分布式智能物联控制器及控制系统的制作方法

1.本发明涉及高速公路隧道照明系统技术领域，尤其涉及分布式智能物联控制器及控制系统。


背景技术：

2.目前，高速公路隧道照明系统大都提供良好的灯控照明系统，大都采用监控员远程手动开关照明回路，或者依据天气场景手动或自动组合开关灯的方式实现隧道照度调节。随着我国经济的快速发展，公路隧道日益增多，而现有隧道照明系统大多存在能源浪费、无效照明等缺点。因此为降低隧道运营成本、提高照明系统工作效率，对隧道照明的智慧化控制技术的需需求将会越来越高，而隧道照明智慧化控制技术也必将向“更高级、更高效、更安全”的方向发展。
3.针对上述相关技术，本技术发明人在实现本技术实施例中发明技术方案的过程中，发现至少存在以下技术问题：其系统架构存在缺陷，调光的方式单一，采用手动或自动的组合回路调光方式，能耗资源浪费严重。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供分布式智能物联控制器及控制系统，解决了现有技术中调光的方式单一，采用手动或自动的组合回路调光方式，能耗资源浪费严重的问题，实现了便于调节隧道内灯光亮度，在确保隧道安全的前提下实现节能减排，降低营运成本的效果。
5.本技术实施例提供了一种分布式智能物联控制器，包括壳体，所述壳体内部设置有接口模块、模拟量调光模块和控制模块所述接口模块位于壳体的一端，用以接受到调光决策信息；所述模拟量调光模块位于接口模块的一侧，用于将调光决策信息转换成模拟量调光信号；所述控制模块位于壳体内部的中心处，用于根据模拟量调光信号以调节输出电流；所述壳体外部设置有固定装置和连接装置；所述固定装置包括底座、设置于底座上的固定台；所述连接装置包括设置于壳体下端面的连接套；所述连接套套设于固定台上；所述连接套的两个相对内侧壁上均铰接有定位杆；所述固定台的两侧对应开设有与定位杆端部插接配合的定位槽；所述连接套内设置有驱动定位杆转动并插接于定位槽内的驱动机构。
6.进一步的，所述定位杆包括端部相连接的第一杆和第二杆；所述第一杆和第二杆的夹角大于90度而小于180度；所述第一杆和第二杆的连接点与所述连接套的内侧壁铰接，且两者的铰接轴上套设有第一扭簧。
7.进一步的，所述驱动机构包括滑动连接于连接套内的梯形块；所述梯形块的上底长度大于下底长度，且下底朝向固定台；所述第一杆的端部与梯形块的一条腰滑动配合；所述连接套的一侧设置有用于驱动梯形块竖直移动的驱动组件；所述连接套内且位于梯形块的两侧均设置有用于限制梯形块竖直移动的限位组件。
8.进一步的，所述驱动组件包括螺纹连接于连接套上的螺纹柱、滑动连接于连接套内顶部的驱动条；所述螺纹柱水平设置，且一端穿过连接套并与驱动条一端转动配合；所述
梯形块的上底与一条腰之间设置有第一倾斜面；所述驱动条的一端设置有与第一倾斜面滑动配合的第二倾斜面。
9.进一步的，所述限位组件包括一端固定于连接套内顶部的竖杆、设置于竖杆靠近梯形块一侧的燕尾块；所述梯形块的两侧面均开设有竖直的燕尾槽；所述燕尾块滑动连接于燕尾槽内；所述燕尾块与燕尾槽的槽底之间连接有复位弹簧。
10.进一步的，所述梯形块的两条腰上均开设有沿腰延伸方向设置的限位槽；所述限位槽的截面呈优弧状；所述第一杆的端部固定有连接球；所述连接球插接于限位槽内并与限位槽滑动配合。
11.进一步的，所述底座上设置有固定组件；所述连接套的两外侧壁且靠近底部的位置开设有卡槽；所述底座上设置有与连接套插接配合的插槽；所述插槽的两槽壁均开设有滑槽；所述固定组件包括滑动设置于滑槽内的卡块、连接卡块与滑槽槽壁的连接弹簧；所述卡块远离连接弹簧的一端与卡槽卡接配合。
12.进一步的，所述梯形块的下底固定有安装柱；所述固定台的上端面开设有与安装柱插接配合的安装槽；所述安装柱的底部固定有铁片；所述安装槽的槽底固定有与铁片磁性吸附的磁铁。
13.本技术实施例还提供了一种分布式智能物联控制器，分布式智能物联控制器的控制系统，包括数据采集单元，用于采集隧道入口处光强数值的数据；数据传输单元，用于将采集的光强数值的数据传输至下一单元；分析决策单元，用于接受数据传输单元所采集到的光强数值，依据采集到的动态数据分析、历史数据对照，以及验证后的输出数据，以公路隧道照明设计规范为前提输出调光决策信息；调光执行单元包括控制子单元、接口子单元和模拟量调光子单元；接口子单元，用于接受经过分析决策后的调光决策信息；模拟量调光子单元，用于将决策信息的数据转换成模拟量调光信号，并将模拟量调光信号输出至控制子单元；控制子单元，根据模拟量调光信调节输出的电流值，实现灯具亮度调节。
