一种用于隧道过渡段光照自适应调节的智能控制系统技术方案

一种用于隧道过渡段光照自适应调节的智能控制系统，包括安装于隧道进口/出口过渡段内的汇聚节点，汇聚节点的控制器通过天线接收两个传感节点的信号，同时收集隧道过渡段的光强数据，传感节点一个置于隧道外，一个置于隧道中间，用来采集节点所在位置的光强数据，并通过Zigbee无线网络将该数据传输至汇聚节点，汇聚节点的控制器智能控制隧道进/出口过渡段内LED光源。本实用新型专利技术利用无线传输数据对隧道进出口过渡段的光照强度进行智能调节，节点之间通过无线进行通讯，降低隧道处安装难度，电路支持特有软件空中升级模式，方便系统算法升级和设备维护，系统部署与运维成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于隧道过渡段光照自适应调节的智能控制系统
本技术属于一种智能光强调节与控制系统，主要用于易形成“白洞”和“黑洞”效应的不同光强过渡区域，特别是隧道出入口。
技术介绍
根据《公路隧道通风照明设计规范》的基本要求，公路隧道需要在进出口段和过渡段设置基本照明和加强照明。加强照明是为能够解决隧道进出口段亮度梯度过大引起的“黑洞”和“白洞”现象而专门设计的，方便驾驶员适应隧道内外亮度反差的措施。基于亮度变化对行车安全的影响，设计适宜的隧道进出口过渡段长度，在过渡段智能调节光强，避免隧道内外亮度反差引起的视觉偏差，增加视觉适应时间。在实际工程中，隧道照明各区段的光强需求多采用分级照明的方法来实现，也有一些智能光强调节控制系统，采用基于单片机的有线通讯模式，采集隧道内外的光强等参数进行过渡段灯光的智能控制。由于此类控制系统涉及到隧道外、过渡段和中间段的传感参数采集和通讯，空间跨度通常在百米量级，隧道内的施工难度较大，且控制系统的算法优化和代码升级不够方便。
技术实现思路
本技术的目的，是在隧道进出口的过渡段提供一种基于Zigbee无线网络的自适应智能光强调节控制系统，解决驾驶员驶入、驶出隧道时适应隧道内外亮度反差的措施，从而有效解决隧道进出口区段亮度梯度变化过大而造成的“黑洞”“白洞”现象。本技术既能够单独部署在隧道进出口段，亦可与已有的免光纤式阳光输送机等照明系统相结合，作为有益的补充。为实现以上目的，本技术采用的技术方案为基于Zigbee的无线星型拓扑网络：包括汇聚（Sink）节点一个、传感（Sensor）节点两个。包括安装于隧道进（出）口过渡段内的汇聚节点，汇聚节点的控制器通过天线接收传感节点的信号，传感节点有二个，一个置于隧道外，一个置于隧道中间，传感信号通过Zigbee无线网络传输到汇聚节点，最终由汇聚节点的控制器控制隧道进（出）口过渡段内LED光源。汇聚节点与两个传感节点的的主控芯片均为CC2530。所述汇聚（Sink）节点，为Zigbee网络的控制节点，完成三项功能：1.汇聚安装在隧道外传感节点和隧道中间段传感节点的光强数据；2.采集隧道过渡段的光强数据；3.比对传感节点所采集到的光强和此刻过渡段的光强数据，通过智能算法计算出此时对过渡段LED光源的控制数据，利用PWM（脉宽调制）方式对LED光源进行实时控制。所述传感节点为两个，功能完全一样，均以预设的时间间隔采集节点所在位置的光强数据，并利用Zigbee无线网络将该数据传输至汇聚（Sink）节点。只依据安装位置的不同分为隧道外的传感节点和隧道中间段的传感节点。本技术的有益效果：用于隧道过渡段光照自适应调节的智能控制系统，可以利用无线传输数据对隧道进出口过渡段的光照强度进行智能调节。节点之间通过无线进行通讯，降低隧道处安装难度，电路支持特有软件空中升级模式，方便系统算法升级和设备维护，系统部署与运维成本低。附图说明图1为本技术的网络拓扑示意图；图2为本技术汇聚节点的系统框图；图3为本技术传感节点的系统框图；图4为本技术汇聚节点的主控芯片CC2530的接线图；图5为本技术汇聚节点的主控芯片CC2530的电路板调试和程序烧写的接口通道电路图。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本技术的保护范围有任何的限制作用。如图1所示是本技术的网络拓扑示意图，包括安装于隧道进口/出口过渡段内的汇聚节点1，汇聚节点1的控制器通过天线5接收传感节点2和传感节点3的信号，同时收集隧道过渡段的光强数据，两个传感节点一个置于隧道外，一个置于隧道中间，用来采集节点所在位置的光强数据，并通过Zigbee无线网络4将该数据传输至汇聚节点1，汇聚节点1的控制器智能控制隧道进/出口过渡段内LED光源6。