一种集中控制器智能隧道照明系统

文档序号:1850197 发布日期:2021-11-16 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种集中控制器智能隧道照明系统 (Intelligent tunnel lighting system of centralized controller ) 是由 杨和良 龙永雄 郭大雄 于 2021-07-26 设计创作,主要内容包括:本发明涉及隧道照明技术领域,具体涉及一种集中控制器智能隧道照明系统,包括集中控制器和灯具,其特征在于:所述集中控制器运行流程有初始化接口端口和时钟,主循环阶段;所述主循环阶段包括与主控通信处理函数,与灯具通信处理函数,与灯具通信处理函数,与亮度仪通信处理函数,显示主函数,灯具串行线函数;所述与主控通信处理函数,函数先检测数据的正确性后,读取相关命令,针对不同命令执行对应操作;所述与灯具通信处理函数,接收集中控制器命令后向灯具发送不同命令对灯具操作;本发明具有智能指引限速、火警警示、障碍警示、隧道照明等多功能合一的智能照明系统。(The invention relates to the technical field of tunnel lighting, in particular to an intelligent tunnel lighting system with an integrated controller, which comprises the integrated controller and a lamp, and is characterized in that: the operation flow of the centralized controller comprises an initialization interface port, a clock and a main cycle stage; the main cycle stage comprises a master control communication processing function, a lamp communication processing function, a brightness meter communication processing function, a display main function and a lamp serial line function; the function detects the correctness of data, reads the related command and executes corresponding operation aiming at different commands; the function for communicating with the lamp is used for receiving the commands of the controller and then sending different commands to the lamp to operate the lamp; the intelligent lighting system has the functions of intelligent guiding speed limiting, fire warning, obstacle warning, tunnel lighting and the like.)

一种集中控制器智能隧道照明系统

技术领域

本发明涉及隧道照明技术领域,具体涉及一种集中控制器智能隧道照明系统。

背景技术

随着社会经济和生产的发展,高速公路大量出现,对道路的修建技术提出了较高的标准,要求线路顺直、坡度平缓、路面宽敞等。因此在道路穿越山区时,过去盘山绕行的方案多改为隧道方案。隧道的修建在改善公路技术状态、缩短运行距离、提高运输能力、减少事故等方面起到重要的作用。在隧道内由于汽车行驶过程中排出的黑烟和车辆卷起的尘埃还会降低隧道内的能见度,司机不能及时获取道路信息,且隧道内外亮度差异较大,导致驾驶员行驶至隧道进出口时易产生黑洞效应和白洞效应,对驾驶员的视觉产生严重影响,会瞬间降低驾驶员对车辆的操控性,极易发生交通事故。

同时有些特长隧道内视线狭窄,又有上下坡、弯道等路况变化,对驾驶员的经验及技术都是很大的考验,而在弯道的内道行车视距为150米至200米之间,会造成驾驶员获取交通信息及发现情况滞后,从而减少了驾驶员反应和采取措施的机会,当前方发生交通事故时,后方司机无法及时采取应对措施,容易发生二次交通事故。且隧道内灯具检修都为人工检修灯具是否故障,因此不能及时发现灯具的隐患。

发明内容

本发明为解决上述问题,提供了一种集中控制器智能隧道照明系统,通过集中控制器控制隧道内灯具具有指引限速、火警警示、障碍警示、隧道照明功能,以此指引、提醒驾驶员前方道路信息并及时做好相应的应对措施,同时集中控制器能调节灯具亮度和色温,使得隧道内、外亮度相等,消除驾驶员的进入隧道和驶出隧道时发生的黑洞效应和白洞效应,避免了交通事故发生。

一种集中控制器智能隧道照明系统,包括集中控制器和灯具,其特征在于:所述集中控制器智能隧道照明系统还设有;

亮度仪:检测隧道内、外亮度并反馈给集中控制器;

火警仪:检测隧道内火灾现象;

障碍仪:检测隧道内障碍物;

