專利名稱：隧道照明控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及照明控制技術(shù)，具體涉及一種隧道照明控制系統(tǒng)，主要適用于鐵
路隧道。
背景技術(shù)：
鐵路隧道照明工程是隧道投入運(yùn)營(yíng)后為鐵路的正常巡視和故障檢修提供照明及 動(dòng)力電源的附屬工程。隧道內(nèi)，尤其是在特大長(zhǎng)隧道內(nèi)一旦發(fā)生火災(zāi)，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及 時(shí)撲滅，火勢(shì)會(huì)很快蔓延，并禍及來不及疏散的鄰近列車車箱內(nèi)的乘客；燃燒產(chǎn)生的熱浪和 排放的大量有毒有害氣體會(huì)使隧道內(nèi)環(huán)境急劇恐化，導(dǎo)致隧道內(nèi)司乘和工作人員窒息、灼 傷、中毒甚至死亡，使隧道外消防和營(yíng)救人員無法組織有效的滅火和營(yíng)救工作。因此，鐵路 隧道照明工程顯得尤其重要，有了疏散照明燈、應(yīng)急照明燈，隧道內(nèi)火災(zāi)就不會(huì)造成大量的 人員傷亡和嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失。 在鐵路隧道照明系統(tǒng)中，可以采用安裝在隧道口的交流接觸器來閉合或切斷隧道 照明燈電源以達(dá)到對(duì)隧道照明燈的點(diǎn)亮與熄滅進(jìn)行控制。在鐵路巡道人員進(jìn)入隧道前，閉 合交流接觸器點(diǎn)亮隧道照明燈，在鐵路巡道人員離開隧道時(shí)，斷開交流接觸器使隧道照明 燈熄滅。這樣做的好處是，巡道人員操作簡(jiǎn)便而且安裝投資又少。但從另一方面看，從巡 道人員進(jìn)入隧道到走出隧道，需要一定的時(shí)間，特別是當(dāng)隧道較長(zhǎng)時(shí)，所花費(fèi)的時(shí)間就會(huì)較 多，這就勢(shì)必會(huì)造成電能的浪費(fèi)。更為嚴(yán)重的是，在某些地方，一些非工作人員在隧道穿行 時(shí)，隨意撬開控制柜點(diǎn)亮隧道照明燈，甚至用木棍頂住交流接觸器致使隧道照明燈常明。長(zhǎng) 此以往，造成的電能浪費(fèi)是相當(dāng)巨大的。 為避免隧道照明燈常明現(xiàn)象，較為理想的照明方式是隧道照明燈的開啟完全在 鐵路巡道人員的控制下，隨著巡道人員的行進(jìn)而陸續(xù)點(diǎn)亮前方的照明燈；待巡道人員走過 后照明燈可自動(dòng)關(guān)閉；必要時(shí)，可以任意調(diào)整某個(gè)局部地段的照明時(shí)間。這樣，即可節(jié)約電 能，又可有效地防止非工作人員人為造成的常明燈現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述背景技術(shù)的不足之處，而提供一種隧道照明 控制系統(tǒng)，它是一種利用電力線載波通訊來控制隧道照明的系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用現(xiàn)有的交流 電源線作為通訊線路，不用鋪線，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的實(shí)時(shí)精確控制。 本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的隧道照明控制系統(tǒng)，包括主機(jī) 單元和從機(jī)單元，所述主機(jī)單元包括PC機(jī)、與PC機(jī)相連的微處理器以及與微處理器相連的 用于數(shù)字信號(hào)與載波信號(hào)轉(zhuǎn)換的通訊模塊；所述從機(jī)單元包括用于數(shù)字信號(hào)與載波信號(hào)轉(zhuǎn) 換的通訊模塊，與通訊模塊相連的微處理器，與微處理器輸出端相連的控制燈模塊以及與 微處理器輸入端相連的傳感器模塊；所述主機(jī)單元和從機(jī)單元通過電力線進(jìn)行通訊。 在上述技術(shù)方案中，所述主機(jī)單元中的PC機(jī)和微處理器之間通過RS-232串口相 連。[0008] 本實(shí)用新型提供一種廉價(jià)的基于微處理器實(shí)現(xiàn)的隧道燈智能控制，每個(gè)從機(jī)單元利用微處理器的串行通信口與主機(jī)單元進(jìn)行通信，控制隧道燈的開啟與關(guān)閉。本隧道照明控制系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)[0009] (1)操作簡(jiǎn)便，節(jié)約電能，避免常明燈 巡道人員可根據(jù)需要，靈活地控制照明狀況，在中央控制室開啟或關(guān)閉隧道內(nèi)的每一盞燈，另一方面隧道中的每一盞燈出現(xiàn)故障，能通過電力線傳送信息回中央控制室。同時(shí)，在系統(tǒng)上對(duì)故障燈的具體信息進(jìn)行自動(dòng)故障報(bào)警，維修時(shí)就能較迅速找到具體，第幾個(gè)洞室，編號(hào)第幾的故障燈，減少了大量的工作量。