基于CAN总线的隧道照明节能控制技术研究

摘要

随着我国公路隧道的建设与发展，公路隧道照明系统的能耗也逐年增加，给公路运营带来巨大的负担。因此，在保证隧道通行安全的前提下，研究降低隧道照明系统能耗的措施是很有必要的。我国对隧道照明节能研究主要在节能灯具、照明控制以及布灯参数优化方面，而这些节能技术相对单一，不能实现隧道照明的最佳节能效果。本文在布灯参数优化的基础上，根据车速、车流量、洞外亮度对隧道照明进行节能研究，实现隧道照明最大程度的节能。 建立了隧道入口段、过渡段、中间段、出口段的需求亮度模型，确定了基于布灯参数优化的无极调光控制方案。在分析CAN总线层次结构的基础上，从信息帧标识符、信息帧格式以及滤波方式方面设计了适用于隧道照明控制系统的CAN应用层协议。以设计的CAN应用层协议为基础，设计了照明控制系统上下位机程序。设计了基于PWM转DC的LED亮度控制模块，模块电路主要包括光电耦合、滤波以及电压跟随。 依据江西九景高速公路的雁列山隧道设计了隧道相似模型，搭建了隧道试验模型。确定了试验LED灯具，并按照试验布灯参数进行了布灯；确定了照明控制试验的直角坐标系、各控制试验的测量区域和测量点，开展了隧道中间段照明控制试验和多个隧道段的照明控制试验，通过对测量结果的分析，验证了本文设计的CAN总线协议在隧道照明控制中的可行性，证明了基于优化布灯参数的CAN总线控制技术可实现照明系统的进一步节能。

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