随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103596332 A (43)申请公布日 2014.02.19 CN 103596332 A (21)申请号 201310530286.X (22)申请日 2013.10.30 H05B 37/02(2006.01) (71)申请人 江苏科技大学 地址 212003 江苏省镇江市梦溪路 2 号 (72)发明人 魏海峰 王敏 常艳超 陈文杰 李鹏 顾凯 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 楼高潮 (54) 发明名称 随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法 (57) 摘要 本发明公开了一种随时间调节亮度的路灯控 制装置及控制方法。 。

2、装置包括第一整流电路、 过零 点采样电路、 第二整流电路、 检测电路、 驱动电路、 单片机。 控制方法是， 操作人员按下开始按钮单片 机开始工作， 操作人员校准时间和选择完操作模 式之后单片机开始根据当日日期时间， 通过改变 触发可控硅导通延时时间自动控制路灯亮度， 工 作时间内有检测电路检测工作状态。采用本发明 的路灯控制装置和控制方法能够科学有效地调节 路灯亮度， 减少不必要的能源浪费， 方便维修， 自 动化程度较高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 。

3、(10)申请公布号 CN 103596332 A CN 103596332 A 1/1 页 2 1. 一种随时间调节亮度的路灯控制装置， 其特征在于包括第一整流电路、 过零点采样 电路、 第二整流电路、 检测电路、 驱动电路、 单片机， 其中第一整流电路、 过零点采样电路和 检测电路的输出端分别接单片机的输入端， 单片机的输出端串接驱动电路后与负载连接， 检测电路用于检测负载运行状态， 第二整流电路的输出端接过零点采样电路的输入端。 2. 根据权利要求 1 所述的随时间调节亮度的路灯控制装置， 其特征在于所述第一整流 电路为降压整流电路。 3. 根据权利要求 1 所述的随时间调节亮度的路灯控制。

4、装置， 其特征在于所述过零点采 样电路采用光耦过零点采样电路。 4. 根据权利要求 1 所述的随时间调节亮度的路灯控制装置， 其特征在于所述单片机通 过状态显示装置显示所述路灯的运行状态， 所述状态显示装置包括红色 LED 灯和绿色 LED 灯。 5. 一种如权利要求 1 所述的随时间调节亮度的路灯控制装置的控制方法， 其特征在 于， 包括下列步骤 ： （1） 工作人员启动所述随时间调节亮度的路灯控制装置 ； （2） 工作人员安置路灯时根据需要选择半夜模式或者整夜模式， 半夜模式适用于农村、 小区， 整夜模式适用于城市 ； （3） 单片机包括日历时间模块、 整夜模式控制模块和半夜模式控制模块 。

5、； （4） 单片机调用日历时间模块 ； （5） 单片机判断当前日期和季节， 选择春、 夏、 秋、 冬四种模式 ； （6） 根据当日时间变化， 单片机调用设计者存入的春夏秋冬四种模式下的工作方式 ； （7） 路灯正常工作时绿色 LED 灯亮， 路灯故障时红色 LED 灯亮。 权 利 要 求 书 CN 103596332 A 2 1/3 页 3 随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法 技术领域 0001 本发明属于一种电子控制装置及方法， 具体涉及一种随时间调节亮度的路灯控制 装置及控制方法。 背景技术 0002 电子控制装置实现的一种随时间调节亮度的路灯是单片机判断季节和时间变化 控制双向可控硅。

6、的导通来实现路灯 ( 纯阻负载 ) 亮度的调整。现有的路灯控制方法以分散 时控方式为主， 它的基本工作原理是在路灯配电箱中安装定时器， 按预定的时间自行开关， 传统的控制方法单一、 低效， 定时器所设定的时间无法满足一年四季昼夜长短不一的实际 情况更无法达到随时间变化对路灯亮度科学控制的更高要求。因此， 设计一种随时间调节 亮度的路灯控制装置及控制方法能够减少不必要的能源浪费， 科学高效地调节路灯亮度， 具有重要的意义。 发明内容 0003 本发明旨在克服传统路灯控制方法开关时间单一、 效率低、 无法对路灯亮度科学 调节等缺点， 提供一种随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法。 0004 为了。

7、达到上述目的， 本发明随时间调节亮度的路灯控制装置， 其特征在于包括第 一整流电路、 过零点采样电路、 第二整流电路、 检测电路、 驱动电路、 单片机， 其中第一整流 电路、 过零点采样电路和检测电路的输出端分别接单片机的输入端， 单片机的输出端串接 驱动电路后与负载连接， 检测电路用于检测负载运行状态， 第二整流电路的输出端接过零 点采样电路的输入端。 0005 随时间调节亮度的路灯控制装置， 所述第一整流电路为降压整流电路。 0006 所述过零点采样电路采用光耦过零点采样电路。 0007 所述单片机通过状态显示装置显示所述路灯的运行状态， 所述状态显示装置包括 红色 LED 灯和绿色 LE。

8、D 灯。 0008 随时间调节亮度的路灯控制装置的控制方法， 包括下列步骤 ： 0009 （1） 工作人员启动所述随时间调节亮度的路灯控制装置 ； 0010 （2） 工作人员安置路灯时根据需要选择半夜模式或者整夜模式， 半夜模式适用于 农村、 小区， 整夜模式适用于城市或者 ； 0011 （3） 单片机程序分日历时间模块、 整夜模式控制模块和半夜模式控制模块 ； 0012 （4） 单片机调用日历时间模块 ； 0013 （5） 单片机判断当前日期和季节， 选择春、 夏、 秋、 冬四种模式 ； 0014 （6） 根据当日时间变化， 单片机调用设计者存入的春夏秋冬四种模式下的工作方 式 ； 0015。