所述集中控制器运行流程有初始化接口端口和时钟,主循环阶段;

所述主循环阶段包括与主控通信处理函数,与灯具通信处理函数,与灯具通信处理函数,与亮度仪通信处理函数,显示主函数,灯具串行线函数;

所述与主控通信处理函数,函数先检测数据的正确性后,读取相关命令,针对不同命令执行对应操作;

所述与灯具通信处理函数,接收集中控制器命令后向灯具发送不同命令对灯具操作;

所述与亮度仪通信处理函数,定时检测亮度仪的数据,对比数据后进行灯具的调温,调光的处理;

所述显示主函数,后台显示系统运行状况;

所述灯具串行线函数,处理串行数据的发送;

所述主循环阶段中还设有串口中断和外部中断。

具体地,所述初始化接口端口有U1主控通信、U2传感器1通信、U3传感器2通信、U4显示屏通信、IO1障碍检测、IO2火警检测、IO3串行输出。

具体地,所述与主控通信处理函数包括以下步骤:

S1:主动发送灯具电压、电流、寿命、故障状态信息;

S2:中断等待主控访问,针对不同命令执行不同操作;

S3:操作完成后收集灯具信息,主控分配地址并返回执行步骤S1;

S4:主控分配地址并返回执行步骤S1。

具体地,所述与灯具通讯主函数,包括信息修改后主动发送数据改变灯具的相关参数,发送数据访问灯具参数,灯具编址功能。

具体地,所述与亮度仪通讯函数具体包括以下步骤:

S11,收集隧道内、外的亮度差;

S12,根据公式:亮度差≠设定值,若是,则执行步骤S13,否则,回到步骤S11;

S13,改变灯具过渡段主照明亮度,并返回执行步骤S11。

具体地,所述灯具串行线函数处理绿灯流水模式、黄灯闪烁模式、红灯闪烁模式、编址模式串行数据的发送。

所述亮度仪通信处理函数是缓慢调节灯具亮度和色温的。

优选地,所述集中控制器以STM32F103RCT6芯片为主控芯片,4路USART串口收发,485芯片采用65176芯片。

本发明具有的有益效果:

1.在绿灯流水模式下通过绿灯流动速度指引驾驶员车辆速度,系统能够自动检测隧道内障碍物,并控制该路段灯具黄灯闪烁模式以此提醒驾驶员前方路况减速慢行安全通过,同时系统能够自动检测隧道内火警,整段隧道灯具红灯闪烁,告知隧道外车辆禁止通过同时红色火警主动报备。

2.系统通过收集隧道内、外亮度差,并自动平缓调节隧道内灯具亮度,使得隧道内、外亮度差在设定值区间内,消除驾驶员进出隧道时产生的黑洞和白洞效应,提高驾驶安全。

3.能够自动采集灯具电压、电流、寿命和故障状态发送至后台告知工作人员,方便隧道内灯具的维护,减少人工巡检,提高效率。

附图说明

图1为本发明集中控制器运行流程。

图2为本发明与主控通信函数运行流程。

图3为本发明与灯具通信函数运行流程。

图4为本发明与亮度仪通信函数运行流程。

图5为本发明灯具串行线函数运行流程。

具体实施方式

下面结合实施例及附图,对本发明作进一步的详细说明,但本发明的实施方式不仅限于此。

如图1所示,一种集中控制器智能隧道照明系统,包括集中控制器和灯具,其特征在于:所述集中控制器智能隧道照明系统还设有;

亮度仪:检测隧道内、外亮度并反馈给集中控制器;

火警仪:检测隧道内火灾现象;

障碍仪:检测隧道内障碍物;

所述集中控制器运行流程有初始化接口端口和时钟,主循环阶段;

所述主循环阶段包括与主控通信处理函数,与灯具通信处理函数,与灯具通信处理函数,与亮度仪通信处理函数,显示主函数,灯具串行线函数;

