一種亮度可控的道路照明控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種亮度可控的道路照明控制方法及系統(tǒng)，根據(jù)道路危險程度、天氣、環(huán)境、車輛及行人的位置、行進(jìn)方向、速度等因素對照明燈的亮度實行動態(tài)控制，對容易出事故的危險路段、社會治安較差的關(guān)鍵區(qū)域以及存在風(fēng)雨等惡劣天氣時進(jìn)行較高亮度的持續(xù)照明，而對普通路段與時段，當(dāng)車輛及行人經(jīng)過時，僅對車輛及行人前后的安全區(qū)域進(jìn)行照明，而安全區(qū)域以外的照明燈僅維持其預(yù)工作狀態(tài)或熄滅。本發(fā)明通過動態(tài)調(diào)整亮度實現(xiàn)了按需照明的要求，可以較好地降低能源消耗，提高照明效率，降低成本。
【專利說明】一種亮度可控的道路照明控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明控制方法，更具體涉及一種亮度可控的道路照明控制方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]道路照明主要作用是提高交通系統(tǒng)的安全性，為行人及駕駛?cè)藛T提供清晰的視線 來減少交通事故，然而道路照明需要消耗大量的能源，增加大量的成本，同時隨著夜晚通行 車輛及行人的減少使得大量的能源被浪費，并給環(huán)境帶來光污染。當(dāng)前對道路照明的處理 普遍是將所有照明燈的亮度降低或熄滅，雖然可以降低能耗但會導(dǎo)致安全性降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀和存在的問題，本發(fā)明的目的在于，為通行車輛及行人 的道路照明提供一種亮度可控的道路照明控制方法及系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種亮度可控的道路照明控制方法，該方法采用多組照明燈進(jìn)行照明，根據(jù)道路危險 程度、治安狀況、天氣、環(huán)境、車輛及行人的位置和速度對照明燈組的亮度實行動態(tài)控制:對 容易出事故的危險路段、社會治安較差的區(qū)域以及存在惡劣天氣時的路段進(jìn)行較高亮度的 持續(xù)照明，而對普通路段與時段，當(dāng)車輛及行人經(jīng)過時，根據(jù)車輛及行人的位置、前進(jìn)方向 及速度控制照明燈組的亮度，僅對車輛及行人所在位置及前后設(shè)定范圍內(nèi)的安全區(qū)域進(jìn)行 不同亮度的照明，而安全區(qū)域以外的照明燈僅維持其預(yù)工作狀態(tài)或熄滅。
[0005]實現(xiàn)上述亮度可控的道路照明控制方法的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)將照明燈進(jìn)行分組并進(jìn) 行編號，每組包含有一個或多個相鄰的照明燈，每組照明燈的控制單元包括傳感模塊、信號 處理模塊、亮度控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊；傳感模塊用于對車輛及行人速度、位置、天氣狀況 進(jìn)行檢測，并對傳感模塊所在組的照明燈亮度進(jìn)行測量，傳感模塊將所測信息被送到信號 處理模塊，信號處理模塊接收所測信息及相鄰組通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊傳輸?shù)男腥?、車輛位置、 速度和運動方向信息進(jìn)行處理后控制亮度控制模塊調(diào)整本單元照明燈的亮度，同時根據(jù)傳 感模塊對照明燈供電電壓、電流及照明燈亮度的測量監(jiān)測照明燈自身的狀態(tài)是否存在異 常，如果存在異常則通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊發(fā)送照明燈當(dāng)前的電壓、電流、亮度參數(shù)到照明燈控 制中心及道路照明管理維護(hù)部門，更換故障部件或照明燈及時排除故障；網(wǎng)絡(luò)通信模塊通 過有線或無線的方式接收相鄰組傳入的行人、車輛位置、速度和運動方向信息以及將本組 測量的行人、車輛位置、速度和運動方向信息發(fā)送到相鄰組，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收；由傳 感模塊檢測車輛及行人的位置及行進(jìn)方向，對行人及車輛的位置后方部分亮度的照明燈組 數(shù)為a、前方全亮度的照明燈組數(shù)為b及部分亮度的照明燈組數(shù)為c的區(qū)域照明，即總照明 燈組的組數(shù)為a+b+c ;車輛及行人位置信息被送到信號處理模塊中，信號處理模塊將位置 信息、行進(jìn)速度及當(dāng)前組編號通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊發(fā)送到相鄰照明燈組，相鄰照明燈組接收 到信息后判斷自身組是否在行人及車輛的位置所需照明的a+b+c的范圍內(nèi)，如果在需要照明的范圍內(nèi)則確定所處的a、b及c的位置，根據(jù)所處位置設(shè)定照明亮度。
