基于STM32的隧道照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著國(guó)內(nèi)公路建設(shè)的快速發(fā)展，隧道數(shù)量也在逐年增多。隧道作為特殊的公路路段，其內(nèi)的光線亮度與外界相差甚大。因此，需要在其內(nèi)部安裝照明設(shè)施，以減少駕駛員進(jìn)出隧道時(shí)引起的視覺(jué)問(wèn)題，從而保證行車人員的安全。目前，大多數(shù)的隧道照明控制系統(tǒng)采用的是時(shí)序分級(jí)控制法，該方法是根據(jù)不同時(shí)段的照明預(yù)案對(duì)隧道照明回路的邏輯開關(guān)進(jìn)行控制的，照明值的設(shè)定均以設(shè)計(jì)參數(shù)的最大值來(lái)考慮，無(wú)法依據(jù)實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)合理地調(diào)節(jié)隧道內(nèi)的照明亮度，不僅給行車人員帶來(lái)安全隱患

2、，還造成了一定程度的能源浪費(fèi)。因此，針對(duì)傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)存在的能耗大、適應(yīng)性差、安全性低、智能化程度低等問(wèn)題，本文以“按需照明”為理念、節(jié)能為宗旨、新型照明調(diào)光技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建一套基于STM32的隧道照明智能控制系統(tǒng)，重點(diǎn)圍繞智能控制和節(jié)能兩個(gè)方面進(jìn)行研究。具體工作如下:
　　首先，本文從隧道照明的相關(guān)技術(shù)出發(fā)，對(duì)比分析無(wú)極燈、鈉燈和LED燈三種常見(jiàn)的隧道照明裝置，并介紹隧道照明中手動(dòng)、自動(dòng)、智能三種控制技術(shù)，同時(shí)列舉目前常用的照

3、明調(diào)光技術(shù)和信號(hào)傳輸方式，并對(duì)比分析各自的原理及優(yōu)缺點(diǎn)，從而引出本文所設(shè)系統(tǒng)所需的節(jié)能控制技術(shù)。
　　其次，針對(duì)大長(zhǎng)隧道，本文從總體結(jié)構(gòu)上對(duì)隧道照明系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì):將系統(tǒng)分為監(jiān)控中心和控制中心，重點(diǎn)采用分層思想將控制中心分為主控制器、調(diào)光控制器和LED控制器，并對(duì)各部分之間的通信方式和系統(tǒng)的控制方式進(jìn)行選擇與分析。同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行研究:依據(jù)《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》中的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法，建立以隧道洞外亮

4、度、過(guò)往車輛的車速及車流量為輸入?yún)?shù)，以隧道照明調(diào)光值為輸出的控制模型，并對(duì)該模型的控制效果進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　最后，針對(duì)所設(shè)系統(tǒng)的控制單元進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。主要以STM32為主控芯片進(jìn)行主控制器、調(diào)光控制器、LED控制器的設(shè)計(jì)。其中主控制器用于接收洞外亮度、車速及車流量等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)控制算法的處理，輸出照明調(diào)光信號(hào);調(diào)光控制器，接收主控制器下發(fā)的調(diào)光指令，制定相應(yīng)的調(diào)光策略，進(jìn)一步輸出調(diào)光指令;LED控制器接收調(diào)光控制器下發(fā)的調(diào)光