[發明專利]基于自供電的載波無線雙模通信的隧道照明控制系統

有效

• 申請號: 201810097951.3
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108174500B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 肖劍;耿洪揚;董威;邵強;張雪璠;金正杰;陶徐文;李翔;杜亞偉
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京潤川律師事務所 11643
• 代理人: 張超;周亮

本發明為一種基于自供電的載波無線雙模通信的隧道照明控制系統，包括燈具、終端控制器、集中控制器、上位機和水流管TEG模塊；其中，所述燈具和終端控制器有多個，每一個燈具上都安裝了一個終端控制器，控制燈具的開關并向集中控制器反饋相應數據，集中控制器通過對隧道內部車流量數據、洞口內外亮度的采集，向上位機反饋采集的數據，并且將上位機的命令下達至終端控制器，完成對各個燈具的工作狀態的設置，水流管TEG模塊是整個系統的電源。本發明設計的照明控制系統可實現對隧道燈具的實時監測、控制和管理，對各設備運行數據的記錄和分析，從而保證隧道照明燈具高效、準確的運行以及隧道的安全運營，具有良好的應用前景和市場價值。

技術領域

本發明涉及照明控制領域，具體涉及一種基于自供電的隧道照明控制系統。

背景技術

現有技術中隧道照明控制系統通過電力線載波通信，英文簡稱PLC(Power LineCommunication)，是利用電力線載波實現信息傳遞的通信方式的統稱。該技術將載有信息的高頻信號加載到電力線上，用電力線進行數據傳輸，通過專用的電力線調制解調器將高頻信號從電力線上分離出來，傳送到終端設備。但是存在只有有線載波，通信速度慢，可靠性差的缺點，并且隧道的地理位置多建在山區或海拔高的山脈地段，自然資源豐富，沒有利用自然能源供電。

中國專利CN201310028843.8公開了一種隧道照明加安保系統，所述系統包括控制中心、照明系統、信號燈和指示警報器；構造簡單，智能節能，照明系統分為長明燈加感應燈，有效的節約了電能，但是該系統的供電系統不能實現自供電，沒有利用自然資源；專利CN201110175994.7公開了一種隧道交通的LED照明控制系統，該系統可根據實際情況，調整不同的照明模式，已達到最佳照明效果和最佳節能效果，但是并沒有實現載波無線的雙模通信。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明提供了一種基于自供電的載波無線雙模通信的隧道照明控制系統，包括燈具、終端控制器、集中控制器、上位機和水流管TEG模塊；其中，燈具和終端控制器有多個，每一個照明燈具的燈座上都安裝了一個終端控制器，負責燈具的開關控制，同時向集中控制器反饋燈具的運行參數；集中控制器收集車流量、隧道內外亮度值的實時數據，并完成與上位機和終端控制器的信息交互；上位機為人機接口，完成整個系統的控制。

整個控制系統的電源均由被埋置在隧道路基下的集熱管下方的水流管TEG模塊供給，水流管TEG模塊由多個TEG組成，水流管TEG模塊應用的TEG型號為TGM-199-2.0-1.2，尺寸為62mm*62mm。上位機包括系統設置模塊、數據通信模塊和數據管理模塊。集中控制器包括控制模塊、雙模通信模塊和數據采集模塊，通過電力線載波無線雙模通信將各個終端控制器連接起來組成網絡；集中控制器的控制模塊采用STM32型號的數字信號處理器芯片，雙模通信模塊采用LME2981芯片實現電力線載波無線雙模通信，數據采集模塊采用車輛檢測器和亮度傳感器；集中控制器的車輛檢測器是基于電磁線圈的傳感器電路，包括耦合振蕩電路、環行線圈以及調理整形電路，通過檢測耦合電路的震蕩頻率來判斷車流量信息。終端控制器包括控制模塊、雙模通信模塊和監控模塊；控制模塊采用STM32型號的數字信號處理器芯片，雙模通信模塊采用LME2981芯片實現電力線載波無線雙模通信，監控模塊采用CS5460作為燈具的電參數測量芯片。

使用基于自供電的載波無線雙模通信的隧道照明控制系統的方法，其特征在于：

步驟一：上位機通過泵將隧道外部吸收太陽能的水傳送至集熱管中，間接將熱量傳遞到水流管TEG模塊的熱端，水流管TEG模塊的冷端接觸溫度較低的地下水，從而形成水流管TEG模塊的冷端和熱端的溫差，根據Seebeck效應，產生電勢；

步驟二：上位機通過對整個控制系統的參數和通信端口進行設置，對終端控制器進行管理，查看照明燈具控制系統的實時數據和歷史數據，實現對各個燈具的監控，并向集中控制器發送指令，同時接受上傳來的數據信息；