隧道led照明控制系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種隧道LED照明控制系統(tǒng)及控制方法，控制系統(tǒng)是包括洞外亮度計(jì)、洞內(nèi)亮度計(jì)、車流量采集器、車速檢測(cè)器、中心主控機(jī)、隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)、分控機(jī)以及照明燈具，照明燈具是由單回路方式連接的LED燈連接構(gòu)成，洞外亮度計(jì)與車流量采集器、車速檢測(cè)器、洞內(nèi)亮度計(jì)分別與隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)相連，隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)與中心主控機(jī)連接，隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)與分控機(jī)相連，分控機(jī)通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)與照明燈具通信，本發(fā)明在節(jié)電的同時(shí)保證隧道內(nèi)照明亮度合理，利用單回路方式為隧道各LED燈供電，Zigbee無(wú)線通信，使供電合理，節(jié)省布線大大降低了隧道的照明系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本。
【專利說(shuō)明】隧道LED照明控制系統(tǒng)及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于隧道照明研究【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種隧道LED照明控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著高速公路建設(shè)的飛速發(fā)展，隧道也越來(lái)越多，隧道中的照明環(huán)境會(huì)直接 影響人們出行的方便，甚至生命財(cái)產(chǎn)安全，因此隧道照明在交通環(huán)境中起著非常重要的作 用。隧道照明在帶給人們方便快捷的同時(shí)由于其大多采用高壓鈉燈，耗電量大，經(jīng)濟(jì)成本 高，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。
[0003] LED燈由于其耗能低，越來(lái)越受到人們的關(guān)注，并被廣泛應(yīng)用，但如果是簡(jiǎn)單的用 LED光源替代高壓鈉燈，則仍然存在LED燈使用壽命受限，布線回路復(fù)雜繁瑣，浪費(fèi)嚴(yán)重等 問(wèn)題。
[0004] 此外，目前，常用的控制方式有手動(dòng)控制和時(shí)序控制，手動(dòng)控制需要依賴于人工操 作，自動(dòng)化程度低，不能實(shí)時(shí)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，使隧道照明的舒適度以及節(jié)能方面存在弊端。 時(shí)序控制主要是根據(jù)時(shí)間段區(qū)分，雖然其分時(shí)段控制算法簡(jiǎn)單，便于操作，但是該種方法不 能根據(jù)外部環(huán)境改變?nèi)缣鞖庾兓冗M(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。目前的控制方式也存在著不合理的現(xiàn) 象，這樣容易出現(xiàn)"照明黑洞"或者"光眩"區(qū)域，隧道照明的舒適度不高，環(huán)境質(zhì)量較低而 且運(yùn)營(yíng)成本高，資源浪費(fèi)。
[0005] 因此，研究一種隧道LED照明控制系統(tǒng)，使LED得優(yōu)勢(shì)發(fā)揮的更加明顯，并且得到 更科學(xué)的照明方式以及更加節(jié)能是很有必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種能有效解決現(xiàn)有技術(shù)中因控制需 要而造成的布線浪費(fèi)的問(wèn)題，能夠提供更多的照明方式，提高隧道照明的視覺(jué)舒適度，最大 限度節(jié)能的隧道LED照明控制系統(tǒng)。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0008] -種隧道LED照明控制系統(tǒng)，包括洞外亮度計(jì)、洞內(nèi)亮度計(jì)、車流量采集器、車速 檢測(cè)器、中心主控機(jī)、隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)、分控機(jī)以及照明燈具；照明燈具是由單回路方式連 接的LED燈連接構(gòu)成；
[0009] 設(shè)置在隧道外的洞外亮度計(jì)與設(shè)置在隧道內(nèi)的車流量采集器、車速檢測(cè)器、洞內(nèi) 亮度計(jì)分別通過(guò)數(shù)據(jù)線與隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)的信號(hào)輸入端相連；
[0010] 隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)的信號(hào)輸出端通過(guò)光纖與中心主控機(jī)的信號(hào)輸入端連接，將接收 的車流量、車速、洞外亮度參數(shù)傳輸給中心主控機(jī)；
