CN104421755A - 智能化led路灯及led路灯的控制方法 - Google Patents

智能化led路灯及led路灯的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种智能化LED路灯及LED路灯的控制方法，智能LED路灯，包括控制处理单元、光控单元、红外传感单元、调光单元和LED照明单元；其中，所述LED照明单元布置在LED路灯的灯罩下方；红外传感单元包括设置在相邻若干路段内LED路灯灯柱下部的热释电传感器，以及与热释电传感器电连接的传感器控制单元；光控单元设置在LED路灯的灯罩是上方，光控单元包括电源、设置在LED路灯灯罩上方的光敏传感单元和控制执行单元构成，电源分别与光敏传感单元及控制执行单元连接。能够自行监控环境光线明暗的变化，车流量的大小，车速的快慢，通过传感器对环境光线和道路车流状况的数据进行采集，经过处理后来对LED路灯的强弱进行控制。

Description

智能化LED路灯及LED路灯的控制方法
技术领域
本发明属于LED灯领域，具体涉及一种能够根据车流以量大小和光线的强弱自动调整明暗的LED路灯。
背景技术
随着科技的进步，以LED为光源的新一代照明灯具，在功能性照明方面正逐步取代传统照明灯具。其具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高，便于数字化控制等特点被人们所熟知。近几年，城镇化速度的加快，国家政府对节能减排工作的日益重视，“十城万盏”LED半导体照明示范城市的推动，LED路灯在道路照明方面如雨后春笋发展迅速。LED路灯本身无疑是节能的，目前来看在应用方面也存在着诸多的问题没有很好的解决。
LED 路灯在省电方面比传统路灯已经有了很大的改观，但是LED 路灯的功耗和寿命还是取决于LED 路灯点亮的时间以及亮度。目前，LED 路灯普遍采用简单的恒流控制方式，不能根据需要进行照明控制，尤其是在深夜无行人与车辆的情况下，路灯还按正常亮度在照明，既浪费电能，也影响路灯寿命。     而现有的对LED路灯进行调光的技术，一般采用可控恒流控制方式，控制信号采用单独拉控制线方式，还有一种是采用电力线载波传输方式。虽然这些方式可以达到调光节能的目的，但存在以下问题：控制复杂，使得LED路灯可靠性降低，成本高，采用单独铺设控制线形式，增加布线成本和增加了***节能改造难度。甚至某些应用工程采用的是在配电箱装时间继电器，采取在前半夜点灯，在后半夜熄灭一半数量的灯具方式来进行节能，以上几种控制方式可以说是简单粗暴的，需要专门的人员根据季节性特点提前对相应的控制装置进行设置，也不能够根据道路的实时情况分析进行动态的调整路灯的亮度，虽然降低了运行的功率却未能满足照明的基本需求，对交通安全造成一定的安全隐患，无法真正达到LED路灯照明二次节能的目的。而本发明针对以上存在的不足不仅解决了LED路灯二次节能的问题同时也能够很好的满足道路照明的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足提供一种智能化LED路灯及LED路灯的控制方法，能够自行监控环境光线明暗的变化，车流量的大小，车速的快慢，通过传感器对环境光线和道路车流状况的数据进行采集，经过处理后来对LED路灯的强弱进行控制。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种智能化LED路灯，包括控制处理单元、光控单元、红外传感单元、调光单元和LED照明单元；
其中，所述LED照明单元布置在LED路灯的灯罩下方；
红外传感单元包括设置在相邻若干路段内LED路灯灯柱下部的的热释电传感器，以及与热释电传感器电连接的传感器控制单元；
