一种隧道节能照明系统技术方案

本发明专利技术提供一种隧道节能照明系统，包括：中央控制器，中央控制器通过CAN总线控制隧道口自然光照明子系统、隧道内LED照明子系统、风光发电子系统、环境监测子系统协调运行；隧道出入口通过自然光照明子系统提供自然光进行照明，隧道内的照明设备以及各元器件通过风光发电子系统提供能源；本系统内照明设备及其他元器件在风光充足的条件下均通过自然能源进行供电，节能环保的同时减轻了电网供电压力。

A tunnel energy saving lighting system

The invention provides a tunnel energy-saving lighting system, which includes: a central controller, which controls the natural light illumination subsystem of the tunnel entrance, the LED illumination subsystem of the tunnel entrance, the wind and solar power generation subsystem and the environment monitoring subsystem through the CAN bus, and provides natural light through the natural light illumination subsystem of the tunnel entrance and exit. Lighting, lighting equipment and components in the tunnel provide energy through the wind and solar power generation subsystem; lighting equipment and other components in the system are powered by natural energy under the conditions of sufficient wind and light, which saves energy and reduces the power supply pressure of the power grid at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种隧道节能照明系统
本专利技术涉及照明领域，尤其涉及一种隧道节能照明系统。
技术介绍
近年来，我国城市建设和交通运输业的飞速发展，基于隧道具有缩短公路里程、提高运输效应、利用地下空间、节省用地和保持生态环境的优越性，隧道在各地的公路建设中被广泛应用。然而随着公路隧道建设数量和规模不断扩大，公路隧道照明用电逐渐成为隧道运营的主要支出成本。隧道照明电能消耗巨大，对自然能源的利用不足。目前，亟需一种利用自然能源，减轻电网供电负担的隧道照明系统。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种隧道节能照明系统，包括：中央控制器，中央控制器通过CAN总线控制隧道口自然光照明子系统、隧道内LED照明子系统、风光发电子系统、环境监测子系统协调运行；隧道口自然光照明子系统包括：滤光镜、聚光透镜、耦合器、光纤、自然光发散器、太阳能跟踪器；滤光镜用于滤除自然光中对驾驶员有害和不适的成分，聚光透镜通过太阳能跟随器固定设置于隧道顶部，用于将过滤后的自然光聚焦在聚光透镜焦点处；耦合器与聚光透镜连接，用于将聚焦后的自然光引入光纤传输；自然光发散器固设于隧道进口预设距离处和隧道入口预设距离处，用于将光纤传输的自然光进行散射，对隧道进口端和出口端进行照明；隧道内LED照明子系统包括：若干LED灯组以及与LED灯组一一对应连接的LED控制器；LED灯组包括若干LED灯，同一LED灯组内的LED灯均匀设置于隧道内壁构成U型结构，同一LED灯组内的LED灯连接同一个LED控制器，LED控制器通过CAN总线与中央控制器连接；中央控制器根据环境监测子系统检测的隧道内外环境信息、车辆信息控制LED灯组根据预设亮度依次开启。风光发电子系统用于利用风光自然能源为所述的照明系统提供电能。优选的，环境监测子系统包括：多个地磁线圈探测器、多个车速探测器、隧道外光强传感器、多个隧道内光强传感器、隧道外能见度传感器、多个隧道内能见度传感器、多个摄像头；隧道进口外第一预设距离内、隧道内、隧道出口外第一预设距离内沿隧道方向均匀设有地磁线圈探测器；与地磁线圈探测器一一对应设有车速探测器；隧道外部设有隧道外光强传感器和隧道外能见度传感器；隧道内沿隧道方向均匀设有多个隧道内光强传感器；隧道内沿隧道方向均匀设有多个隧道内能见度传感器；隧道内沿隧道方向均匀设有多个摄像头；多个地磁线圈探测器、多个车速探测器、隧道外光强传感器、多个隧道内光强传感器、隧道外能见度传感器、多个隧道内能见度传感器、多个摄像头分别与中央控制器连接。优选的，隧道内外环境信息包括：隧道外光强传感器检测的隧道外光照强度、隧道内光强传感器检测的隧道内个区段光照强度、隧道外能见度传感器检测的隧道外能见度、隧道内能见度传感器检测的隧道内各区段能见度；车辆信息包括：车速传感器检测的车辆的行驶速度、地磁线圈探测器检测的的车辆的位置信息、摄像头检测的车辆的行为信息。