14.进一步的，所述数据采集单元包括毫米波雷达车流量检测子单元、线圈车检子单元和亮度照度检测子单元；毫米波雷达车流量检测子单元，用于检测并采集过往当前隧道的车流量的数据；线圈车检子单元，用于检测并采集过往当前隧道的平均车速的数据；亮度照度检测子单元，用于采集当前隧道入口处的光强数值。
15.本技术实施例中提供的两个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
16.1、由于壳体的内部设置有接口模块、模拟量调光模块和控制模块，所以能够通过接口模块根据接收到调光决策信息，通过模拟量调光模块将调光决策信息转换成模拟量调光信号，并将模拟量调光信号输出给控制模块，通过控制模块对调光信号调节输出电流，有效解决了现有技术中对调光的方式单一，容易造成资源浪费的问题，进而实现了节约资源浪费，便于调光的效果。
17.2、由于采用了固定装置和连接装置的结构，所以能够便于将控制器安装固定在隧道内，首先将固定装置通过螺栓安装于隧道内的对应位置，控制器安装于连接装置上，再将连接装置安装于固定装置上，有效解决了现有技术中不便于安装控制器的问题，进而实现了快速安装控制器的效果。
18.3、由于采用了定位杆的结构，所以在通过驱动组件带动梯形块下降时，由于梯形块的设置，使得第一杆的端部沿着梯形块的腰滑移，进而驱动第二杆远离第一杆的端部向
靠近固定台的方向移动，当梯形块移动到位后，第二杆远离第一杆的端部与固定台的侧壁抵紧，进而能够将连接套固定于固定台上，有效解决了现有技术中控制器不便于安装固定的问题，进而实现了便于安装拆卸控制器，提高工作效率的效果。
19.4、由于采用了安装柱的结构，能够与固定台上的安装槽插接配合，在驱动梯形块下降，进而驱动定位杆夹紧固定台侧壁，同时还能够将安装柱插接于安装槽内，使得磁铁与安装柱底部的铁片吸附，提高连接套与固定台的固定连接，有效解决了现有技术中控制器安装不稳定的问题，进而实现了加强控制器稳定安装的效果。
附图说明
20.图1为本技术实施例中的壳体内部的结构示意图；
21.图2为本技术实施例中的壳体的安装结构示意图；
22.图3为本技术实施例中的连接套与固定台的连接结构示意图；
23.图4为本技术实施例中的定位杆的结构示意图；
24.图5为本技术实施例中的定位杆与梯形块的连接结构示意图；
25.图6为本技术实施例中的限位组件的结构示意图；
26.图7为图2中a部分的放大示意图。
27.图中：1、壳体；11、接口模块；12、模拟量调光模块；13、控制模块； 2、固定装置；21、底座；211、插槽；212、滑槽；22、固定台；221、定位槽；222、安装槽；223、磁铁；224、固定槽；3、连接装置；31、连接套； 311、连接槽；312、卡槽；32、定位杆；321、第一杆；322、第二杆；323、第一扭簧；324、加强杆；325、第二扭簧；326、连接球；4、驱动机构；41、梯形块；411、限位槽；412、燕尾槽；42、限位组件；421、竖杆；422、燕尾块；423、复位弹簧；43、驱动组件；431、螺纹柱；432、驱动条；433、扭块；434、连接块；44、安装柱；441、铁片；5、固定组件；51、卡块；52、连接弹簧。
具体实施方式
28.本技术实施例提供了一种分布式智能物联控制器，通过在壳体1内安装有接口模块11、模拟量调光模块12和控制模块13，通过接口模块11根据接收到调光决策信息，通过模拟量调光模块12将调光决策信息转换成模拟量调光信号，并将模拟量调光信号输出给控制模块13，通过控制模块13对调光信号调节输出电流，实现灯具亮度的调节，解决了现有技术中调光的方式单一，采用手动或自动的组合回路调光方式，能耗资源浪费严重的问题，实现了便于调节隧道内灯光亮度，在确保隧道安全的前提下实现节能减排，降低营运成本的效果。
29.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
