CN108882472A - 一种光控路灯控制器及其控制方法 - Google Patents

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李晓帆
尹胜
刘红波
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    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
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Abstract

一种光控路灯控制器及其控制方法。光控路灯控制器包括光敏元件、信号调理电路、微处理器、驱动电路、继电器电路、电源电路和输入设备。输入设备将开启和关闭时光照强度的设定值以及开启和关闭时光照强度的梯度的设定值输入到微处理器中存贮，微处理器能将采集的外界光照强度信号进行处理，通过计算光照强度的梯度来区分自然光和其他外界灯光，避免灯光控制器产生误判，通过不同时间的光照强度的比较，避免灯光在开启和关闭时的设定点周围闪烁。

Description

一种光控路灯控制器及其控制方法
技术领域
本发明属于路灯控制技术领域，具体涉及一种光控路灯控制器及其控制方法。
背景技术
光控路灯控制器指在路灯控制器中安装有光敏电阻等光敏元件的控制装置，通过光敏元件，感受外部光照强度，人为区分白天和黑夜，自动关闭或开启路灯，节省人力成本。专利号为201610167069 .2，专利名称为“光控路灯控制器”公开了光控路灯控制器的设计方案，该方案在路灯和电源之间，设计了由光敏元件控制的控制电路，实现对路灯的控制。专利号为201410520378.4，专利名称为“基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制***及方法”和专利号为201210546454.X，专利名称为“一种独立智能路灯控制***的控制方法”的发明专利分别通过采集的图像的灰度值和图像的亮度相关度，即以光的能见度来确定路灯控制器的开启和关闭；专利号为200710200126.3，专利名称为“自然光亮度全自动控制路灯开关中防止误动作方法及装置”和专利号为201210232482.4，专利名称为“路灯控制开关自保持装置及实现方法”的发明专利分别通过延时采样、计算光照强度的平均值和一段时间内（3分钟）光照强度的平均值，确定路灯控制器的开启和关闭。光控路灯控制器通过电路参数或计算机程序设置路灯开启和关闭时光照强度的设定值，将外界光照强度与路灯开启或者关闭时的设定值进行比较，确定路灯的工作状态。但是，外界光照强度不会单调上升或单调下降，有时，受外界因素的影响，外界的光照强度会在设定值上漂浮不定，导致路灯控制器会在设定值周围频繁启动，路灯出现闪烁，路灯控制器因频繁启动而受损。雷雨天闪电的光照等影响，会使灯光控制器产生误判。
发明内容
为了避免灯光控制器因雷电产生误判，消除灯光在开启和关闭的设置点上的闪烁，本发明提供了一种光控灯光控制器及其控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在灯光和输入电源间，光控路灯控制器包括：
电源电路，将输入电源进行转换，分别为信号调理电路、微处理器、驱动电路和继电器电路提供所需电源；
光敏元件，用于采集外界的光照强度；
信号调理电路，一端与光敏元件相连，一端与微处理器相连，用于将光敏元件采集的光照强度信号转变为电信号，放大后输送到微处理器中处理；
微处理器，分别与信号调理电路、输入设备和驱动电路相连，输入设备将开启和关闭时光照强度的设定值以及开启和关闭时光照强度的梯度的设定值输入到微处理器中存贮，微处理器处理从光敏元件中采集的光照强度信号，并将处理后的控制信号输入到驱动电路中；
驱动电路，一端与微处理器相连，一端与继电器电路相连，用于放大由微处理器输出的控制信号；
继电器电路，一端与驱动器电路相连，一端连接到灯光的电源线上，用于控制灯光的开启和关闭；
输入设备，连接到微处理器，通过输入设备，将开启和关闭时光照强度的设定值以及开启和关闭时光照强度的梯度的设定值输入到微处理器中存贮。
所述的光敏元件为光敏电阻。
所述的微处理器为89S52。
光敏元件采集外界的光照强度，经信号调理电路进行放大后输送到微处理器中处理，处理后输出控制信号，经驱动电路放大后，作用到继电器电路，开启或关闭灯光。
其中，微处理器处理过程如下：
微处理器接收光照强度信号，与由输入设备存贮的开关和关闭时的设定值进行比较，光照强度达到开启灯光的设定值，微处理器开始计时，并记录当前的光照强度的数值U0；
