CN115643654A - 智慧路灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及路灯控制技术领域，提出了智慧路灯控制系统，包括双路恒流驱动电路，双路恒流驱动电路包括直流电源B2、MOS管Q6、电容C8、二极管D9、电感L1、电容C9、路灯LED1、MOS管Q7、二极管D10、电感L2、电容C10和路灯LED2，直流电源B2的正极连接MOS管Q6的；漏极，MOS管Q6的源极连接电容C8的第一端，电容C8的第二端连接二极管D9的阴极，电容C8的第二端连接电感L1的第一端，电感L1的第二端连接直流电源B2的负极，二极管D9的阳极连接电容C9的第一端，电容C9的第二端连接电感L1的第二端。通过上述技术方案，解决了现有技术中，在路灯照明技术领域，多为单个电源来驱动控制单个路灯，驱动线路较为单一，不具备多路输出能力，成本较高的问题。

Description

智慧路灯控制系统

技术领域

本发明涉及路灯控制技术领域，具体的，涉及智慧路灯控制系统。

背景技术

LED路灯是指用LED光源制作的路灯，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，对城市照明节能具有十分重要的意义。

现有技术中，在路灯照明技术领域，每一个路灯需要一路驱动电源供电，电源成本高。

发明内容

本发明提出智慧路灯控制系统，解决了现有技术中，在路灯照明技术领域，多为单个电源来驱动控制单个路灯，驱动线路较为单一，不具备多路输出能力，成本较高的问题。

本发明的技术方案如下：

智慧路灯控制系统，包括双路恒流驱动电路，所述双路恒流驱动电路包括直流电源B2、MOS管Q6、电容C8、二极管D9、电感L1、电容C9、路灯LED1、MOS管Q7、二极管D10、电感L2、电容C10和路灯LED2，所述直流电源B2的正极连接所述MOS管Q6的；漏极，所述MOS管Q6的源极连接所述电容C8的第一端，所述电容C8的第二端连接所述二极管D9的阴极，所述电容C8的第二端连接所述电感L1的第一端，所述电感L1的第二端连接所述直流电源B2的负极，所述二极管D9的阳极连接所述电容C9的第一端，所述电容C9的第二端连接所述电感L1的第二端，所述电容C9的第一端连接所述路灯LED1的阴极，所述路灯LED1的阳极连接所述电容C9的的第二端，所述MOS管Q6的源极连接所述MOS管Q7的漏极，所述MOS管Q7的源极连接所述电感L2的第一端，所述电感L2的第二端连接所述路灯LED1的阴极，所述电感L2的第一端连接所述二极管D10的阴极，所述二极管D10的阳极连接所述电容C10的第一端，所述电容C10的第二端连接所述电感L2的第二端，所述电容C10的第一端连接所述路灯LED2的阴极，所述路灯LED2的阳极连接所述电容C10的第二端。

作为进一步的技术方案，还包括开关电路，所述开关电路包括MOS管Q1、MOS管Q2和控制电路，所述MOS管Q1的漏极连接所述电容C10的第一端，所述MOS管Q1的源极连接所述路灯LED2的阴极，所述MOS管Q2的漏极连接所述路灯LED1的阳极，所述MOS管Q2的源极连接所述电容C9的第二端，所述控制电路设置有两个，两个所述控制电路分别连接MOS管Q1的栅极和所述MOS管Q2的栅极。

作为进一步的技术方案，所述控制电路包括电阻R7、光耦U3和电阻R8，所述MOS管Q2的栅极连接所述光耦U3三极管的发射极，所述电阻R7的第一端连接所述光耦U3三极管的发射极，所述电阻R7的第二端接地，所述光耦U3三极管的集电极连接电源VCC，所述光耦U3二极管的阳极连接所述电阻R8的第一端，所述电阻R8的第二端连接电源VCC，所述光耦U3二极管的阴极连接所述单片机的路灯控制引脚。

作为进一步的技术方案，还包括保险丝F1和二极管D6，所述直流电源B2的负极连接所述保险丝F1的第一端，所述保险丝F1的第二端接地，所述直流电源B2的正极连接所述二极管D6的阴极，所述二极管D6的阳极接地。

作为进一步的技术方案，还包括电压取样电路，所述电压取样电路包括电阻R5、电阻R6、电容C2和稳压二极管D3，所述直流电源B2的正极连接所述电阻R5的第一端，所述电阻R5的第二端连接所述电阻R6的第一端，所述电阻R5的第二端连接单片机的蓄电池电压取样引脚，所述电阻R6的第二端接地，所述电阻R6的第一端连接所述电容C2的第一端，所述电容C2的第二端接地，所述电容C2的第一端连接所述稳压二极管D3的阴极，所述稳压二极管D3的阳极接地。

