公路led隧道燈的自適應控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種公路LED隧道燈的自適應控制方法及裝置，通過傳感器采集公路隧道當前路段的車輛通行情況及亮度信息，將采集的信息通過基于FPGA的控制核心單元進行運算和處理，算法預設在LED燈具控制器內，根據前一級的輸出控制編碼信息，即下一級的輸入控制編碼信息來判斷本級LED燈具控制器控制的LED隧道燈所述路段，從而選擇相應的算法，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，通過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連接的方式，利用前一級LED燈具控制器的編碼信息為后一級的LED燈具控制器提供控制數(shù)據，能更好的實現(xiàn)自適應控制及節(jié)能。
【專利說明】公路LED隧道燈的自適應控制方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及公路照明【技術領域】，尤其是一種公路LED隧道燈的自適應控制方法及
>J-U裝直。
【背景技術】
[0002]目前，隨著公路建設的發(fā)展，長隧道及特長隧道不斷增多，而公路隧道的照明問題也隨之而來?，F(xiàn)在的公路隧道由于距離較長，通常需要設置較多的照明燈，而由于這些照明燈通常是采用統(tǒng)一控制的方式，而且其亮度也無法自動調節(jié)，由于隧道內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，因此在汽車進入隧道時，由于光照變化較大，司機會一時適應不了，感覺洞口很黑，無法辨清道路狀況而產生“黑洞效應”，這會使得駕駛員容易對速度和距離的判斷產生偏差，帶來及其嚴重隱患。但是，如果只是增加隧道內的照明亮度，在汽車離開隧道時，則可能產生“白洞效應”，而且增加隧道內的照明亮度也意味著電耗的增加，同時還沒有解決存在的安全隱患。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種公路LED隧道燈的自適應控制方法及裝置，它能根據隧道中的車輛通行情況及亮度情況自動控制隧道內的LED燈的亮度，以克服現(xiàn)有技術的不足。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:公路LED隧道燈的自適應控制方法，通過傳感器采集公路隧道當前路段的車輛通行情況及亮度信息，將采集的信息通過基于FPGA的控制核心單元進行數(shù)據運算和處理，即根據運算結果來對當前路段的LED隧道燈進行亮度調節(jié)，并產生下一級的輸入控制編碼信息，下一級LED燈具控制器又根據接收到的輸入控制編碼信息解讀出當前路段應該達到的亮度信息，并結合當前路段的實時亮度信息及通行情況信息來自動調整算法，依據運算結果對其控制路段的LED隧道燈進行控制，從而實現(xiàn)公路LED隧道燈的自適應控制。
[0005]所述的自動調整算法是，算法預設在LED燈具控制器內，根據前一級的輸出控制編碼信息，即下一級的輸入控制編碼信息來判斷本級LED燈具控制器控制的LED隧道燈所述路段，從而選擇相應的算法，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LED隧道燈控制系統(tǒng)，包括LED燈具控制器，前一級的LED燈具控制器與后一級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時亮度傳感器。
[0007]在最前一級的LED燈具控制器上連接有自然光檢測量化單元，在自然光檢測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燈具控制器單獨應用于較短隧道，也可以由兩個以上LED燈具控制器構成較長隧道照明控制系統(tǒng)。
[0009]各LED燈具控制器之間的連接為無線信號聯(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，即其運算器、控制器、緩存等均在FPGA片上完成，特點是運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) “運算器”用于輸入控制信號與隧道路段實時照度信號的信息綜合，一方面產生該路段的實際照明控制信號；另一方面產生下一級LED隧道燈控制器的亮度控制信號。
[0012](2) “控制器”將運算器送來的實際照明控制信號轉換為PWM信號去控制LED燈組調光，使其達到該路段的設計照明標準亮度。
[0013](3) “輸入控制編碼信息”是前級處理單元的輸出控制信號，是包含了隧道外自然光照度信息、是否有車通行、該控制器工作于哪一個隧道路段等的一組信息編碼。
[0014](4) “路段控制”根據輸入控制編碼信息判斷該LED隧道燈具控制器工作于哪個隧道路段(入口、過度、中間)，并啟用相應算法，通過運算器計算產生該組LED隧道燈的亮度控制信號，同時算出下一組LED隧道燈應該達到的亮度標準的編碼信息。
[0015](5) “強制跳線”，如果控制器是工作于隧道的出口過渡段、出口段，即通過跳線來標記，以實現(xiàn)算法轉換。
