基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法及装置的制作方法
专利名称：基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种公路照明技术，尤其是一种基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法及装置。
背景技术：
目前，全国各地的隧道日益增多，其中隧道照明费用已占据了隧道运营成本的大部分。加之全球能源紧张，各处陆续出现“电荒”，导致“拉闸限电”范围不断扩大，给人民的生活带来极大的不便。同时巨大的能耗，既不符合当前节能、低碳、环保等要求，又阻碍了社会经济的发展。对于隧道照明的能量浪费，传统的解决方案是按照一年四季的天气对隧道中的灯具进行开启或关闭的设计，虽然可以节约大量的电量，但不一定适应隧道照明的实际情况，反而可能导致设计保守或不安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法及装置，它能智能控制隧道灯的用电情况，在保证正常照明需要的前提下，可有效节约用电量，以克服现有技术的不足。本发明是这样实现的基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法，利用微波探测器感应并采集隧道中的车辆通行情况的数据，并将该数据发送给单片机，单片机将收到的数据进行相应处理后，通过微波探测器发送控制信号对隧道灯进行调控，从而实现智能控制隧道照明用电量的目的。微波传感器采用脉动供电模式，由单片机产生频率为2 4KHz，脉宽>15uS的矩形波信号控制PNP三极管S8550的导通与截止，从而为微波传感器脉冲供电。这样能更好的达到节能效果。基于微波传感的隧道照明智能节能控制装置，包括单片机，在单片机上连接有微波探测器，单片机与电源连接；在微波探测器上设有数据发射装置；另设有与数据发射装置对应的隧道智能节能控制器。所述的数据发射装置为无线数据发射装置。这样可以减少部分数据传输线路，能减少施工，避免开凿隧道墙体，可以减少维护压力。在单片机上连接有地址编码处理器。地址编码处理器可以设定各个LED灯的地址，方便LED灯的级联控制。在电源上设有EMC滤波电路。电路电源在给系统供电的同时，会通过连接有EMC滤波电路，进而可以防止系统的高频杂波污染电网以及电网的杂波进入系统，从而极大地提高了本系统电源的可靠性。由于采用上述的技术方案，与现有技术相比，本发明采用微波传感器来感应并采集隧道中的车辆通行情况的数据，将该数据发送至单片机后，由单片机根据车辆通行的情况来控制隧道内照明灯的用电量，从而实现智能控制隧道照明用电的目的。本发明方法简单，所使用的装置容易制作，使用效果好。
附图I为本发明控制装置的结构示意 附图2为本发明的单片机的电路 附图3为本发明的地址编码处理器的电路 附图4为本发明的隧道智能节能控制器的电路 附图5为本发明的电源的电路 附图6为本发明的微波传感器的微波感应信号提取电路 附图7为本发明的微波传感器的放大整形电路图。
具体实施例方式
具体实施例方式基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法，利用微波探测器感应并采集隧道中的车辆通行情况的数据，并将该数据发送给单片机，单片机将收到的数据进行相应处理后，通过微波探测器发送控制信号对隧道灯进行调控，从而实现智能控制隧道照明用电量的目的；微波传感器采用脉动供电模式，由单片机产生频率为2 4KHz，脉宽>15uS的矩形波信号控制PNP三极管S8550的导通与截止，从而为微波传感器脉冲供电，以达到节能的目的。基于微波传感的隧道照明智能节能控制装置的结构如图I所示，包括单片机3，在单片机3上连接有微波探测器I，单片机3与电源4连接，在电源4上设有EMC滤波电路7 ；在微波探测器I上连接有无线数据发射装置5，另设有与数据发射装置5对应的隧道智能节能控制器2 ;在单片机I上连接有地址编码处理器6。在使用时，将微波探测器I及单片机3安装到隧道边墙7底部高出检修道80cm处，并使电源4与交流市电连通；并在隧道边墙7的中部安装隧道智能节能控制器9，使每个隧道照明灯8均对应一个隧道智能节能控制器2，并使隧道智能节能控制器2与隧道照明灯8处于隧道横向的同一横截面中，将智能节能控制器2与隧道照明灯8连接起来。对于单车场景，当微波传感器I检测到下方有车辆时启动全亮模式，同时通过数据发射装置5发送自身地址数据给前方3台隧道照明灯8的隧道智能节能控制器2，控制前方隧道照明灯8启动全亮模式；当车辆通过后，隧道智能节能控制器2接收到其前面一个隧道照明灯8的地址信息后转为半亮即节能模式。而对于多车场景，控制方式跟单车场景相似，不同之处在于当前隧道照明灯8的隧道智能节能控制器2接收到其前面一个隧道照明灯8的地址信息后不转为半亮模式，而是受制于微波传感器I的车辆有无检测，从而达到有效及时地控制隧道照明灯8灯亮度。单片机3是由51单片机最小系统组成，构成最小系统的基本单元电路包括上电复位电路、时钟电路和电源电路。如图2所示，单片机3的18引脚和19引脚接时钟电路，XTALl接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入，XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出。第9引脚为复位输入端。接上电容，电阻及开关后够上电复位电路，20引脚为接地端，40引脚为电源端。