[0011] (2)有效地提高了照明燈的使用效率 隧道里使用的鈉燈需要經(jīng)過一定的啟輝時(shí)間才會(huì)達(dá)到100%的亮度。若每次只開啟一盞燈，又由于啟輝時(shí)間的影響，開始燈光會(huì)很弱，待巡道人員走出較長(zhǎng)距離后才會(huì)達(dá)到100%的亮度。安裝隧道照明控制系統(tǒng)后，巡道人員可以在中央控制室內(nèi)開啟要巡視的所有燈，或者可根據(jù)需要，提前開啟前方的若干盞燈，這便使巡道人員永遠(yuǎn)在鈉燈的100%亮度照明下行走和工作，有效地避免了鈉燈啟輝時(shí)間的影響，同時(shí)為維護(hù)隧道燈時(shí)，節(jié)約了大量的能源。 (3)利用現(xiàn)有的交流電源線作為通訊線路，不用鋪線，具有投資少，與電網(wǎng)建設(shè)同步等優(yōu)勢(shì)。
(4)給隧道照明系統(tǒng)的維護(hù)人員提供安全可靠的施工環(huán)境。
圖1為本實(shí)用新型隧道照明控制系統(tǒng)的整體電路原理圖。[0016] 圖2為本實(shí)用新型隧道照明控制系統(tǒng)巡檢時(shí)的工作原理圖。[0017] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中通訊模塊的結(jié)構(gòu)圖。[0018] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中通訊模塊的接口電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。 如圖1所示，隧道照明控制系統(tǒng)，包括一個(gè)主機(jī)單元和若干從機(jī)單元，所述主機(jī)單元包括PC機(jī)、與PC機(jī)通過RS-232串口相連的微處理器以及與微處理器相連的通訊模塊；所述從機(jī)單元包括通訊模塊，與通訊模塊相連的微處理器，與微處理器輸出端相連的控制燈模塊以及與微處理器輸入端相連的傳感器模塊；所述主機(jī)單元和從機(jī)單元通過電力線進(jìn)行通訊。 主機(jī)單元和從機(jī)單元的電源主要采用5V穩(wěn)壓電源，除了通訊模塊中的VAA端口外，電路中所有芯片的供電均為+5V。 上述控制燈模塊是通過一個(gè)繼電器來控制照明燈的開關(guān)。 本實(shí)施例中微處理器采用AT89S52單片機(jī)。PC機(jī)的信號(hào)控制端口接到RS-232插座上，通過電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232與AT89S52單片機(jī)相連，這樣就可以進(jìn)行AT89S52單片機(jī)和PC機(jī)之間的信息交換。 AT89S52單片機(jī)是PC機(jī)和通訊模塊之間連接的紐帶，在這里不但要完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，而且還要實(shí)現(xiàn)控制通訊模塊的接收和發(fā)送功能。 通訊模塊則是將AT89S52單片機(jī)和電力線連接起來，是整個(gè)系統(tǒng)與電力線之間的 接口 ，在這里，它將來至AT89S52單片機(jī)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成載波信號(hào)，通過電力線發(fā)送出 去；同時(shí)它也將來自電力線上的載波信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信號(hào)，發(fā)送給AT89S52單片機(jī)，然后通 過電平轉(zhuǎn)換，AT89S52單片機(jī)將所接受到的數(shù)字信號(hào)發(fā)送給PC機(jī)。這樣就完成了整個(gè)系統(tǒng) 中主機(jī)與各從機(jī)之間的相互通訊過程。 本隧道照明控制系統(tǒng)的工作原理如下 主機(jī)單元安裝在隧道燈的中央控制室內(nèi)，從機(jī)單元安裝在各個(gè)隧道燈的控制箱 內(nèi)，主機(jī)單元和從機(jī)單元的通信是雙向的，通過電力線載波通訊方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 主機(jī)單元主要完成發(fā)送從機(jī)地址和發(fā)送控制燈的狀態(tài)信息等功能。工作時(shí)，PC機(jī) 發(fā)送從機(jī)地址和控制燈的狀態(tài)信息，主單片機(jī)AT89S52通過RS-232串口接收到這些信息 后，模擬串口控制通訊模塊通過電力線把信息發(fā)送出去，然后轉(zhuǎn)為接收狀態(tài)接收從機(jī)發(fā)送 來的燈的狀態(tài)信息，收到的信息再經(jīng)RS-232串口傳給PC機(jī)，PC機(jī)通過相應(yīng)的軟件實(shí)時(shí)更 新數(shù)據(jù)庫(kù)的顯示信息。通過查詢的方式就可以知道各個(gè)從機(jī)的工作情況，進(jìn)而了解在線隧 道燈的好壞，從而達(dá)到省時(shí)省力的目的。 從機(jī)單元通過電力線遠(yuǎn)程接收到由主機(jī)發(fā)送來的第一個(gè)數(shù)據(jù)后，各從機(jī)將數(shù)據(jù)即 從機(jī)地址與自己的地址相比較。對(duì)于呼叫地址不相符的從機(jī)，等待，直至新的地址信息到 達(dá)；與呼叫地址相同的從機(jī)，繼續(xù)接收數(shù)據(jù)，根據(jù)接收的數(shù)據(jù)來執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，控制燈的開關(guān)。 而在對(duì)隧道照明系統(tǒng)進(jìn)行巡檢時(shí)，該系統(tǒng)的工作原理如圖2所示。 首先依靠從機(jī)單元的光敏傳感器將采集到的狀態(tài)信息即隧道燈的好壞，觸發(fā)到從
