智能照明控制器的制作方法

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1.本公开涉及照明装置领域，具体涉及到一种照明控制器。

背景技术：

2.对市政道路照明系统的控制主要采用时间策略设置，根据所在城市的经纬度计算每天的日出和日落时间，通过单灯控制器实现照明灯具的开启和关闭操作，或者直接通过人工操作实现灯具的开关。采用该方式无法灵活照明，智能化程度低，且能耗高。

技术实现要素：

3.本公开的主要目的在于提供一种智能照明控制器。
4.为了实现上述目的，提供了一种智能照明控制器，包括：顺次连接的毫米波雷达模组、照明控制驱动模组；所述毫米波雷达模组用于检测对象，并基于检测的对象生成控制信号；所述照明控制驱动模组驱动预设的照明装置，以使所述照明装置按照所述控制信号指示的方式进行照明。
5.可选地，该控制器可直接设置于照明装置上，以控制照明装置的照明；或，该控制器通过物联网远程控制照明装置。
6.可选地，所述毫米波雷达模组为77ghz毫米波相控阵雷达。
7.可选地，所述毫米波雷达模组包括射频子板、处理子板，所述射频子板和所述处理子板通过预设类型的接口连接。
8.可选地，所述射频子板包括天线单元、以及用于实现相控阵的相位控制的芯片，其中，所述天线单元包括7元发射天线阵、8元接收天线阵；所述芯片连接至预设类型的接口。
9.可选地，所述处理子板在接收到所述射频子板检测的信号后，基于该检测的信号利用处理芯片生成控制信号。
10.可选地，所述毫米波雷达模组用于检测对象包括：检测运动对象，其中，所述运动对象包括存在微小运动的对象。
11.可选地，所述毫米波雷达模组还包括外壳，在外壳内设置射频子板、处理子板、以及连接所述射频子板和所述处理子板的预设类型的接口。
12.可选地，所述照明装置包括路侧照明灯。
13.可选地，照明装置按照所述控制信号指示的方式进行照明包括：照明装置按照控制信号打开、关闭或者亮度调节。
14.在本公开实施例智能照明控制器中，包括顺次连接的毫米波雷达模组、照明控制驱动模组；所述毫米波雷达模组用于检测对象，并基于检测的对象生成控制信号；所述照明控制驱动模组驱动预设的照明装置，以使所述照明装置按照所述控制信号指示的方式进行照明。通过基于毫米波雷达实现的智能照明控制器的结构，实现了基于行人和车辆进行照明控制，实现了照明智能化，并且节约能耗。
附图说明
15.为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是根据本公开实施例的智能照明控制器结构示意图；
17.图2是根据本公开实施例的智能照明控制器的结构的另一个示意图；
18.图3是根据本公开实施例的智能照明控制器结构的另一个示意图。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。
20.需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
21.在本公开中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
22.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开中的具体含义。
23.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
25.根据本公开实施例，提供了一种智能照明控制器，如图1所示，该装置包括顺次连接的毫米波雷达模组101、照明控制驱动模组102；所述毫米波雷达模组101用于检测对象，并基于检测的对象生成控制信号；所述照明控制驱动模组102驱动预设的照明装置，以使所述照明装置按照所述控制信号指示的方式进行照明。毫米波雷达可以是相控阵雷达。
26.在本实施例中，毫米波雷达可以是相控阵雷达，采用相控阵天线技术进行目标探
测的雷达，相控阵雷达中相控阵天线通过对组阵天线的各个单元分别进行馈电相位的精确控制，使得单元辐射或接收的电磁波在空间叠加时，形成特定方向的等相位面，从而达到在特定方向上聚焦波束能量的目的。
27.设每个天线单元接收或辐射的电磁场场强为：
[0028][0029]
整个阵列合成的电磁场场强为：
[0030][0031]
其中，k
→
(θ)为波矢量，其随目标方向θ变化。r i为第i个天线单元的空间位置矢量。ai、为第i个天线上馈电的幅度和相位。由于k