作为进一步的技术方案，还包括物体检测电路，所述物体检测电路包括热释电红外传感器T1、电阻R9、电阻R10、运放U5、电阻RP1、电阻R12、电容C3、电容C4、电阻RP1、电阻R14、运放U4、电阻R13、电容C5、运放U6、运放U7、电阻R16、变阻器RP2、电阻R15、二极管D4和二极管D5，所述热释电红外传感器T1的第一供电端连接电源VCC，所述热释电红外传感器T1的第二供电端接地，所述热释电红外传感器T1的输出端连接所述电阻R9的第一端，所述热释电红外传感器T1的输出端连接所述电阻R10，所述电阻R10的第二端接地，所述电阻R9的第二端连接所述运放U5的反相输入端，所述运放U5的同相输入端连接所述电阻RP1的第一端，所述电阻RP1的第二端接地，所述运放U5的输出端连接所述电阻R12的第一端，所述电阻R12的第二端连接所述运放U5的反相输入端，所述电阻R12的第一端连接所述电容C3的第一端，所述电容C3的第二端连接所述电阻R12的第二端，所述运放U5的输出端连接所述电容C4的第一端，所述电容C4的第二端连接所述电阻RP1的第一端，所述电阻RP1的第二端连接所述运放U4的反相输入端，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R14接地，所述运放U4的输出端连接所述电阻R13的第一端，所述电阻R13的第二端连接所述运放U4的反相输入端，所述电阻R13的第一端连接所述电容C5的第一端，所述电容C5的第二端连接所述电阻R13的第二端，所述运放U4的输出端连接所述运放U6的同相输入端，所述运放U4的输出端连接所述运放U7的反相输入端，所述运放U6的反相输入端连接所述电阻R16的第一端，所述电阻R16的第二端连接电源VCC，所述电阻R16的第一端连接所述变阻器RP2的第一端，所述变阻器RP2的第二端连接所述运放U7的同相输入端，所述运放U7的同相输入端连接所述电阻R15的第一端，所述电阻R15的第二端接地，所述二极管D4的阴极作为所述物体检测电路的输出端连接单片机。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中直流电源B2为驱动电源，MOS管Q6和MOS管Q7的栅极分别接入控制信号，当MOS管Q6导通，MOS管Q7关闭时，此时直流电源B2通过MOS管Q6给电容C8和电感L1充电，电容C9放电，同时电感L2给电容C10充电；当MOS管Q6关闭，MOS管Q7导通时，此时电感L1放电给电容C9充电，电感L1上的电流线性下降，同时电容C8放电，通过MOS管Q7给电感L2充电，电容C10则放电；当MOS管Q6关闭，MOS管Q7也关闭时，电感L1和电感L2均放电，给电容C9和电容C10充电，电容C8不放电也不充电。通过上述过程，使电容C9和电容C10的电压保持在恒定值，并分别为路灯LED1和路灯LED2供电。

本发明通过控制MOS管Q6和MOS管Q7的导通关闭，实现电容C9和电容C10的充放电，使电容C9和电容C10两端电压保持在恒定值，由此实现了单个驱动电源对两个路灯的恒流输出驱动，解决了单路输出驱动电源成本高的问题，降低了建设维护成本，便于对线路进行检修和控制。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明中双路恒流驱动电路原理图；

图2为本发明中控制电路原理图；

图3为本发明中电压取样电路原理图；

图4为本发明中物体检测电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例提出了智慧路灯控制系统，包括双路恒流驱动电路，所述双路恒流驱动电路包括直流电源B2、MOS管Q6、电容C8、二极管D9、电感L1、电容C9、路灯LED1、MOS管Q7、二极管D10、电感L2、电容C10和路灯LED2，所述直流电源B2的正极连接所述MOS管Q6的；漏极，所述MOS管Q6的源极连接所述电容C8的第一端，所述电容C8的第二端连接所述二极管D9的阴极，所述电容C8的第二端连接所述电感L1的第一端，所述电感L1的第二端连接所述直流电源B2的负极，所述二极管D9的阳极连接所述电容C9的第一端，所述电容C9的第二端连接所述电感L1的第二端，所述电容C9的第一端连接所述路灯LED1的阴极，所述路灯LED1的阳极连接所述电容C9的的第二端，所述MOS管Q6的源极连接所述MOS管Q7的漏极，所述MOS管Q7的源极连接所述电感L2的第一端，所述电感L2的第二端连接所述路灯LED1的阴极，所述电感L2的第一端连接所述二极管D10的阴极，所述二极管D10的阳极连接所述电容C10的第一端，所述电容C10的第二端连接所述电感L2的第二端，所述电容C10的第一端连接所述路灯LED2的阴极，所述路灯LED2的阳极连接所述电容C10的第二端。

