专利名称：路灯亮度自动控制器和控制方法
技术领域：
本发明关于一种节能路灯，更具体而言，是关于一种路灯亮度调节 系统、路灯亮度自动控制器和控制方法。
背景技术：
据统计，2006年我国总发电量为28344亿kWh，其中照明用电占 到全社会用电总量的12%左右，而城市道路公共照明用电量占到整个照 明用电的30%左右，2006年我国道路照明用电量已超过1000亿kWh。 城市道路及高速公路上都广泛应用的路灯，耗电量十分巨大，因此也是 人们一直关注的问题。
目前路灯的控制系统主要采用时控和光控的方法。光控，主要利用 光敏传感器采样周围光照强度，通过控制电路来点亮或熄灭路灯。若周 围光照强度低于某一阈值，则点亮路灯，高于某一阈值，则熄灭路灯。 时控，就是利用当地一年四季昼夜的长短来粗略的控制路灯的亮灭时 间。现有技术中，时控方案一般只是分为两个或三个时段，在不同时段 采用不同的固定亮度，例如在两时段系统中，第一时段采用满功率亮度， 直到午夜12点；第二时段采用半功率亮度，直到黎明。而众所周知， 午夜过后路上行人车辆大大减少，采用上述两种控制方式都依然需要点 亮路灯，维持一定的亮度，这种方法过于简单，完全没有考虑当地当时 的交通情况，并没有实现最佳的节能。
发明内容
为解决上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种节能效果良 好，能进一步实现节能的路灯。 本发明采用以下技术方案-
本发明提供一种路灯亮度调节系统，包含LED阵列和电源模组， 以及连接于LED阵列和电源模组之间、用以驱动LED阵列的驱动器和 控制器，所述控制器包含一调节模块，该调节模块用以根据当地实际交 通流量的变化产生亮度调节信号，以使驱动器利用该亮度调节信号调节 LED阵列的亮度。
所述驱动器可以通过改变LED阵列的工作比来调节LED阵列的亮 度，也可以通过改变LED阵列的正向电流来调节LED阵列的亮度。
所述电源模组为恒流源模组。
本发明另外提供一种路灯亮度自动控制器，该控制器包含一调节模 块，该调节模块用以根据实际交通流量的变化产生亮度调节信号。
所述调节模块包含用以存储亮度调节程序的可擦写存储器或一次 写入存储器。
本发明还提供一种路灯亮度自动控制方法，包含步骤控制器产生 亮度调节信号，该亮度调节信号由控制器中的调节模块根据调光曲线产 生，该调光曲线根据当地在不同时间的实际交通流量统计数据制成；驱 动器根据所述亮度调节信号调节LED阵列的亮度。
所述调光曲线是当地一天中不同时间的实际交通流量的统计值。 所述驱动器通过驱动LED阵列的恒流源模组来驱动所述LED阵列。
本发明根据当地在不同时间实际的交通流量的统计数据来进行 LED路灯自动亮度控制和调节，能在交通繁忙时期采用高亮度，而交通 稀疏时期采用较低亮度，进一步实现节能。本发明根据当地在不同时期的交通流量统计数据来产生一条相应 的调光曲线，并利用这条曲线对单片机进行编程，有利于增强系统的适 用性。
本发明根据车辆的密度的统计数据来控制路灯的亮度，而高速公路
上的LED路灯主要是为来往车辆照明，因此本发明尤其适用于高速公 路照明。
以下将结合附图，对本发明的其他方面和本发明的优点给予详细阐释。
图1是本发明路灯亮度调节系统的结构示意图； 图2是本发明路灯亮度自动控制方法的示意图； 图3A是交通流量统计曲线示意图； 图3B是调光曲线示意图； 图4A是路灯始终为满功率时所消耗的电能； 图4B是路灯开始为满功率，半夜后为半功率时所消耗的电能； 图4C是路灯开始为满功率，半夜后为半功率，后半夜后为1/4功 率时所消耗的电能；
图4D是采用本发明技术方案后路灯所消耗的电能；
图5显示本发明应用于交流LED路灯系统时的方框示意图。
具体实施例方式
请参阅图1 ，本发明路灯亮度调节系统100包含LED阵列40和电 源模组10，以及连接于LED阵列40和电源模组10之间、用以驱动LED 阵列40的驱动器30和控制器20。所述电源模组10为恒流源模组，可 以是太阳能电池、直流的蓄电池，也可以是各种开关电源。所述控制器20包含一调节模块201，该调节模块201用以根据当地实际交通流量的 变化产生亮度调节信号202，以使驱动器30利用该亮度调节信号202 调节LED阵列40的亮度。该调节模块201包含用以存储亮度调节程序 的可擦写存储器或一次写入存储器。所述亮度调节信号201为脉宽调制 信号，所述驱动器30通过改变LED阵列40的工作比来调节LED阵列 40的亮度。
请参阅图2，本发明所提供的路灯亮度自动控制方法包含步骤步 骤S201，统计当地一天内不同时间的车流量，获得交通流量统计数据； 步骤S202，根据获得的交通流量统计数据制成一调光曲线；步骤S203， 利用调光曲线对控制器20进行编程，并将程序写入控制器20调节模块 201中，使控制器20能够按时输出相应的亮度控制PWM信号202;以 及，步骤S204，驱动器30根据所述亮度控制PWM信号202，对LED 进行瞬间开关控制，调节所述LED阵列的亮度。