[0016]LED燈具控制器通過運算，產生用于輸入控制信號與隧道路段實時照度信號的信息綜合，一方面產生該路段的實際照明控制信號，并將實際照明控制信號轉換為PWM信號去控制LED燈組調光，使其達到該路段的設計照明標準亮度；另一方面產生下一級LED隧道燈控制器的亮度控制信號，形成下一級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、是否有車通行、該控制器工作于哪一個隧道路段等的一組信息編碼。
[0017]根據實際需要，將連接在不同路段的LED燈上LED隧道燈控制器劃分為入口、過度及中間，并通過輸入編碼信息的設別啟用相應算法，通過LED隧道燈控制器計算產生該組LED隧道燈的亮度控制信號，同時算出下一組LED隧道燈應該達到的亮度標準的編碼信息。
[0018]對于工作于隧道的出口過渡段及出口段的LED隧道燈控制器需要通過跳線來標記，以實現(xiàn)算法轉換。
[0019]隧道路段通行情況傳感器用于檢測該路段是否有車通行，此信號決定是否點亮本隧道路段和下一路段的照明燈。
[0020]隧道燈光實時亮度傳感器用于檢測該路段的實際照明亮度情況，信號反饋給控制器去調整算法，用以改善因隧道燈光衰，車流量過大引起的塵埃、煙霧等造成的隧道路段照明亮度不足的問題，也是防止隧道過度照明而浪費能源的關鍵技術。
[0021]由于采用了上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明基于FPGA技術，通過片上系統(tǒng)設計作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連接的方式，利用前一級LED燈具控制器輸出的編碼信息為后一級的LED燈具控制器提供算法控制依據，能更好的實現(xiàn)自適應控制及節(jié)能。本發(fā)明結構簡單，成本低廉，使用效果好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]附圖1為本發(fā)明的結構示意圖?！揪唧w實施方式】
[0023]本發(fā)明的實施例:公路LED隧道燈的自適應控制方法，通過傳感器采集公路隧道當前路段的車輛通行情況及亮度信息，將采集的信息通過基于FPGA的控制核心單元進行數(shù)據運算和處理，即根據運算結果來對當前路段的LED隧道燈進行亮度調節(jié)，并產生下一級的輸入控制編碼信息，下一級LED燈具控制器又根據接收到的輸入控制編碼信息解讀出當前路段應該達到的亮度信息，并結合當前路段的實時亮度信息及通行情況信息來自動調整算法，依據運算結果對其控制路段的LED隧道燈進行控制，從而實現(xiàn)公路LED隧道燈的自適應控制；算法預設在LED燈具控制器內，根據前一級的輸出控制編碼信息，即下一級的輸入控制編碼信息來判斷本級LED燈具控制器控制的LED隧道燈所述路段，從而選擇相應的算法，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LED隧道燈控制系統(tǒng)的結構如圖1所示，包括LED燈具控制器1，也可以是兩個以上LED燈具控制器I組成的系統(tǒng)，前一級的LED燈具控制器I與后一級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及隧道燈光實時亮度傳感器3 ;在最前一級的LED燈具控制器I上連接有自然光檢測量化單元4，在自然光檢測量化單元4上連接有自然光亮度傳感器
5。將LED燈具控制器I與對應的LED隧道燈組6連接起來。
【權利要求】
1.一種公路LED隧道燈的自適應控制方法，其特征在于:通過傳感器采集公路隧道當前路段的車輛通行情況及亮度信息，將采集的信息通過基于FPGA的控制核心單元進行數(shù)據運算和處理，即根據運算結果來對當前路段的LED隧道燈進行亮度調節(jié)，并產生下一級的輸入控制編碼信息，下一級LED燈具控制器又根據接收到的輸入控制編碼信息解讀出當前路段應該達到的亮度信息，并結合當前路段的實時亮度信息及通行情況信息來自動調整算法，依據運算結果對其控制路段的LED隧道燈進行控制，從而實現(xiàn)公路LED隧道燈的自適應控制。
2.根據權利要求1所述的公路LED隧道燈的自適應控制方法，其特征在于:所述的自動調整算法是，算法預設在LED燈具控制器內，根據前一級的輸出控制編碼信息，即下一級的輸入控制編碼信息來判斷本級LED燈具控制器控制的LED隧道燈所述路段，從而選擇相應的算法，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:前一級的LED燈具控制器(I)與后一級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)及隧道燈光實時亮度傳感器(3)。
4.根據權利要求3所述的自適應LED隧道燈控制系統(tǒng)，其特征在于:在最前一級的LED燈具控制器(I)上連接有自然光檢測量化單元(4 )，在自然光檢測量化單元(4 )上連接有自然光亮度傳感器(5)。
5.根據權利要求3所述的自適應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.根據權利要求3所述的自適應LED隧道燈控制系統(tǒng)，其特征在于:各部件之間的連接為無線信號聯(lián)接或有線總線連`接。
【文檔編號】H05B37/02GK103607830SQ201310650624
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權日:2013年12月6日
【發(fā)明者】李良榮 申請人:貴州大學