一種具有射頻識別功能的led路燈控制器的製造方法
2023-06-14 23:55:16 4
一種具有射頻識別功能的led路燈控制器的製造方法
【專利摘要】本申請公開了一種具有射頻識別功能的LED路燈控制器，包括MCU控制器模塊、光強感應模塊、A/D轉換電路、射頻識別讀寫器模塊、無線通信模塊和LED驅動電路，光強感應模塊通過A/D轉換電路與MCU控制器模塊相連，MCU控制器模塊產生控制信號控制LED驅動電路輸出電流的大小，射頻識別讀寫器模塊與MCU控制器模塊連接並掃描車輛的電子標籤，通過無線通信模塊記錄到監控中心資料庫，MCU控制器模塊根據射頻識別讀寫器模塊輸入的車輛狀態產生控制信號控制路燈的開啟和持續點亮時間。具有能通過外界環境光線強度的變化控制路燈的開啟和關斷實現節約電能、根據路面行駛的車輛狀況控制路燈的開啟範圍和點亮時間，減少資源浪費等優點。
【專利說明】—種具有射頻識別功能的LED路燈控制器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種路燈控制器，尤其涉及一種具有射頻識別功能的LED路燈控制器。
【背景技術】
[0002]目前，我國的能源現狀是:能源消費量遠遠大於能源供應量。最新出版的能源發展報告指出，儘管資源約束並非是我國經濟發展的絕對障礙，但目前我們面臨的資源約束比過去任何時候都更加嚴峻，因此節能已成為我國解決能源問題的主導性策略。而調查數據表明，在城市道路照明領域，採用新型照明方法是實現節能的一項十分有效的措施。國內外現有的道路照明調光方式通常有部分照明燈亮滅，自耦變壓器調光，可控矽斬波調光和限流調光四種方式。部分照明控制亮滅的方式主要是利用光控、定時等方式，在後半夜關掉部分路燈，一般可以節電10%以上。但這種方式會使照明舒適度減弱，還要增加供電迴路，而且不能避免後半夜電網電壓的升高對路燈壽命的減損，甚至也可能因為部分道路照度不夠出現交通事故。自耦變壓器不能實現電壓的自動精確控制，只能固定降低電壓，不能升壓和穩壓，不能實現連續調光。可控矽斬波型調光控制裝置可實時精確控制輸出電壓，滿足照明用電的最佳值，但電壓無法實現正弦波輸出，有嚴重諧波汙染，無法實現綠色環保。限流調光方式是通過增大電抗值來限制流過的路燈的工作電流，不能實現電流的自動精確控制，即不能實現連續調光。
實用新型內容
[0003]本實用新型的首要目的在於克服現有的路燈控制器在道路車輛少的情況下長期保持點亮狀態而導致能源浪費的問題，提供一種具有射頻識別功能的LED路燈控制器，該控制器既能夠根據環境光強的變化來控制路燈的開關，又能夠通過射頻識別技術根據車輛的行駛狀態控制路燈的開關和持續點売的時間。
[0004]本實用新型的另一目的在於克服現有技術的缺點與不足，提供一種控制具有射頻識別功能的LED路燈控制器的控制方法，該方法能達到節約節約電能的目的。
[0005]本實用新型的首要目的可以由下述的技術方案實現:一種具有射頻識別功能的LED路燈控制器，包括MCU控制器模塊，光強感應模塊，A/D轉換電路，射頻識別讀寫器模塊，無線通信模塊，LED驅動電路。所述光強感應模塊通過A/D轉換電路與MCU控制器模塊相連接，所述射頻識別讀寫器模塊通過RS232串口通信與MCU控制器模塊相連接，所述無線通信模塊與MCU控制器模塊相連接，所述MCU控制器模塊還通過LED驅動電路控制路燈的開啟和關斷。
[0006]作為優選，所述的射頻識別讀寫器模塊包括射頻天線、收發器、控制單元和應用系統4個部分。選用nRF24LEl作為射頻收發晶片，與微帶貼片天線構建收發模塊。
[0007]作為優選，所述的射頻識別讀寫器模塊與MCU控制器模塊連接採用串口通信方式，選用RS232通信標準。
[0008]作為優選，所述的LED驅動電路包括AC/DC變換、DC/DC恆流源、LED路燈，採用恆流驅動方式。
[0009]作為優選，所述的MCU控制器模塊包括單片機及其最小系統的外圍電路，單片機採用MSP430系列單片機。
[0010]作為優選，所述的無線通信模塊採用的是Zigbee無線通信方式，採用CC2480/Zigbee模塊，在單個晶片上集成了 Zigbee射頻前端，模擬數字轉換器，定時器，支持24GHzIEEE802154 協議。
