一種基于總線采樣與通訊的隧道照明控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種隧道照明智能控制裝置包括1個(gè)或多個(gè)IC-BUS智能控制裝置(1)、RS485通訊總線（2）、IC-BUS通訊can總線（3）、以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（4）、隧道公用網(wǎng)絡(luò)路由器（5）、系統(tǒng)外部PLC（6）、監(jiān)控中心PC（7），當(dāng)亮度傳感器（6.1）、車速傳感器（6.2）、車流量檢測(cè)器（6.3）的輸出模擬信號(hào)被隧道PLC占用后，IC-BUS智能控制裝置(1)與RS485通訊總線（2）連接，RS485通訊總線（2）與系統(tǒng)外部PLC(6)連接，IC-BUS智能控制裝置(1)通過RS485通訊總線（2）讀取系統(tǒng)外部PLC(6)內(nèi)部的亮度、車速、車流量等數(shù)字值進(jìn)行調(diào)光控制的采樣，1個(gè)或多個(gè)IC-BUS智能控制裝置(1)通過IC-BUS通訊can總線（3）進(jìn)行串聯(lián)連接，IC-BUS通訊can總線（3）與以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（4）連接，以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（4）通過網(wǎng)線與隧道公用網(wǎng)絡(luò)路由器（5）連接，監(jiān)控中心PC（7）通過網(wǎng)線與局域網(wǎng)路由器或Internet網(wǎng)口進(jìn)行連接。
【專利說(shuō)明】 一種基于總線采樣與通訊的隧道照明控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于總線采樣與通訊的隧道照明控制系統(tǒng)，適用于包括
[0002]高壓鈉燈、LED燈、無(wú)極燈等所有光源的隧道照明，包含了隧道照明的回路開關(guān)
[0003]燈控制和LED調(diào)光控制。

【背景技術(shù)】
[0004]目前，隨著高速公路建設(shè)的飛速發(fā)展，隧道建設(shè)越來(lái)越多，因此隧道照
[0005]明控制成了隧道建設(shè)與使用的重中之重。良好的隧道照明是確保交通安全的必要條件。隧道照明既與隧道所允許的行車速度、車流量等指標(biāo)有關(guān)，又與隧道所處方位、洞外亮度等自然地理?xiàng)l件密切相關(guān)，同時(shí)還必須兼顧白天或夜晚洞外的亮度與洞內(nèi)亮度的差異性，還要考慮各種天氣對(duì)洞外亮度的影響，這樣才能適時(shí)地調(diào)整洞內(nèi)照明的亮度，以便達(dá)到洞內(nèi)外亮度的匹配。這就要求隧道燈具應(yīng)能夠提供與此相適應(yīng)的照明亮度并能在實(shí)際運(yùn)用中切實(shí)的得到應(yīng)用。目前隧道照明光源以高壓鈉燈為主，隨著LED的飛速發(fā)展，大部分新建隧道在逐漸嘗試著使用LED光源，無(wú)論是那種光源，傳統(tǒng)的智能照明控制方式都是依托于PLC進(jìn)行控制與通訊和管理，其隧道內(nèi)亮度的控制方式主要分為回路調(diào)光控制和LED無(wú)極調(diào)光控制兩種，工程設(shè)計(jì)人員與隧道建設(shè)管理者在新建隧道時(shí)進(jìn)行了長(zhǎng)遠(yuǎn)的、科學(xué)周密的考慮，每一條隧道都嚴(yán)格的遵循著設(shè)計(jì)節(jié)能、建設(shè)節(jié)能、管理節(jié)能、技術(shù)節(jié)能的環(huán)保目標(biāo)，但卻無(wú)法擺脫工程設(shè)計(jì)建設(shè)初衷與日后實(shí)際使用嚴(yán)重脫節(jié)的事實(shí)。糾其原因如下:1)隧道監(jiān)控分為照明、通風(fēng)、閉路電視、火災(zāi)報(bào)警、緊急電話、計(jì)算機(jī)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通控制和可變情報(bào)板等九個(gè)子系統(tǒng)，每一個(gè)子系統(tǒng)中都包含了大量的模擬量、開關(guān)量的采集與輸出，而這些參量的上傳、下達(dá)及邏輯控制都依賴于PLC，所有傳感器的輸入接口必須首要的傳給PLC,由PLC傳遞給大系統(tǒng)軟件監(jiān)控平臺(tái)，以PLC為主的隧道控制方案已經(jīng)成了高速公路行業(yè)的行業(yè)習(xí)慣與行業(yè)常規(guī)；2)常規(guī)的傳感器輸出信號(hào)，比如亮度傳感器輸出的4-20MA信號(hào)，只有I路輸出，被PLC占用后，其他智能設(shè)備便不方便使用；3)傳統(tǒng)的PLC之外的智能照明控制裝置的采樣信號(hào)都依賴于4-20MA或電壓模擬信號(hào)，這就使傳統(tǒng)的智能照明控制裝置無(wú)法真正接入到隧道閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，因而也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)隧道照明的自動(dòng)調(diào)光控制；4) PLC控制依賴于軟件編程，隧道設(shè)計(jì)大多都依賴于本工程的最大行車速度與最大車流量進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工的，而實(shí)際使用的初期根本達(dá)不到預(yù)期的車流量，所以依據(jù)后期理想狀態(tài)進(jìn)行編程的由PLC控制的隧道照明控制系統(tǒng)，也很難達(dá)到完全閉環(huán)的自動(dòng)控制狀態(tài)。上述原因歸納為I)采用非PLC的傳統(tǒng)的智能照明控制裝置因照度信號(hào)給定被PLC占用而無(wú)法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制；2)采用PLC進(jìn)行照明控制的隧道因兼顧了遠(yuǎn)景交通量使設(shè)計(jì)與使用狀況脫軌而無(wú)法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制。這些就是造成目前大部分隧道開關(guān)燈控制處于按時(shí)間進(jìn)行控制的開環(huán)控制及LED調(diào)光控制局限于按時(shí)間段固定百分比進(jìn)行調(diào)光的開環(huán)控制狀態(tài)的主要原因。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所提供的一種基于總線采樣與通訊的隧道照明控制系統(tǒng)包括I個(gè)
[0007]或多個(gè)IC-BUS智能控制裝置(I)、RS485通訊總線(2)、IC-BUS通訊can總線
(3)、以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(4)、隧道公用網(wǎng)絡(luò)路由器(5)、系統(tǒng)外部PLC (6)、監(jiān)控中心PC (7)，當(dāng)亮度傳感器(6.1)、車速傳感器(6.2)、車流量檢測(cè)器(6.3)的輸出模擬信號(hào)被隧道PLC占用后，IC-BUS智能控制裝置(I)與RS485通訊總線(2)連接，RS485通訊總線(2)與系統(tǒng)外部PLC(6)連接，IC-BUS智能控制裝置(I)通過RS485通訊總線(2)讀取系統(tǒng)外部PLC(6)內(nèi)部的亮度、車速、車流量等數(shù)字值進(jìn)行調(diào)光控制的采樣信號(hào)，I個(gè)或多個(gè)IC-BUS智能控制裝置(I)通過IC-BUS通訊can總線(3)進(jìn)行串聯(lián)連接，IC-BUS通訊can總線(3)與以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(4)連接，以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(4)通過網(wǎng)線與隧道公用網(wǎng)絡(luò)路由器(5)連接，監(jiān)控中心PC (7)通過網(wǎng)線與局域網(wǎng)路由器或Internet網(wǎng)口進(jìn)行連接。
[0008]如圖1所示的IC-BUS智能控制裝置(I)包含一個(gè)程序模塊(1.1)，一個(gè)亮
[0009]度采樣與調(diào)光控制模塊(1.2)，一個(gè)回路控制模塊(1.3)，程序控制模塊(1.1)又包含一個(gè)RS485數(shù)字接口( 1.4)，可以通過本接口讀取外部PLC中的數(shù)字亮度值進(jìn)行閉環(huán)調(diào)光控制，一個(gè)IC-BUS通訊CAN總線(3)接口，通過本接口的串聯(lián)連接可以進(jìn)行系統(tǒng)的通訊組網(wǎng)，亮度采樣與調(diào)光控制模塊(1.2)包含了一個(gè)亮度傳感器模擬量接口(1.5)和4路LED調(diào)光控制接口，當(dāng)外部亮度信號(hào)沒有被接入PLC時(shí)，洞外亮度4-20MA模擬信號(hào)可通過本接口接入IC-BUS智能控制裝置⑴經(jīng)行LED閉環(huán)調(diào)光控制或回路閉環(huán)調(diào)光控制；回路控制模塊(1.3)包含了一個(gè)消防聯(lián)動(dòng)接口( 1.6)和4-12路回路控制(1.7)，消防聯(lián)動(dòng)(1.6)就近與消防報(bào)警節(jié)點(diǎn)連接，任意接入的消防報(bào)警節(jié)點(diǎn)均可控制整個(gè)隧道的燈具的全開和最大亮度控制，4-12路回路控制(1.7)可實(shí)現(xiàn)隧道的回路開關(guān)燈開環(huán)或閉環(huán)的自動(dòng)控制。