请参阅图3A和图3B。本发明投入使用时，首先由使用者对一天内 不同时间点的交通流量进行多次人工统计或采用专用仪器进行自动统 计，对每个时间点获得一流量平均值，如早上6 7点、晚上7 8点在周 末和平常时的交通流量L1，如图3A所示。接着参阅图3B，厂家根据使 用者所提供的交通流量数据制成一调光曲线L2，并根据该调光曲线L2 进行编程，将程序写入到控制器的调节模块中。所述自动统计，例如在 路边装探头、感应器等，甚至可以利用交通部门对车流量的统计结果等。
图4A至图4D显示采用现有技术和本发明后路灯所消耗的功率。图 4A是路灯始终为满功率时所消耗的电能，由曲线P1可见，路灯全程功 率相同。图4B显示路灯在半夜后功率也减为一半时所消耗的电能，如曲 线P2所示，此时路灯所消耗的电能与始终为满功率相比，减少了25%。 图4B显示路灯在半夜后功率减为一半、后半夜功率减为1/4时路灯所消耗的电能，如曲线P3所示，此时路灯所消耗的电能与始终为满功率相比， 减少了 31.25%。图4C显示采用本发明技术方案后，路灯所消耗的电能， 采用本发明全智能PWM调光后得到的路灯亮度曲线如P4所示，此时路 灯所消耗的电能与始终为满功率相比，至少能减少40%。
图5显示本发明应用于交流LED路灯系统时的方框示意图。如图所 示，该交流LED路灯亮度调节系统500包含直流电源(即俗称AC/DC开 关电源)51、分别连接于该直流电源51的交流LED路灯程序调光控制器 52、具有调光功能的恒流驱动电源53,以及LED负载54;所述交流LED 路灯程序调光控制器52具有调节模块521 ，其根据当地实际交通流量的 变化产生亮度调节信号522，以使具有调光功能的恒流驱动电源53利用 该亮度调节信号522调节LED阵列54的亮度。
上述实施例仅是本发明的较佳实施例，本发明并不限制于此。例如， 在本发明的另一实施例中，所述控制器20根据所述调光曲线输出一模拟 信号，驱动器30通过采用模拟信号改变LED正向电流的方法实现其亮 度调节。其系统结构与图1所示的结构相似。
在本发明又一实施例中，驱动器30具有两种接口，既可以通过采用 模拟信号改变LED正向电流的方法实现其亮度调节，也可以通过改变 LED阵列的工作比来调节LED阵列的亮度。
在本发明再一实施例中，对LED的控制不是通过上述驱动发光二极 管(LED)的恒流源模组来实现，而是采用其它电路直接来对发光二极 管进行亮度调节。
在本发明一实施例中，本发明也可以和已有的各种光控和时控(如 使路灯天色暗时启动，天亮时关闭)和时控(如使路灯清晨6点完全关 闭，等相结合使用)，以达到最佳效果。
本发明克服以往的光控和时控方式过于简单的控制这一问题，利用高速公路上的路灯是为过往车辆提供道路照明这一特点，根据车辆的密 度的统计数据来控制路灯的亮度，从而进一步降低路灯的耗电，达到节 能的目的。
综上所述，本发明虽然已将较佳实施例揭露如上，但其并非用以限 制本发明，本发明的实施，并不局限于上述公开的实施例的结构，凡基 于上述基本思路，做出的无需创造性劳动的替换或改进，都应属于本发 明所公开的范围。
权利要求
1. 一种路灯亮度调节系统，包含LED阵列和电源模组，以及连接于LED阵列和电源模组之间、用以驱动LED阵列的驱动器和控制器，其特征在于，所述控制器包含一调节模块，该调节模块用以根据当地实际交通流量的变化产生亮度调节信号，以使驱动器利用该亮度调节信号调节LED阵列的亮度。
2. 根据权利要求1所述的路灯亮度调节系统，其特征在于，所述 驱动器通过改变LED阵列的工作比来调节LED阵列的亮度。
3. 根据权利要求1所述的路灯亮度调节系统，其特征在于，所述 驱动器通过改变LED阵列的正向电流来调节LED阵列的亮度。
4. 根据权利要求1所述的路灯亮度调节系统，其特征在于，所述 电源模组为恒流源模组。
5. —种路灯亮度自动控制器，其特征在于，所述控制器包含一调节 模块，该调节模块用以根据实际交通流量的变化产生亮度调节信号。
6. 根据权利要求5所述的路灯亮度自动控制器，其特征在于，所 述调节模块包含用以存储亮度调节程序的可擦写存储器。
7. 根据权利要求5所述的路灯亮度自动控制器，其特征在于，所 述调节模块包含用以存储亮度调节程序的一次写入存储器。
8. —种路灯亮度自动控制方法，其特征在于，所述方法包含步骤: 控制器产生亮度调节信号，该亮度调节信号由控制器中的调节模块根据调光曲线产生，该调光曲线根据当地在不同时间的实际交通流量统 计数据制成；驱动器根据所述亮度调节信号调节LED阵列的亮度。
9. 根据权利要求8所述的路灯亮度自动控制方法，其特征在于，所述调光曲线是当地一天中不同时间的实际交通流量的统计值。
10. 根据权利要求8所述的路灯亮度自动控制方法，其特征在于， 所述驱动器通过驱动LED阵列的恒流源模组来驱动所述LED阵列。
全文摘要
本发明提供一种路灯亮度自动控制器和控制方法，所述控制器包含一调节模块，该调节模块用以根据当地实际交通流量的变化产生亮度调节信号，以使驱动器利用该亮度调节信号调节LED阵列的亮度。本发明所提供的技术方案根据车辆的密度的统计数据来控制路灯的亮度，从而进一步降低了路灯的功耗，达到了节能的目的。本发明所提供的技术方案尤其适用于高速公路。
文档编号F21W131/103GK101545616SQ20091005037
公开日2009年9月30日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者茅于海 申请人:茅于海