令的控制器，动力源根据控制器指令动作，通过传动机构带动灯座上备用位灯泡转位至工作位。本发明还公开了一种基于上述系统的控制方法，首先感光元件检测工作位灯泡是否正常工作；控制器读取感光元件信号并根据不同信号发出相应动作指令；动力源根据控制器指令动作，通过传动机构带动灯座上备用位灯泡转位至工作位或保持静止状态。本发明能够延长灯泡的更换周期，降低维修频率。
文档编号H05B37/02GK103152908SQ20131001564
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者罗璋, 李继宽, 史虹, 万全红, 丁亚男, 鲁文军 申请人:李继宽