[0011]作為優選，所述的光強感應模塊採用的是光敏電阻與高精度阻值確定的固定電阻串聯，利用光敏電阻感應外界環境中光強的變化，從固定電阻可以得到隨著光照強度變化而變化的電壓，通過A/D轉換電路轉換成數位訊號輸入到MCU控制器模塊。
[0012]本實用新型的另一目的通過以下技術方案實現:一種控制具有射頻識別功能的LED路燈控制器的控制方法，包括以下步驟:
[0013]步驟一、光強感應模塊通過光敏電阻感應外界光照強度的變化情況，並且串聯高精度固定阻值的電阻，把變化的光照強度轉換為變化的電壓；
[0014]步驟二、所述變化的電壓經過A/D轉換電路的AD0809晶片將模擬的電壓信號轉換為數位訊號輸入到MCU控制器模塊，MCU控制器模塊通過編程產生控制信號控制LED驅動電路，從而控制路燈的開關和亮度；
[0015]步驟三、射頻識別讀寫器模塊不間斷地掃描路面經過車輛的電子標籤信息，得到的車輛信息通過無線通信模塊利用無線信道發送到監控中心的資料庫，所述監控中心對路燈進行集中控制；
[0016]步驟四、所述射頻識別讀寫器模塊通過掃面路面車輛的電子標籤得到車輛是否靜止的狀態信息，如果車輛靜止，則不開啟路燈；否則，通過MCU控制器模塊產生控制動作，將車輛行駛方向前方的一定範圍內的路燈全部開啟，並設定持續點亮時間。
[0017]本實用新型的MCU控制器模塊與無線通信模塊連接實現與監控中心的通信，同時通過LED驅動電路控制路燈的開關和亮度，還通過射頻識別讀寫器模塊判斷車輛當前狀態，產生控制信號控制路燈的開啟範圍和持續點亮時間。本實用新型旨在設計這樣的路燈控制器，既能夠通過外界環境光線強度的變化控制路燈的開啟和關斷實現節約電能，又能夠根據路面行駛的車輛狀況控制路燈的開啟範圍和點亮時間實現合理的利用電能，減少資源浪費。
[0018]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供的一種具有射頻識別功能的LED路燈控制器，既能夠根據外界環境光照強度的變化來控制路燈的開關，又能夠通過射頻識別技術根據車輛的行駛狀態控制路燈的開關和持續點亮的時間的LED路燈控制器，達到合理節約電能的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型一種具有射頻識別功能的LED路燈控制器的結構框圖。
[0020]圖2是本實用新型一種具有射頻識別功能的LED路燈控制器的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。
[0022]實施例
[0023]如圖1所示，一種具有射頻識別功能的LED路燈控制器，包括:MCU控制器模塊2、光強感應模塊4、A/D轉換電路5、射頻識別讀寫器模塊6、無線通信模塊3和LED驅動電路
I。所述光強感應模塊4通過A/D轉換電路5與MCU控制器模塊2相連接，所述LED驅動電路1、無線通信模塊3、射頻識別讀寫器模塊6均與MCU控制器模塊2相連接。所述光強感應模塊4採用光敏電阻與高精度阻值確定的固定電阻串聯，利用光敏電阻感應外界環境中光強的變化，從固定電阻兩端就可以得到隨著光照強度變化而變化的電壓，通過A/D轉換電路5轉換成數位訊號輸入到MCU控制器模塊2，產生控制信號控制路燈的開啟和驅動電路的輸出電流。所述A/D轉換電路採用晶片AD0809將固定電阻得到的電壓轉換為數位訊號輸入到MCU控制器模塊2。所述無線通信模塊3採用CC2480/Zigbee模塊，在單個晶片上集成了 Zigbee射頻前端，模擬數字轉換器，定時器，支持24GHzIEEE802154協議。所述LED驅動電路用AC/DC變換電路，連接DC/DC恆流源，採用恆流驅動方式控制路燈的開啟。所述MCU控制器模塊2包括單片機及其最小系統的外圍電路，單片機採用MSP430系列單片機。所述射頻識別讀寫器模塊6包括射頻天線、收發器、控制單元和應用系統4個部分，射頻天線採用微帶貼片天線，射頻晶片採用nRF24LEl，控制單元採用8051單片機。