光控单元设置在LED路灯的灯罩是上方，光控单元包括电源、设置在LED路灯灯罩上方的光敏传感单元和控制执行单元构成，电源分别与光敏传感单元及控制执行单元连接，当光敏传感单元检测到周围环境的光线变暗时，控制执行单元迅速导通红外传感单元、调光单元和LED照明单元；与此同时所述检测区间内有车辆经过时，红外传感单元的热释电传感器输出电压脉冲信号，经传感器控制单元后，输入到控制处理单元，控制处理单元经过分析从而控制调光单元对与之相邻的下一段检测区间内的LED照明单元进行调光；
当光敏传感单元检测到周围环境光线变亮时，控制执行单元切断后端红外传感单元、调光单元和LED照明单元的电源。
上述智能化LED路灯，与热释电传感器电连接的传感器控制单元包括放大器和电压比较器，放大器分别与热释电传感器和电压比较器电连接，当检测区间内有车辆经过时，热释电传感器输出微弱的电压脉冲信号，经过放大器二级放大后，将输出信号送入电压比较器进行分析处理，然后输入到控制处理单元。
一种LED路灯的控制方法，包括以下步骤：
a.安装控制处理单元、光控单元、红外传感单元、调光单元和LED照明单元；
将LED照明单元布置在LED路灯的灯罩下方；
将红外传感单元热释电传感器设置在相邻若干路段内LED路灯灯柱下部，再将热释电传感器与传感器控制单元电连接；
将光控单元的光敏传感单元和控制执行单元设置在LED路灯的灯罩是上方，光敏传感单元及控制执行单元分别与电源连接，当光敏传感单元检测到周围环境的光线变暗时，控制执行单元迅速导通红外传感单元、调光单元和LED照明单元；与此同时所述检测区间内有车辆经过时，红外传感单元的热释电传感器输出电压脉冲信号，经传感器控制单元后，输入到控制处理单元，控制处理单元经过分析从而控制调光单元对与之相邻的下一段检测区间内的LED照明单元进行调光；
当光敏传感单元检测到周围环境光线变亮时，控制执行单元切断后端红外传感单元、调光单元和LED照明单元的电源。
上述LED路灯的控制方法，当光敏传感单元检测到周围环境光线变亮时，控制执行单元切断后端红外传感单元、调光单元和LED照明单元的电源，使LED停止工作；当光敏传感单元检测到光线变暗时，继电器吸合，后端电路开始工作，红外传感电路在检测区域内采集车辆数据信息，并经过放大处理，去除干扰信号，进行逻辑运算后将数据送入控制处理单元进行分析处理，根据分析处理的结果，输出相应占空比的PWM波驱动与之相邻的下一段检测区间内调光单元进行调光，LED照明单元作出相应的明暗变化。
采用以上技术方案，本发明有以下优点：本发明内容主要是提供了一种智能化的LED路灯，能够自行监控环境光线明暗的变化，车流量的大小，车速的快慢，通过光敏传感器对环境光线数据进行采集，再通过红外传感单元对道路车流状况的数据进行采集，然后将采集的数据送至控制处理单元进行分析，将分析的结果与预先设置的参数进行比对，然后由控制处理单元输出相应占空比的PWM波形对LED发光电路进行调光，能够实时的对LED路灯亮度进行调整以达到二次节能的目的，无需人工干涉和重新布线，不仅节省了人工和材料成本也延长了LED路灯的寿命，同时节约了宝贵的电能，完全符合国家节能减排的政策，非常适合城市的路灯照明改造工程。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
图2为本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图1和图2所示的一种智能化LED路灯，包括控制处理单元、光控单元、红外传感单元、调光单元和LED照明单元；
其中，所述LED照明单元布置在LED路灯的灯罩下方；
红外传感单元包括设置在相邻若干路段内LED路灯灯柱下部的的热释电传感器，以及与热释电传感器电连接的传感器控制单元；
