[发明专利]一种基于多传感器信息融合的LED路灯故障诊断系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED路灯的智能装置，尤其涉及的是一种基于多传感器信息融合的LED路灯故障诊断系统和方法，对LED的工作状态进行实时检测，并对LED路灯的故障进行实时诊断，从而及时采取相关措施。

背景技术

LED是新型固态冷光源，其能效高、寿命长、结构简单、体积小、重量轻、响应速度快、抗震性能好以及光谱全彩等特点，使得它在各种场合得到了广泛的应用。尤其是在节能和环保方面，LED灯比起普通白炽灯和荧光灯具有明显的优势，是目前学术界、产业界和政府部门关注的研究热点。LED 光源高能效的特点，能够在照明节电上发挥巨大作用。半导体照明是目前国家重点扶持的新兴产业，而大功率LED是半导体照明的关键器件。而最终能否实现半导体照明，有赖于大功率LED光效和可靠性问题的解决。对LED可靠性的研究是提高其可靠性的前提与基础。 

目前，所使用的大功率LED路灯大部分采用的是简单的直接照明。它们都缺乏必要的智能装置，即使具备必要的智能装置，功能也比较单一。主要是通过单一的光强传感器，检测环境的光的强度，通过内部的自动控制装置，或者是通过远程遥控的方法，以实现LED路灯的自动开关。有的是通过调节LED路灯中电流的大小，在人少、车少的时候调节LED路灯的亮度，已达到节能的目的。在路灯的故障检测方面也比较被动，采用的是定期集中检查的方法。由于城市道路照明的重要性，假如路灯出现紧急故障，又没有及时地发现并采取相应的措施加以解决，这将有可能造成严重的事故。这些都无法有效地提高LED路灯可靠性。因为一个LED路灯出现故障损坏，本身就是最大的不可靠。同时对出现的故障又不能及时地加以排查解决，可靠性更加会大大降低。

发明内容

本发明针对上述技术中出现的一些问题，提供了一种基于多传感器信息融合的LED路灯故障诊断系统和方法。本系统能够实时检测LED路灯的工作状态，对路灯出现的故障，能够及时地排查并采取措施。这将会大大提高LED路灯的可靠性。

本发明还提供了一种基于多传感器信息融合的LED路灯故障诊断方法。使用该方法实现上述装置的功能，将会非常的简单、方便、可靠。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于多传感器信息融合的LED路灯故障诊断系统：包括光强传感器、温度传感器、湿度传感器、电流传感器、气压传感器、单片机处理器、存储器、GPRS模块、城市路灯检测中心。其中各个传感器均通过I/O接口与单片机处理器连接，存储器则通过地址总线和数据总线与单片机连接，GPRS模块的TXD0端口与单片机的TXD端口连接，通过接受单片机传送过来的融合数据，然后向外发送出去，城市路灯检测中心根据接收到的数据再进行相关的融合处理。

光强传感器选用的是数字光强传感器TSL2560，可直接将采集的光的强度数据转换成串行的数字信号，以供单片机处理。主要用来检测灯具光的强度大小。它用来判断LED灯的亮度是否满足路灯的照明需求。

温度传感器选用的是数字温度传感器DS18B20，可直接将采集的温度数据转换成串行的数字信号，以供单片机处理。主要用来检测灯具的温度大小。主要用来判断LED的工作温度是否超过了规定的数值。

湿度传感器选用的是数字湿度传感器HS1101LF，能够直接将采集的相对湿度数据转换成数字信号，供单片机处理。主要是用来检测灯具的相对湿度大小。因为湿度过大，这会对灯具的电气安全造成隐患。

气压传感器选用的是数字气压传感器BMP805，能够直接将采集的灯具气压数据转换成数字信号，供单片机处理。主要用来检测灯具腔体内部的气压大小。因为LED工作时，由于热量传递，灯具腔体内部温度升高，会造成与外部空气的压差，增加灯具内壁压力，加速灯具的老化。

电流传感器选用的是数字电流传感器T50213(CST013-01),可直接将测量的电流数据转换成数字信号，以供单片机处理。主要用来检测灯具内部电流的大小。由于电网的负载作用和雷击的感应，从电网系统中会产生浪涌电流。该浪涌电流会造成LED的损坏。当产生浪涌电流时产生，判断是否采取相关措施。

存储器采用的是W29C040。存储器中存储的是LED路灯正常工作时的状态数据。

单片机处理器选用的是单片机MCS-51。单片机将多种传感器所检测到的数据与存储器中存储的数据，进行融合处理。

GPRS模块采用的是西门子公司的MC55。GPRS模块将接收到的微处理器融合处理后的数据，通过GPRS网络传递给城市的路灯检测中心。