所述与主控通信处理函数,函数先检测数据的正确性后,读取相关命令,针对不同命令执行对应操作;

所述与灯具通信处理函数,接收集中控制器命令后向灯具发送不同命令对灯具操作;

所述与亮度仪通信处理函数,定时检测亮度仪的数据,对比数据后进行灯具的调温,调光的处理;

所述显示主函数,后台显示系统运行状况;

所述灯具串行线函数,处理串行数据的发送;

主循环阶段中还设有不断检测数据进入的串口中断、外部中断,当外部中断检测到火警仪或障碍仪输入的信号时,集中控制器立即中断现行程序运行并运行对应红色火警主动报备或黄色障碍主动报备命令,调整灯具为对应的“火警警示模式”或“黄灯警示模式”运行模式,及时做好相应的准备,同时通知后台工作人员。

集中控制器相关命令对应操作如下表:

命令 设置灯具主照明亮度 设置灯具主照明色温 设置集中器地址 设置灯具地址 设置灯具频闪速率
操作 调整白光目标调光值 调整双色温的色温目标值 修改内存地址数据 发送灯具写址数据 发送灯具频闪数据

数据收集 红色火警主动报备 黄色障碍主动报备 设置灯具组号 设置集中器组号 设置隧道限速
发送灯具信息收集命令 红色火警主动报备 黄色障碍主动报备 发送灯具组号数据 设置集中器组号 设置绿灯运行参数

设置绿灯运行间距 设置绿灯同时运行参数 设置灯具布灯间距 设置控制器当前时间 设置控制器时间 运行模式
设置绿灯运行参数 设置绿灯运行参数 设置绿灯运行参数 发送控制器时间 改变内存中的时间 改变运行模式

设置隧道首台集中控制器 设置控制器控制模式 设置三色灯亮度
设置隧道首台集中控制器 改变控制器模式、双色温灯具模式、四合一灯具模式 改变红绿黄调光值

灯具运行模式:

1.道路安全下的“限速指引模式”:绿灯会以限速速度向前流动。

调整参数能设置绿灯流动状态;

限速速度:能设置绿灯流动的速度。

布灯间距:不同布灯间距绿灯亮的时间不同,设置改参数能保证不同布灯间距流动速度一致。

组与组间间距:每组流动的绿灯间距可通过改参数设置。

每组绿灯数量:该参数可设置一组流动的绿灯数量,可设置为2台灯具一起向前流动,也可3台等等。

2.火警下的“火警警示模式”:当检测到隧道内有火警时,整段隧道全部灯具以红色同步频闪,频闪速率。

可设置为30次/分钟,60次/分钟,以提示隧道外的车辆不要进入隧道以确保安全。

3.道路有障碍下的“黄灯警示模式”:当检测到隧道内的道路有障碍物时,该路段的灯具会以黄色闪烁。

频闪速率可设置为30次/分钟,60次/分钟,提示车辆慢速安全通过。

初始化接口端口有U1主控通信、U2传感器1通信、U3传感器2通信、U4显示屏通信、IO1障碍检测、IO2火警检测、IO3串行输出。

与主控通信函数先检测数据的正确性后,读取相关命令,针对不同命令做不同的操作。功能包括:设置灯具主照明亮度、设置灯具主照明色温、设置集中器地址等。

如图2所示,与主控通信处理函数包括以下步骤:

S1:主动发送灯具电压、电流、寿命、故障状态信息;

S2:中断等待主控访问,针对不同命令执行不同操作;

S3:操作完成后收集灯具信息;

