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  • 基于自供电的载波无线双模通信的隧道照明控制系统
基于自供电的载波无线双模通信的隧道照明控制系统 授权有效中;
  • 专利(申请)号: CN201810097951.3
  • 专利类型: 发明;
  • 主分类: H电学;
  • 产业领域: 照明控制
  • 专利来源: 高校;
  • 申请日: 2018-01-31
  • 原始申请人: 长安大学
  • 当前专利权人: 长安大学
  • 交易方式: 转让;
  • 其他交易方式:
  • 参考价格(元): ¥10000
  • 联系方式: 远诺龚雪-18329540641

摘要
【 中文摘要 】

本发明为一种基于自供电的载波无线双模通信的隧道照明控制系统,包括灯具、终端控制器、集中控制器、上位机和水流管TEG模块;其中,所述灯具和终端控制器有多个,每一个灯具上都安装了一个终端控制器,控制灯具的开关并向集中控制器反馈相应数据,集中控制器通过对隧道内部车流量数据、洞口内外亮度的采集,向上位机反馈采集的数据,并且将上位机的命令下达至终端控制器,完成对各个灯具的工作状态的设置,水流管TEG模块是整个系统的电源。本发明设计的照明控制系统可实现对隧道灯具的实时监测、控制和管理,对各设备运行数据的记录和分析,从而保证隧道照明灯具高效、准确的运行以及隧道的安全运营,具有良好的应用前景和市场价值。

 【 英文摘要 】

The invention provides a self-power-supply-based carrier wave wireless dual mode communication tunnel illumination control system. The self-power-supply-based carrier wave wireless dual mode communication tunnel illumination control system includes lamps, terminal controllers, an integrated controller, a host computer and a water flow pipe TEG (Thermoelectric Generation) module, wherein the self-power-supply-based carrier wave wireless dual mode communication tunnel illumination control system has a plurality of lamps and terminal controllers; one terminal controller is arranged on each lamp; a switch for controlling the lamps feeds back the corresponding data to the integrated controller; the integrated controller feeds back the acquired data to the host computer by acquiring the vehicleflow data in the tunnel and the internal and external luminance of the entrance of the tunnel, and issues a command of the host computer to the terminal controllers, so as to complete setting of the working state of each lamp; and the water flow pipe TEG module is the power supply of the whole system. The self-power-supply-based carrier wave wireless dual mode communication tunnel illumination control system can realize real-time monitoring, control and management of lamps in the tunnel, can record and analyze the operating data of each equipment so as to guarantee efficient and accurate operation of the lamps in the tunnel and safe operation of the tunnel, and has preferable application prospect and market value.

 技术摘要
 【 用途 】
计算控制控制系统隧道照明控制系统
 【 技术功效 】
技术功效句
从而保证隧道照明灯具高效、准确的运行以及隧道的安全运营; 利用自然资源实现自供电; 3、可实现对隧道灯具的实时监测、控制和管理; 省去人工的巡检; 大大减少隧道工程运行的工作量; 大大减少隧道灯具的电力消耗; 使得通信的时效性和可靠性大大提升; 有效的节约了能源
技术功效短语
保证照明灯具; 实现供电; 实时监测; 高效运行; 准确运行; 省去人工巡检; 减少运行工作量; 实时控制; 实时管理; 减少电力消耗; 时效性提升; 节约能源
技术功效1级
灯具; 供电; 实时性; 效率; 准确性; 巡检; 劳动强度; 消耗; 时效性; 能源
技术功效2级
灯具保持; 供电; 实时性提高; 效率提高; 准确性提高; 巡检降低; 劳动强度降低; 消耗降低; 时效性提高; 能源降低
技术功效3级
照明灯具保持; 实现供电; 监测实时性提高; 运行效率提高; 运行准确性提高; 人工巡检降低; 运行劳动强度降低; 控制实时性提高; 管理实时性提高; 电力消耗降低; 时效性提高; 能源降低
技术功效TRIZ参数
25-时间损失;39-生产率;28-测量精度;23-物质损失;19-能耗;
 分类号
 【技术分类】
主分类号
  • H
    电学
    • H05B
      电热;其他类目不包含的电照明
    • *H05B37/02
      控制
    • H05B37/00
      用于一般电光源的电路装置〔1,2006.01〕
    • H05
      其他类目不包含的电技术
IPC分类号
CPC分类号
 【行业分类】
国民经济行业分类
制造业
国民经济行业(主)
制造业
知识密集型分类
新装备制造业
学科分类
工程
数字经济核心产业分类
数字产品制造业
 其他著录项
代理机构北京润川律师事务所 11643
代理人张超; 周亮
申请语言汉语
审查员吕源
 首项权利要求