本实施例中，直流电源B2为供电电源，MOS管Q6和MOS管Q7的栅极分别接入控制信号，当MOS管Q6导通，MOS管Q7关闭时，此时直流电源B2通过MOS管Q6给电容C8和电感L1充电，电容C9放电，给路灯LED1供电，路灯LED1发光，同时电感L2给电容C10充电，同时电流流过路灯LED2，路灯LED2发亮，当MOS管Q6关闭，MOS管Q7导通时，此时电感L1放电给电容C9充电，电感L1上的电流线性下降，同时放电电流流过路灯LED1，路灯LED1发光，同时电容C8放电，通过MOS管Q7给电感L2充电，电容C10则放电，给路灯LED2供电，路灯LED2发亮，当MOS管Q6关闭，MOS管Q7也关闭时，电感L1和电感L2均放电，给电容C9和电容C10充电，路灯LED1和路灯LED2发亮，电容C8不放电也不充电，由此实现了单个电源对两个路灯的很溜输出驱动，解决了单路输出驱动电源成本高的问题，降低了建设维护成本，便于对线路进行检修和控制。

进一步，如图2所示，还包括开关电路，所述开关电路包括MOS管Q1、MOS管Q2和控制电路，所述MOS管Q1的漏极连接所述电容C10的第一端，所述MOS管Q1的源极连接所述路灯LED2的阴极，所述MOS管Q2的漏极连接所述路灯LED1的阳极，所述MOS管Q2的源极连接所述电容C9的第二端，所述控制电路设置有两个，两个所述控制电路分别连接MOS管Q1的栅极和所述MOS管Q2的栅极。

所述控制电路包括电阻R7、光耦U3和电阻R8，所述MOS管Q2的栅极连接所述光耦U3三极管的发射极，所述电阻R7的第一端连接所述光耦U3三极管的发射极，所述电阻R7的第二端接地，所述光耦U3三极管的集电极连接电源VCC，所述光耦U3二极管的阳极连接所述电阻R8的第一端，所述电阻R8的第二端连接电源VCC，所述光耦U3二极管的阴极连接所述单片机的路灯控制引脚。

本实施例中，在白天光照充足的情况下，单片机的路灯控制引脚控制输出高电平，即光耦U3不导通，MOS管Q2处于截止状态，即此时路灯LED1和路灯LED2均不亮；当夜晚来临，此时单片机的路灯控制引脚输出低电平，然后光耦U3导通，进而MOS管Q2导通，进而路灯LED1和路灯LED2的线路导通，直流电源B2给路灯LED1和路灯LED2供电，路灯LED1和路灯LED2照亮，实现夜晚自动发亮。

需要说明的是，光照的检测可以通过设置光照传感器实现，这是本领域的公知常识，这里不做赘述。

进一步，如图3所示，还包括保险丝F1和二极管D6，所述直流电源B2的负极连接所述保险丝F1的第一端，所述保险丝F1的第二端接地，所述直流电源B2的正极连接所述二极管D6的阴极，所述二极管D6的阳极接地。

本实施例中，保险丝F1和二极管D6则起到了防直流电源B2反接保护的作用。

进一步，如图3所示，还包括电压取样电路，所述电压取样电路包括电阻R5、电阻R6、电容C2和稳压二极管D3，所述直流电源B2的正极连接所述电阻R5的第一端，所述电阻R5的第二端连接所述电阻R6的第一端，所述电阻R5的第二端连接单片机蓄电池电压取样引脚，所述电阻R6的第二端接地，所述电阻R6的第一端连接所述电容C2的第一端，所述电容C2的第二端接地，所述电容C2的第一端连接所述稳压二极管D3的阴极，所述稳压二极管D3的阳极接地。

本实施例中，直流电源B2的电压由电阻R5和电阻R6串联分压，经电容C2滤波、稳压二极管D3过压保护，电阻R6上的压降作为采样信号输入至单片机中，单片机得到直流电源B2的电压，当直流电源B1的电压过高时，及时关断直流电源，避免过高的电压对电路元件造成损坏。