[0011] 中心主控機(jī)的控制輸出端通過(guò)光纖與隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)的控制輸入端連接，通過(guò)計(jì) 算將得到的白天或黑夜各組LED燈的合理亮度值以及亮度等級(jí)發(fā)送至隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)；
[0012] 隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)的控制輸出端通過(guò)RS485總線與分控機(jī)的控制輸入端相連，將接 收的合理亮度值與洞內(nèi)亮度計(jì)發(fā)送的實(shí)測(cè)洞內(nèi)亮度值進(jìn)行比較，確定出每個(gè)LED燈的亮度 等級(jí)，并發(fā)送至分控機(jī)；
[0013] 分控機(jī)接收隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)的亮度等級(jí)信號(hào)并作出響應(yīng)，通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)與 照明燈具通信，對(duì)LED燈進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。
[0014] 上述LED燈具體是由無(wú)線接收單元、控制單元、穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元、220V交流電源以及 平面光源連接構(gòu)成；無(wú)線接收單元的輸出端與控制單元的輸入端通過(guò)導(dǎo)線相連接，將接收 到的亮度等級(jí)信號(hào)傳送給控制單元；控制單元通過(guò)導(dǎo)線分別與220V交流電源和穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換 單元相連，接收亮度等級(jí)信號(hào)，并將220V交流電源和穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元導(dǎo)通，同時(shí)向穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換 單元發(fā)送PWM信號(hào)；穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元的輸入端通過(guò)導(dǎo)線與控制單元的輸出端連接、輸出端通 過(guò)導(dǎo)線與平面光源相連接，接收控制單元發(fā)送的PWM信號(hào)并將220v電壓轉(zhuǎn)換成亮度等級(jí)所 對(duì)應(yīng)的電壓，對(duì)平面光源供電。
[0015] 上述平面光源具體是由基板、LED發(fā)光芯片、絕緣層以及熒光層構(gòu)成，在基板的上 表面加工有凹槽，在凹槽的底部設(shè)置有串聯(lián)連接的LED發(fā)光芯片，在一個(gè)LED發(fā)光芯片與相 鄰一個(gè)LED發(fā)光芯片之間覆蓋有絕緣層，在LED發(fā)光芯片外圍填充有熒光層。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種隧道LED照明控制方法，其是由以下步驟組成：
[0017] 1)設(shè)置在隧道外的洞外亮度計(jì)采集隧道外的照明亮度，同時(shí)設(shè)置在隧道內(nèi)的車流 量采集器和車速檢測(cè)器分別采集隧道內(nèi)的車流量和車速，并將采集的洞外亮度、車流量以 及車速參數(shù)分別傳送給隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)；
[0018] 2)隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)將采集的車流量、車速以及洞外亮度參數(shù)傳輸至中心主控機(jī)， 由中心主控機(jī)按照下述公式（1)或公式（2)分別計(jì)算出白天或黑夜時(shí)各組LED燈的合理亮 度值：
[0019] Q優(yōu)化亮度1 = 0· 15XQ車流量+0· 8XQ洞外亮度+0· 05XQ車速式（1)
[0020] :車流量的參數(shù)，單位：個(gè)；
[0021] Q_?亮度：白天洞外的亮度值，單位：LX ;
[0022] :車速參數(shù)，單位：m/s;
[0023] Q優(yōu)化亮度2 = 0· 6XQ車流量+0· 4XQ車速式（2)
[0024] 白天黑夜以隧道所在地日出日落時(shí)間為界；
[0025] 根據(jù)計(jì)算所得合理亮度值和各組地址碼查找每組LED燈所對(duì)應(yīng)的亮度等級(jí)，并將 每組LED燈所對(duì)應(yīng)的合理亮度值與亮度等級(jí)發(fā)送給隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)，由隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)按 照每組內(nèi)每個(gè)LED燈的地址碼將亮度等級(jí)信號(hào)通過(guò)RS485總線發(fā)送給分控機(jī)；
[0026] 3)分控機(jī)通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)將隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)發(fā)送的每個(gè)LED燈的亮度等級(jí)信 號(hào)發(fā)送給對(duì)應(yīng)地址碼的LED燈，對(duì)應(yīng)地址碼的LED燈根據(jù)所接收的亮度等級(jí)信號(hào)進(jìn)行亮度 調(diào)節(jié)；