[0006]進(jìn)一步地，所述傳感模塊包括行人及車輛位置的傳感器、照明燈供電的電壓、電流 傳感器、照明燈照明亮度傳感器，各傳感器信號放大、濾波的信號調(diào)理電路，和模數(shù)轉(zhuǎn)換電 路；信號調(diào)理電路用于對傳感器輸出的檢測信號進(jìn)行放大、濾波，以滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換的要求； 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于對信號調(diào)理電路輸出的信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號，以進(jìn)行后續(xù)的數(shù)字信號處理。
[0007]進(jìn)一步地，所述信號處理模塊包括數(shù)字信號處理芯片和儲存芯片，用于對傳感模 塊輸出的數(shù)字信號、網(wǎng)絡(luò)通信模塊接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，信號處理模塊內(nèi)部存儲行人及車 輛位置的照明區(qū)域所對應(yīng)照明燈亮度數(shù)據(jù)庫，根據(jù)數(shù)據(jù)庫確定本照明燈的亮度，并通過亮 度控制模塊控制照明燈電源驅(qū)動的電壓、電流，進(jìn)而調(diào)整照明燈的亮度。
[0008]進(jìn)一步地，亮度控制模塊包括照明燈的用于電壓、電流控制的電源驅(qū)動芯片，亮度 控制模塊接收信號處理模塊的控制命令，控制驅(qū)動電壓及電流，進(jìn)而調(diào)整照明燈的亮度。
[0009]利用上述控制系統(tǒng)的亮度可控的道路照明控制方法，其具體包括如下步驟:
6.1每組照明燈的網(wǎng)絡(luò)通信模塊接收相鄰照明燈組的網(wǎng)絡(luò)通信模塊發(fā)送的行人及車 輛位置及運動方向信息，傳感模塊檢測本照明燈組區(qū)域內(nèi)行人及車輛位置及行進(jìn)方向；
6.2當(dāng)接收到相鄰照明燈組發(fā)送的行人、車輛位置、速度和運動方向等信息及傳感模 塊檢測到的行人及車輛位置信息后通知本照明燈組的信號處理模塊，信號處理模塊根據(jù)行 人及車輛的位置及前進(jìn)方向信息，查詢存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，得到本照明燈組對應(yīng)的亮度信 息，并通知亮度控制模塊；
6.3亮度控制模塊根據(jù)信號處理模塊發(fā)送的照明燈亮度信息，控制本照明燈組的驅(qū)動 電壓、電流，進(jìn)而調(diào)整照明燈亮度；
6.4傳感模塊檢測照明燈組的亮度及電壓、電流電氣參數(shù)，判斷是否存在異常，如果存 在異常則通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊通知照明燈控制中心及道路照明管理維護(hù)部門對照明燈維修 更換故障部件。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術(shù)效果:
本發(fā)明根據(jù)道路危險程度、治安狀況、天氣、環(huán)境、車輛及行人的位置、速度等因素對照 明燈的亮度實行動態(tài)控制，對容易出事故的危險路段、社會治安較差關(guān)鍵區(qū)域以及存在風(fēng) 雨等惡劣天氣時進(jìn)行較高亮度的持續(xù)照明，而對普通路段與時段，當(dāng)車輛及行人經(jīng)過時，根 據(jù)車輛及行人的位置、前進(jìn)方向及速度等因素控制照明燈組的照明亮度，僅對車輛及行人 所在位置及前后設(shè)定范圍內(nèi)的安全區(qū)域進(jìn)行照明，而安全區(qū)域以外的照明燈僅維持其預(yù)工 作狀態(tài)或熄滅。本發(fā)明能更好地降低能源消耗，同時不降低道路同行的安全性。
[0011] 【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為亮度控制示意圖。
[0013]圖2為控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖3為傳感模塊示意圖。
[0015]圖4為信號處理模塊不意圖。