30.参照图1，一种分布式智能物联控制器，安装于在隧道内调光总线接入的位置，控制器一般为单片机控制器，如51单片机、mcu芯片等，应理解，控制器理论上可选择现有技术中任意具有基中处理功能的集成芯片，仅需通过在集成芯片上编入需要的功能程序，即可通过集成芯片进行相应的信号处理工作，在本技术实施例中优先选择该控制器为mcu芯片。该控制器包括呈空心长方体状的壳体1，壳体1内部安装有接口模块11、模拟量调光模块12
和控制模块13，接口模块11位于壳体1的一端，且接口模块11能够与外界的调光总线电性连接，能够接收决策调光信息，模拟量调光模块12接口模块11 的一侧，与接口模块11电性连接，能够将接收到的决策调光信息转换成模拟量调光信号，具体调光信号可以为能够输出高电平的启动信号或低电平的关闭信号，启动信号用于开启隧道内的灯具，关闭信号用于关闭隧道内的灯具，并将转换的模拟量调光信息输出给控制模块13，控制模块13位于壳体1内部的中心处，并且控制模块13能够与隧道内的灯具控制模块13电性连接，控制模块13能够输出指定大小的模拟信号，从而可以根据该模拟信号能够调节多回路上输出的电流，进而调节隧道内的灯具亮度，以实现智能柔和调光，保障隧道内行车的安全。
31.参照图2，壳体1的底部安装有固定装置2和连接装置3，固定装置2用于安装在隧道内，连接装置3的一侧与壳体1固定连接，连接装置3的另一侧与固定装置2连接，在对控制器进行安装时，首先将固定装置2安装于隧道内，再将连接装置3与固定装置2连接，完成对控制器的安装固定，提高工作效率。
32.参照图2、图3，固定装置2包括底座21和固定台22，底座21通过螺栓固定安装于隧道内的地面上，固定台22固定安装于底座21上，并且固定台22的截面呈矩形，固定台22的相对两侧壁上均开设有定位槽221。
33.参照图3、图4，连接装置3包括连接套31、定位杆32和驱动机构4，连接套31的截面呈矩形，连接套31的顶部密封，连接套31的底部敞口，壳体1固定安装于连接套31的顶部上，连接套31套设于固定台22外，由于连接套31和固定台22的截面均呈矩形，连接套31套设于固定台22上后不易与固定台22发生转动，进而能够提高控制器安装的稳定性，且固定台22开设有定位槽221的两个外侧壁与连接套31的相应的两个内侧壁间隔设置，固定台22的另外两个外侧壁与连接套31的另一对相应的内侧壁相贴合。在连接套31与固定台22外侧壁间隔设置的两个相对内侧壁上均铰接有定位杆32，定位杆32包括端部相连接的第一杆321和第二杆322，且第一杆321和第二杆322之间的夹角大于90度而小于180度，第一杆321的长度小于第二杆322 的长度，第一杆321和第二杆322的连接点与连接套31的内侧壁铰接，且第一杆321和第二杆322连接点的铰接轴上套设有第一扭簧323，在不受外力的情况下，第二杆322接近竖直状态。固定台22两侧的定位槽221与两个定位杆32对应设置，第二杆322远离第一杆321的端部与定位槽221插接配合。为了提高第二杆322与定位槽221的连接强度，在第二杆322远离第一杆321 的端部铰接有加强杆324，加强杆324与第二杆322的铰接处设置有第二扭簧 325。在不受外力的作用下，加强杆324与第二杆322之间的夹角为锐角，在本技术实施例中优先选择为60度，当第二杆322被挤压插接于定位槽221内后，加强杆324的上端面与定位槽221的上槽壁抵紧，进而加强了定位杆32 与固定台22的连接，使得连接套31与固定台22连接紧密，不易产生松动。
34.参照图4、图5，驱动机构4安装于连接套31内部，用于驱动定位杆32 转动并使得第二杆322的端部插接于定位槽221内。驱动机构4包括梯形块 41、限位组件42和驱动组件43，梯形块41设置于连接套31内并位于连接套31中心处，梯形块41的上底长度大于梯形块41的下底长度，且下底朝向固定台22的一侧，每个第一杆321的端部与梯形块41的一条腰滑动配合。为了提高梯形块41与定位杆32的连接强度，在梯形块41的两条腰上均开设有限位槽411，限位槽411沿该腰的延伸方向设置，且限位槽411的截面呈圆弧状，圆弧为优弧，第一杆321的端部固定有连接球326，连接球326插接于限位槽411内并与限位槽411滑动配合，优弧
状的限位槽411能够提高定位杆 32与梯形块41的连接强度。