每隔10秒后采集光照强度信号，重复5次，并记录当时光照强度的数值U1，U2，U3，U4，U5；
用︱U1-U0︱，︱U2-U1︱，︱U3-U2︱，︱U4-U3︱，︱U5-U4︱计算光照强度的梯度值；
将计算的梯度值和5个梯度值的平均值，与设定的开启时的梯度值比较，计算的梯度值大于设定的开启时的梯度值或者平均梯度值大于设定的开启时的梯度值，重新采集光照强度；
相反，计算的梯度值不大于设定的开启时的梯度值，且平均梯度值不大于设定的开启时的梯度值，开启灯光；
微处理器接收光照强度信号，与由输入设备存贮的开关和关闭时的设定值进行比较，光照强度达到关闭灯光的设定值，微处理器开始计时，并记录当前的光照强度的数值U0；
每隔10秒后采集光照强度信号，重复5次，并记录当时光照强度的数值U1，U2，U3，U4，U5；
用︱U1-U0︱，︱U2-U1︱，︱U3-U2︱，︱U4-U3︱，︱U5-U4︱计算光照强度的梯度值；
将计算的梯度值和5个梯度值的平均值，与设定的关闭时的梯度值比较，计算的梯度值大于设定的关闭时的梯度值或者平均梯度值大于设定的关闭时的梯度值，重新采集光照强度；
相反，计算的梯度值不大于设定的关闭时的梯度值，且平均梯度值不大于设定的关闭时的梯度值，关闭灯光；
自然光的光照变化是缓慢的，与雷电天气下闪电的光照变化是显然不同的，通过计算光照强度的梯度来区分自然光和其他外界灯光，避免灯光控制器产生误判，通过不同时间的光照强度的比较，避免灯光在开启和关闭时的设定点周围闪烁。
本发明的有益效果是，通过计算光照强度的梯度来区分自然光和其他外界灯光，避免灯光控制器产生误判，通过不同时间的光照强度的比较，避免灯光在开启和关闭时的设定点周围闪烁。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图1中，1.电源电路，2.微处理器，3.光敏元件，4.信号调理电路，5.驱动电路，6.继电器电路，7.输入设备。
具体实施方式
图1中，光控路灯控制器包括：
电源电路（1），将输入电源进行转换，分别为信号调理电路（4）、微处理器（2）、驱动电路（5）和继电器电路（6）提供所需电源；
光敏元件（3），用于采集外界的光照强度；
信号调理电路（4），一端与光敏元件（3）相连，一端与微处理器（2）相连，用于将光敏元件采集的光照强度信号转变为电信号，放大后输送到微处理器中处理；
微处理器（2），分别与信号调理电路（4）、输入设备（7）和驱动电路（5）相连，输入设备（7）将开启和关闭时光照强度的设定值以及开启和关闭时光照强度的梯度的设定值输入到微处理器中存贮，微处理器处理从光敏元件中采集的光照强度信号，并将处理后的控制信号输入到驱动电路中；
驱动电路（5），一端与微处理器（2）相连，一端与继电器电路（6）相连，用于放大由微处理器输出的控制信号；
继电器电路（6），一端与驱动器电路（5）相连，一端连接到灯光的电源线上，用于控制灯光的开启和关闭；
输入设备（7），连接到微处理器（2），通过输入设备，将开启和关闭时光照强度的设定值以及开启和关闭时光照强度的梯度的设定值输入到微处理器中存贮。
微处理器处理过程如下：
微处理器接收光照强度信号，与由输入设备存贮的开关和关闭时的设定值进行比较，光照强度达到开启灯光的设定值，微处理器开始计时，并记录当前的光照强度的数值U0；
每隔10秒后采集光照强度信号，重复5次，并记录当时光照强度的数值U1，U2，U3，U4，U5；
用︱U1-U0︱，︱U2-U1︱，︱U3-U2︱，︱U4-U3︱，︱U5-U4︱计算光照强度的梯度值；
将计算的梯度值和5个梯度值的平均值，与设定的开启时的梯度值比较，计算的梯度值大于设定的开启时的梯度值或者平均梯度值大于设定的开启时的梯度值，重新采集光照强度；
相反，计算的梯度值不大于设定的开启时的梯度值，且平均梯度值不大于设定的开启时的梯度值，开启灯光；
微处理器接收光照强度信号，与由输入设备存贮的开关和关闭时的设定值进行比较，光照强度达到关闭灯光的设定值，微处理器开始计时，并记录当前的光照强度的数值U0；
每隔10秒后采集光照强度信号，重复5次，并记录当时光照强度的数值U1，U2，U3，U4，U5；
用︱U1-U0︱，︱U2-U1︱，︱U3-U2︱，︱U4-U3︱，︱U5-U4︱计算光照强度的梯度值；
将计算的梯度值和5个梯度值的平均值，与设定的关闭时的梯度值比较，计算的梯度值大于设定的关闭时的梯度值或者平均梯度值大于设定的关闭时的梯度值，重新采集光照强度；
相反，计算的梯度值不大于设定的关闭时的梯度值，且平均梯度值不大于设定的关闭时的梯度值，关闭灯光。
光敏元件采用光敏电阻。
微处理器采用89S52芯片。
灯光开启和关闭时的光照强度设定值为20流明,开启和关闭时光照强度的梯度为0.02流明每秒。