[0027] 4)由隧道內(nèi)的洞內(nèi)亮度計(jì)實(shí)時(shí)采集隧道內(nèi)的亮度，并將亮度信號(hào)發(fā)送給隧道現(xiàn)場(chǎng) 工控機(jī)，隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)將實(shí)時(shí)采集的洞內(nèi)亮度值與中心主控機(jī)發(fā)送的合理亮度值進(jìn)行比 較，若洞內(nèi)亮度值大于合理亮度值，則將對(duì)應(yīng)組內(nèi)LED燈所的亮度等級(jí)在步驟2)發(fā)送的亮 度等級(jí)基礎(chǔ)上降低一級(jí)；若洞內(nèi)亮度值小于合理亮度值，則將對(duì)應(yīng)組內(nèi)LED燈的亮度等級(jí) 在步驟2)發(fā)送的亮度等級(jí)基礎(chǔ)上增加一級(jí)；再按照每組內(nèi)每個(gè)LED燈的地址碼將亮度等級(jí) 信號(hào)通過(guò)RS485總線發(fā)送給分控機(jī)，重復(fù)步驟3);
[0028] 5)在預(yù)先設(shè)定的延時(shí)間隔后重復(fù)步驟1)至步驟4)再一次進(jìn)行亮度的調(diào)節(jié)，通過(guò) 延時(shí)間隔控制亮度調(diào)節(jié)頻率。
[0029] 上述步驟3)中亮度調(diào)節(jié)具體是由以下方法實(shí)現(xiàn)：
[0030] 3. 1)LED燈的無(wú)線接收單元通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)接收亮度等級(jí)信號(hào)并將接收的信 號(hào)發(fā)送給控制單元；
[0031] 3. 2)由控制單元控制控制將220V交流電源與穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元導(dǎo)通，并向穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換 單元發(fā)送亮度等級(jí)信號(hào)；
[0032] 3. 3)穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換將220v電壓轉(zhuǎn)換成亮度等級(jí)所對(duì)應(yīng)的電壓，并 根據(jù)所接收的PWM信號(hào)對(duì)平面光源供電。
[0033] 本發(fā)明提供的一種隧道LED照明控制系統(tǒng)及控制方法，采用了構(gòu)建光纖環(huán)網(wǎng)、 RS485總線與Zigbee無(wú)線相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)傳輸照明燈具控制信號(hào)，具體是中心主控機(jī)通過(guò)光 纖環(huán)網(wǎng)與隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)連接，隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)與多個(gè)分控機(jī)通過(guò)RS485總線相連，進(jìn)行 信號(hào)傳輸，分控機(jī)對(duì)控制命令作出快速響應(yīng)，并且通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)與LED照明燈具進(jìn)行 無(wú)線通信，每級(jí)的亮度變化縮小，在視覺(jué)上連續(xù)調(diào)光，實(shí)現(xiàn)LED照明開關(guān)控制及亮度無(wú)級(jí)變 化、可調(diào)，在節(jié)電的同時(shí)保證隧道內(nèi)照明亮度合理，有效避免了隧道內(nèi)的"照明黑洞"或者 "光眩"區(qū)域，保證了隧道內(nèi)照明環(huán)境的質(zhì)量與照明舒適度，此外本發(fā)明利用單回路方式為 隧道各LED燈供電，Zigbee無(wú)線通信，使供電合理，節(jié)省布線大大降低了隧道的照明系統(tǒng)運(yùn) 營(yíng)成本，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、實(shí)現(xiàn)方便、使用操作簡(jiǎn)便，施工質(zhì)量和效率高。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1為實(shí)施例1的隧道LED照明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0035] 圖2為L(zhǎng)ED燈4的結(jié)構(gòu)框圖。
[0036] 圖3為圖2中的平面光源43結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037] 圖4為實(shí)施例1的隧道LED照明控制方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 以下通過(guò)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但是本發(fā)明不 僅限于下述的實(shí)施情形。
[0039] 由圖1的隧道LED照明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖可知，本實(shí)施例的隧道LED照明控制 系統(tǒng)是由中心主控機(jī)1、隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)2、分控機(jī)3、LED燈4、洞內(nèi)亮度計(jì)5、洞外亮度計(jì)6、 車流量采集器7以及車速檢測(cè)器8連接構(gòu)成。
