基于模糊技术的LED路灯节能控制方法研究

【摘要】：路灯是保障车辆和行人安全出行最重要的影响因素之一,同时也在消耗大量的电能。尤其是传统的路灯由于其控制方式简单,灵活性差,导致在需要开灯时没来得及打开,不需要时反而亮起,甚至在车辆少的路段整夜长亮,造成不必要的电力资源浪费。面对全球的能源日益紧张的局面,路灯照明节能显得尤为重要。 LED路灯作为一种新型的绿色光源,以启动快、低压供电、易于调光等诸多优点逐步进入道路照明系统中。本文正是在LED这种新光源的基础上,进行了基于模糊技术的路灯节能控制方法研究。针对路灯的开关灯操作和夜间的调光分别设计了两个模糊控制器,由环境光照度值切换控制。在黄昏和清晨时,环境照度大于零,设计模糊控制器FC1,利用实时采集到的环境照度值,经过多传感器信息融合的方法剔除突变值,把处理后的数值及其变化率作为控制器的输入,输出为路灯的开关和两级调光控制。夜间,环境照度值接近零,设计模糊控制FC2,用车流量、车流量变化率和道路限速作为输入,输出为LED路灯的输出功率,可以在30%到100%线性调节。并详细表述了环境照度检测技术和车前灯检测技术,包括车前灯提取、配对、计数,以及两个模糊控制器的设计方案。 最后用MATLAB数值仿真和实测数据分析,结果证明系统能根据天气、交通流量等实时的坏境参数调整LED路灯的输出功率,以获得有效的照明质量和节电效果。此方法在满足行人和车辆安全行驶最低照度的条件下,消耗极低的电能,尤其车辆少的城市路段,节能效果更明显。 【关键词】：LED路灯 模糊控制 车流量检测 MATLAB仿真 节能
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM923.34
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目次8-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究的目的和意义10-11
• 1.2 课题研究现状11-14
• 1.2.1 路灯节能控制方法现状11-13
• 1.2.2 LED路灯的使用现状13-14
• 1.3 本文研究内容及章节安排14-17
• 第2章 环境照度检测技术研究17-27
• 2.1 基本光度单位17-19
• 2.2 日出日落前后环境照度的变化情况19-21
• 2.3 照度检测技术21-27
• 2.3.1 光照度传感器分类21-23
• 2.3.2 照度计检测23-24
• 2.3.3 数字传感器芯片24-25
• 2.3.4 照度数据处理25-27
• 第3章 夜间车流量检测技术研究27-41
• 3.1 夜间车流量视频检测研究的国内外现状27-29
• 3.2 车前灯检测方法的提出29-31
• 3.3 车前灯的提取31-34
• 3.3.1 灰度图像二值化31-33
• 3.3.2 数学形态学知识33-34
• 3.4 车流量统计34-38
• 3.4.1 车前灯特征34-37
• 3.4.2 车前灯配对规则37-38
• 3.5 实验结果分析38-41
• 第4章 智能LED路灯控制模型的设计41-54
• 4.1 路灯控制要求41-42
• 4.2 模糊控制的基本原理42-45
• 4.2.1 模糊控制的概念42-43
• 4.2.2 常用隶属函数43-45
• 4.3 双模糊控制器设计45-50
• 4.3.1 双模糊控制器结构45-46
• 4.3.2 黄昏与清晨时对应模糊控制器46-48
• 4.3.3 天黑时对应模糊控制器48-50
• 4.4 仿真结果分析50-54
• 第5章 结论与展望54-56
• 5.1 本文总结54
• 5.2 研究展望54-56
• 参考文献56-59
• 攻读学位期间发表的学术情况及科研情况说明59

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