公路led隧道燈的自適應(yīng)控制方法及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種公路LED隧道燈的自適應(yīng)控制方法及裝置，通過(guò)傳感器采集公路隧道當(dāng)前路段的車(chē)輛通行情況及亮度信息，將采集的信息通過(guò)基于FPGA的控制核心單元進(jìn)行運(yùn)算和處理，算法預(yù)設(shè)在LED燈具控制器內(nèi)，根據(jù)前一級(jí)的輸出控制編碼信息，即下一級(jí)的輸入控制編碼信息來(lái)判斷本級(jí)LED燈具控制器控制的LED隧道燈所述路段，從而選擇相應(yīng)的算法，使LED燈具控制器作為通用組件，適用于隧道的任何路段。本發(fā)明基于FPGA技術(shù)，通過(guò)FPGA片上系統(tǒng)作LED燈具控制器，利用LED燈具控制器控制隧道中各路段的LED燈，將LED燈具控制器采用逐級(jí)連接的方式，利用前一級(jí)LED燈具控制器的編碼信息為后一級(jí)的LED燈具控制器提供控制數(shù)據(jù)，能更好的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制及節(jié)能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】公路LED隧道燈的自適應(yīng)控制方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及公路照明【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種公路LED隧道燈的自適應(yīng)控制方法及
>J-U裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著公路建設(shè)的發(fā)展，長(zhǎng)隧道及特長(zhǎng)隧道不斷增多，而公路隧道的照明問(wèn)題也隨之而來(lái)?，F(xiàn)在的公路隧道由于距離較長(zhǎng)，通常需要設(shè)置較多的照明燈，而由于這些照明燈通常是采用統(tǒng)一控制的方式，而且其亮度也無(wú)法自動(dòng)調(diào)節(jié)，由于隧道內(nèi)照明燈的照明亮度與隧道外自然光亮度之間可能存在差異，因此在汽車(chē)進(jìn)入隧道時(shí)，由于光照變化較大，司機(jī)會(huì)一時(shí)適應(yīng)不了，感覺(jué)洞口很黑，無(wú)法辨清道路狀況而產(chǎn)生“黑洞效應(yīng)”，這會(huì)使得駕駛員容易對(duì)速度和距離的判斷產(chǎn)生偏差，帶來(lái)及其嚴(yán)重隱患。但是，如果只是增加隧道內(nèi)的照明亮度，在汽車(chē)離開(kāi)隧道時(shí)，則可能產(chǎn)生“白洞效應(yīng)”，而且增加隧道內(nèi)的照明亮度也意味著電耗的增加，同時(shí)還沒(méi)有解決存在的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種公路LED隧道燈的自適應(yīng)控制方法及裝置，它能根據(jù)隧道中的車(chē)輛通行情況及亮度情況自動(dòng)控制隧道內(nèi)的LED燈的亮度，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:公路LED隧道燈的自適應(yīng)控制方法，通過(guò)傳感器采集公路隧道當(dāng)前路段的車(chē)輛通行情況及亮度信息，將采集的信息通過(guò)基于FPGA的控制核心單元進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理，即根據(jù)運(yùn)算結(jié)果來(lái)對(duì)當(dāng)前路段的LED隧道燈進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，并產(chǎn)生下一級(jí)的輸入控制編碼信息，下一級(jí)LED燈具控制器又根據(jù)接收到的輸入控制編碼信息解讀出當(dāng)前路段應(yīng)該達(dá)到的亮度信息，并結(jié)合當(dāng)前路段的實(shí)時(shí)亮度信息及通行情況信息來(lái)自動(dòng)調(diào)整算法，依據(jù)運(yùn)算結(jié)果對(duì)其控制路段的LED隧道燈進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)公路LED隧道燈的自適應(yīng)控制。
[0005]所述的自動(dòng)調(diào)整算法是，算法預(yù)設(shè)在LED燈具控制器內(nèi)，根據(jù)前一級(jí)的輸出控制編碼信息，即下一級(jí)的輸入控制編碼信息來(lái)判斷本級(jí)LED燈具控制器控制的LED隧道燈所述路段，從而選擇相應(yīng)的算法，使LED燈具控制器作為通用組件，適用于隧道的任何路段。
[0006]自適應(yīng)LED隧道燈控制系統(tǒng)，包括LED燈具控制器，前一級(jí)的LED燈具控制器與后一級(jí)LED燈具控制器連接，LED燈具控制器為基于FPGA的控制核心單元；在LED燈具控制器上連接有隧道路段通行情況傳感器及隧道燈光實(shí)時(shí)亮度傳感器。
[0007]在最前一級(jí)的LED燈具控制器上連接有自然光檢測(cè)量化單元，在自然光檢測(cè)量化單元上連接有自然光亮度傳感器。