[0040] 本實(shí)施例的照明燈具按照應(yīng)急照明、普通照明以及加強(qiáng)照明分別布設(shè)供電線路， 每個(gè)類型的線路均是由多個(gè)LED燈4采用單回路方式連接構(gòu)成。
[0041] 本實(shí)施例的洞外亮度計(jì)6安裝在隧道的洞外，可采用數(shù)碼相機(jī)來(lái)獲取隧道洞外亮 度，車流量采集器7和車速檢測(cè)器8以及洞內(nèi)亮度計(jì)5按照隧道的照明類型分組安裝在隧 道內(nèi)，分別采集隧道內(nèi)各組的車流量、車速以及洞內(nèi)亮度，車流量采集器7和車速檢測(cè)器8 以及洞內(nèi)亮度計(jì)5分別通過(guò)數(shù)據(jù)線與隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)2的信號(hào)輸入端相連，隧道現(xiàn)場(chǎng)工控 機(jī)2的信號(hào)輸出端與中心主控機(jī)1的信號(hào)輸入端通過(guò)光纖相連、控制輸入端與中心主控機(jī) 1的控制輸出端通過(guò)光纖相連、控制輸出端通過(guò)RS485總線與分控機(jī)3的控制輸入端相連， 將隧道洞外亮度、車流量采集器7以及車速檢測(cè)器8采集的車流量、車速、洞外亮度參數(shù)傳 輸給中心主控機(jī)1，由中心主控機(jī)1計(jì)算出白天或黑夜的合理亮度值并根據(jù)合理亮度值和 相應(yīng)地址碼查找各組LED燈4所對(duì)應(yīng)的亮度等級(jí)，并將各組的合理亮度值與亮度等級(jí)信號(hào) 發(fā)送至隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)2,隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)2將洞內(nèi)亮度計(jì)5發(fā)送的洞內(nèi)亮度值與中心主 控機(jī)1發(fā)送的合理亮度值進(jìn)行比較，確定每組內(nèi)每個(gè)LED燈4所對(duì)應(yīng)的亮度等級(jí)，并發(fā)送給 分控機(jī)3,本實(shí)施例的分控機(jī)3通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)與照明燈具通信，將亮度等級(jí)信號(hào)通過(guò) Zigbee無(wú)線網(wǎng)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的LED燈4。
[0042] 參見圖2,上述的LED燈4是由控制單元41、穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元42、平面光源43、220V 交流電源44以及無(wú)線接收單元45連接構(gòu)成；其中控制單元41的輸入端通過(guò)導(dǎo)線與無(wú)線 接收單元45的輸出端相連、輸出端與穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元42的輸入端相連，并且通過(guò)導(dǎo)線連接在 220V交流電源44上，控制單元41接收無(wú)線接收單元45所接收的亮度等級(jí)信號(hào)，將220V交 流電源44與穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元42導(dǎo)通，并向穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元42發(fā)送PWM信號(hào)，穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元42 的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與平面光源43相連，接收PWM信號(hào)，將220v電壓轉(zhuǎn)換成亮度等級(jí)所對(duì)應(yīng) 的65v電壓，并根據(jù)PWM信號(hào)對(duì)平面光源43供電。這樣實(shí)現(xiàn)了對(duì)LED燈4亮度的無(wú)級(jí)控制， 并且保證穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元42在LED燈4不亮?xí)r與電源斷開，停止工作，更加節(jié)能。
[0043] 為了增加 LED的散熱面積，從而降低LED燈4具的結(jié)溫，延長(zhǎng)LED燈4具的使用壽 命，本實(shí)施例的平面光源43由基板431、絕緣層432、熒光層433以及LED發(fā)光芯片434構(gòu) 成，可見圖3所示，基板431是采用鋁板，在基板431的上表面加工有凹槽，在凹槽的底部加 工有圖形線路，將LED發(fā)光芯片434焊接在圖形線路上，一個(gè)LED發(fā)光芯片434與相鄰一個(gè) LED發(fā)光芯片434通過(guò)導(dǎo)線串聯(lián)，凹槽底部的其余位置覆蓋絕緣層432,采用灌膠工藝將熒 光粉膠灌覆于串聯(lián)的LED發(fā)光芯片434外圍，形成一光滑平面將凹槽填充滿。
