隧道LED照明控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)公路隧道照明采用“高壓鈉燈+手動控制”的方式，這種組合模式響應(yīng)速度慢且無法根據(jù)實際照明需求進(jìn)行實時調(diào)整，不但帶來隧道行車安全隱患，同時浪費巨大電能，而保證行車安全是隧道照明布置中首要考慮因素。近年來，LED照明以其啟動響應(yīng)快、綠色、色差小等優(yōu)越特性被廣泛使用。如果利用智能控制將LED照明應(yīng)用于公路隧道照明中，將很大程度改善傳統(tǒng)照明的缺陷，提高隧道行車安全，而隧道LED照明也是目前隧道照明領(lǐng)域研究中最活躍的課題之一。本文從減少隧道行車

2、安全隱患和節(jié)約電能出發(fā)，展開對一種隧道LED燈控制系統(tǒng)的研究。
　　為了設(shè)計一種能與隧道內(nèi)照明需求相匹配的節(jié)能照明系統(tǒng)，本文進(jìn)行了以下工作：
　　(1)對隧道“黑洞”和“白洞”效應(yīng)進(jìn)行分析，并指出隧道入口段和出口段巨大亮度差是行車安全隱患的主要誘因；闡述了路面亮度均勻度，閃爍等照明因素對行車安全的影響；同時提出，在現(xiàn)有《隧道照明設(shè)計細(xì)則》基礎(chǔ)上加入實時車速數(shù)據(jù)可以更好的解決隧道亮度輸出和實際需要的匹配問題，提高隧道行車安全性

3、；最后基于上述分析完成了“LED+控制器+RS-485+智能算法”的系統(tǒng)總體設(shè)計。
　　(2)設(shè)計了以PWM技術(shù)為基礎(chǔ)的無級亮度調(diào)節(jié)燈控制器。利用Protel平臺完成濾波電路、核心控制模塊、控制恒流模塊（LM3409HV芯片結(jié)合外圍電路）的設(shè)計。
　　(3)提出了“遠(yuǎn)程光纖+現(xiàn)場RS-485”的系統(tǒng)組網(wǎng)模式，利用實驗的方法對RS-485在不同環(huán)境中通信距離進(jìn)行試驗，為設(shè)置中繼器提供數(shù)據(jù)參考；設(shè)計了用戶層通信協(xié)議，實現(xiàn)了系統(tǒng)控

4、制指令高效準(zhǔn)確的傳輸。
　　(4)設(shè)計了手動，時序和智能系統(tǒng)控制模式。并重點對智能控制模式策略進(jìn)行兩層算法設(shè)計，第一層數(shù)據(jù)融合算法對采集的輸入信號進(jìn)行誤差處理，并利用Matlab進(jìn)行仿真；第二層亮度決策算法根據(jù)不同外部環(huán)境，對第一層融合后數(shù)據(jù)分配權(quán)值然后計算系統(tǒng)輸出的亮度值，并進(jìn)行了仿真。
　　仿真結(jié)果表明，本文提出的隧道LED照明控制系統(tǒng)方案能較好改善隧道照明亮度和實際需求不匹配問題，實現(xiàn)按需照明，有助于提高行車安全。同時