[0016]圖5為亮度控制模塊示意圖。[0017]圖6為亮度控制流程圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實施和保護(hù)不限于此。
[0019]本發(fā)明的道路照明控制系統(tǒng)包括多組照明燈，每組包含有一個或多個相鄰的照明 燈，如圖2，每組照明燈的控制單元包括傳感模塊1、信號處理模塊2、亮度控制模塊3、網(wǎng)絡(luò) 通信模塊4 ;傳感模塊I用于對車輛及行人速度、位置、行進(jìn)方向、天氣狀況(如是否存在風(fēng) 雨)進(jìn)行測量，并對照明燈亮度進(jìn)行測量，所測信息被送到信號處理模塊2，信號處理模塊2 接收所測信息及其他組通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊4傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行處理后控制亮度控制模塊3調(diào) 整本照明燈組的照明亮度，同時根據(jù)對照明燈亮度的測量監(jiān)測照明燈組自身的狀態(tài)，并通 過網(wǎng)絡(luò)通信模塊4發(fā)送到相鄰照明燈組及照明燈控制中心、照明燈管理維護(hù)部門進(jìn)行必要 的維護(hù)，網(wǎng)絡(luò)通信模塊4通過有線或無線的方式接收其他照明燈組傳入的信息以及將本組 測量信息發(fā)送到其他照明燈組控制單元，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。
[0020]傳感模塊用于對車輛及行人速度、位置、行進(jìn)方向、天氣等進(jìn)行測量，并通過照明 燈組的電壓、電流等電氣參數(shù)及亮度傳感器對照明燈組的狀態(tài)及亮度進(jìn)行測量以監(jiān)測照明 燈組是否存在故障。如圖3，傳感模塊包括行人及車輛位置的傳感器、照明燈組供電的電壓、 電流傳感器、照明燈組照明亮度傳感器，各傳感器信號放大、濾波的信號調(diào)理電路，模數(shù)轉(zhuǎn) 換電路等。位置的傳感可通過超聲波、紅外線、電感線圈、光電傳感器等實現(xiàn)，用于檢測行人 及車輛的位置及行進(jìn)方向；信號調(diào)理電路用于對傳感器輸出的檢測信號進(jìn)行放大、濾波，以 滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換的要求；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于對信號調(diào)理電路輸出的信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模 擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以進(jìn)行后續(xù)的數(shù)字信號處理。
[0021]信號處理模塊接收所測信息及相鄰照明組燈通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊傳輸過來的信息 后，根據(jù)車輛及行人的運動速度控制亮度控制模塊改變本照明燈組各發(fā)光單元的電壓、電 流等電氣參數(shù)，控制各發(fā)光單元的亮度，進(jìn)而調(diào)整本照明燈照明亮度，同時根據(jù)對照明燈的 電壓、電流等電氣參數(shù)測量及亮度傳感器對照明燈亮度的測量，監(jiān)測照明燈自身的狀態(tài)，如 存在電壓、電流及亮度等的異常則通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊發(fā)送照明燈當(dāng)前電壓、電流、亮度等參 數(shù)到相鄰照明燈控制單元及照明燈控制中心及道路照明管理維護(hù)部門，更換故障部件或照 明燈及時排除故障。如圖4，信號處理模塊包括CPU、MCU、DSP及FPGA等數(shù)字信號處理芯片、 儲存芯片等，用于對傳感模塊輸出的數(shù)字信號、網(wǎng)絡(luò)通信模塊接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，信號處 理模塊內(nèi)部存儲覆蓋行人及車輛位置所對應(yīng)的本照明組照明亮度數(shù)據(jù)庫，根據(jù)數(shù)據(jù)庫確定 本照明燈組的照明亮度，并通過亮度控制模塊控制驅(qū)動電壓、電流進(jìn)而調(diào)整照明亮度。
[0022]如圖5，亮度控制模塊對照明燈進(jìn)行電源管理，亮度控制模塊包括照明燈的電壓、 電流控制的電源驅(qū)動芯片，亮度控制模塊接收信號處理模塊的控制命令，控制驅(qū)動電源的 電壓及電流，進(jìn)而調(diào)整照明亮度。
