高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于可见光检测【技术领域】，特别涉及高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置，包括：透镜组和可见光感应节能控制装置，其中，可见光感应节能控制装置还进一步包括电源管理模块、继电器、LED灯组、双元可见光照度检测电路、电平转换电路和单稳态多重触发电路，本实用新型提出的可见光感应节能控制装置体积小、成本低、安装方便，创新的使用两个光敏电阻及反相带通滤波放大电路组成双元可见光检测电路，用于检测车辆行驶经过时由于车灯照明而使环境照度变化，避免了环境照度和外部射频信号的对检测的干扰，更有效的判断是否有车辆行驶经过。
【专利说明】高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于可见光检测【技术领域】，特别涉及高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置。
【背景技术】
[0002]目前，高速公路上最常见的广告牌是矗立式巨型广告牌，还有设置在高速公路沿线设施、代收费站、服务区和上跨桥等位置的广告牌，为了获得更多的广告群体和广告效果，广告公司通常在广告牌下方安装泛光高压钠灯提供夜间照明。因此产生了在夜间无车辆行驶经过时，泛光高压钠灯仍然提供照明，不但未收到广告效果，而且造成电能浪费。
[0003]现在LED照明技术已广泛应用，其节能效果、易控性和使用寿命均优于高压钠灯，因此采用LED灯取代高压钠灯成为发展的趋势。但在夜间使用LED灯照明仍存在无车辆经过时对电能的浪费。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、低成本的高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置，以达到在高速公路上无车辆行驶经过时自动关闭广告牌照明，在有车辆行驶经过时自动的为广告牌照明并延时关闭，实现广告牌照明节能控制目的。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:一种高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置，包括:透镜组和可见光感应节能控制装置，所述的可见光感应节能控制装置包括电源管理模块、继电器、LED灯组、双元可见光照度检测电路、电平转换电路和单稳态多重触发电路，其中，双元可见光照度检测电路的输入端连接透镜组，双元可见光照度检测电路的输出端经电平转换电路、单稳态多重触发电路、继电器连接LED灯组，电源管理模块连接继电器、双元可见光照度检测电路、电平转换电路和单稳态多重触发电路。
[0006]所述的双元可见光照度检测电路，包括由运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一电容、第二电容组成反相带通滤波放大电路，其中，第一电阻和第一电容组成串联电路，用于滤除由第一光敏电阻和第二光敏电阻输出的电压变化信号的低频干扰；第二电阻和第二电容组成的并联电路，用于滤除由第一光敏电阻和第二光敏电阻输出的电压变化信号的高频干扰。
[0007]所述的见光感应节能控制装置，包括由电阻R5、电阻R6及比较器组成的电平转换电路，其中，电阻R5和电阻R6组成串联电路，用于提供比较器使用的基准电压。
[0008]所述的单稳态多重触发电路，包括555触发器、三极管Tl以及连接在三极管Tl发射极和集电极之间的电容C4,当向555触发器发送的电压信号低于555触发器置位阈值时，555触发器输出持续的暂态高电平控制继电器闭合，同时使三极管Tl导通电容C4释放能量，然后，当向555触发器发送的电压信号高于555触发器置位阈值时，三极管Tl截止，通过电容C4储存能量的时间，控制继电器的闭合时间；当电容C4两端电压高于555触发器复位阈值，使555触发器输出恢复为稳态低电平,用于控制继电器断开。
[0009]所述的双元可见光照度检测电路进一步包括光敏电阻、电阻、电容和运算放大器，其中，第一光敏电阻与第二光敏电阻组成串联电路，该串联电路的一端连接电源管理模块，另一端接地；第一光敏电阻和第二光敏电阻的连接点处连接第一电阻一端、第二电阻一端，第一电阻的另一端连接运算放大器的同相输入端和第一电容的一端，第一电容的另一端接地；第二电阻的另一端连接第二电容一端、第三电阻一端和运算放大器的反相输入端，第三电阻的另一端、第二电容的另一端同时连接运算放大器的输出端。