9、 （7） 路灯正常工作时绿色 LED 灯亮， 路灯故障时红色 LED 灯亮。 0016 本发明的优点和有益效果主要是 ： 说 明 书 CN 103596332 A 3 2/3 页 4 0017 采用本发明的路灯控制装置和控制方法能够科学有效地调节路灯亮度， 减少不必 要的能源浪费， 方便维修， 自动化程度较高。 附图说明 0018 图 1 ： 本发明过零点采样原理图， 其中 （a） 为硬件原理图，（b） 为整流后电流波形 图，（c） 为采样的过零点信号图 ； 0019 图 2 ： 本发明装置方框原理图 ； 0020 图 3 ： 本发明控制方法方框图 ； 0021 图 4 ： 本发明季节判断算法。

10、流程图 ； 0022 图 5 ： 本发明春天单日控制算法流程图， 其中 （c） 为整夜模式，（d） 为半夜模式 ； 0023 图 6 ： 本发明单片机引脚简略图 ； 0024 图中 ： TS. 实际延时时间， TL. 最短延时时间， TM. 最长延时时间， k. 变化率。 具体实施方式 0025 下面结合附图和实施例对本发明的一种随时间调节亮度的路灯控制装置及控制 方法作进一步的详细说明。 0026 本发明使用的装置是 ： 整流电路、 过零点信号提取电路 （采用光耦提取过零点信 号） 、 双向可控硅 T435-400、 驱动电路、 单片机， 选择可多次烧写的可编程器件， 本设计选用 AT89C。

11、51 单片机， 变压整流电路提供单片机所需的 5V 直流电压， 白炽灯、 红色 LED 灯和绿色 LED 灯各一只， 检测电路用于检测白炽灯通断情况， 金属盒其表面有开始按钮和关闭按钮， 开始按钮下有整夜模式和半夜模式两个按钮， 金属壳表面可以观察到红绿 LED 灯 ； 过零点 信号提取电路、 驱动电路、 变压整流电路、 检测电路分别与单片机相应引脚相连， 整套控制 装置放在金属盒中。 0027 本发明采用的调节亮度的控制方法 ： 双向可控硅接受触发信号导通后即使信号去 掉， 它仍保持导通， 当加在负载上的交流电压过零点时自动关断。 在交流电的每个半波周期 都要发送一个出发信号， 改变触发信号。

12、发送的时间就能改变灯泡的亮度， 具体表现在通过 光耦提取过零点信号， 将此信号送至单片机， 单片机选择延时时间， 控制灯泡亮度， 注意我 国电网是 50Hz 正弦交流电， 延时时间理论上选取范围为 0 10ms。 0028 图 1 所示为本发明的过零点采样装置， 单片机通过光耦在整流后的电压在过零点 时接收到脉冲信号。 0029 结合图 2、 图 3、 图 4、 图 5 和图 6 叙述本发明的一种随时间调节亮度的路灯控制装 置及控制方法， 包括下列步骤 ： 0030 （1） 操作人员按下开始按钮， P1.0 置 0， 为低电平单片机开始工作 ； 0031 （2） 操作人员校准时间 ； 0032。

13、 （3） 操作人员选择工作模式整夜或半夜 P3.4、 P3.5 相应引脚置 0， 以整夜模式为 例。 0033 （4）单片机根据当日月份进行判断， 如图 4 所示， 选择应用于春、 夏、 秋、 冬四种 模式的一种， 其中春季工作时间 0:00-6:00， 17:00-24:00 ； 夏季工作时间为 0:00-5:00， 19:00-24:00 ； 秋季工作时间为 0:00-6:00， 17:00-24:00 ； 冬季工作时间为 0:00-7:00， 说 明 书 CN 103596332 A 4 3/3 页 5 16:00-24:00 ； 0034 （5） 以春季为例， 单片机继续判断工作所处时。

14、间 A 时 B 分 ； 0035 （6） 整夜模式下， 在晚上 8 点到第二天凌晨 3 点， TS=TL， 路灯亮度最高 ； 0036 （7） 在早上 7 点到下午 4 点， 单片机不发送可控硅导通信号， P2.2 引脚置 0， 驱动 电路停止工作 ； 0037 （8） 在早上四点到七点之间， 单片机根据公式 Ts=TL+k60(A-4)+B 计算 TS， 当时间 刚到四点时 A 等于 4， B 等于 0， Ts=TL， 路灯亮度最高， 之后随时间变化 Ts 变大， 路灯逐渐变 暗 ； 0038 （9） 在下午 5 点到 8 点之间， 单片机根据公式 Ts=Tm-k60(A-17)+B 计算 。

15、TS， 当时 间刚到下午 5 点时 A 等于 17， B 等于 0， Ts=Tm， 路灯亮度最低， 之后随时间变化 Ts 变小， 路 灯逐渐变亮 ； 0039 （10） 半夜模式与整夜模式相似， 不再赘述。 0040 （11） 整个工作过程中， 检测电路检测负载通断， 并通过引脚 P2.7 将检测结果传入 单片机 ； 0041 （12） 正常工作时 P2.0 置 1， 绿色 LED 灯亮， 出现故障时 P2.1 置 1， 红色 LED 灯亮。 说 明 书 CN 103596332 A 5 1/4 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103596332 A 6 2/4 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103596332 A 7 3/4 页 8 图 5 说 明 书 附 图 CN 103596332 A 8 4/4 页 9 图 6 说 明 书 附 图 CN 103596332 A 9 。