地址编码电路6的电路如图3所示，8位地址拨码开关可以自由设定256组LED灯的地址，方便LED灯的级联控制。隧道智能节能控制器2为降压恒流源芯片PT4115驱动。D5为续流二极管，选取快恢复型肖特基二极管SS14。R25 =0.1/ ( 20mA*9组)=0. 56欧。电路如图4所示。电源4的电路如图5所示，供电电路设置IA熔断保险和压敏电阻，当电路因雷击或其它因素发生过流或短路时熔断器熔断，从而保护系统不被烧坏，C2、C3、L1构成EMC滤波电路7，防止系统的高频杂波污染电网以及电网的 杂波进入系统。为了让系统电源简单可靠，选用南京亨乾电子的开关电源模块AES12S5-10，该模块输出为5V/0. 4A，12V/0. 5A。微波传感器I的型号为HB100,它的微波感应信号提取电路如图6所不，微波传感器采用脉动供电(PW)模式，由单片机产生频率为2 4KHz，脉宽>15uS的矩形波信号控制PNP三极管S8550的导通与截止，从而为微波传感器HB100脉冲供电以达到节能的目的。当检测到移动物体HB100输出幅度和频率变化的IF射频信号，由RC滤波电路滤除杂波干扰信号后送至运放LM2902同相输入端进行放大；IF输出信号采用LM2902构成两级放大电路进行毫伏信号放大。电路最大电压增益为Av=256x20=5120，如图7所示。调节电位器R43可以调节电路的总增益，从而改变探测距离。U5C构成电压比较器，当ΗΒ100检测到移动物体，比较器同相端电压低于反相端电压，输出低电平信号，该信号送至单片机外部中断口引发CPU中断。IF输出当物体在ΗΒ100的有效探测范围内以lm/s的速度相对于HB100的天线面(非铝质屏蔽罩的那一面为天线面)做径向移动时，HB100的IF输出为72Hz/ s, IF的脉动输出频率与物体相对径向移动速度成近似线性关系。
权利要求
1.一种基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法，其特征在于利用微波探测器感应并采集隧道中的车辆通行情况的数据，并将该数据发送给单片机，单片机将收到的数据进行相应处理后，通过微波探测器发送控制信号对隧道灯进行调控，从而实现智能控制隧道照明用电量的目的。
2.根据权利要求I所述的基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法，其特征在于微波传感器采用脉动供电模式，由单片机产生频率为2 4KHz，脉宽>15uS的矩形波信号控制PNP三极管S8550的导通与截止，从而为微波传感器脉冲供电。
3.一种基于微波传感的隧道照明智能节能控制装置，包括单片机(3)，其特征在于在单片机(3 )上连接有微波探测器(I)，单片机(3 )与电源(4)连接，在微波探测器(I)上设有数据发射装置(5);另设有与数据发射装置(5)对应的隧道智能节能控制器(2)。
4.根据权利要求3所述的基于微波传感的隧道照明智能节能控制装置，其特征在于所述的数据发射装置(5)为无线数据发射装置。
5.根据权利要求3所述的基于微波传感的隧道照明智能节能控制装置，其特征在于在单片机(I)上连接有地址编码处理器(6 )。
6.根据权利要求3所述的基于微波传感的隧道照明智能节能控制装置，其特征在于在电源(4)上设有EMC滤波电路(7)。
全文摘要
本发明公开了一种基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法及装置，利用微波探测器感应并采集隧道中的车辆通行情况的数据，并将该数据发送给单片机，单片机将收到的数据进行相应处理后，通过微波探测器发送控制信号对隧道灯进行调控，从而实现智能控制隧道照明用电量的目的。本发明采用微波传感器来感应并采集隧道中的车辆通行情况的数据，将该数据发送至单片机后，由单片机根据车辆通行的情况来控制隧道内照明灯的用电量，从而实现智能控制隧道照明用电的目的。本发明方法简单，所使用的装置容易制作，使用效果好。
文档编号H05B37/02GK102630116SQ20121013065
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月29日 优先权日2012年4月29日