[0010]本实用新型的有益效果:本实用新型提出的可见光感应节能控制装置体积小、成本低、安装方便，创新的使用两个光敏电阻及反相带通滤波放大电路组成双元可见光检测电路，用于检测车辆行驶经过时由于车灯照明而使环境照度变化，避免了环境照度和外部射频信号的对检测的干扰，更有效的判断是否有车辆行驶经过。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型一种实施方式高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置总结构框图；
[0012]图2为本实用新型一种实施方式透镜组结构示意图；
[0013]图3为本实用新型一种实施方式可见光感应节能控制装置电路原理图；
[0014]图4为本实用新型一种实施方式经透镜组聚集的光束将车辆经过的道路分隔成前后两个区域示意图；
[0015]图5为本实用新型一种实施方式单稳态多重触发电路输出波形图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步详细的说明。
[0017]图1为本实用新型一种实施方式的高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置结构框图，包括透镜组I和可见光感应节能控制装置2。
[0018]可见光感应节能控制装置2内包括双元可见光照度检测电路6、单稳态多重触发电路7、电源管理模块4、继电器5和电平转换电路8。双元可见光照度检测电路6的输入端接收来自透镜组I的光照信号，双元可见光照度检测电路6的输出端连接电平转换电路8的输入端，电平转换电路8的输出端连接单稳态多重触发电路7的输入端，单稳态多重触发电路7的输出端连接继电器5的控制端，继电器5的输出端连接LED灯组3。
[0019]透镜组I置于可见光感应节能控制装置2的前端，由图2可知，透镜组I包括2个菲涅尔透镜，小的菲涅尔透镜置于靠近可见光感应节能控制装置2中的光敏电阻RTl与光敏电阻RT2 —侧，大的菲涅尔透镜置于远离光敏电阻RTl与光敏电阻RT2另一侧，且应保证光敏电阻RTl与光敏电阻RT2放置在小的菲涅尔透镜的焦点处。
[0020]菲涅尔透镜组I面向行车方向，与可见光感应节能控制装置2同时置于壳体9内，壳体7的背面设有外部电源输入输出接口 10。
[0021]可见光感应节能控制装置结构如图3所示。光敏电阻RTl与光敏电阻RT2组成的串联电路一端与电源管理模块相连接，另一端与地连接，光敏电阻RTl和光敏电阻RT2间的连接点与电阻R3的一端连接，同时与电阻Rl和Cl组成的串联电路一端相连，电阻Rl和电容Cl组成的串联电路另一端与地连接，电阻Rl和电容Cl间的连接点与运算放大器的同相输入端连接，电阻R3的另一端连接运算放大器的反相输入端、电阻R2和电容C2组成并联电路的一端，电阻R2和电容C2组成并联电路的另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端连接比较器的同相输入端，电阻R5和R6组成的串联电路一端连接电源管理模块，另一端与地连接，电阻R5和R6间的连接点连接比较器的反相输入端，比较器的输出端连接555触发器的引脚2 (即低电平触发端)，同时连接三极管Tl的基极，三极管Tl的发射极和集电极分别连接电容C4的两端，三极管Tl的发射极还连接电阻R4的一端及555触发器引脚6 (即高电平触发端)和引脚7 (即放电端)，电阻R4的另一端连接电源管理模块及555触发器的引脚4 (即复位端)和引脚8 (即电源端)，三极管Tl的集电极和555触发器的引脚I (即地端)分别接地，555触发器的引脚5 (即电压控制端)经电容C3连接地，555触发器的引脚3 (即输出端)连接继电器的控制端。
[0022]经菲涅尔透镜组I将车辆经过的道路分隔成前后两个区域A和B，两个区域的光束分别聚集在光敏电阻RTl和光敏电阻RT2上，如图4所示，车辆行驶过程中，先经过A区域，然后进入B区域。光敏电阻RTl通过菲涅尔透镜组检测A区域照射的光照强度数值，光敏电阻RT2通过菲涅尔透镜组检测B区域照射的光照强度数值，当道路上无车辆行驶时，因A区域和B区域亮度相同，RTl和RT2阻值相同，其中间连接点电压Ui为VDD/2，且当周围环境亮度变化时，由于这种变化对RTl和RT2的影响相同，Ui不会产生变化。此时，LED灯处于关闭状态。
[0023]当有车辆行驶经过时，车辆将顺序经过A区域和B区域，当车辆进入A区域未到B区域时，车灯光透过菲涅尔透镜组汇集到RTl上使RTl阻值降低，而RT2阻值没有变化，此时Ui值降低趋于0V，或者当车辆驶出A区域，进入B区域时，此时Ui值升高趋于VDD (即供电电压)，这两种情况均会产生变化的电压信号。该变化的信号进入由运算放大器、电阻R1、电阻R2、电阻R3及电容Cl、电容C2组成反相带通滤波放大电路，其中，电阻Rl和电容Cl组成的串联电路用于提供滤除由光敏电阻RTl和光敏电阻RT2输出的电压信号低频干扰的电压信号频率下限；电阻R2和电容C2组成的并联电路用于提供滤除由光敏电阻RTl和光敏电阻RT2输出的电压信号高频干扰的电压信号频率上限；电阻R2和R3用于提供放大增益倍数。
