一种通过隧道车辆声音检测进行调光的控制方法与流程

本发明属于智能交通及节能控制技术领域，尤其涉及一种通过隧道车辆声音检测进行调光的控制方法。

背景技术：

随着社会的进步和道路交通的发展，高速公路的隧道建设也越来越普及，照明是隧道建设的一个重要环节，隧道照明可以改善隧道内路面状况，防止驾驶人员视觉信息不足而出现交通事故，有利于提高隧道通行能力，是保证运输安全地重要设施。

近年来，高速公路隧道的数量逐年提升，隧道照明部分的能源需求进一步增多。对于节能的要求也越来越高，如何进一步提高隧道照明的节能，目前除了在隧道中采用大量LED进行节能照明外，还可以根据需要对LED进行亮度调节，实现节能。目前对于节能的控制只能根据隧道口安装的车检设备识别是否有车到达隧道，只能模糊判定车辆在隧道内的情况，不能准确知道车辆是否有车在行驶何时离开隧道。这样就不能准确地进行照明，模糊地确定车辆在隧道行驶的时间，存在一定的不准确性，而一味地加长车辆通过隧道的时间，会造成照明上一定的浪费，而缩短车辆通过隧道的时间，可能存在一定的安全隐患。针对广大西部地区，高速公路车流量较少的情况，如何能准确知道隧道内车辆的情况，进而使节能控制系统做出相应的控制调整实现精确、安全、高效的节能控制控制，因此，能准确知道隧道内车辆的行驶情况，对于隧道的节能和安全就显得十分的必要。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种通过隧道车辆声音检测进行调光的控制方法，能够准确知道隧道中车辆的行使情况，进而精准调节隧道照明，达到最大程度的节能效果。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种通过隧道车辆声音检测进行调光的控制方法，所采用的隧道车辆声音检测系统包括调光控制器、主机和多个从机，所述调光控制器通过通信接口与主机相连，所述主机通过二总线与多个从机相连；

所述隧道车辆声音检测系统的具体布局：当布局线路总长度不大于3000m时，从隧道入口30m处开始布设第一个从机，距离隧道出口30m处布设最后一个从机，中间每间隔200m左右布设一个从机，并从隧道入口开始依次给从机编号，在布设从机时，当靠近车行横洞时需要偏移横洞20-30m处布设；所述主机布设在配电房或箱变中；所述从机按200m左右的间距布设能较好地兼顾声音覆盖距离和更好地减少从机采集声音重叠区域，使系统容易识别隧道内车的位置和情况，所述从机从隧道30m处开始布设和在距离出口30m左右的距离布设最后一个从机，均能较好地避免隧道另外一个洞的车辆的影响，同理在车行横洞时的偏移布设也是为了避免另一个洞的车辆的影响；

当大于3000m时，采用增加二总线继电器的方式或者在隧道两头分别布设一台主机，两台主机通过网络互连通信；

所述通过隧道车辆声音检测进行调光的控制方法包括以下步骤：

步骤1：所述从机的声音采集电路采集声音信号并传输给从机的微处理器进行处理，得到状态信号；

步骤2：当主机的微处理器控制主机的二总线接口电路输出12V电压时，从机的二总线接口电路检测到12V电压，从机根据自身的编号在设定的时间内把自身的状态信号反馈到二总线上；

步骤3：主机的电流转换及AD采集电路通过检测二总线上从机反馈的电流而得到相应的反馈状态信号，并将该反馈状态信号传输给主机的微处理器进行处理；

步骤4：经过主机的微处理器处理后的结果信息通过通信接口传输给调光控制器，调光控制器根据该结果信息进行精确调光。

所述隧道车辆声音检测系统采用二总线的传输结构，实现了信号线和供电线共用一根总线，即降低了成本的同时方便施工和维护，系统的稳定性也得到进一步的提高，从机的二总线接口采用无极性的设计，有效避免在施工过程中因为正负接反造成的设备损坏和降低了施工安装难度。

作为本发明的进一步改进，所述从机包括微处理器、声音采集电路、状态提示电路、SW调试接口和复位电路、编号输入电路以及二总线接口电路，所述从机的声音采集电路、状态提示电路、SW调试接口和复位电路、编号输入电路以及二总线接口电路均与从机的微处理器相连；其中，所述声音采集电路用于采集车辆的声音信号，所述微处理器作为从机的核心处理部分，负责从机的信号处理和控制；所述SW调试接口和复位电路保证从机的微处理器正常工作和程序仿真调试；所述二总线接口电路用于实现12V和24V电压的检测，将从机的状态信号反馈到二总线上；所述编号输入电路为每个从机进行编号，便于主机识别；所述状态提示电路用于显示从机的运动状态和报警信号，便于观察。

作为本发明的进一步改进，所述主机包括微处理器、状态提示电路、SW调试接口和复位电路、电流转换及AD采集电路、二总线接口电路以及通信接口电路，所述主机的状态提示电路、SW调试接口和复位电路、电流转换及AD采集电路、二总线接口电路以及通信接口电路均与主机的微处理器相连；其中，所述微处理器作为主机的核心处理部分，负责主机的信号处理和控制；所述SW调试接口和复位电路用于保证主机的微处理器正常工作和程序仿真调试；所述二总线接口电路实现12V和24V电压的切换；所述电流转换及AD采集电路用于二总线上从机反馈电流的检测从而得到相应的反馈状态信号；所述通信接口电路用于实现与调光控制器的信息交互，实现调光节能的目的。