发明者何中明, 周健祥, 夏开宗, 潘刚, 许瑞宁, 谢涛 申请人:贵州大学
技术领域：
本发明涉及一种公路照明技术，尤其是一种基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法及装置。
背景技术：
目前，全国各地的隧道日益增多，其中隧道照明费用已占据了隧道运营成本的大部分。加之全球能源紧张，各处陆续出现“电荒”，导致“拉闸限电”范围不断扩大，给人民的生活带来极大的不便。同时巨大的能耗，既不符合当前节能、低碳、环保等要求，又阻碍了社会经济的发展。对于隧道照明的能量浪费，传统的解决方案是按照一年四季的天气对隧道中的灯具进行开启或关闭的设计，虽然可以节约大量的电量，但不一定适应隧道照明的实际情况，反而可能导致设计保守或不安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法及装置，它能智能控制隧道灯的用电情况，在保证正常照明需要的前提下，可有效节约用电量，以克服现有技术的不足。本发明是这样实现的基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法，利用微波探测器感应并采集隧道中的车辆通行情况的数据，并将该数据发送给单片机，单片机将收到的数据进行相应处理后，通过微波探测器发送控制信号对隧道灯进行调控，从而实现智能控制隧道照明用电量的目的。微波传感器采用脉动供电模式，由单片机产生频率为2 4KHz，脉宽>15uS的矩形波信号控制PNP三极管S8550的导通与截止，从而为微波传感器脉冲供电。这样能更好的达到节能效果。基于微波传感的隧道照明智能节能控制装置，包括单片机，在单片机上连接有微波探测器，单片机与电源连接；在微波探测器上设有数据发射装置；另设有与数据发射装置对应的隧道智能节能控制器。所述的数据发射装置为无线数据发射装置。这样可以减少部分数据传输线路，能减少施工，避免开凿隧道墙体，可以减少维护压力。在单片机上连接有地址编码处理器。地址编码处理器可以设定各个LED灯的地址，方便LED灯的级联控制。在电源上设有EMC滤波电路。电路电源在给系统供电的同时，会通过连接有EMC滤波电路，进而可以防止系统的高频杂波污染电网以及电网的杂波进入系统，从而极大地提高了本系统电源的可靠性。由于采用上述的技术方案，与现有技术相比，本发明采用微波传感器来感应并采集隧道中的车辆通行情况的数据，将该数据发送至单片机后，由单片机根据车辆通行的情况来控制隧道内照明灯的用电量，从而实现智能控制隧道照明用电的目的。本发明方法简单，所使用的装置容易制作，使用效果好。
附图I为本发明控制装置的结构示意 附图2为本发明的单片机的电路 附图3为本发明的地址编码处理器的电路 附图4为本发明的隧道智能节能控制器的电路 附图5为本发明的电源的电路 附图6为本发明的微波传感器的微波感应信号提取电路 附图7为本发明的微波传感器的放大整形电路图。
具体实施例方式
具体实施例方式基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法，利用微波探测器感应并采集隧道中的车辆通行情况的数据，并将该数据发送给单片机，单片机将收到的数据进行相应处理后，通过微波探测器发送控制信号对隧道灯进行调控，从而实现智能控制隧道照明用电量的目的；微波传感器采用脉动供电模式，由单片机产生频率为2 4KHz，脉宽>15uS的矩形波信号控制PNP三极管S8550的导通与截止，从而为微波传感器脉冲供电，以达到节能的目的。基于微波传感的隧道照明智能节能控制装置的结构如图I所示，包括单片机3，在单片机3上连接有微波探测器I，单片机3与电源4连接，在电源4上设有EMC滤波电路7 ；在微波探测器I上连接有无线数据发射装置5，另设有与数据发射装置5对应的隧道智能节能控制器2 ;在单片机I上连接有地址编码处理器6。在使用时，将微波探测器I及单片机3安装到隧道边墙7底部高出检修道80cm处，并使电源4与交流市电连通；并在隧道边墙7的中部安装隧道智能节能控制器9，使每个隧道照明灯8均对应一个隧道智能节能控制器2，并使隧道智能节能控制器2与隧道照明灯8处于隧道横向的同一横截面中，将智能节能控制器2与隧道照明灯8连接起来。对于单车场景，当微波传感器I检测到下方有车辆时启动全亮模式，同时通过数据发射装置5发送自身地址数据给前方3台隧道照明灯8的隧道智能节能控制器2，控制前方隧道照明灯8启动全亮模式；当车辆通过后，隧道智能节能控制器2接收到其前面一个隧道照明灯8的地址信息后转为半亮即节能模式。而对于多车场景，控制方式跟单车场景相似，不同之处在于当前隧道照明灯8的隧道智能节能控制器2接收到其前面一个隧道照明灯8的地址信息后不转为半亮模式，而是受制于微波传感器I的车辆有无检测，从而达到有效及时地控制隧道照明灯8灯亮度。单片机3是由51单片机最小系统组成，构成最小系统的基本单元电路包括上电复位电路、时钟电路和电源电路。如图2所示，单片机3的18引脚和19引脚接时钟电路，XTALl接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入，XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出。第9引脚为复位输入端。接上电容，电阻及开关后够上电复位电路，20引脚为接地端，40引脚为电源端。