[0024]在车辆经过过程中产生的变化的电压信号Ui经过反相带通滤波放大电路滤除高频和低频干扰后，可得到如图5所示电压信号U0的波形图。电压信号U0输入由电阻R5、R6和比较器组成的电平转换电路(其中R6电阻值是R5电阻值的2倍)转换成触发信号Ui，当触发信号Ui小于VDD/3时比较器输出触发信号Ui为低电平，当触发信号Ui大于VDD/3时比较器输出触发信号Ui为高电平，触发信号Ui输入555触发器的引脚2，当触发信号Ui低于555触发器引脚2的置位阈值电压VDD/3时,单稳态多重触发电路输出信号Uo从原先的稳态低电平信号跳转成暂态高电平信号，同时通过三极管TI给电容C4放电，当触发信号Ui变为高电平时，三极管Tl截止，电容C4充电，当电容C4两端电压高于555触发器引脚6的复位阈值电压2*VDD/3时,单稳态多重触发电路输出信号Uo从暂态高电平信号恢复到稳态低电平信号。
[0025]当单稳态多重触发电路输出信号Uo，保持在暂态高电平信号期间，此时电容C4两端电压仍小于2*VDD/3，若有新的车辆行驶通过监测区域，则双元可见光照度检测电路产生新的电压信号UO出现低电压，从而再次触发单稳态多重触发电路，电容C4通过三极管Tl放电，单稳态多重触发电路维持输出暂态高电平信号，直到在Tw时间内没有新的触发，单稳态多重触发电路恢复到稳态低电平信号。
[0026]虽然以上描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是本领域内的熟练的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质。本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。
【权利要求】
1.一种高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置，包括:透镜组(I)和可见光感应节能控制装置(2)，其特征在于:所述的可见光感应节能控制装置(2)包括电源管理模块(4)、继电器(5)、LED灯组(3)、双元可见光照度检测电路(6)、电平转换电路(8)和单稳态多重触发电路(7)，其中，双元可见光照度检测电路(6)的输入端连接透镜组(I)，双元可见光照度检测电路(6)的输出端经电平转换电路(8)、单稳态多重触发电路(7)、继电器(5)连接LED灯组(3)，电源管理模块(4)连接继电器(5)、双元可见光照度检测电路(6)、电平转换电路(8)和单稳态多重触发电路(7)。
2.根据权利要求1所述的高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置，其特征在于:所述的可见光感应节能控制装置(2)，包括第一光敏电阻和第二光敏电阻，且第一光敏电阻和第二光敏电阻置于透镜组(I)的焦点上。
3.根据权利要求1所述的高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置，其特征在于:所述的双元可见光照度检测电路(6)，包括由运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一电容、第二电容组成反相带通滤波放大电路。
4.根据权利要求1所述的高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置，其特征在于:所述的单稳态多重触发电路(7)，包括555触发器、三极管以及连接在三极管发射极和集电极之间的电容，当向555触发器发送的电压信号低于555触发器置位阈值,使555触发器输出持续的暂态高电平控制继电器闭合，同时使三极管导通电容释放能量，然后，当向555触发器发送的电压信号高于555触发器置位阈值时，三极管截止，通过电容储存能量的时间，控制继电器的闭合时间；当电容两端电压高于555触发器复位阈值时，使555触发器输出恢复为稳态低电平，用于控制继电器(5)断开。
5.根据权利要求1所述的高速公路巨型广告牌智能照明节能控制装置，其特征在于:所述的双元可见光照度检测电路(6)进一步包括光敏电阻、电阻、电容和运算放大器，其中，第一光敏电阻与第二光敏电`阻组成串联电路，该串联电路的一端连接电源管理模块，另一端接地；第一光敏电阻和第二光敏电阻的连接点处连接第一电阻一端、第二电阻一端，第一电阻的另一端连接运算放大器的同相输入端和第一电容的一端，第一电容的另一端接地；第二电阻的另一端连接第二电容一端、第三电阻一端和运算放大器的反相输入端，第三电阻的另一端、第二电容的另一端同时连接运算放大器的输出端。
【文档编号】F21V5/04GK203384884SQ201320435435
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2013年7月22日
【发明者】石庆生, 梁亚松 申请人:石庆生