[0010]所述的I個(gè)或多個(gè)IC-BUS智能控制裝置(I)，可以通過IC-BUS通訊CAN
[0011]總線(3)到其他IC-BUS智能控制裝置(I)讀取開關(guān)量輸入信號(hào)如消防聯(lián)動(dòng)信號(hào)、模擬量輸入信號(hào)如洞外亮度值，使多個(gè)IC-BUS智能控制裝置(I)通過IC-BUS通訊CAN總線(3)組成I個(gè)或多個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，一個(gè)消防聯(lián)動(dòng)信號(hào)可以控制所有的IC-BUS智能控制裝置(I)，一個(gè)亮度信號(hào)，可以讓所有的IC-BUS智能控制裝置(I)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)光控制或回路控制。
[0012]所述的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(4)為本發(fā)明的專用組網(wǎng)通訊器件，通過以太網(wǎng)口與
[0013]網(wǎng)絡(luò)路由器(5)連接。
[0014]所述的網(wǎng)絡(luò)路由器(5)為通用網(wǎng)絡(luò)路由器，是本發(fā)明借助的外部輔助設(shè)
[0015]備，是數(shù)據(jù)上傳的橋梁。
[0016]所述的系統(tǒng)外部PLC (6)可以是本地PLC，也可以是主控PLC，是本發(fā)
[0017]明借助的外部輔助設(shè)備，是洞外亮度，洞內(nèi)照度，車流量的數(shù)據(jù)讀取的來(lái)源。
[0018]如圖1所述的一種基于總線采樣與通訊的隧道照明控制系統(tǒng)，其特征在于
[0019]隧道洞外亮度、車速、車流量傳感器不是直接接在本系統(tǒng)的IC-BUS智能控制裝置
(1)，而是通過RS485通訊總線(2)與系統(tǒng)外部PLC(6)連接，從系統(tǒng)外部PLC(6)讀取上述數(shù)值進(jìn)行閉環(huán)控制。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)組成原理圖。
[0021]圖2是本發(fā)明的用于回路控制調(diào)光的系統(tǒng)組成原理圖。
[0022]

【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示，隧道洞口外的亮度傳感器(6.1)、車速檢測(cè)器(6.2)和車流量檢測(cè)器(6.3)將隧道的實(shí)時(shí)狀態(tài)傳遞給本地PLC，本地PLC作為傳遞上述實(shí)時(shí)狀態(tài)參量的執(zhí)行部件，此部件不是本發(fā)明的組成部件，但是本發(fā)明解決矛盾問題根源。本發(fā)明專利的創(chuàng)新之處就是解決了反映隧道實(shí)時(shí)狀態(tài)的各種傳感器，如洞外亮度和車流量狀態(tài)等被PLC占用后，PLC之外的智能照明控制產(chǎn)品無(wú)法讀取上述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的這一矛盾，如圖1和圖2所示IC-BUS智能控制裝置(I)與RS485通訊總線(2)連接，RS485通訊總線(2)與系統(tǒng)外部PLC(6)連接，IC-BUS智能控制裝置(I)通過RS485通訊總線(2)讀取系統(tǒng)外部PLC(6)內(nèi)部的亮度、車速、車流量等數(shù)字值進(jìn)行調(diào)光控制的采樣，IC-BUS智能控制裝置(I)將這些從PLC借用來(lái)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和處理，判斷出隧道的車流量狀態(tài)、外部天氣和氣候情況，通過IC-BUS智能控制裝置(I)的計(jì)算與判斷，將外部天氣分為晴天、少云、云天、陰天、重陰、夜間、深夜7個(gè)級(jí)別，將車流量定義為大、中、小3個(gè)級(jí)別，這3個(gè)級(jí)別折算成可以通過軟件設(shè)定的行車系數(shù)1、0.8,0.7乘以可以通過軟件任意設(shè)定的7個(gè)天氣級(jí)別對(duì)應(yīng)的亮度值，決定由亮度采樣與調(diào)光控制模塊(1.2)的輸出調(diào)光接口輸出0-5V的調(diào)光信號(hào)，最終控制LED的發(fā)光亮度，如圖2所示，這7個(gè)天氣級(jí)別信號(hào)也可以對(duì)應(yīng)控制回路控制模塊(1.3)的回路輸出狀態(tài)，去控制不同回路的吸合，本功能可以適用于采用LED照明的隧道，也可以適用于采用回路調(diào)光的高壓鈉燈等光源的隧道，4-12路回路控制(1.7)可以根據(jù)上述7個(gè)級(jí)別的天氣情況任意分配哪一個(gè)回路的開或斷，從而控制隧道照明亮度，本發(fā)明與PLC控制的區(qū)別是不需要二次軟件編程，用戶可以隨意更改需要的開關(guān)狀態(tài)或調(diào)光百分比、調(diào)光速度，從而使隧道的使用時(shí)刻達(dá)到最科學(xué)、最節(jié)能的狀態(tài)，不像PLC控制那樣，每次更改都要進(jìn)行軟件編程，本發(fā)明在用戶使用的過程中，不需要二次軟件編程。