光控单元设置在LED路灯的灯罩是上方，光控单元包括电源、设置在LED路灯灯罩上方的光敏传感单元和控制执行单元构成，控制执行单元是继电器，电源分别与光敏传感单元及控制执行单元连接，当光敏传感单元检测到周围环境的光线变暗时，继电器迅速导通红外传感单元、调光单元和LED照明单元；与此同时所述检测区间内有车辆经过时，红外传感单元的热释电传感器输出电压脉冲信号，与热释电传感器电连接的传感器控制单元包括放大器和电压比较器，放大器分别与热释电传感器和电压比较器电连接，当检测区间内有车辆经过时，热释电传感器输出微弱的电压脉冲信号，经过放大器二级放大后，将输出信号送入电压比较器进行分析处理，然后输入到控制处理单元，控制处理单元经过分析从而控制调光单元对与之相邻的下一段检测区间内的LED照明单元进行调光；
当光敏传感单元检测到周围环境光线变亮时，继电器切断后端红外传感单元、调光单元和LED照明单元的电源。
本发明还公开一种LED路灯的控制方法，包括以下步骤：
a.安装控制处理单元、光控单元、红外传感单元、调光单元和LED照明单元；
将LED照明单元布置在LED路灯的灯罩下方；
将红外传感单元热释电传感器设置在相邻若干路段内LED路灯灯柱下部，再将热释电传感器与传感器控制单元电连接；
将光控单元的光敏传感单元和控制执行单元设置在LED路灯的灯罩是上方，光敏传感单元及控制执行单元分别与电源连接，当光敏传感单元检测到周围环境的光线变暗时，控制执行单元是继电器，继电器迅速导通红外传感单元、调光单元和LED照明单元；与此同时所述检测区间内有车辆经过时，红外传感单元的热释电传感器输出电压脉冲信号，经传感器控制单元后，输入到控制处理单元，控制处理单元经过分析从而控制调光单元对与之相邻的下一段检测区间内的LED照明单元进行调光；
当光敏传感单元检测到周围环境光线变亮时，继电器切断后端红外传感单元、调光单元和LED照明单元的电源。
本发明的具体控制方法如下：当光敏传感单元检测到周围环境光线变亮时，控制执行单元切断后端红外传感单元、调光单元和LED照明单元的电源，使LED停止工作；当光敏传感单元检测到光线变暗时，继电器吸合，后端电路开始工作，红外传感电路在检测区域内采集车辆数据信息，并经过放大处理，去除干扰信号，进行逻辑运算后将数据送入控制处理单元进行分析处理，根据分析处理的结果，输出相应占空比的PWM波驱动与之相邻的下一段检测区间内调光单元进行调光，LED照明单元作出相应的明暗变化。
如图1所示，本发明包括光控单元、红外传感单元、控制处理单元、调光单元、LED照明单元组成，光控单元主要负责监控周围环境光线明暗的变化，当环境光线变亮时，切断电源后端电路停止工作，检测到光线变暗时，继电器吸合，后端电路开始工作，红外传感电路在检测区域内采集车辆数据信息，并经过放大处理，去除干扰信号，进行逻辑运算后将数据送入控制处理单元进行分析处理，根据分析处理的结果，控制处理单元输出相应占空比的PWM波驱动与之相邻的下一段检测区间内调光单元的开关三极管进行调光，LED照明单元作出相应的明暗变化。
如图2所示，变压器T1对220V市电进行降压后送入整流桥D1，整流为脉动的直流电，电解电容C1并联在整流桥D1后进行滤波，由变压器T1，整流桥D1，电解电容C1构成电源电路，由电阻R1、变阻器RW1、光敏电阻RL、陶瓷电容C2组成光敏传感电路，由电阻R2,R3,三极管Q1Q2Q3，开关二极管D2，继电器K组成控制执行电路，二极管D3用作续流二极管使用，避免继电器线圈产生的干扰而使继电器不能快速的断开和吸合。调整变阻器RW1的阻值可以改变光控电路的灵敏度。
三端稳压器7805，滤波电容C3C4C5组成电源电路，电阻R4去除射频干扰，由电容C6C7C8C9，电传感器PY，电阻R5R6R7，运算放大器IC1A组成一级放大电路，经电容C10，R8直接耦合到运算放大器IC1B的反向输入端，由电阻R9R10R11电容C11C12运算放大器IC1B组成二级信号放大电路，通过电阻R12耦合到由电阻R13R14电位器RW2电容C13运算放大器IC2A  IC2B组成的窗口电压比较器进行比较。然后通过二极管D4D5逻辑或运算后送单片机T0脚。