1.一种基于自供电的载波无线双模通信的隧道照明控制系统,其特征是:包括灯具(1)、终端控制器(2)、集中控制器(3)、上位机(4)和水流管TEG模块(5);其中,所述灯具和终端控制器有多个,每一个照明灯具(1)的灯座上都安装了一个终端控制器(2),负责灯具的开关控制,同时向集中控制器反馈灯具的运行参数;所述集中控制器(3)收集车流量、隧道内外亮度值的实时数据,并完成与上位机(4)和终端控制器(2)的信息交互;所述上位机(4),为人机接口,完成整个系统的控制;
在隧道的隧道路面(12)正下方埋设有路基(13),所述水流管TEG模块(5)埋置于隧道路基(13)下的集热管(14)与隧道路基(13)下的地下水管道(15)之间,所述水流管TEG模块(5)的内部结构是由多对PN结(23)串联所得,所述水流管TEG模块(5)具有热端(21) 和冷端(22),所述水流管TEG模块的热端(21)与所述集热管(14)相联,所述水流管TEG模块的冷端(22)与所述地下水管道(15)相联,所述水流管TEG模块(5)能够为其隧道照明控制系统提供工作电源。

2.根据权利要求1的一种基于自供电的载波无线双模通信的隧道照明控制系统,其特征是:整个控制系统的电源均由被埋置在隧道路基下的集热管(14)下方的水流管TEG模块(5)供给,水流管TEG模块(5)由多个TEG组成,水流管TEG模块(5)应用的TEG型号为TGM-199-2.0-1.2,尺寸为62mm*62mm。

3.根据权利要求2的一种基于自供电的载波无线双模通信的隧道照明控制系统,其特征是:所述上位机(4)包括系统设置模块、数据通信模块和数据管理模块。

4.根据权利要求3的一种基于自供电的载波无线双模通信的隧道照明控制系统,其特征是:所述集中控制器(3)包括控制模块、双模通信模块和数据采集模块,通过电力线载波无线双模通信将各个终端控制器(2)连接起来组成网络。

5.根据权利要求4的一种基于自供电的载波无线双模通信的隧道照明控制系统,其特征是:所述集中控制器(3)的控制模块采用STM32型号的数字信号处理器芯片,双模通信模块采用LME2981芯片实现电力线载波无线双模通信,数据采集模块采用车辆检测器和亮度传感器。

6.根据权利要求5的一种基于自供电的载波无线双模通信的隧道照明控制系统,其特征是:所述集中控制器(3)的车辆检测器是基于电磁线圈的传感器电路,包括耦合振荡电路、环行线圈以及调理整形电路,通过检测耦合电路的震荡频率来判断车流量信息。

7.根据权利要求6的一种基于自供电的载波无线双模通信的隧道照明控制系统,其特征是:所述终端控制器(2)包括控制模块、双模通信模块和监控模块;控制模块采用STM32型号的数字信号处理器芯片,双模通信模块采用LME2981芯片实现电力线载波无线双模通信,监控模块采用CS5460作为灯具的电参数测量芯片。

8.使用权利要求7的一种基于自供电的载波无线双模通信的隧道照明控制系统的方法,其特征是
步骤一:所述上位机(4)通过泵将隧道外部吸收太阳能的水传送至集热管中,间接将热量传递到水流管TEG模块的热端(21),水流管TEG模块的冷端(22)接触温度较低的地下水,从而形成水流管TEG模块的冷端和热端的温差,根据Seebeck效应,产生电势;
步骤二:所述上位机(4)通过对整个控制系统的参数和通信端口进行设置,对终端控制器进行管理,查看照明灯具控制系统的实时数据和历史数据,实现对各个灯具(1)的监控,并向集中控制器(3)发送指令,同时接受上传来的数据信息;
步骤三:所述集中控制器(3)将数据采集模块采集到的数据送入控制模块,STM32处理器将信息传送至上位机(4),上位机(4)按照事先设定好的方案将命令通过双模通信模块传送至终端控制器(2),并将相关数据存储在STM32处理器中,STM32处理器与上位机进行串口通信,上位机从而实现定时读取数据;
步骤四:若无事先设定好的方案,集中控制器(3)则将采集的数据上传至上位机,由工作人员设定相应的方案并下传至终端控制器(2);
步骤五:所述终端控制器(2)对灯具(1)进行统一的控制或者对单个灯具进行单一控制,采集灯具运行的数据,根据采集的数据和系统设置可判断出灯具的运行状况和故障情况,在终端控制器(2)因意外情况出现异常时,可接受上位机(4)的远程复位命令,使终端控制程序初始化,重新运行,终端控制器(2)通过双模通信技术,定时或者随机向上位机反馈灯具(1)运行状况数据,当检测到停电或不符合灯具控制方案的严重故障时,自动向上位机发出警报,从而保证故障响应的实时性。

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