[0008]LED燈具控制器連接一組LED隧道燈。LED燈具控制器單獨(dú)應(yīng)用于較短隧道，也可以由兩個(gè)以上LED燈具控制器構(gòu)成較長(zhǎng)隧道照明控制系統(tǒng)。
[0009]各LED燈具控制器之間的連接為無(wú)線信號(hào)聯(lián)接或有線總線連接。[0010]LED隧道燈控制器”基于FPGA的控制核心單元，即其運(yùn)算器、控制器、緩存等均在FPGA片上完成，特點(diǎn)是運(yùn)算和控制的處理速度快，靜態(tài)耗電少，還可以降低控制器的故障率。
[0011](I) “運(yùn)算器”用于輸入控制信號(hào)與隧道路段實(shí)時(shí)照度信號(hào)的信息綜合，一方面產(chǎn)生該路段的實(shí)際照明控制信號(hào)；另一方面產(chǎn)生下一級(jí)LED隧道燈控制器的亮度控制信號(hào)。
[0012](2) “控制器”將運(yùn)算器送來(lái)的實(shí)際照明控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為PWM信號(hào)去控制LED燈組調(diào)光，使其達(dá)到該路段的設(shè)計(jì)照明標(biāo)準(zhǔn)亮度。
[0013](3) “輸入控制編碼信息”是前級(jí)處理單元的輸出控制信號(hào)，是包含了隧道外自然光照度信息、是否有車(chē)通行、該控制器工作于哪一個(gè)隧道路段等的一組信息編碼。
[0014](4) “路段控制”根據(jù)輸入控制編碼信息判斷該LED隧道燈具控制器工作于哪個(gè)隧道路段(入口、過(guò)度、中間)，并啟用相應(yīng)算法，通過(guò)運(yùn)算器計(jì)算產(chǎn)生該組LED隧道燈的亮度控制信號(hào)，同時(shí)算出下一組LED隧道燈應(yīng)該達(dá)到的亮度標(biāo)準(zhǔn)的編碼信息。
[0015](5) “強(qiáng)制跳線”，如果控制器是工作于隧道的出口過(guò)渡段、出口段，即通過(guò)跳線來(lái)標(biāo)記，以實(shí)現(xiàn)算法轉(zhuǎn)換。
[0016]LED燈具控制器通過(guò)運(yùn)算，產(chǎn)生用于輸入控制信號(hào)與隧道路段實(shí)時(shí)照度信號(hào)的信息綜合，一方面產(chǎn)生該路段的實(shí)際照明控制信號(hào)，并將實(shí)際照明控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為PWM信號(hào)去控制LED燈組調(diào)光，使其達(dá)到該路段的設(shè)計(jì)照明標(biāo)準(zhǔn)亮度；另一方面產(chǎn)生下一級(jí)LED隧道燈控制器的亮度控制信號(hào)，形成下一級(jí)LED隧道燈控制器的“輸入控制編碼信息”，它是包含了隧道外自然光照度信息、是否有車(chē)通行、該控制器工作于哪一個(gè)隧道路段等的一組信息編碼。
[0017]根據(jù)實(shí)際需要，將連接在不同路段的LED燈上LED隧道燈控制器劃分為入口、過(guò)度及中間，并通過(guò)輸入編碼信息的設(shè)別啟用相應(yīng)算法，通過(guò)LED隧道燈控制器計(jì)算產(chǎn)生該組LED隧道燈的亮度控制信號(hào)，同時(shí)算出下一組LED隧道燈應(yīng)該達(dá)到的亮度標(biāo)準(zhǔn)的編碼信息。
[0018]對(duì)于工作于隧道的出口過(guò)渡段及出口段的LED隧道燈控制器需要通過(guò)跳線來(lái)標(biāo)記，以實(shí)現(xiàn)算法轉(zhuǎn)換。
[0019]隧道路段通行情況傳感器用于檢測(cè)該路段是否有車(chē)通行，此信號(hào)決定是否點(diǎn)亮本隧道路段和下一路段的照明燈。
[0020]隧道燈光實(shí)時(shí)亮度傳感器用于檢測(cè)該路段的實(shí)際照明亮度情況，信號(hào)反饋給控制器去調(diào)整算法，用以改善因隧道燈光衰，車(chē)流量過(guò)大引起的塵埃、煙霧等造成的隧道路段照明亮度不足的問(wèn)題，也是防止隧道過(guò)度照明而浪費(fèi)能源的關(guān)鍵技術(shù)。
[0021]由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于FPGA技術(shù)，通過(guò)片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)作LED燈具控制器的控制核心單元，利用LED燈具控制器控制隧道中各段的LED燈，將LED燈具控制器采用逐級(jí)連接的方式，利用前一級(jí)LED燈具控制器輸出的編碼信息為后一級(jí)的LED燈具控制器提供算法控制依據(jù)，能更好的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制及節(jié)能。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，使用效果好。