一種戶外環境光亮度實時監測裝置的製作方法
2023-10-08 06:12:14
專利名稱：一種戶外環境光亮度實時監測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及光汙染監測領域，確切地說是指ー種戶外環境光亮度實時監測裝置。
背景技術：
光汙染是指過量的光輻射對人類生活和生產環境造成不良影響的現象，包括可見光、紅外線和紫外線造成的汙染。城市夜景照明產生的光汙染的主要來源有戶外顯示屏、商鋪的廣告招牌、大型建築物的彩光裝飾照明等。隨著城市經濟的發展，戶外顯示屏越來越多見於城市的各個角落和高樓大廈上，許多城市的光亮工程也將戶外顯示屏設置的公開招標和管理作為了ー項重要的政府工作，但由於其設置位置的分散，也成為了光汙染投訴的主 要來源。目前，隨著我國環境保護工作的發展，對於人居環境的保護越來越受到重視，「以人為本」的理念越來越體現在政府的各項工作中。《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》也把城市化及環境汙染防治作為重點領域及優先主題，以保障城市的健康持續發展。光汙染作為ー種新的環境汙染的體現形式，越來越受到關注。隨著經濟的發展，人民自身維權意識的加強，國內由於光汙染產生的民事糾紛和環保投訴也越來越多見諸於報導。2007年3月第十屆全國人民代表大會第五次會議通過的《中華人民共和國物權法》第九十條不動產權利人不得違反國家規定棄置固體廢物，排放大氣汙染物、水汙染物、噪聲、光、電磁波輻射等有害物質。該條文首次在國家層面的法例中明確列舉了 「光」這種侵入形式。山東、上海、江西等省市以及珠海等地級市也都先後將對於光汙染的控制納入了地方環境保護條例中。建設部2009年發布了城市夜景照明設計規範，其中對於城市夜景照明的環境光亮度提出了限值標準。天津市在2004年頒布了《天津市城市景觀照明工程技術規範》，對城市景觀照明工程的亮度提出了要求。上海、北京等城市也頒布了地方城市照明規範。上海在2004年發布了《城市環境裝飾照明規範》(上海市地方標準)，對商業中心區內的廣告、招牌的允許亮度值提出了規範要求；重慶市也在2006年頒布了《重慶市城市夜景照明技術規範》;北京在2008年發布了《室外照明光幹擾限制規範》，提出了限制室外照明光幹擾的指標值。然而，與城市環境噪聲汙染一祥，光汙染也是ー種能量汙染，具有時間上的瞬時性和空間上的不連續性，監測的難度大。目前，光汙染的監測只能採取手エ監測方法，即利用可攜式光亮度計(如柯尼卡美能達LS-100光亮度計)對光源(戶外電子顯示屏)進行光亮度的測量。類似於早期開展城市噪聲源監測時，只能安排環保人員手持聲級計在現場對聲源進行定時定點的測量。現有的可攜式光亮度計需要技術人員在現場進行定點的某ー時亥IJ的測量，而且只能測量某ー時刻的亮度，並需要人手工操作和記錄某時刻的測量值，根本無法滿足將來對光汙染進行監控的目的，而如果需要進行較長時間的監控，則需要耗費大量的人力，實際上，利用可攜式光亮度計對光源進行長時間監控也是不現實的。
實用新型內容針對上述缺陷，本實用新型解決的技術問題在於提供ー種戶外環境光亮度實時監測裝置，能夠實現戶外電子顯示屏的光亮度進行長時間段的實時監測，而且能夠實時數據存儲與遠程傳輸，並通過顯示模塊實時顯示測量到的光亮度值。為了解決以上的技術問題，本實用新型提供的戶外環境光亮度實時監測裝置，包括光亮度傳感器、數據採集模塊、控制系統、存儲模塊、顯示模塊和通訊模塊，所述光亮度傳感器和所述數據採集模塊連接，所述數據採集模塊與所述控制系統連接，所述控制系統分別與所述存儲模塊、顯示模塊和通訊模塊連接；其中，光亮度傳感器由光電探頭和光電轉換電路組成，光電探頭感應到可見光並將光亮度信號傳遞給光電轉換電路，光電轉換電路將光亮度信號轉換為電信號並輸出；數據採集模塊用於從光亮度傳感器測量的電信號進行A/D轉換，計算出測量到 的電信號，以數位訊號的形式傳輸給控制系統；存儲模塊用於存儲數據及配置信息；顯示模塊用於實時顯示光亮度強度；通訊模塊為數據傳輸單元，與中心伺服器建立有線或無線的連接；控制系統與數據採集模塊連接，實時讀取光亮度傳感器的數據，井根據測量要求設定讀取頻率；將數據採集模塊傳輸的數位訊號計算成光亮度強度，並進行統計計算，結合時間保存於存儲模塊並在顯示模塊中顯示；控制通訊模塊連接中心伺服器，定時發送數據並響應中心伺服器指令設置。