[0023]網(wǎng)絡(luò)通信模塊通過有線或無線的方式接收其他照明燈控制單元傳入的行人、車輛 位置、速度和運動方向等信息以及將本照明燈控制單元的測量的行人、車輛位置、速度和運 動方向等信息發(fā)送到其他照明燈的控制單元，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。
[0024]道路照明控制方法示意圖如圖1所示。圖中nl、n2為容易發(fā)生事故的危險路段、 治安較差的關(guān)鍵路段處的全亮度照明燈組，a為車輛及行人后方部分亮度照明燈組的個數(shù)，b為行人及車輛前方的全亮度照明燈組的個數(shù)，c為b個全亮度照明燈組前方的部分亮度 照明燈組個數(shù)。由傳感模塊檢測車輛及行人的位置及行進(jìn)方向，對行人及車輛的位置后方 部分亮度照明燈組數(shù)為a、前方全亮度照明組數(shù)為b及部分亮度照明燈組數(shù)為c的區(qū)域照 明，即總照明燈組的個數(shù)為a+b+c ;車輛及行人位置信息被送到信號處理模塊中，信號處理 模塊將位置信息、行進(jìn)速度及當(dāng)前組編號通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊發(fā)送到相鄰照明燈組，相鄰照 明燈組接收到信息后判斷自身組是否在a+b+c的范圍內(nèi)，如果在需要照明的范圍內(nèi)則確定 所處的a、b及c的位置，根據(jù)所處位置設(shè)定照明亮度。
[0025]照明亮度控制流程如圖6所示:
I網(wǎng)絡(luò)通信模塊接收相鄰照明燈網(wǎng)絡(luò)通信模塊發(fā)送的行人及車輛位置及運動方向信 息，傳感模塊檢測本照明燈照明覆蓋區(qū)域內(nèi)行人及車輛位置及行進(jìn)方向；
2當(dāng)接收到相鄰照明燈發(fā)送的有效信息及傳感模塊檢測到的行人及車輛位置信息后 通知本照明燈信號處理模塊，信號處理模塊根據(jù)行人及車輛的位置及前進(jìn)方向信息，查詢 存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，得到本照明燈對應(yīng)的亮度信息，并通知亮度控制模塊；
3亮度控制模塊根據(jù)信號處理模塊發(fā)送的照明燈組亮度信息，控制本照明燈驅(qū)動電源 的電壓、電流，進(jìn)而調(diào)整照明亮度；
4傳感模塊檢測照明燈的亮度及電壓、電流等電氣參數(shù)，判斷是否存在異常，如果存在 異常則通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊通知照明燈控制中心及道路照明管理維護(hù)部門對照明燈維修更 換故障部件。
【權(quán)利要求】
1.一種亮度可控的道路照明控制方法，其特征在于采用多組照明燈進(jìn)行照明，根據(jù)道路危險程度、治安狀況、天氣、環(huán)境、車輛及行人的位置和速度對照明燈組的亮度實行動態(tài)控制:對容易出事故的危險路段、社會治安較差的區(qū)域以及存在惡劣天氣時的路段進(jìn)行較高亮度的持續(xù)照明，而對普通路段與時段，當(dāng)車輛及行人經(jīng)過時，根據(jù)車輛及行人的位置、 前進(jìn)方向及速度控制照明燈組的亮度，僅對車輛及行人所在位置及前后設(shè)定范圍內(nèi)的安全區(qū)域進(jìn)行不同亮度的照明，而安全區(qū)域以外的照明燈僅維持其預(yù)工作狀態(tài)或熄滅。
2.實現(xiàn)權(quán)利要求1所述亮度可控的道路照明控制方法的控制系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)將照明燈進(jìn)行分組并進(jìn)行編號，每組包含有一個或多個相鄰的照明燈，每組照明燈的控制單元包括傳感模塊、信號處理模塊、亮度控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊；傳感模塊用于對車輛及行人速度、位置、天氣狀況進(jìn)行檢測，并對傳感模塊所在組的照明燈電壓、電流及亮度進(jìn)行測量，傳感模塊將所測信息被送到信號處理模塊，信號處理模塊接收所測信息及相鄰照明燈組通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊傳輸?shù)男腥?