[0044] 本實(shí)施例還提供了一種利用上述的隧道LED照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)LED照明控 制方法，參見圖4,其是由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0045] 1)設(shè)置在隧道外的洞外亮度計(jì)6采集隧道外的照明亮度，同時(shí)設(shè)置在隧道內(nèi)的車 流量采集器7和車速檢測(cè)器8分別采集隧道內(nèi)的車流量和車速，并將采集的洞外亮度和車 流量、車速參數(shù)分別傳送給隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)2 ;
[0046] 2)隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)2將采集的車流量、車速以及洞外亮度參數(shù)傳輸至中心主控機(jī) 1，由中心主控機(jī)1按照下述公式（1)或公式（2)分別計(jì)算出白天或黑夜時(shí)各組LED燈4的 合理亮度值：
[0047] Q優(yōu)化亮度1 = 0· 15XQ車流量+0· 8XQ洞外亮度+0· 05XQ車速式（1)
[0048] Q :車流量的參數(shù)，單位：個(gè)；
[0049] Q_亮度：白天洞外的亮度值，單位：LX ;
[0050] :車速參數(shù)，單位：m/s;
[0051] Q優(yōu)化亮度2 = 0· 6XQ車流量+0· 4XQ車速式（2)
[0052] 白天黑夜以隧道所在地日出日落時(shí)間為界；
[0053] 根據(jù)計(jì)算所得合理亮度值和各組地址碼查找每組LED燈4所對(duì)應(yīng)的亮度等級(jí)，并 將每組LED燈4所對(duì)應(yīng)的合理亮度值與亮度等級(jí)發(fā)送給隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)2，再按照每組內(nèi)每 個(gè)LED燈4的地址碼將亮度等級(jí)信號(hào)通過(guò)RS485總線發(fā)送給分控機(jī)3 ;
[0054] 3)分控機(jī)3通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)將隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)2發(fā)送的每個(gè)LED燈4的亮度 等級(jí)信號(hào)發(fā)送給對(duì)應(yīng)地址碼的LED燈4,對(duì)應(yīng)地址碼的LED燈4根據(jù)所接收的亮度等級(jí)信號(hào) 按照下述方法進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)；
[0055] 3. 1) LED燈4的無(wú)線接收單元45通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)接收亮度等級(jí)信號(hào)并將接收 的信號(hào)發(fā)送給控制單元41 ;
[0056] 3. 2)由控制單元41控制控制將220V交流電源44與穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元42導(dǎo)通，并向 穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元42發(fā)送亮度等級(jí)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的PWM信號(hào)；
[0057] 3. 3)穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元42通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換將220v電壓轉(zhuǎn)換成平面光源43所需電壓，并 根據(jù)所接收的PWM信號(hào)對(duì)平面光源43供電。
[0058] 4)由隧道內(nèi)的洞內(nèi)亮度計(jì)5實(shí)時(shí)采集隧道內(nèi)的亮度，并將亮度信號(hào)發(fā)送給隧道現(xiàn) 場(chǎng)工控機(jī)2,隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)2將實(shí)時(shí)采集的洞內(nèi)亮度值與中心主控機(jī)1發(fā)送的合理亮度值 進(jìn)行比較，若洞內(nèi)亮度值大于合理亮度值，則將對(duì)應(yīng)組內(nèi)LED燈4所的亮度等級(jí)在步驟2) 發(fā)送的亮度等級(jí)基礎(chǔ)上降低一級(jí)；若洞內(nèi)亮度值小于合理亮度值，則將對(duì)應(yīng)組內(nèi)LED燈4的 亮度等級(jí)在步驟2)發(fā)送的亮度等級(jí)基礎(chǔ)上增加一級(jí)；再按照每組內(nèi)每個(gè)LED燈4的地址碼 將亮度等級(jí)信號(hào)通過(guò)RS485總線發(fā)送給分控機(jī)3,重復(fù)步驟3);
[0059] 5)在預(yù)先設(shè)定的延時(shí)間隔后重復(fù)步驟1)至步驟4)再一次進(jìn)行亮度的調(diào)節(jié)，通過(guò) 延時(shí)間隔控制亮度調(diào)節(jié)頻率。
[0060] 現(xiàn)以具體的黃沙嶺隧道和嶺底隧道LED照明示范工程為例，進(jìn)行供配電優(yōu)化設(shè) 計(jì)，實(shí)施按需照明智能控制。黃沙嶺隧道和嶺底隧道，雙向六車道，設(shè)計(jì)時(shí)速l〇〇km/h，照明 燈具采用左右兩側(cè)雙排布設(shè)，黃沙嶺隧道，左線，ZK103+930?ZK107+909,長(zhǎng)3979m ;右線， K103+934 ?K107+951，長(zhǎng) 4017m。嶺底隧道，左線，ZK103+041 ?ZK103+826,長(zhǎng) 785m ;右線， K103+285 ?K103+820,長(zhǎng) 735m。