Claims (4)

1.一种光控路灯控制器，包括输入电源，其特征是：还包括
电源电路，将输入电源进行转换，分别为信号调理电路、微处理器、驱动电路和继电器电路提供所需电源；
光敏元件，用于采集外界的光照强度；
信号调理电路，一端与光敏元件相连，一端与微处理器相连，用于将光敏元件采集的光照强度信号转变为电信号，放大后输送到微处理器中处理；
微处理器，分别与信号调理电路、输入设备和驱动电路相连，输入设备将开启和关闭时光照强度的设定值以及开启和关闭时光照强度的梯度的设定值输入到微处理器中存贮，微处理器处理从光敏元件中采集的光照强度信号，并将处理后的控制信号输入到驱动电路中；
驱动电路，一端与微处理器相连，一端与继电器电路相连，用于放大由微处理器输出的控制信号；
继电器电路，一端与驱动器电路相连，一端连接到灯光的电源线上，用于控制灯光的开启和关闭；
输入设备，连接到微处理器，通过输入设备，将开启和关闭时光照强度的设定值以及开启和关闭时光照强度的梯度的设定值输入到微处理器中存贮。
2.根据权利要求1所述的光控路灯控制器，其特征是：所述的光敏元件为光敏电阻。
3.根据权利要求1所述的光控路灯控制器，其特征是：所述的微处理器为89S52。
4.用于权利要求1所述的光控路灯控制器的控制方法，其特征是，包含如下步骤：
微处理器接收光照强度信号，与由输入设备存贮的开关和关闭时的设定值进行比较，光照强度达到开启灯光的设定值，微处理器开始计时，并记录当前的光照强度的数值U0；
每隔10秒后采集光照强度信号，重复5次，并记录当时光照强度的数值U1，U2，U3，U4，U5；
用︱U1-U0︱，︱U2-U1︱，︱U3-U2︱，︱U4-U3︱，︱U5-U4︱计算光照强度的梯度值；
将计算的梯度值和5个梯度值的平均值，与设定的开启时的梯度值比较，计算的梯度值大于设定的开启时的梯度值或者平均梯度值大于设定的开启时的梯度值，重新采集光照强度；
相反，计算的梯度值不大于设定的开启时的梯度值，且平均梯度值不大于设定的开启时的梯度值，开启灯光；
微处理器接收光照强度信号，与由输入设备存贮的开关和关闭时的设定值进行比较，光照强度达到关闭灯光的设定值，微处理器开始计时，并记录当前的光照强度的数值U0；
每隔10秒后采集光照强度信号，重复5次，并记录当时光照强度的数值U1，U2，U3，U4，U5；
用︱U1-U0︱，︱U2-U1︱，︱U3-U2︱，︱U4-U3︱，︱U5-U4︱计算光照强度的梯度值；
将计算的梯度值和5个梯度值的平均值，与设定的关闭时的梯度值比较，计算的梯度值大于设定的关闭时的梯度值或者平均梯度值大于设定的关闭时的梯度值，重新采集光照强度；
相反，计算的梯度值不大于设定的关闭时的梯度值，且平均梯度值不大于设定的关闭时的梯度值，关闭灯光。
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