、車輛位置、速度和運動方向及相鄰照明燈電壓、電流及亮度狀態(tài)信息進(jìn)行處理后控制亮度控制模塊調(diào)整本單元照明燈的亮度，同時根據(jù)傳感模塊對照明燈供電電壓、電流及照明燈亮度的測量監(jiān)測照明燈自身的狀態(tài)是否存在異常，如果存在異常則通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊發(fā)送照明燈當(dāng)前的電壓、電流、亮度參數(shù)到照明燈控制中心及道路照明管理維護(hù)部門，更換故障部件或照明燈及時排除故障；網(wǎng)絡(luò)通信模塊通過有線或無線的方式接收相鄰組傳入的行人、車輛位置、速度和運動方向及相鄰照明燈電壓、電流及亮度狀態(tài)信息以及將本組測量的行人、車輛位置、速度和運動方向及本組照明燈電壓、電流及亮度狀態(tài)信息發(fā)送到相鄰組，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收；由傳感模塊檢測車輛及行人的位置及行進(jìn)方向，對行人及車輛的位置后方部分亮度的照明燈組數(shù)為a、前方全亮度的照明燈組數(shù)為b及部分亮度的照明燈組數(shù)為c的區(qū)域照明，即總照明燈組的組數(shù)為a+b+c ;車輛及行人位置信息被送到信號處理模塊中，信號處理模塊將位置信息、行進(jìn)速度及當(dāng)前組編號通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊發(fā)送到相鄰照明燈組，相鄰照明燈組接收到信息后判斷自身組是否在行人及車輛的位置所需照明的a+b+c的范圍內(nèi)，如果在需要照明的范圍內(nèi)則確定所處的a、b 及c的位置，根據(jù)所處位置設(shè)定照明亮度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述傳感模塊包括行人及車輛位置的傳感器、照明燈供電的電壓、電流傳感器、照明燈照明亮度傳感器，各傳感器信號放大、濾波的信號調(diào)理電路，和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；信號調(diào)理電路用于對傳感器輸出的檢測信號進(jìn)行放大、 濾波，以滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換的要求；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于對信號調(diào)理電路輸出的信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以進(jìn)行后續(xù)的數(shù)字信號處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的 控制系統(tǒng)，其特征在于所述信號處理模塊包括數(shù)字信號處理芯片和儲存芯片，用于對傳感模塊輸出的數(shù)字信號、網(wǎng)絡(luò)通信模塊接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，信號處理模塊內(nèi)部存儲行人及車輛位置的照明區(qū)域所對應(yīng)照明燈亮度數(shù)據(jù)庫，根據(jù)數(shù)據(jù)庫確定本照明燈的亮度，并通過亮度控制模塊控制照明燈電源驅(qū)動的電壓、電流，進(jìn)而調(diào)整照明燈的亮度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于亮度控制模塊包括照明燈的用于電壓、電流控制的電源驅(qū)動芯片，亮度控制模塊接收信號處理模塊的控制命令，控制驅(qū)動電壓及電流，進(jìn)而調(diào)整照明燈的亮度。
6.利用權(quán)利要求2所述控制系統(tǒng)的亮度可控的道路照明控制方法，其特征在于包括如下步驟:`6.1每組照明燈的網(wǎng)絡(luò)通信模塊接收相鄰照明燈組的網(wǎng)絡(luò)通信模塊發(fā)送的行人及車輛位置及運動方向信息，傳感模塊檢測本照明燈組區(qū)域內(nèi)行人及車輛位置及行進(jìn)方向；`6.2當(dāng)接收到相鄰照明燈組發(fā)送的行人、車輛位置、速度和運動方向信息及傳感模塊檢測到的行人及車輛位置信息后通知本照明燈組的信號處理模塊，信號處理模塊根據(jù)行人及車輛的位置及前進(jìn)方向信息，查詢存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，得到本照明燈組對應(yīng)的亮度信息， 并通知亮度控制模塊；`6.3亮度控制模塊根據(jù)信號處理模塊發(fā)送的照明燈亮度信息，控制本照明燈組的驅(qū)動電壓、電流，進(jìn)而調(diào)整照明燈亮度；`6.4傳感模塊檢測照明燈組的亮度及電壓、電流電氣參數(shù)，判斷是否存在異常，如果存在異常則通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊通知照明燈控制中心及道路照明管理維護(hù)部`門對照明燈維修更換故障部件。
【文檔編號】H05B37/02GK103561511SQ201310510169
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】謝寶忠 申請人:華南理工大學(xué)