优选的，风光发电子系统包括：若干个太阳能电池板组以及与太阳能电池板组一一对应的太阳能充电控制器、蓄电池、太阳能放电控制器、风力发电机、太阳能跟随器；太阳能电池板组通过太阳能跟随器固定于隧道外部，太阳能电池板组包括若干个太阳能电池板，太阳能电池板组通过充电控制器与蓄电池连接，蓄电池电能输出端与太阳能放电控制器连接，太能放电控制器与所述的隧道节能照明系统中的元器件连接；风力发电机固设于隧道顶部，风力发电机内部的储能装置与所述的隧道节能照明系统中的元器件连接。优选的，LED灯组与地磁线圈探测器、隧道内光强传感器、隧道内能见度传感器、摄像头均一一对应。优选的，隧道内LED照明子系统还包括：PWM调制器；PWM调制器用于无极调节LED灯亮度；LED控制器通过PWM调制器与同一LED灯组内的LED灯相连。优选的，太阳能跟随器包括：电池板固定夹、偏转角调整电机、高度角电动推杆、固定底座、转轴、微控制器；转轴顶部与电池板固定夹活动连接，转轴上设有推杆固定座，推杆固定座上固设有高度角电动推杆，高度角电动推杆与电池板固定夹顶部活动连接；高度角电动推杆用于调整太阳能电池板的高度角；转轴底部通过第一轴承与固定底座底板连接，转轴中部通过第二轴承与固定底座顶板连接；第一轴承与第二轴承之间的转轴上设有第一齿盘，第一齿盘与偏转角调整电机转子端的第二齿盘啮合连接；偏转角调整电机用于驱动转轴转动，调整太阳能电池板的偏转角度；电池板固定夹顶部设有光照检测器；高度角电动推杆、偏转角调整电机、光照检测器分别与微控制器连接。优选的，光照检测器包括：多个光敏电阻、透明罩壳和固定板；透明罩壳固定于固定板上，透明罩壳表面涂有黑色涂层；透明罩壳内的固定板上十字交叉设有四个光敏电阻，透明罩壳外的固定板上十字交叉设有四个光敏电阻，透明罩壳内的四个光敏电阻与透明罩壳外的四个光敏电阻一一对应；多个光敏电阻分别与微控制器连接。优选的，微控制器采用AT89C51型微控制器。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：隧道出入口通过自然光照明子系统提供自然光进行照明，隧道内的照明设备以及各元器件通过风光发电子系统提供能源；本系统内照明设备及其他元器件在风光充足的条件下均通过自然能源进行供电，节能环保的同时减轻了电网供电压力；中央控制器通过环境监测子系统检测到的各环境参数对隧道口自然光照明子系统、隧道内LED照明子系统的照明方式和照明亮度进行调节，隧道内LED灯采用“车来亮，车走灭”的方式，智能化程度高，节约电能；聚光器和太阳能电池板均设置在天阳能跟随器上，最大限度的吸收太阳光照和太阳能，充分保证隧道口的照明和自然能源的收集。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本专利技术示意图。其中，1、隧道口自然光照明子系统，101、滤光镜，102、聚光透镜，103、耦合器，104、光纤，105、自然光发散器，106、太阳能跟踪器，2隧道内LED照明子系统，201、LED灯组，202、PWM调制器，203、LED控制器，3、风光发电子系统，301、太阳能电池板组，302、太阳能充电控制器，303、蓄电池，304、太阳能放电控制器，305、风力发电机，4、环境监测子系统，401、地磁线圈探测器，402、车速探测器，403、隧道外光强传感器，404、隧道内光强传感器，405、隧道外能见度传感器，406、隧道内能见度传感器，407、摄像头，5、中央控制器。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本专利技术保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。实施例一：一种隧道节能照明系统，包括：中央控制器5，中央控制器5通过CAN总线控制隧道口自然光照明子系统1、隧道内LED照明子系统2、风光发电子系统3、环境监测子系统4协调运行；隧道口自然光照明子系统1包括：滤光镜101、聚光透镜102、耦合器103、光纤104本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道节能照明系统，其特征在于，包括：中央控制器（5），中央控制器（5）通过CAN总线控制隧道口自然光照明子系统（1）、隧道内LED照明子系统（2）、风光发电子系统（3）、环境监测子系统（4）协调运行；隧道口自然光照明子系统（1）包括：滤光镜（101）、聚光透镜（102）、耦合器（103）、光纤（104）、自然光发散器（105）、太阳能跟踪器（106）；滤光镜（101）用于滤除自然光中对驾驶员有害和不适的成分，聚光透镜（102）通过太阳能跟随器固定设置于隧道顶部，用于将过滤后的自然光聚焦在聚光透镜（102）焦点处；耦合器（103）与聚光透镜（102）连接，用于将聚焦后的自然光引入光纤（104）传输；自然光发散器（105）固设于隧道进口预设距离处和隧道入口预设距离处，用于将光纤（104）传输的自然光进行散射，对隧道进口端和出口端进行照明；隧道内LED照明子系统（2）包括：若干LED灯组（201）以及与LED灯组（201）一一对应连接的LED控制器（203）；LED灯组（201）包括若干LED灯，同一LED灯组（201）内的LED灯均匀设置于隧道内壁构成U型结构，同一LED灯组（201）内的LED灯连接同一个LED控制器（203），LED控制器（203）通过CAN总线与中央控制器（5）连接；中央控制器（5）根据环境监测子系统（4）检测的隧道内外环境信息、车辆信息控制LED灯组（201）根据预设亮度依次开启；风光发电子系统（3）用于利用风光自然能源为所述的照明系统提供电能。...