35.参照图5、图6，限位组件42用于安装梯形块41，使得梯形块41沿着连接套31的高度方向竖直移动，限位组件42安装于连接套31的内顶部，且限位组件42关于梯形块41的厚度方向对称设置有两个。在梯形块41的厚度方向的两侧且靠近梯形块41的中心处均开设有燕尾槽412，且燕尾槽412沿梯形块41的高度方向延伸设置。限位组件42包括竖杆421和燕尾块422，竖杆 421的上端固定于连接套31的内顶部，且竖杆421的一侧与梯形块41的侧面贴合，燕尾块422固定于竖杆421靠近梯形块41的一侧，且燕尾块422靠近竖杆421的下端位置。燕尾块422与燕尾槽412滑动配合，且燕尾块422与燕尾槽412的槽底通过复位弹簧423固定连接，使得梯形块41在不受外力的状态下，当连接套31套设于固定台22外部时，梯形块41的下底与固定台22 的上端面间隔设置，第一杆321远离第二杆322的端部与梯形块41的腰且靠近梯形块41下底的位置抵接。
36.参照图3、图6，驱动组件43安装于连接套31的一侧，用于驱动梯形块 41能够沿着连接套31的高度方向竖直移动。驱动组件43包括螺纹柱431、驱动条432和扭块433，螺纹柱431水平设置，且螺纹连接于连接套31上，驱动条432的上端固定有连接块434，在连接套31的内顶部开设有连接槽311，连接块434滑动连接于连接槽311内，且连接块434与连接槽311的截面形状均呈倒梯形。连接槽311的长度方向与两个定位杆32的连接线相互平行。螺纹柱431的一端穿过连接套31并与驱动条432的端部转动连接，螺纹柱431 的另一端位于连接套31的外部并与扭块433相固定，通过拧动扭块433，使得扭块433带动螺纹柱431转动，进而能够带动驱动条432沿着连接槽311 的长度方向进行移动。为了便于驱动条432推动梯形块41，使得梯形块41靠近驱动条432的一侧，即在梯形块41的上底与一条腰之间成型有第一倾斜面，在驱动条432靠近梯形块41的一端成型有第二倾斜面，第一倾斜面与第二倾斜面滑动配合。
37.参照图6，为了进一步提高梯形块41与固定台22的连接强度，在梯形块 41的下底固定有安装柱44，在固定台22的上端面开设有固定槽224和安装槽222，安装槽222位于固定槽224的槽底，安装槽222的长度方向与梯形块 41的下底长度方向一致，且安装槽222的长度大于梯形块41的下底长度，安装槽222的长度小于梯形块41的上底长度，安装柱44的底部固定有铁片441，安装槽222的槽底固定有磁铁223，安装柱44与安装槽222插接配合，铁片 441与磁铁223磁性吸附，当驱动梯形块41下降时，能够带动安装柱44插接于安装槽222内，并且安装柱44下端的铁片441能够与磁铁223相吸附，能够加强连接套31与固定台22的连接强度。
38.参照图7，底座21上安装有固定组件5，用于将连接套31固定于底座21 上，加强对控制器安装的稳定性。连接套31的两外侧壁且靠近底部的位置开设有卡槽312，底座21上开设有插槽211，连接套31与插槽211插接配合，在插槽211的相对两槽壁均开设有滑槽212，滑槽212与卡槽312一一对应设置。固定组件5包括卡块51和连接弹簧52，卡块51滑动连接于滑槽212内，连接弹簧52的两端分别与卡块51和滑槽212的槽壁固定连接。卡块51远离连接弹簧52的一端成型有第三倾斜面，第三倾斜面朝向底座21的上端面，并且卡块51远离连接弹簧52的一端与卡槽312卡接配合。
39.参照图1
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7，在安装控制器时，首先通过螺栓将底座21固定于隧道内，再将连接套31套设于固定台22上，通过对连接套31进行按压，使得连接套 31的底部插接于插槽211内，