作为本发明的进一步改进，所述二总线采用自定义的通信协议，所述通信协议周期性轮询从机，首先进行信号同步，然后根据各个从机的编号，在一个周期内给各个从机分配数据传输的时间，同时在数据传输中加入校验位，保证了数据的稳定性和准确性，所述从机通过自定义的通信协议接收主机发送的信号并将相关信息传输给主机，达到信息的交互。

作为本发明的进一步改进，所述从机的声音采集电路是声音传感器，所述声音传感器的采集头向下安装，可以有效地减少隧道内污染物对其污染。

作为本发明的进一步改进，所述主机的通信接口是RS485接口。

作为本发明的进一步改进，所述反馈状态信号包括从机编号、车辆在隧道内的大概位置、以及车辆何时离开隧道、隧道内有无车辆情况、故障等信息。

与现有技术相比，本发明所提供的通过隧道车辆声音检测进行调光的控制方法，所采用的隧道车辆声音检测系统包括调光控制器、主机和多个从机，所述主机和从机采用二总线的传输结构，将供电线与信号线合二为一，实现了信号和供电共用一个总线的技术，节省了施工和线缆成本，给现场施工和后期维护带来了极大的便利，主从机配合调光控制器实现了隧道照明精确、安全、高效的节能控制，本发明尤其适用于车流量少，车流呈现时段性的西部地区的高速路隧道的节能控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的隧道车辆声音检测系统的结构示意图；

图2是本发明的隧道车辆声音检测系统的从机安装示意图；

图3是本发明的隧道车辆声音检测系统的从机结构示意图；

图4是本发明的隧道车辆声音检测系统的主机结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，本发明所提供的一种通过隧道车辆声音检测进行调光的控制方法，所采用的隧道车辆声音检测系统包括调光控制器、主机和多个从机，所述调光控制器通过通信接口与主机相连，所述主机通过二总线与多个从机相连。

从机在隧道内的布局，其中数字1-6分别为编号为1-6的从机，布局的规则是编号为1的从机在距离隧道入口30m处布设，6号从机距离隧道出口30m处布设，其余编号的从机原则上按照间距200m左右进行布设，若正好直对车行横洞则需偏移横洞20-30m进行布设，如图2所示的编号为3的从机，按照规则应该布设在虚线处，实际中如图2所示偏移横洞20m进行布设，这样是为了避免另外一个洞车辆的干扰。

所述通过隧道车辆声音检测进行调光的控制方法包括以下步骤：

步骤1：所述从机的声音采集电路采集声音信号并传输给从机的微处理器进行处理，得到状态信号；

步骤2：当主机的微处理器控制主机的二总线接口电路输出12V电压时，从机的二总线接口电路检测到12V电压，从机根据自身的编号在设定的时间内把自身的状态信号反馈到二总线上；

步骤3：主机的电流转换及AD采集电路通过检测二总线上从机反馈的电流而得到相应的反馈状态信号，并将该反馈状态信号传输给主机的微处理器进行处理；

步骤4：经过主机的微处理器处理后的结果信息通过RS485总线传输给调光控制器，调光控制器根据该结果信息进行精确调光。

所述从机的微处理器采用STM32F407，对声音采集电路采集的信号进行噪声滤除和回声消除的算法处理，得到状态信号；STM32F407微处理器具有低功耗的特点，在一根总线上加载多个从机需要功耗保持在一个较低的水平，满足系统的稳定工作需求；所述主机的微处理器采用STM32F407，控制两路不同输出电压的切换实现二总线的高低电平信号传输，两路电压分别为24V和12V，24V用于给从机供电，12V用于主机的电流转换及AD采集电路检测二总线上的电流接收从机发送的状态信号；所述主机将接收到的各个从机的状态信号进行分析处理，最后将处理后的结果信息通过RS485总线传输给调光控制器，调光控制器根据结果信息进行有效的调光。

如图3所示，所述从机包括声音采集电路、微处理器、状态提示电路、SW调试接口和复位电路、编号输入电路以及二总线接口电路，所述从机的声音采集电路、状态提示电路、SW调试接口和复位电路、编号输入电路以及二总线接口电路均与从机的微处理器相连。

如图4所示，所述主机包括微处理器、状态提示电路、SW调试接口和复位电路、电流转换及AD采集电路、二总线接口电路以及通信接口电路，所述主机的状态提示电路、SW调试接口和复位电路、电流转换及AD采集电路、二总线接口电路以及通信接口电路均与主机的微处理器相连。

所述声音采集电路是声音传感器电路，所述声音传感器的采集头向下安装。

所述反馈状态信号包括从机编号、车辆在隧道内的大概位置、以及车辆何时离开隧道、隧道内有无车辆情况、故障等信息。

本发明所提供的通过隧道车辆声音检测进行调光的控制方法，所采用的隧道车辆声音检测系统包括调光控制器、主机和多个从机，所述主机和从机采用二总线的通信方式，将供电线与信号线合二为一，实现了信号和供电共用一个总线的技术，节省了施工和线缆成本，给现场施工和后期维护带来了极大的便利，主从机配合调光控制器实现了隧道照明精确、安全、高效的节能控制，本发明尤其适用于车流量少，车流呈现时段性的西部地区的高速路隧道的节能控制。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。