一级放大器放大倍数为A1=R7/R6，二级放大倍数为A2=1+R11/R8，前级低通有源滤波的截止频率fC=1/2ΠR5C9。当IC1B端输出电压在U1和U2之间时，IC2A IC2B输出端无信号，当IC1B端输出电压高于U1时，IC2A端输出高电平，当IC1B端输出电压低于U2时，IC2B端输出高电平。调整电位器RW2可以设置窗口电压比较值。
由控制处理单元即单片机（MCU），上拉电阻R16，开关三极管Q4组成调光电路。单片机P脚接开管三极管Q4的基极，上拉电阻连接在VCC端和三极管Q4基极端。三极管Q4集电极接LED发光电路LED灯串LEDS的负极。
LED发光电路由若干LED灯珠串接在一起组成，具体数量可根据LED路灯功率，驱动电源电压和电流的特性进行相应的调整。

Claims (4)

1.一种智能化LED路灯，其特征在于：包括控制处理单元、光控单元、红外传感单元、调光单元和LED照明单元；
其中，所述LED照明单元布置在LED路灯的灯罩下方；
红外传感单元包括设置在相邻若干路段内LED路灯灯柱下部的的热释电传感器，以及与热释电传感器电连接的传感器控制单元；
光控单元设置在LED路灯的灯罩是上方，光控单元包括电源、设置在LED路灯灯罩上方的光敏传感单元和控制执行单元构成，电源分别与光敏传感单元及控制执行单元连接，当光敏传感单元检测到周围环境的光线变暗时，控制执行单元迅速导通红外传感单元、调光单元和LED照明单元；与此同时所述检测区间内有车辆经过时，红外传感单元的热释电传感器输出电压脉冲信号，经传感器控制单元后，输入到控制处理单元，控制处理单元经过分析从而控制调光单元对与之相邻的下一段检测区间内的LED照明单元进行调光；
当光敏传感单元检测到周围环境光线变亮时，控制执行单元切断后端红外传感单元、调光单元和LED照明单元的电源。
2.根据权利要求1所述的智能化LED路灯，其特征在于：与热释电传感器电连接的传感器控制单元包括放大器和电压比较器，放大器分别与热释电传感器和电压比较器电连接，当检测区间内有车辆经过时，热释电传感器输出微弱的电压脉冲信号，经过放大器二级放大后，将输出信号送入电压比较器进行分析处理，然后输入到控制处理单元。
3.一种LED路灯的控制方法，包括以下步骤：
a.安装控制处理单元、光控单元、红外传感单元、调光单元和LED照明单元；
将LED照明单元布置在LED路灯的灯罩下方；
将红外传感单元热释电传感器设置在相邻若干路段内LED路灯灯柱下部，再将热释电传感器与传感器控制单元电连接；
将光控单元的光敏传感单元和控制执行单元设置在LED路灯的灯罩是上方，光敏传感单元及控制执行单元分别与电源连接，当光敏传感单元检测到周围环境的光线变暗时，控制执行单元迅速导通红外传感单元、调光单元和LED照明单元；与此同时所述检测区间内有车辆经过时，红外传感单元的热释电传感器输出电压脉冲信号，经传感器控制单元后，输入到控制处理单元，控制处理单元经过分析从而控制调光单元对与之相邻的下一段检测区间内的LED照明单元进行调光；
当光敏传感单元检测到周围环境光线变亮时，控制执行单元切断后端红外传感单元、调光单元和LED照明单元的电源。
4.根据权利要求3所述的LED路灯的控制方法，其特征在于：当光敏传感单元检测到周围环境光线变亮时，控制执行单元切断后端红外传感单元、调光单元和LED照明单元的电源，使LED停止工作；当光敏传感单元检测到光线变暗时，继电器吸合，后端电路开始工作，红外传感电路在检测区域内采集车辆数据信息，并经过放大处理，去除干扰信号，进行逻辑运算后将数据送入控制处理单元进行分析处理，根据分析处理的结果，输出相应占空比的PWM波驱动与之相邻的下一段检测区间内调光单元进行调光，LED照明单元作出相应的明暗变化。
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