进一步，如图4所示，还包括物体检测电路，所述物体检测电路包括热释电红外传感器T1、电阻R9、电阻R10、运放U5、电阻RP1、电阻R12、电容C3、电容C4、电阻RP1、电阻R14、运放U4、电阻R13、电容C5、运放U6、运放U7、电阻R16、变阻器RP2、电阻R15、二极管D4和二极管D5，所述热释电红外传感器T1的第一供电端连接电源VCC，所述热释电红外传感器T1的第二供电端接地，所述热释电红外传感器T1的输出端连接所述电阻R9的第一端，所述热释电红外传感器T1的输出端连接所述电阻R10，所述电阻R10的第二端接地，所述电阻R9的第二端连接所述运放U5的反相输入端，所述运放U5的同相输入端连接所述电阻RP1的第一端，所述电阻RP1的第二端接地，所述运放U5的输出端连接所述电阻R12的第一端，所述电阻R12的第二端连接所述运放U5的反相输入端，所述电阻R12的第一端连接所述电容C3的第一端，所述电容C3的第二端连接所述电阻R12的第二端，所述运放U5的输出端连接所述电容C4的第一端，所述电容C4的第二端连接所述电阻RP1的第一端，所述电阻RP1的第二端连接所述运放U4的反相输入端，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R14接地，所述运放U4的输出端连接所述电阻R13的第一端，所述电阻R13的第二端连接所述运放U4的反相输入端，所述电阻R13的第一端连接所述电容C5的第一端，所述电容C5的第二端连接所述电阻R13的第二端，所述运放U4的输出端连接所述运放U6的同相输入端，所述运放U4的输出端连接所述运放U7的反相输入端，所述运放U6的反相输入端连接所述电阻R16的第一端，所述电阻R16的第二端连接电源VCC，所述电阻R16的第一端连接所述变阻器RP2的第一端，所述变阻器RP2的第二端连接所述运放U7的同相输入端，所述运放U7的同相输入端连接所述电阻R15的第一端，所述电阻R15的第二端接地，所述二极管D4的阴极作为所述物体检测电路的输出端连接单片机。

本实施例中，物体检测是利用热释电红外传感器T1，热释电红外传感器T1采用被动式双元热释电红外传感器P2288，而且于其表面罩上一个菲涅耳透镜从而提升探测的灵敏度。热释电红外传感器T1以非接触的形式检测出车辆或者人体放射出的微弱红外线能量，进而转变为电信号输出。如果热释电红外传感器T1探测出车辆以及人进入到探测范围内，热释电红外传感器T1输出一个微弱的电压信号，信号首先输入至运放U5中，运放U5将信号放大，信号进一步输入至运放U4中，进一步放大，实现信号的二级放大，其中电阻RP1用于调节二级放大倍数；然后运放U4输出端信号输入至运放U6和运放U7组成的双限比较器当中，变阻器RP2用于设置运放U6的反相输入端和运放U7的同相输入端的两个门限电平UREF1以及UREF2,如果探测电压大于UREFI时，U6输出高电平，U7输出低电平，D4就导通而D5停止，物体检测电路输出为高电平：如果探测电压低于UREF2时U6输出低电平，U7输出高电平，则D4截止而D5导通，物体检测电路输出为高电平：如果探测电压位于UREF1与UREF2之间时，D4以及D5停止，物体检测电路输出为低电平，即当有车辆和行人经过时，物体检测电路的输出为低电平，低电平信号输入至单片机中，单片机则通过路灯控制引脚控制路灯L1发光，为路过的行人和车辆照亮，当行人和车辆经过之后，物体检测电路的输出又回到高电平，则单片机控制路灯关闭，在有车辆行人经过时控制路灯发亮，没有车辆行人经过时则控制路灯关闭，实现对路灯的智能控制，达到了节能的效果。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.智慧路灯控制系统，其特征在于，包括双路恒流驱动电路，所述双路恒流驱动电路包括直流电源B2、MOS管Q6、电容C8、二极管D9、电感L1、电容C9、路灯LED1、MOS管Q7、二极管D10、电感L2、电容C10和路灯LED2，所述直流电源B2的正极连接所述MOS管Q6的；漏极，所述MOS管Q6的源极连接所述电容C8的第一端，所述电容C8的第二端连接所述二极管D9的阴极，所述电容C8的第二端连接所述电感L1的第一端，所述电感L1的第二端连接所述直流电源B2的负极，所述二极管D9的阳极连接所述电容C9的第一端，所述电容C9的第二端连接所述电感L1的第二端，所述电容C9的第一端连接所述路灯LED1的阴极，所述路灯LED1的阳极连接所述电容C9的的第二端，所述MOS管Q6的源极连接所述MOS管Q7的漏极，所述MOS管Q7的源极连接所述电感L2的第一端，所述电感L2的第二端连接所述路灯LED1的阴极，所述电感L2的第一端连接所述二极管D10的阴极，所述二极管D10的阳极连接所述电容C10的第一端，所述电容C10的第二端连接所述电感L2的第二端，所述电容C10的第一端连接所述路灯LED2的阴极，所述路灯LED2的阳极连接所述电容C10的第二端。