機(jī)AT89S52單片機(jī)，AT89S52單片機(jī)再將壞燈編碼傳送至KQ-100L載波模塊，此數(shù)據(jù)經(jīng)電力
線傳給主機(jī)單元。主機(jī)單元通過中央控制室內(nèi)的PC機(jī)進(jìn)入隧道燈管理系統(tǒng)，發(fā)出隧道燈的
故障報(bào)警，此時(shí)隧道燈的管理人員即打印出故障燈的編碼并派檢修人員前往故障點(diǎn)進(jìn)行檢修。 如圖3所示，本實(shí)施例中采用KQ-100L載波模塊作為通訊模塊。該模塊以低壓電
力線作為數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)拿浇?，同時(shí)也適用于傳輸線或雙絞線等傳輸媒介。 KQ-100L載波模塊AC端為信號(hào)輸入端，直接接220V低壓電力線上。 VAA端為外接直流電源，可選用+5￥至+15￥的直流電源。電壓調(diào)高，發(fā)送功率大，
信號(hào)傳送距離遠(yuǎn)。 +5￥端為模塊內(nèi)部電路工作電源，模塊在4. 5-5. 5V范圍內(nèi)能正常工作，內(nèi)有防過
壓和防瞬變抑制電路，以防過電壓和雷電對(duì)模塊的損壞。 RX端是數(shù)據(jù)接收端，TX端是數(shù)據(jù)發(fā)送端。 R/T端為控制端，高電平時(shí)為接收，低電平時(shí)為發(fā)送。 該模塊采用FSK載波通訊方式，載波中心頻率127kHZ，帶寬8. 77kHz，接收靈敏度 < lmV。通信速率4800bps，可根據(jù)需要適當(dāng)下調(diào)通信速率，最小可低至100bps。 如圖4所示，為KQ-100L載波模塊的接口電路連接圖。 KQ-100L載波模塊以串行方式與AT89S52單片機(jī)通信。KQ-100L載波模塊的RX端、 TX端及R/T端口分別與AT89S52單片機(jī)的RxD端、TxD端及Pl. 0端口相連。由于KQ-100L載波模塊的接口電平全是TTL電平，所以可以直接連接。另外，KQ-100L載波模塊的工作電平是12至15V。為防止高頻干擾，盡量不用開關(guān)電源，可采用直流穩(wěn)壓電源。根據(jù)通訊距離的長(zhǎng)短，可適當(dāng)調(diào)整電源電壓。KQ-100L載波模塊的電源應(yīng)與AT89S52單片機(jī)的工作電源分開，以防發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)其尖峰脈沖對(duì)+5V供電部分造成干擾，造成數(shù)據(jù)通信的紊亂和影響可靠性。KQ-100L載波模塊兩個(gè)AC端可以直接接市電的火線和地線。
權(quán)利要求隧道照明控制系統(tǒng)，包括主機(jī)單元和從機(jī)單元，其特征在于所述主機(jī)單元包括PC機(jī)、與PC機(jī)相連的微處理器以及與微處理器相連的用于數(shù)字信號(hào)與載波信號(hào)轉(zhuǎn)換的通訊模塊；所述從機(jī)單元包括用于數(shù)字信號(hào)與載波信號(hào)轉(zhuǎn)換的通訊模塊，與通訊模塊相連的微處理器，與微處理器輸出端相連的控制燈模塊以及與微處理器輸入端相連的傳感器模塊；所述主機(jī)單元和從機(jī)單元通過電力線進(jìn)行通訊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道照明控制系統(tǒng)，其特征是所述主機(jī)單元中的PC機(jī)和微 處理器之間通過RS-232串口相連。
專利摘要隧道照明控制系統(tǒng)，是一種基于微處理器實(shí)現(xiàn)的隧道燈智能控制系統(tǒng)，每個(gè)從機(jī)單元利用電力線載波與主機(jī)單元進(jìn)行通信，控制隧道燈的開啟與關(guān)閉。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)便，節(jié)約電能，避免常明燈現(xiàn)象，有效提高照明燈的使用效率，為隧道照明系統(tǒng)的維護(hù)人員提供安全可靠的施工環(huán)境等。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201550325SQ20092022972
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者饒志強(qiáng) 申請(qǐng)人:饒志強(qiáng)