[0024]如圖2所示，一種控制所述具有射頻識別功能的LED路燈控制器的控制方法，具體工作流程如下:光強感應模塊4通過光敏電阻感應外界光照強度的變化情況，並且串聯高精度固定阻值的電阻，把變化的光照強度轉換為變化的電壓，變化的電壓經過A/D轉換電路5的AD0809晶片將模擬的電壓信號轉換為數位訊號輸入到MCU控制器模塊2，MCU控制器模塊2通過編程產生控制信號控制LED驅動電路1，從而控制路燈的開關和亮度。射頻識別讀寫器模塊6不間斷地掃描路面經過車輛的電子標籤信息，得到的車輛信息通過無線通信模塊3利用無線信道發送到監控中心的資料庫，便於監控中心對路燈進行集中控制。例如:對滯留在禁停路段的車輛則通過無線通信模塊3將車載標籤的信息發送到監控中心。同時，射頻識別讀寫器模塊6通過掃面路面車輛的電子標籤得到車輛是否靜止的狀態信息，如果車輛靜止，則不開啟路燈；否則，通過MCU控制器模塊2產生控制動作，將車輛行駛方向前方的一定範圍內的路燈全部開啟，並設定持續點亮時間，每次開啟的路燈範圍和持續點亮時間根據道路情況設定。例如，限速為60km的公路，LED路燈控制器每隔100盞路燈(間隔2km)安裝一套，如果開啟限速行駛2min內行駛路程的路燈，即開啟前方2km的路燈，路燈持續點亮時間為3倍的行駛時間，以便能夠對慢速行駛的車輛提供照明。
[0025]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種具有射頻識別功能的LED路燈控制器，其特徵在於，包括:MCU控制器模塊、光強感應模塊、A/D轉換電路、射頻識別讀寫器模塊、無線通信模塊和LED驅動電路；所述光強感應模塊通過A/D轉換電路與MCU控制器模塊相連，用來感應外界環境中光照強度的變化，經A/D轉換電路轉換為數位訊號輸入到MCU控制器模塊，MCU控制器模塊產生控制信號控制LED驅動電路輸出電流的大小，從而控制LED路燈的亮度；所述射頻識別讀寫器模塊與MCU控制器模塊連接，通過不斷地掃描車輛的電子標籤，實現對標籤識別碼和內存數據的讀入，得到相關的車輛信息並通過無線通信模塊記錄到監控中心資料庫；所述MCU控制器模塊根據A/D轉換電路輸入的數位訊號通過編程控制LED路燈驅動電路的輸出電流；同時根據射頻識別讀寫器模塊輸入的車輛狀態產生控制信號控制路燈的開啟和持續點亮時間；所述無線通信模塊將射頻識別讀寫器模塊掃描到的車輛信息通過無線信道發送到路燈監控中心，為監控中心進行集中控制提供依據；所述LED驅動電路與MCU控制器模塊連接，驅動LED路燈。
2.根據權利要求1所述的具有射頻識別功能的LED路燈控制器，其特徵在於，所述的射頻識別讀寫器模塊包括射頻天線、收發器、控制單元和應用系統，採用nRF24LEl作為射頻收發晶片，所述射頻收發晶片與微帶貼片天線組成收發模塊。
3.根據權利要求1所述的具有射頻識別功能的LED路燈控制器，其特徵在於，所述的射頻識別讀寫器模塊與MCU控制器模塊連接採用串口通信方式，選用RS232通信標準。
4.根據權利要求1所述的具有射頻識別功能的LED路燈控制器，其特徵在於，所述的LED驅動電路包括AC/DC變換、DC/DC恆流源、LED路燈，採用恆流驅動方式。
5.根據權利要求1所述的具有射頻識別功能的LED路燈控制器，其特徵在於，所述的MCU控制器模塊包括單片機及其最小系統的外圍電路，單片機採用MSP430系列單片機。
6.根據權利要求1所述的具有射頻識別功能的LED路燈控制器，其特徵在於，所述的無線通信模塊採用是Zigbee無線通信方式，採用CC2480/Zigbee模塊，在單個晶片上集成了Zigbee射頻前端，模擬數字轉換器，定時器，支持24GHzIEEE802154協議。
7.根據權利要求1所述的具有射頻識別功能的LED路燈控制器，其特徵在於，所述的光強感應模塊採用的是光敏電阻與高精度阻值確定的固定電阻串聯，利用光敏電阻感應外界環境中光照強度的變化，從固定電阻兩端可以得到隨著光照強度變化而變化的電壓，通過A/D轉換電路轉換成數位訊號輸入到MCU控制器模塊。
【文檔編號】H05B37/02GK203984736SQ201420361270
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】吳玉香, 唐一純, 文尚勝 申請人:華南理工大學