2.根据权利要求1所述的智慧路灯控制系统，其特征在于，还包括开关电路，所述开关电路包括MOS管Q1、MOS管Q2和控制电路，所述MOS管Q1的漏极连接所述电容C10的第一端，所述MOS管Q1的源极连接所述路灯LED2的阴极，所述MOS管Q2的漏极连接所述路灯LED1的阳极，所述MOS管Q2的源极连接所述电容C9的第二端，所述控制电路设置有两个，两个所述控制电路分别连接MOS管Q1的栅极和所述MOS管Q2的栅极。

3.根据权利要求2所述的智慧路灯控制系统，其特征在于，所述控制电路包括电阻R7、光耦U3和电阻R8，所述MOS管Q2的栅极连接所述光耦U3三极管的发射极，所述电阻R7的第一端连接所述光耦U3三极管的发射极，所述电阻R7的第二端接地，所述光耦U3三极管的集电极连接电源VCC，所述光耦U3二极管的阳极连接所述电阻R8的第一端，所述电阻R8的第二端连接电源VCC，所述光耦U3二极管的阴极连接所述单片机的路灯控制引脚。

4.根据权利要求3所述的智慧路灯控制系统，其特征在于，还包括保险丝F1和二极管D6，所述直流电源B2的负极连接所述保险丝F1的第一端，所述保险丝F1的第二端接地，所述直流电源B2的正极连接所述二极管D6的阴极，所述二极管D6的阳极接地。

5.根据权利要求4所述的智慧路灯控制系统，其特征在于，还包括电压取样电路，所述电压取样电路包括电阻R5、电阻R6、电容C2和稳压二极管D3，所述直流电源B2的正极连接所述电阻R5的第一端，所述电阻R5的第二端连接所述电阻R6的第一端，所述电阻R5的第二端连接单片机的蓄电池电压取样引脚，所述电阻R6的第二端接地，所述电阻R6的第一端连接所述电容C2的第一端，所述电容C2的第二端接地，所述电容C2的第一端连接所述稳压二极管D3的阴极，所述稳压二极管D3的阳极接地。

6.根据权利要求5所述的智慧路灯控制系统，其特征在于，还包括物体检测电路，所述物体检测电路包括热释电红外传感器T1、电阻R9、电阻R10、运放U5、电阻RP1、电阻R12、电容C3、电容C4、电阻RP1、电阻R14、运放U4、电阻R13、电容C5、运放U6、运放U7、电阻R16、变阻器RP2、电阻R15、二极管D4和二极管D5，所述热释电红外传感器T1的第一供电端连接电源VCC，所述热释电红外传感器T1的第二供电端接地，所述热释电红外传感器T1的输出端连接所述电阻R9的第一端，所述热释电红外传感器T1的输出端连接所述电阻R10，所述电阻R10的第二端接地，所述电阻R9的第二端连接所述运放U5的反相输入端，所述运放U5的同相输入端连接所述电阻RP1的第一端，所述电阻RP1的第二端接地，所述运放U5的输出端连接所述电阻R12的第一端，所述电阻R12的第二端连接所述运放U5的反相输入端，所述电阻R12的第一端连接所述电容C3的第一端，所述电容C3的第二端连接所述电阻R12的第二端，所述运放U5的输出端连接所述电容C4的第一端，所述电容C4的第二端连接所述电阻RP1的第一端，所述电阻RP1的第二端连接所述运放U4的反相输入端，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R14接地，所述运放U4的输出端连接所述电阻R13的第一端，所述电阻R13的第二端连接所述运放U4的反相输入端，所述电阻R13的第一端连接所述电容C5的第一端，所述电容C5的第二端连接所述电阻R13的第二端，所述运放U4的输出端连接所述运放U6的同相输入端，所述运放U4的输出端连接所述运放U7的反相输入端，所述运放U6的反相输入端连接所述电阻R16的第一端，所述电阻R16的第二端连接电源VCC，所述电阻R16的第一端连接所述变阻器RP2的第一端，所述变阻器RP2的第二端连接所述运放U7的同相输入端，所述运放U7的同相输入端连接所述电阻R15的第一端，所述电阻R15的第二端接地，所述二极管D4的阴极作为所述物体检测电路的输出端连接单片机。

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