连接套31的侧壁对卡块51进行挤压，使得连接弹簧52被压缩，卡块51滑动至滑槽212内，当连接套31的底部完全插接于插槽211内后，连接套31侧壁上开设的卡槽312与滑槽212对齐，在连接弹簧52的作用下，使得卡块51的一端插接于卡槽312内，对连接套31进行初步固定。再拧动扭块433，使得扭块433带动螺纹柱431转动，螺纹柱431 推动驱动条432沿着连接槽311的长度方向滑动，驱动条432的第二倾斜面与梯形块41的第一倾斜面滑动配合，使得梯形块41沿着竖杆421的高度方向向下移动，复位弹簧423被压缩，当梯形块41的底部插接于固定台22上端面的固定槽224内后，驱动条432的下端面与梯形块41的上底抵紧，第一杆321端部的连接球326沿着限位槽411滑动至靠近梯形块41上底的位置，第一杆321带动第二杆322，使得第二杆322以第一杆321和第二杆322连接处以该连接处的铰接轴为转动中心进行转动，进而带动第二杆322的端部向固定台22侧壁的定位槽221移动，当驱动条432的下端面与梯形块41的上底抵紧后，使得第二杆322的端部插接于定位槽221内，且第二杆322的下端与定位槽221的上槽壁之间间隔设置，在加强杆324与第二杆322连接处的第二扭簧325的作用下，使得加强杆324的上端面与定位槽221的上槽壁抵紧。另外，安装柱44完全插接于安装槽222内，铁片441与磁铁223相吸附，加强连接套31与固定台22的连接，进而完成对控制器的稳定安装的效果。
40.本技术实施例还提供了一种分布式智能物联控制器的控制系统，包括数据采集单元、数据传输单元、分析决策单元和调光执行单元，本技术的控制系统通过采集隧道入口段的动态交通流量、不同时段的历史交通规律、隧道内外光照光强等数据，经过人工智能算法，得到一系列决策数据，实现隧道内灯光亮度的动态调节，从而确保隧道内安全行车的前提下，实现节能减排，降低运营成本，提高隧道智能化管控水平。
41.数据采集单元，用于采集隧道入口处光强数值的数据，其包括毫米波雷达车流量检测子单元、线圈车检子单元和亮度照度检测子单元。毫米波雷达车流量检测子单元，安装于距离隧道入口1000米处，用于检测并采集过往当前隧道的车流量的数据。线圈车检子单元，安装于距离隧道入口1000米处，用于检测并采集过往当前隧道的平均车速的数据，通过当前隧道车流量的数据以及当前隧道平均车速的数据进行数据互补，提高整个系统的稳定性。亮度照度检测子单元，在隧道外距离入口50米处安装光强检测器，在隧道内距离入口50米处的隧道壁上安装光照度检测器，用于采集当前隧道入口处的光强数值。
42.数据传输单元，为智能物联一体化基站，用于将采集的光强数值的数据传输至分析决策单元。
43.分析决策单元，在隧道内安装有高清摄像机，采用人工智能视觉比对算法，分析采集到的光照度与人眼感光舒适度的对比，人工智能视觉比对算法采用现有的已知技术，用于接受数据传输单元所采集到的光强数值，依据采集到的动态数据分析、历史数据对照，以及验证后的输出数据，以公路隧道照明设计规范为前提输出调光决策信息，实现智慧柔和调光，保障行车安全。
44.调光执行单元，安装于隧道内，与调光中线接入位置连接，调光执行单元包括接口子单元、模拟量调光子单元和控制子单元。接口子单元，用于接受经过分析决策后的调光决策信息，模拟量调光子单元，用于将决策信息的数据转换成对应的模拟量调光信号，并将模拟量调光信号输出至控制子单元, 控制子单元，根据模拟量调光信调节输出的电流值，实现灯具的亮度调节。为了进一步提高控制系统的完整性，该控制系统还包括智能验证单元，
在隧道内调光段安装有光照度检测器，采集隧道内调光段的亮度照度值，结合分析决策单元对光照度与人眼舒适度的对比，验证调光的效果，同时输出决策数据信息，控制灯具的亮度。采用上述控制系统，实现隧道内灯光亮度的动态调节，从而在确保隧道内安全行车的前提下实现节能减排，降低运营成本，提高隧道内灯光的智能化管控水平。
45.本技术实施例的工作原理是：通过在壳体1内安装有接口模块11、模拟量调光模块12和控制模块13，通过接口模块11根据接收到针对于隧道内灯具的调光决策信息，再通过模拟量调光模块12将此调光决策信息转换成对应的模拟量调光信号，模拟量调光信号为输出高电平的启动信号或低电平的关闭信号，并将模拟量调光信号输出给控制模块13，通过控制模块13针对模拟量调光信号调节多回路上的输出电流，实现灯具亮度的调节。最后通过隧道内的光照度检测器检测隧道内调光段的光照值，结合决策信息验证调光的效果，并且将最终的决策信息输出，控制隧道内灯光的亮度，从而在确保隧道内安全行车的前提下实现节能减排，降低运营成本，提高隧道内灯光的智能化管控水平。
46.以上所述的，仅为本技术实施例较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。