S4:主控分配地址并返回执行步骤S1。

如图3所示,所述与灯具通讯主函数,包括信息修改后主动发送数据改变灯具的相关参数、发送数据访问灯具参数、灯具编址功能。

当信息修改后与灯具通讯主函数主动发送数据改变灯具对应的串行流动时间频率、频闪时间频率、调整灯具亮度。

当与灯具通讯主函数接收到集中控制器的数据收集命令时,与灯具通讯主函数发送数据访问灯具参数,时间间隔1s,并串口中断等待灯具信息反馈,并储存数据。

当与灯具通讯主函数接收到集中控制器的设置灯具地址命令时,与灯具通讯主函数发送编址起始帧,串行线改为编址模式,20ms后发送编址数据,数据帧包括起始地址,往后每个20ms发送一次,地址+1。

与灯具通信主函数主要是在接收到集中控制器不同命令后向灯具发送不同命令对灯具进行操作,如调光命令、频闪命令等。还有计算串行的发送时间(灯具的流动速度)和发送时机和对灯具进行编制的操作。且不管在什么情况下主照明白光都会常亮进行照明,灯具接收到命令时会自动计算在线时间和收集灯具的电压电流参数反馈到集中控制器,通过显示主函数在后台显示系统运行状况、隧道内道路情况和灯具的电压、电流、寿命、故障状态信息,便于管理人员及时掌握隧道内道路情况和灯具信息,方便管理人员采取有效的措施和减少人工检修劳动量。

如图4所示,与亮度仪通讯函数具体包括以下步骤:

S11,收集隧道内、外的亮度差;

S12,根据公式:亮度差≠设定值,若是,则执行步骤S3,否则,回到步骤S1;

S13,改变灯具过渡段主照明亮度,并返回执行步骤S1。

具体的,亮度仪通信处理函数主要定时检测亮度仪的数据,然后对比数据再进行灯具的调温、调光,调温和调光时是缓慢调节灯具亮度和色温的,从而避免亮度瞬间变化造成驾驶员眼睛不适的影响。

如图5所示,灯具串行线函数处理绿灯流水模式、黄灯闪烁模式、红灯闪烁模式、编址模式串行数据的发送。

串行处理函数,主要处理串行数据的发送,如绿灯流水模式的串行发送时间间隔、长度,写地址时候的时序发送等。

绿灯流水模式包括如下流程:

a1、按限速速度调整串行发送时间,

a2、首个控制器发送绿灯流水串行数据,头码100us+1个50us信号,

a3、根据设定的流水间距定义时间,在计时完成后再次发送串行数据,发送后返回执行a2。

黄灯闪烁模式包括如下流程:

b1、发送黄灯闪烁串行数据,头码200us+1个50us信号,

b2、2分钟内灯具自身频闪计时,集中控制器同时计时,在2分钟后计时为0的瞬间,再次发送数据作同步用,返回执行b1。

红灯闪烁模式包括如下流程:

c1、发送红灯闪烁串行数据,头码300us+1个50us信号,

c2、2分钟内灯具自身频闪计时,集中控制器同时计时,在2分钟后计时为0的瞬间,再次发送数据作同步用,返回执行c1。

所述编址模式包括如下流程:

d1、发送编址串行数据,头码1ms+1个200us信号,

d2、30ms后串行输出线拉低,

d3、发送后7s转为串行绿灯流水模式。

具体的集中控制器以STM32F103RCT6芯片为主控芯片,4路USART串口收发,485芯片采用65176芯片。

本发明具有的有益效果:

1.在绿灯流水模式下通过绿灯流动速度指引驾驶员车辆速度,系统能够自动检测隧道内障碍物,并控制该路段灯具黄灯闪烁模式以此提醒驾驶员前方路况减速慢行安全通过,同时系统能够自动检测隧道内火警,整段隧道灯具红灯闪烁,告知隧道外车辆禁止通过同时红色火警主动报备。

2.系统通过收集隧道内、外亮度差,并自动平缓调节隧道内灯具亮度,使得隧道内、外亮度差在设定值区间内,消除驾驶员进出隧道时产生的黑洞和白洞效应,提高驾驶安全。

3.能够自动采集灯具电压、电流、寿命和故障状态发送至后台告知工作人员,方便隧道内灯具的维护,减少人工巡检,提高效率。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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