優選地，所述光亮度傳感器輸出的電信號為電壓值、電流值或者電頻率中的ー種。優選地，所述數據採集模塊通過RS-232接ロ、USB接ロ或RJ-45接口中的ー種與所述控制系統連接。優選地，所述通訊模塊為專線網絡、電話撥號網絡、GPRS網絡、自組無線電網絡、RS-485通訊網絡中的ー種。優選地，所述存儲模塊為SD卡、CF卡或硬碟中的ー種。優選地，所述顯示模塊為液晶顯示屏或LED數字顯示屏。優選地，所述戶外環境光亮度實時監測裝置還包括電源模塊，所述電源模塊與所述系統各模塊連接，所述電源模塊採用220V交流市電供電。優選地，所述戶外環境光亮度實時監測裝置還包括備用的UPS電源，所述UPS電源與所述系統各模塊連接。優選地，所述戶外環境光亮度實時監測裝置還包括監控模塊，所述監控模塊與所述控制系統連接，所述監控模塊對整個裝置的正常運行做監控，如出現異常情況，以聲音，顯示或網絡數據的形式報警。優選地，所述戶外環境光亮度實時監測裝置還包括機箱，所述光亮度傳感器、數據採集模塊、控制系統、存儲模塊、顯示模塊、電源模塊和通訊模塊設置在所述機箱內。本實用新型提供的戶外環境光亮度實時監測裝置，光亮傳感器感應光強度，將光強度轉換為對應的電信號輸出到數據採集系統，數據採集模塊對電信號做A/D轉換為數位訊號數據，並將數位訊號數據傳輸到控制系統，控制系統定時讀取光強度數位訊號數據並進行計算，換算出對應的光亮強度，與時間對應後保存在存儲模塊中並在顯示模塊上顯示；控制系統根據預先的設置，經通訊模塊定時與中心伺服器通訊，上傳數據和運行狀態並響應中心伺服器的指令。與現有技術相比，本實用新型提供的戶外環境光亮度實時監測裝置，具有以下優點I、能夠起到對於戶外電子顯示屏的光亮度值進行長時間的實時監控的目的；2、能夠存儲長時間段的光亮度測量值，並能夠對數據進行遠程傳輸；3、能將實時監測到的光亮度值通過顯示模塊實時顯示，方便周圍居民實時了解戶外顯示屏的亮度值。
圖I為本實用新型實施例中戶外環境光亮度實時監測裝置的模塊結構圖，部分模塊未在圖中標示。
具體實施方式
為了本領域的技術人員能夠更好地理解本實用新型所提供的技術方案，下面結合具體實施例進行闡述。請參見圖1，該圖為本實用新型實施例中戶外環境光亮度實時監測裝置的模塊結構圖，部分模塊未在圖中標示。本實用新型實施例提供的戶外環境光亮度實時監測裝置，包括光亮度傳感器、數據採集模塊、控制系統、存儲模塊、顯示模塊和通訊模塊，光亮度傳感器和數據採集模塊連接，數據採集模塊與控制系統連接，控制系統分別與存儲模塊、顯示模塊和通訊模塊連接；其中，光亮度傳感器由光電探頭和光電轉換電路組成，光電探頭感應到可見光並將光亮度信號傳遞給光電轉換電路，光電轉換電路將光亮度信號轉換為電信號並輸出；光亮度傳感器輸出的電信號為電壓值，其隨光亮度的改變，輸出電信號會有一定幅度的變化，測量輸出的電壓值可計算出當前的光亮度，光亮度傳感器的精度要求高於0. lcd/m2 ；數據採集模塊用於從光亮度傳感器測量的電信號進行A/D轉換，計算出測量到的電信號，以數位訊號的形式傳輸給控制系統；數據採集模塊通過RS-232接ロ與控制系統連接；存儲模塊為SD卡，用於存儲數據及配置信息；顯示模塊為LED數字顯示屏，用於實時顯示光亮度強度；通訊模塊為數據傳輸單元，與中心伺服器建立有線或無線的連接；通訊模塊為GPRS網絡，通訊模塊的功能是建立與中心伺服器的通訊鏈路，實現控制系統能夠與中心伺服器通訊並進行數據傳輸與控制；控制系統與數據採集模塊連接，實時讀取光亮度傳感器的數據，井根據測量要求設定讀取頻率；將數據採集模塊傳輸的數位訊號計算成光亮度強度，並進行統計計算，結合時間保存於存儲模塊並在顯示模塊中顯示；控制通訊模塊連接中心伺服器，定時發送數據並響應中心伺服器指令設置。中心伺服器收集各地監測到的光亮度數據，並統ー進行匯總、整理和分析。戶外環境光亮度實時監測裝置還包括電源模塊，電源模塊與系統各模塊連接，電源模塊採用220V交流市電供電，220V交流市電由變壓器轉換為24V、12V和5V直流電源供裝置使用。戶外環境光亮度實時監測裝置還包括備用的UPS電源，UPS電源與系統各模塊連接，以避免市電不穩定和臨時斷電對裝置的影響。戶外環境光亮度實時監測裝置還包括監控模塊，監控模塊與控制系統連接，監控模塊對整個裝置的正常運行做監控，如出現異常情況，以聲音，顯示或網絡數據的形式報