汇聚节点和两个传感节点的主控芯片均为CC2530。汇聚节点的系统框图如图2所示，主控芯片为CC2530连接有LED光源6和光照传感器8，天线用来接收置于隧道外和置于隧道中间的光照传感器采集的信号，由电源7供电。图3为本技术传感节点的系统框图，两个传感节点的主控芯片为CC2530。主控芯片为CC2530连接有光感传感器9，天线用来发射光传感器采集的信号给汇聚节点，由电源10供电。本技术的主控芯片选用CC2530F256RHAT，其引脚如图4所示，1、2、3、4脚接地，5、6、7脚分别接Header3X2的P1_5，P1_4,P1_3，10脚接3.3V的外电源并通过电容C12接地滤波。21脚、24脚连到一起，再接入电感L1，L1的另一端接电源，同时21脚、24脚分别通过电容C11、C9接地。22脚经电容C10接到晶振Y2的2脚，23脚经电容C8接Y2的1脚，Y2的3脚接地。27脚、28和29脚连到一起，再接入电感L2，L2的另一端接电源，同时27脚、28脚分别接电容C6、C7后接地。30脚接电阻R1后接地，R1的阻值为56Ω。31脚接电感L1，L1的另一端接电源，31脚通过电容C3接地。C3的值为100pF,L1和L2的值均为2.2uH。32脚、33脚之间接有晶振Y1，32脚、33脚分别通过电容C1和C2接地。39脚外接3.3V外电源，并通过C4接地。40脚经C5接地。C6、C9、C13、C15的电容值为100pF，C2、C8、C10、C11、C12的电容值为15pF，C7的电容值为220pF，C4、C5的电容值为1uF，C16为10nF。如图5所示，FT232的1脚和5脚分别接到CC2530F256RHAT的P0_2，P0_3,FT232的18、21、25、26脚接地，15脚和16脚分别接USB1的DP（3脚）和DM（2脚），20脚为VBUS，接USB1的1脚，USB1的6、7、8、9脚均接地，U1FT232完成USB转串口的功能，USB1MINI_USB完成外接USB的功能，U1和USB1共同完成电路板调试和程序烧写的接口通道。CC2530F256RHAT的P0_0，P0_1接GY_30的2脚和3脚，GY_30的5脚接地，1脚接正电源，完成光照强度转换成数字信号的功能。如图4所示，CC2530F256RHAT的P1_3,P1_4,P1_5分别接到Header3X2的6脚、4脚、2脚，Header3X2的1脚、3脚、5脚悬空备用，完成对外接LED光源的PWM（脉宽调制）亮度功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于隧道过渡段光照自适应调节的智能控制系统，其特征在于：包括安装于隧道进口与出口过渡段内的汇聚节点，汇聚节点的控制器通过天线接收两个传感节点的信号，同时收集隧道过渡段的光强数据，传感节点一个置于隧道外，一个置于隧道中间，用来采集节点所在位置的光强数据，并通过Zigbee无线网络将该数据传输至汇聚节点，汇聚节点的控制器智能控制隧道进口与出口过渡段内LED光源。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道过渡段光照自适应调节的智能控制系统，其特征在于：包括安装于隧道进口与出口过渡段内的汇聚节点，汇聚节点的控制器通过天线接收两个传感节点的信号，同时收集隧道过渡段的光强数据，传感节点一个置于隧道外，一个置于隧道中间，用来采集节点所在位置的光强数据，并通过Zigbee无线网络将该数据传输至汇聚节点，汇聚节点的控制器智能控制隧道进口与出口过渡段内LED光源。


2.如权利要求1所述的一种用于隧道过渡段光照自适应调节的智能控制系统，其特征在于：汇聚节点和两个传感节点的主控芯片为CC2530。


3.如权利要求2所述的一种用于隧道过渡段光照自适应调节的智能控制系统，其特征在于：选用CC2530F256RHAT做主控芯片，其引脚接线如下：1、2、3、4脚接地，5、6、7脚分别接Header3X2的P1_5，P1_4,P1_3，10脚接3.3V的外电源并通过电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨灿，李尹，
申请(专利权)人：湖南科技职业学院，
类型：新型
国别省市：湖南;43