【技术特征摘要】
1.一种隧道节能照明系统，其特征在于，包括：中央控制器（5），中央控制器（5）通过CAN总线控制隧道口自然光照明子系统（1）、隧道内LED照明子系统（2）、风光发电子系统（3）、环境监测子系统（4）协调运行；隧道口自然光照明子系统（1）包括：滤光镜（101）、聚光透镜（102）、耦合器（103）、光纤（104）、自然光发散器（105）、太阳能跟踪器（106）；滤光镜（101）用于滤除自然光中对驾驶员有害和不适的成分，聚光透镜（102）通过太阳能跟随器固定设置于隧道顶部，用于将过滤后的自然光聚焦在聚光透镜（102）焦点处；耦合器（103）与聚光透镜（102）连接，用于将聚焦后的自然光引入光纤（104）传输；自然光发散器（105）固设于隧道进口预设距离处和隧道入口预设距离处，用于将光纤（104）传输的自然光进行散射，对隧道进口端和出口端进行照明；隧道内LED照明子系统（2）包括：若干LED灯组（201）以及与LED灯组（201）一一对应连接的LED控制器（203）；LED灯组（201）包括若干LED灯，同一LED灯组（201）内的LED灯均匀设置于隧道内壁构成U型结构，同一LED灯组（201）内的LED灯连接同一个LED控制器（203），LED控制器（203）通过CAN总线与中央控制器（5）连接；中央控制器（5）根据环境监测子系统（4）检测的隧道内外环境信息、车辆信息控制LED灯组（201）根据预设亮度依次开启；风光发电子系统（3）用于利用风光自然能源为所述的照明系统提供电能。2.根据权利要求1所述的隧道节能照明系统，其特征在于，环境监测子系统（4）包括：多个地磁线圈探测器（401）、多个车速探测器（402）、隧道外光强传感器（403）、多个隧道内光强传感器（404）、隧道外能见度传感器（405）、多个隧道内能见度传感器（406）、多个摄像头（407）；隧道进口外第一预设距离内、隧道内、隧道出口外第一预设距离内沿隧道方向均匀设有地磁线圈探测器（401）；与地磁线圈探测器（401）一一对应设有车速探测器（402）；隧道外部设有隧道外光强传感器（403）和隧道外能见度传感器（405）；隧道内沿隧道方向均匀设有多个隧道内光强传感器（404）；隧道内沿隧道方向均匀设有多个隧道内能见度传感器（406）；隧道内沿隧道方向均匀设有多个摄像头（407）；多个地磁线圈探测器（401）、多个车速探测器（402）、隧道外光强传感器（403）、多个隧道内光强传感器（404）、隧道外能见度传感器（405）、多个隧道内能见度传感器（406）、多个摄像头（407）分别与中央控制器（5）连接。3.根据权利要求2所述的隧道节能照明系统，其特征在于，隧道内外环境信息包括：隧道外光强传感器（403）检测的隧道外光照强度、隧道内光强传感器（404）检测的隧道内个区段光照强度、隧道外能见度传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青，
申请(专利权)人：郑州云海信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41