地址编码电路6的电路如图3所示，8位地址拨码开关可以自由设定256组LED灯的地址，方便LED灯的级联控制。隧道智能节能控制器2为降压恒流源芯片PT4115驱动。D5为续流二极管，选取快恢复型肖特基二极管SS14。R25 =0.1/ ( 20mA*9组)=0. 56欧。电路如图4所示。电源4的电路如图5所示，供电电路设置IA熔断保险和压敏电阻，当电路因雷击或其它因素发生过流或短路时熔断器熔断，从而保护系统不被烧坏，C2、C3、L1构成EMC滤波电路7，防止系统的高频杂波污染电网以及电网的 杂波进入系统。为了让系统电源简单可靠，选用南京亨乾电子的开关电源模块AES12S5-10，该模块输出为5V/0. 4A，12V/0. 5A。微波传感器I的型号为HB100,它的微波感应信号提取电路如图6所不，微波传感器采用脉动供电(PW)模式，由单片机产生频率为2 4KHz，脉宽>15uS的矩形波信号控制PNP三极管S8550的导通与截止，从而为微波传感器HB100脉冲供电以达到节能的目的。当检测到移动物体HB100输出幅度和频率变化的IF射频信号，由RC滤波电路滤除杂波干扰信号后送至运放LM2902同相输入端进行放大；IF输出信号采用LM2902构成两级放大电路进行毫伏信号放大。电路最大电压增益为Av=256x20=5120，如图7所示。调节电位器R43可以调节电路的总增益，从而改变探测距离。U5C构成电压比较器，当ΗΒ100检测到移动物体，比较器同相端电压低于反相端电压，输出低电平信号，该信号送至单片机外部中断口引发CPU中断。IF输出当物体在ΗΒ100的有效探测范围内以lm/s的速度相对于HB100的天线面(非铝质屏蔽罩的那一面为天线面)做径向移动时，HB100的IF输出为72Hz/ s, IF的脉动输出频率与物体相对径向移动速度成近似线性关系。
权利要求
1.一种基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法，其特征在于利用微波探测器感应并采集隧道中的车辆通行情况的数据，并将该数据发送给单片机，单片机将收到的数据进行相应处理后，通过微波探测器发送控制信号对隧道灯进行调控，从而实现智能控制隧道照明用电量的目的。
2.根据权利要求I所述的基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法，其特征在于微波传感器采用脉动供电模式，由单片机产生频率为2 4KHz，脉宽>15uS的矩形波信号控制PNP三极管S8550的导通与截止，从而为微波传感器脉冲供电。
3.一种基于微波传感的隧道照明智能节能控制装置，包括单片机(3)，其特征在于在单片机(3 )上连接有微波探测器(I)，单片机(3 )与电源(4)连接，在微波探测器(I)上设有数据发射装置(5);另设有与数据发射装置(5)对应的隧道智能节能控制器(2)。
4.根据权利要求3所述的基于微波传感的隧道照明智能节能控制装置，其特征在于所述的数据发射装置(5)为无线数据发射装置。
5.根据权利要求3所述的基于微波传感的隧道照明智能节能控制装置，其特征在于在单片机(I)上连接有地址编码处理器(6 )。
6.根据权利要求3所述的基于微波传感的隧道照明智能节能控制装置，其特征在于在电源(4)上设有EMC滤波电路(7)。
全文摘要
本发明公开了一种基于微波传感的隧道照明智能节能控制方法及装置，利用微波探测器感应并采集隧道中的车辆通行情况的数据，并将该数据发送给单片机，单片机将收到的数据进行相应处理后，通过微波探测器发送控制信号对隧道灯进行调控，从而实现智能控制隧道照明用电量的目的。本发明采用微波传感器来感应并采集隧道中的车辆通行情况的数据，将该数据发送至单片机后，由单片机根据车辆通行的情况来控制隧道内照明灯的用电量，从而实现智能控制隧道照明用电的目的。本发明方法简单，所使用的装置容易制作，使用效果好。
文档编号H05B37/02GK102630116SQ20121013065
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月29日 优先权日2012年4月29日
发明者何中明, 周健祥, 夏开宗, 潘刚, 许瑞宁, 谢涛 申请人:贵州大学
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