隧道LED照明控制方法

摘要

本发明涉及一种隧道LED照明控制系统及控制方法，控制系统是包括洞外亮度计、洞内亮度计、车流量采集器、车速检测器、中心主控机、隧道现场工控机、分控机以及照明灯具，照明灯具是由单回路方式连接的LED灯连接构成，洞外亮度计与车流量采集器、车速检测器、洞内亮度计分别与隧道现场工控机相连，隧道现场工控机与中心主控机连接，隧道现场工控机与分控机相连，分控机通过Zigbee无线网与照明灯具通信，本发明在节电的同时保证隧道内照明亮度合理，利用单回路方式为隧道各LED灯供电，Zigbee无线通信，使供电合理，节省布线大大降低了隧道的照明系统运营成本。

主权项

一种隧道LED照明控制方法，其所用的隧道LED照明控制系统包括中心主控机(1)、隧道现场工控机(2)、分控机(3)、洞内亮度计(5)、洞外亮度计(6)、车流量采集器(7)、车速检测器(8)以及照明灯具；所述照明灯具是由单回路方式连接的LED灯(4)连接构成；设置在隧道外的洞外亮度计(6)与设置在隧道内的车流量采集器(7)、车速检测器(8)、洞内亮度计(5)分别通过数据线与隧道现场工控机(2)的信号输入端相连；隧道现场工控机(2)的信号输出端通过光纤与中心主控机(1)的信号输入端连接，将接收的车流量、车速、洞外亮度参数传输给中心主控机(1)；中心主控机(1)的控制输出端通过光纤与隧道现场工控机(2)的控制输入端连接，通过计算将得到的白天或黑夜各组LED灯(4)的合理亮度值以及亮度等级发送至隧道现场工控机(2)；隧道现场工控机(2)的控制输出端通过RS485总线与分控机(3)的控制输入端相连，将接收的合理亮度值与洞内亮度计(5)发送的实测洞内亮度值进行比较，确定出每个LED灯(4)的亮度等级，并发送至分控机(3)；分控机(3)接收隧道现场工控机(2)的亮度等级信号并作出响应，通过Zigbee无线网与照明灯具通信，对LED灯(4)进行亮度调节；上述LED灯(4)是由无线接收单元(45)、控制单元(41)、稳压转换单元(42)、220V交流电源(44)以及平面光源(43)连接构成；所述无线接收单元(45)的输出端与控制单元(41)的输入端通过导线相连接，将接收到的亮度等级信号传送给控制单元(41)；所述控制单元(41)通过导线分别与220V交流电源(44)和稳压转换单元(42)相连，接收亮度等级信号，并将220V交流电源(44)和稳压转换单元(42)导通，同时向稳压转换单元(42)发送PWM信号；所述稳压转换单元(42)的输入端通过导线与控制单元(41)的输出端连接、输出端通过导线与平面光源(43)相连接，接收控制单元(41)发送的PWM信号并将220v电压转换成亮度等级所对应的电压，对平面光源(43)供电；上述平面光源(43)是由基板(431)、绝缘层(432)、荧光层(433)以及LED发光芯片(434)构成，在基板(431)的上表面加工有凹槽，在凹槽的底部设置有串联连接的LED发光芯片(434)，在一个LED发光芯片(434)与相邻一个LED发光芯片(434)之间覆盖有绝缘层(432)，在LED发光芯片(434)外围填充有荧光层(433)；其特征在于该方法由以下步骤组成：1)设置在隧道外的洞外亮度计(6)采集隧道外的照明亮度，同时设置在隧道内的车流量采集器(7)和车速检测器(8)分别采集隧道内的车流量和车速，并将采集的洞外亮度、车流量以及车速参数分别传送给隧道现场工控机(2)；2)隧道现场工控机(2)将采集的车流量、车速以及洞外亮度参数传输至中心主控机(1)，由中心主控机(1)按照下述公式(1)或公式(2)分别计算出白天或黑夜时各组LED灯(4)的合理亮度值：Q_{优化亮度1}＝0.15×Q_车流量+0.8×Q_洞外亮度+0.05×Q_车速   式(1)Q_车流量：车流量的参数，单位：个；Q_洞外亮度：白天洞外的亮度值，单位：LX；Q_车速：车速参数，单位：m/s；Q_{优化亮度2}＝0.6×Q_车流量+0.4×Q_车速    式(2)白天黑夜以隧道所在地日出日落时间为界；根据计算所得合理亮度值和各组地址码查找每组LED灯(4)所对应的亮度等级，并将每组LED灯(4)所对应的合理亮度值与亮度等级发送给隧道现场工控机(2)，由隧道现场工控机(2)按照每组内每个LED灯(4)的地址码将亮度等级信号通过RS485总线发送给分控机(3)；3)分控机(3)通过Zigbee无线网将隧道现场工控机(2)发送的每个LED灯(4)的亮度等级信号发送给对应地址码的LED灯(4)，对应地址码的LED灯(4)根据所接收的亮度等级信号进行亮度调节；4)由隧道内的洞内亮度计(5)实时采集隧道内的亮度，并将亮度信号发送给隧道现场工控机(2)，隧道现场工控机(2)将实时采集的洞内亮度值与中心主控机(1)发送的合理亮度值进行比较，若洞内亮度值大于合理亮度值，则将对应组内LED灯(4)所的亮度等级在步骤2)发送的亮度等级基础上降低一级；若洞内亮度值小于合理亮度值，则将对应组内LED灯(4)的亮度等级在步骤2)发送的亮度等级基础上增加一级；再按照每组内每个LED灯(4)的地址码将亮度等级信号通过RS485总线发送给分控机(3)，重复步骤3)；5)在预先设定的延时间隔后重复步骤1)至步骤4)再一次进行亮度的调节，通过延时间隔控制亮度调节频率，在视觉上连续调光，实现LED照明开关控制及亮度无级变化、可调。