[0061] 其中，照明電路設(shè)計(jì)為7個(gè)回路，分別為：
[0062] 基本照明：右線、左線各1個(gè)回路
[0063] 加強(qiáng)照明：右線1個(gè)回路、左線2個(gè)回路
[0064] 應(yīng)急照明：右線、左線各1個(gè)回路
[0065] 回路設(shè)計(jì)為常用普通控制方式的1/5,節(jié)省了大量的布線與電耗。
[0066] 隧道內(nèi)的LED燈4布置為：
[0067]

【權(quán)利要求】
1. 一種隧道LED照明控制系統(tǒng)，包括中心主控機(jī)（1)、隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)（2)、分控機(jī) (3) 、洞內(nèi)亮度計(jì)（5)、洞外亮度計(jì)（6)、車流量采集器（7)、車速檢測(cè)器（8)以及照明燈具； 其特征在于： 所述照明燈具是由單回路方式連接的LED燈（4)連接構(gòu)成； 設(shè)置在隧道外的洞外亮度計(jì)（6)與設(shè)置在隧道內(nèi)的車流量采集器（7)、車速檢測(cè)器 (8)、洞內(nèi)亮度計(jì)（5)分別通過(guò)數(shù)據(jù)線與隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)（2)的信號(hào)輸入端相連； 隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)（2)的信號(hào)輸出端通過(guò)光纖與中心主控機(jī)（1)的信號(hào)輸入端連接，將 接收的車流量、車速、洞外亮度參數(shù)傳輸給中心主控機(jī)（1); 中心主控機(jī)（1)的控制輸出端通過(guò)光纖與隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)（2)的控制輸入端連接，通 過(guò)計(jì)算將得到的白天或黑夜各組LED燈（4)的合理亮度值以及亮度等級(jí)發(fā)送至隧道現(xiàn)場(chǎng)工 控機(jī)⑵； 隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)（2)的控制輸出端通過(guò)RS485總線與分控機(jī)（3)的控制輸入端相連， 將接收的合理亮度值與洞內(nèi)亮度計(jì)（5)發(fā)送的實(shí)測(cè)洞內(nèi)亮度值進(jìn)行比較，確定出每個(gè)LED 燈（4)的亮度等級(jí)，并發(fā)送至分控機(jī)（3); 分控機(jī)（3)接收隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)（2)的亮度等級(jí)信號(hào)并作出響應(yīng)，通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng) 與照明燈具通信，對(duì)LED燈（4)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道LED照明控制系統(tǒng)，其特征在于：所述LED燈（4)是由 無(wú)線接收單元（45)、控制單元（41)、穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元（42)、220V交流電源（44)以及平面光源 (43)連接構(gòu)成； 所述無(wú)線接收單元（45)的輸出端與控制單元（41)的輸入端通過(guò)導(dǎo)線相連接，將接收 到的亮度等級(jí)信號(hào)傳送給控制單元（41); 所述控制單元（41)通過(guò)導(dǎo)線分別與220V交流電源（44)和穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元（42)相連， 接收亮度等級(jí)信號(hào)，并將220V交流電源（44)和穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元（42)導(dǎo)通，同時(shí)向穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換 單元（42)發(fā)送PWM信號(hào)； 所述穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元（42)的輸入端通過(guò)導(dǎo)線與控制單元（41)的輸出端連接、輸出端通 過(guò)導(dǎo)線與平面光源（43)相連接，接收控制單元（41)發(fā)送的PWM信號(hào)并將220v電壓轉(zhuǎn)換成 亮度等級(jí)所對(duì)應(yīng)的電壓，對(duì)平面光源（43)供電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道LED照明控制系統(tǒng)，其特征在于：所述平面光源（43)是 由基板（431)、絕緣層（432)、熒光層（433)以及LED發(fā)光芯片（434)構(gòu)成，在基板（431) 的上表面加工有凹槽，在凹槽的底部設(shè)置有串聯(lián)連接的LED發(fā)光芯片（434)，在一個(gè)LED發(fā) 光芯片（434)與相鄰一個(gè)LED發(fā)光芯片（434)之間覆蓋有絕緣層（432)，在LED發(fā)光芯片 (434)外圍填充有熒光層（433)。