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目o戶外環境光亮度實時監測裝置還包括機箱，光亮度傳感器、數據採集模塊、控制系統、存儲模塊、顯示模塊、電源模塊和通訊模塊設置在機箱內。由於處於室外，所以防風、防 雨、防塵及防雷都必須要考慮到，所以本裝置採用防水密封金屬箱作為裝置的機箱，並做好系統電源線和數據線的接地，可在各種天氣條件下長期運行。本實用新型提供的戶外環境光亮度實時監測裝置的工作原理如下光亮傳感器感應光強度，將光強度轉換為對應的電信號輸出到數據採集系統，數據採集模塊對電信號做A/D轉換為數位訊號數據，並將數位訊號數據傳輸到控制系統，控制系統定時讀取光強度數位訊號數據並進行計算，換算出對應的光亮強度，與時間對應後保存在存儲模塊中並在顯示模塊上顯示；控制系統根據預先的設置，經通訊模塊定時與中心伺服器通訊，上傳數據和運行狀態並響應中心伺服器的指令。與現有技術相比，本實用新型提供的戶外環境光亮度實時監測裝置，具有以下優點I、能夠起到對於戶外電子顯示屏的光亮度值進行長時間的實時監控的目的；2、能夠存儲長時間段的光亮度測量值，並能夠對數據進行遠程傳輸；3、能將實時監測到的光亮度值通過顯示模塊實時顯示，方便周圍居民實時了解戶外顯示屏的亮度值。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求1.一種戶外環境光亮度實時監測裝置，其特徵在於，包括光亮度傳感器、數據採集模塊、控制系統、存儲模塊、顯示模塊和通訊模塊，所述光亮度傳感器和所述數據採集模塊連接，所述數據採集模塊與所述控制系統連接，所述控制系統分別與所述存儲模塊、顯示模塊和通訊模塊連接。
2.根據權利要求I所述的戶外環境光亮度實時監測裝置，其特徵在於，所述數據採集模塊通過RS-232接口、USB接口或RJ-45接口中的一種與所述控制系統連接。
3.根據權利要求I所述的戶外環境光亮度實時監測裝置，其特徵在於，所述通訊模塊為專線網絡、電話撥號網絡、GPRS網絡、自組無線電網絡、RS-485通訊網絡中的一種。
4.根據權利要求I所述的戶外環境光亮度實時監測裝置，其特徵在於，所述存儲模塊為SD卡、CF卡或硬碟中的一種。
5.根據權利要求I所述的戶外環境光亮度實時監測裝置，其特徵在於，所述顯示模塊為液晶顯示屏或LED數字顯示屏。
6.根據權利要求I所述的戶外環境光亮度實時監測裝置，其特徵在於，還包括電源模塊，所述電源模塊與所述系統各模塊連接，所述電源模塊採用220V交流市電供電。
7.根據權利要求6所述的戶外環境光亮度實時監測裝置，其特徵在於，還包括備用的UPS電源，所述UPS電源與所述系統各模塊連接。
8.根據權利要求I所述的戶外環境光亮度實時監測裝置，其特徵在於，還包括監控模塊，所述監控模塊與所述控制系統連接。
9.根據權利要求7所述的戶外環境光亮度實時監測裝置，其特徵在於，還包括機箱，所述光亮度傳感器、數據採集模塊、控制系統、存儲模塊、顯示模塊、電源模塊和通訊模塊設置在所述機箱內。
專利摘要本實用新型公開一種戶外環境光亮度實時監測裝置，包括光亮度傳感器、數據採集模塊、控制系統、存儲模塊、顯示模塊和通訊模塊，所述光亮度傳感器和所述數據採集模塊連接，所述數據採集模塊與所述控制系統連接，所述控制系統分別與所述存儲模塊、顯示模塊和通訊模塊連接。與現有技術相比，本實用新型提供的戶外環境光亮度實時監測裝置，能夠實現對戶外電子顯示屏的光亮度進行長時間段的實時監測，而且能夠實時數據存儲與遠程傳輸，並通過顯示模塊實時顯示測量到的光亮度值。
文檔編號G01J1/42GK202547775SQ20122018687
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月27日 優先權日2012年4月27日
發明者劉潔, 許漢冰 申請人:劉潔, 許漢冰