[發明專利]基于環境光檢測的水下燈動態亮度控制系統及方法

有效

• 申請號: 201611106255.1
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106604457B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 姬雪峰;趙培東;朱云周;李碧麗;徐于洋
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0五研究所
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明涉及一種基于環境光檢測的水下燈動態亮度控制系統及方法，屬于水下照明設備技術領域。

背景技術

隨著水下應用的拓展，水中兵器、水下作業工具以及各種水下科學考察、水中試驗應用的不斷發展，對水下照明系統的研制要求日益迫切。由于光在水中傳輸，尤其是在大深度的條件下，會受到水下諸多因素的影響使得水下自然光照條件很差，并且由于吸收和散射的影響使得水下傳輸距離非常有限，所以對照明的要求更高，因而，水下照明系統就成了水下探測必不可少的重要組成部分。

傳統的水下燈系統雖然較為成熟，應用較為廣泛，但是還是存在以下幾個方面的缺點：

a)不具備自主調光功能。傳統水下燈產品只有簡單的電源開關控制，不能靈活根據周圍環境進行智能的變光，也會造成電能的浪費；

b)不具備智能在線故障檢測和保護功能。傳統水下燈產品忽視了LED燈在長時間光照的情況下會產生大量熱能，同時在水下環境中，密封不緊會導致設備漏水，會對設備產生不良的影響。

發明內容

要解決的技術問題

為了克服現有技術中不能自主調光、不具備智能在線故障檢測和保護功能，在節能方便的同時保護水下燈系統的安全可靠，提出一種基于環境光檢測的水下燈動態亮度控制系統。

技術方案

一種基于環境光檢測的水下燈動態亮度控制系統，其特征在于包括可見光傳感器、ARM模塊、功率驅動電路、信號調理電路、供電模塊、LED燈和上位機，各個模塊均位于水下燈艙體內；其中，可見光傳感器采集環境光強度并轉為電信號輸入到ARM模塊；信號調理電路監測LED燈的電壓和電流，并將采集到的電壓電流調理后返回給ARM模塊；ARM模塊包括手動控制和自動控制兩種方式，選擇自動控制時，ARM模塊根據可見光傳感器輸入的電信號調整脈沖寬度調制PWM的占空比輸出；選擇手動控制時，ARM模塊通過控制器局域網絡CAN口接收上位機發送來的遙控字節，進行解析，得到對應的PWM信號的占空比和開關值；ARM模塊將PWM信號，輸入到功率驅動電路，功率驅動電路輸出相應的電壓到LED燈對其進行亮度的調節。

還包括溫度傳感器和濕度傳感器，溫度傳感器監測水下燈艙體內的溫度，并將溫度信息轉化為數字信號發送給ARM模塊，通過與設定的閾值進行比較，從而判定是否發生過溫故障，如經判定發生故障則向上位機發送報警信號并關閉水下燈動態亮度控制系統；濕度傳感器監測水下燈艙體內濕度，并將濕度信息轉化為數字信號發送給ARM模塊，通過與設定的閾值進行比較，從而判定是否發生漏水故障，并向上位機發出報警信號并關閉水下燈動態亮度控制系統。

所述的LED燈采用八只功率為3W的藍色LED燈珠按環形排列組成。

一種基于環境光檢測的水下燈動態亮度控制方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：系統上電；

步驟2：系統初始化及ARM模塊的芯片的配置；

步驟3：進入自動模式，同時ARM模塊會查詢是否有來自上位機的遙控指令，如果沒有則繼續自動模式，ARM模塊會根據可見光傳感器的數值，自動調整輸出PWM的占空比，從而控制LED的亮度變化；如果有遙控指令則進入手動模式，ARM模塊只接收并執行遙控指令；兩種模式下，ARM模塊都會同時將溫度傳感器和濕度傳感器的值通過CAN卡發送回上位機顯示，而當溫度傳感器探測到的溫度超過了設定的閾值，即認為溫度過高，進入溫度報警中斷進程，開啟保護模式，調整輸出PWM的占空比，關閉LED燈，直到溫度達到安全范圍；當濕度傳感器檢測到濕度有變化，則認為艙體內有可能發生漏水，在報警的同時關閉LED燈以及系統供電。

有益效果

本發明提出的一種基于環境光檢測的水下燈動態亮度控制系統，可以根據環境光來實現水下燈的亮度控制、具備智能在線故障檢測和保護功能。

附圖說明

圖1為水下燈示意圖

圖2為本發明提出的水下燈系統組成示意圖

圖3為實施中鋁制基板及LED燈分布示意圖

圖4為實施中LED燈焊盤的示意圖

圖5為水下燈軟件總體流程示意圖

圖6水下燈軟件自動模式流程示意圖

圖7水下燈軟件手動模式流程示意圖

圖8水下燈軟件中斷保護模式流程示意圖

具體實施方式

現結合實施例、附圖對本發明作進一步描述：