4. 一種隧道LED照明控制方法，其特征在于由以下步驟組成： 1) 設(shè)置在隧道外的洞外亮度計(jì)（6)采集隧道外的照明亮度，同時(shí)設(shè)置在隧道內(nèi)的車流 量采集器（7)和車速檢測(cè)器（8)分別采集隧道內(nèi)的車流量和車速，并將采集的洞外亮度、車 流量以及車速參數(shù)分別傳送給隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)（2); 2) 隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)（2)將采集的車流量、車速以及洞外亮度參數(shù)傳輸至中心主控機(jī) (1)，由中心主控機(jī)（1)按照下述公式（1)或公式（2)分別計(jì)算出白天或黑夜時(shí)各組LED燈 (4) 的合理亮度值： Q優(yōu)化亮度l = 〇· 15XQ車流量+〇· 8XQ洞外亮度+0· OSXQ+jj式⑴ Q車流* :車流量的參數(shù)，單位：個(gè)； :白天洞外的亮度值，單位：LX ; :車速參數(shù)，單位：m/s ; Q優(yōu)化亮度2 = 〇· 6XQ車流量+〇· 4XQ車速式（2) 白天黑夜以隧道所在地日出日落時(shí)間為界； 根據(jù)計(jì)算所得合理亮度值和各組地址碼查找每組LED燈（4)所對(duì)應(yīng)的亮度等級(jí)，并將 每組LED燈（4)所對(duì)應(yīng)的合理亮度值與亮度等級(jí)發(fā)送給隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)（2)，由隧道現(xiàn)場(chǎng)工 控機(jī)（2)按照每組內(nèi)每個(gè)LED燈（4)的地址碼將亮度等級(jí)信號(hào)通過(guò)RS485總線發(fā)送給分控 機(jī)⑶； 3) 分控機(jī)（3)通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)將隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)⑵發(fā)送的每個(gè)LED燈（4)的亮 度等級(jí)信號(hào)發(fā)送給對(duì)應(yīng)地址碼的LED燈（4)，對(duì)應(yīng)地址碼的LED燈（4)根據(jù)所接收的亮度等 級(jí)信號(hào)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)； 4) 由隧道內(nèi)的洞內(nèi)亮度計(jì)（5)實(shí)時(shí)采集隧道內(nèi)的亮度，并將亮度信號(hào)發(fā)送給隧道現(xiàn)場(chǎng) 工控機(jī)（2)，隧道現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)（2)將實(shí)時(shí)采集的洞內(nèi)亮度值與中心主控機(jī)（1)發(fā)送的合理亮 度值進(jìn)行比較，若洞內(nèi)亮度值大于合理亮度值，則將對(duì)應(yīng)組內(nèi)LED燈（4)所的亮度等級(jí)在步 驟2)發(fā)送的亮度等級(jí)基礎(chǔ)上降低一級(jí)；若洞內(nèi)亮度值小于合理亮度值，則將對(duì)應(yīng)組內(nèi)LED 燈（4)的亮度等級(jí)在步驟2)發(fā)送的亮度等級(jí)基礎(chǔ)上增加一級(jí)；再按照每組內(nèi)每個(gè)LED燈 (4)的地址碼將亮度等級(jí)信號(hào)通過(guò)RS485總線發(fā)送給分控機(jī)（3)，重復(fù)步驟3); 5) 在預(yù)先設(shè)定的延時(shí)間隔后重復(fù)步驟1)至步驟4)再一次進(jìn)行亮度的調(diào)節(jié)，通過(guò)延時(shí) 間隔控制亮度調(diào)節(jié)頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隧道LED照明控制方法，其特征在于：所述步驟3)中亮度調(diào) 節(jié)是由以下方法實(shí)現(xiàn)： 3. 1)LED燈（4)的無(wú)線接收單元（45)通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)接收亮度等級(jí)信號(hào)并將接收 的信號(hào)發(fā)送給控制單元（41); 3.2)由控制單元（41)控制控制將220V交流電源（44)與穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元（42)導(dǎo)通，并 向穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元（42)發(fā)送亮度等級(jí)信號(hào)； 3. 3)穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換單元（42)通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換將220v電壓轉(zhuǎn)換成亮度等級(jí)所對(duì)應(yīng)的電壓，并 根據(jù)所接收的PWM信號(hào)對(duì)平面光源（43)供電。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104066243SQ201410263989
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】張春化, 馬榮貴, 林國(guó)慶, 鄭曉波 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)