【權(quán)利要求】
1.一種基于總線采樣與通訊的隧道照明控制系統(tǒng)包括1個(gè)或多個(gè)108…智能控制裝置(1) 43485通訊總線0、10-8^8通訊⑶!!總線(3),以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)“)、隧道公用網(wǎng)絡(luò)路由器(5),系統(tǒng)外部？IX “)、監(jiān)控中心？(:(7),當(dāng)亮度傳感器(6.0、車速傳感器(6.車流量檢測(cè)器(6.3)的輸出模擬信號(hào)被隧道？IX占用后，10冊(cè)3智能控制裝置(1)與83485通訊總線(2)連接，83485通訊總線(2)與系統(tǒng)外部？IX (6)連接，10冊(cè)3智能控制裝置(1)通過(6)內(nèi)部的亮度、車速、車流量等數(shù)字值進(jìn)行調(diào)光控制的采樣信號(hào)，1個(gè)或多個(gè)108…智能控制裝置(1)通過108…通訊總線(3)進(jìn)行串聯(lián)連接，108…通訊⑶!1總線(3)與以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(4)連接，以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(4)通過網(wǎng)線與隧道公用網(wǎng)絡(luò)路由器(5)連接，監(jiān)控中心？(7)通過網(wǎng)線與局域網(wǎng)路由器或1^6111的網(wǎng)口進(jìn)行連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于總線采樣與通訊的隧道照明控制系統(tǒng)，其特征在于隧道洞外亮度、車速、車流量傳感器不是直接接在本系統(tǒng)的10冊(cè)3智能控制裝置(1),而是通過83485通訊總線(2)與系統(tǒng)外部？IX (6)連接，從系統(tǒng)外部？IX (6)讀取上述數(shù)值進(jìn)行閉環(huán)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于總線采樣與通訊的隧道照明控制系統(tǒng)，其特 征在10冊(cè)3智能控制裝置(1)包含一個(gè)程序模塊(1.0，一個(gè)亮度采樣與調(diào)光控制模塊(1.2),—個(gè)回路控制模塊(1.3),程序控制模塊(1.1)又包含一個(gè)卩3485數(shù)字接口(1.4),+^ 108…通訊0^總線(3)接口，亮度采樣與調(diào)光控制模塊(1.2)包含了一個(gè)亮度傳感器模擬量接0(1.5)^4^ [￡0調(diào)光控制接口，回路控制模塊(1.3)包含了一個(gè)消防聯(lián)動(dòng)接口(1.6)和4-12路回路控制(1.了)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于總線采樣與通訊的隧道照明控制系統(tǒng)，其特征在于1個(gè)或多個(gè)10冊(cè)3智能控制裝置(1),可以通過10冊(cè)3通訊0^總線(3)到其他10冊(cè)3智能控制裝置(1)讀取開關(guān)量輸入信號(hào)如消防聯(lián)動(dòng)信號(hào)、模擬量輸入信號(hào)如洞外亮度值，使多個(gè)108…智能控制裝置(1)通過108…通訊0^總線(3)組成1個(gè)或多個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，一個(gè)消防聯(lián)動(dòng)信號(hào)可以控制所有的108…智能控制裝置(1), 一個(gè)亮度信號(hào)，可以讓所有的10冊(cè)3智能控制裝置(1)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)光控制或回路控制。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK204145803SQ201420338602
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】黃禹舜 申請(qǐng)人:北京惠特優(yōu)寶機(jī)電有限公司