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明的實(shí)施例:公路LED隧道燈的自適應(yīng)控制方法，通過(guò)傳感器采集公路隧道當(dāng)前路段的車(chē)輛通行情況及亮度信息，將采集的信息通過(guò)基于FPGA的控制核心單元進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理，即根據(jù)運(yùn)算結(jié)果來(lái)對(duì)當(dāng)前路段的LED隧道燈進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，并產(chǎn)生下一級(jí)的輸入控制編碼信息，下一級(jí)LED燈具控制器又根據(jù)接收到的輸入控制編碼信息解讀出當(dāng)前路段應(yīng)該達(dá)到的亮度信息，并結(jié)合當(dāng)前路段的實(shí)時(shí)亮度信息及通行情況信息來(lái)自動(dòng)調(diào)整算法，依據(jù)運(yùn)算結(jié)果對(duì)其控制路段的LED隧道燈進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)公路LED隧道燈的自適應(yīng)控制；算法預(yù)設(shè)在LED燈具控制器內(nèi)，根據(jù)前一級(jí)的輸出控制編碼信息，即下一級(jí)的輸入控制編碼信息來(lái)判斷本級(jí)LED燈具控制器控制的LED隧道燈所述路段，從而選擇相應(yīng)的算法，使LED燈具控制器作為通用組件，適用于隧道的任何路段。
[0024]自適應(yīng)LED隧道燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括LED燈具控制器1，也可以是兩個(gè)以上LED燈具控制器I組成的系統(tǒng)，前一級(jí)的LED燈具控制器I與后一級(jí)LED燈具控制器I連接，LED燈具控制器I為基于FPGA的控制核心單元；在LED燈具控制器I上連接有隧道路段通行情況傳感器2及隧道燈光實(shí)時(shí)亮度傳感器3 ;在最前一級(jí)的LED燈具控制器I上連接有自然光檢測(cè)量化單元4，在自然光檢測(cè)量化單元4上連接有自然光亮度傳感器
5。將LED燈具控制器I與對(duì)應(yīng)的LED隧道燈組6連接起來(lái)。
【權(quán)利要求】
1.一種公路LED隧道燈的自適應(yīng)控制方法，其特征在于:通過(guò)傳感器采集公路隧道當(dāng)前路段的車(chē)輛通行情況及亮度信息，將采集的信息通過(guò)基于FPGA的控制核心單元進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理，即根據(jù)運(yùn)算結(jié)果來(lái)對(duì)當(dāng)前路段的LED隧道燈進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，并產(chǎn)生下一級(jí)的輸入控制編碼信息，下一級(jí)LED燈具控制器又根據(jù)接收到的輸入控制編碼信息解讀出當(dāng)前路段應(yīng)該達(dá)到的亮度信息，并結(jié)合當(dāng)前路段的實(shí)時(shí)亮度信息及通行情況信息來(lái)自動(dòng)調(diào)整算法，依據(jù)運(yùn)算結(jié)果對(duì)其控制路段的LED隧道燈進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)公路LED隧道燈的自適應(yīng)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路LED隧道燈的自適應(yīng)控制方法，其特征在于:所述的自動(dòng)調(diào)整算法是，算法預(yù)設(shè)在LED燈具控制器內(nèi)，根據(jù)前一級(jí)的輸出控制編碼信息，即下一級(jí)的輸入控制編碼信息來(lái)判斷本級(jí)LED燈具控制器控制的LED隧道燈所述路段，從而選擇相應(yīng)的算法，使LED燈具控制器作為通用組件，適用于隧道的任何路段。
3.一種自適應(yīng)LED隧道燈控制系統(tǒng)，包括LED燈具控制器(I )，其特征在于:前一級(jí)的LED燈具控制器(I)與后一級(jí)LED燈具控制器(I)連接，LED燈具控制器(I)為基于FPGA的控制核心單元；在LED燈具控制器(I)上連接有隧道路段通行情況傳感器(2)及隧道燈光實(shí)時(shí)亮度傳感器(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)LED隧道燈控制系統(tǒng)，其特征在于:在最前一級(jí)的LED燈具控制器(I)上連接有自然光檢測(cè)量化單元(4 )，在自然光檢測(cè)量化單元(4 )上連接有自然光亮度傳感器(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)LED隧道燈控制系統(tǒng)，其特征在于:LED燈具控制器(I)連接一組LED隧道燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)LED隧道燈控制系統(tǒng)，其特征在于:各部件之間的連接為無(wú)線信號(hào)聯(lián)接或有線總線連`接。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103607830SQ201310650624
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】李良榮 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)