→
(θ)
·i产生的相位变化在不同方向上均不相同，因此通过改变可以使得合成阵列在不同方向上获得最大的叠加效果，从而实现不同的波束指向。
[0032]
预设的照明装置可以是任何具有照明功能的装置，本实施例的智能照明控制器可以直接设置在预设的照明装置上，也可以远程控制预设的智能照明装置。
[0033]
本实施例可采用相控阵技术，通过波束扫描，在不依赖机械运动部件的前提下能够在较大的角度覆盖范围内获得较远的探测范围，扫描速度快、可靠性高。
[0034]
作为本实施例一种可选的实现方式，该控制器可直接设置于照明装置上，以控制照明装置的照明；或，该控制器通过物联网远程控制照明装置。
[0035]
在本可选的实现方式中，检测数据可以经物联网通信链路实时上传，通过预设的智能照明系统(可以是适用于本实施例控制器的系统)的计算分析，根据系统设定的策略自动实现照明器具的自动灯光调节；或者通过智能照明灯具的集成整合，由灯具侧自动实现灯光的调节。
[0036]
作为本实施例一种可选的实现方式，所述照明装置包括路侧照明灯。
[0037]
在本可选的实现方式中，灯具可以是设置在路侧的路灯，该路灯可以具有灯杆，本实施例的智能照明控制器可设置在灯杆上(可以是灯杆的上端，并对其下方进行探测)，通过智能照明控制器实现对行人、车辆的检测。通过利用智能照明控制器的检测和监测功能，城市道路可以实现道路照明系统的自动化、智能化调节和控制，进而实现节电、节能的目的。
[0038]
进一步地，通过灯杆上的本智能照明控制器还可以监测市政设施的状态，如垃圾箱的开、合状态或者其他设施的状态。通过灯杆上的本智能控制器可以检测、监测交通状况，如车流辆、车速、车间距、行人数等。
[0039]
作为本实施例一种可选的实现方式，毫米波雷达模组包括射频子板、处理子板，所述射频子板和所述处理子板通过预设类型的接口连接。
[0040]
在本可选的实现方式中，参考图2，预设类型的接口可以是fmc接口。基于射频集成电路的相控阵芯片技术，产品集成度高、体积小、成本低廉，适宜于大范围推广应用。
[0041]
照明控制驱动模组可以包括开关模块和调光模块，处理子板可以与开关模块和调光模块连接，在实现灯光控制时，处理子板通过处理器cpu及外围接口电路实现对开关模块(开关模块可以包括继电器控制模组)、调光输出单元；继电器控制单元用于接收主控单元
的控制信号，并通过继电器触点的通断实现路灯控制；所述调光模块通过输出直流电压信号来控制路灯调光比例实现路灯调光。进一步地，还可以包括与处理子板连接的电参数采集模块，该模块可以通过锰铜电阻及采样计量电路实现照明设备的电量采集，并可以通过与处理子板连接的通信模块至预设的监控中心的服务器，进而监控中心可以及时检测并报告所有在测的监控主机的工作状况，实现数据的记录和管理，进行数据的统计。对于监测到的异常可以及时对故障定位。
[0042]
此外还可以包括与处理子板连接的通信单元如lte cat1，lte cat1通信单元通过ml302模块实现智能照明控制器与通信，从而实现与监控中心的通信。
[0043]
作为本实施例一种可选的实现方式，所述毫米波雷达模组为77ghz毫米波相控阵雷达。
[0044]
作为本实施例一种可选的实现方式，射频子板包括天线单元、以及用于实现相控阵的相位控制的芯片，其中，所述天线单元包括7元发射天线阵、8元接收天线阵；所述芯片连接至预设类型的接口。
[0045]
在本可选的实现方式中，馈电相位的控制通常通过在天线单元的馈电通道中加入移相器来进行控制。在本智能照明控制器中可以采用adt2011芯片来实现相控阵的相位控制。adt2011是一款77ghz的相控阵雷达前端集成芯片，其集成了16个射频通道、每通道内包含收发开关、前端放大和低噪放、6位数控移相器、5位数控衰减器、fmcw波形产生器、接收混频器，能够实现77ghz频段的8通道相控阵发射和8通道相控阵接收，并将接收通道合成一路，提供i/q两通道中频输出。
[0046]
可以采用cmos工艺，通过高度集成的集成芯片实现相控阵雷达天线的全部前端处理，具有体积小、集成度高、探测距离远、后续处理的数据量要求小等优点，适合民用领域在较低成本下的大视角中远距高性能应用。
[0047]
本可选的实现方式基于单芯片集成的7发8收相控阵雷达芯片，通过移相器实现高增益窄波束的电控扫描，从而能够在较远的距离上探测较大范围的目标。
[0048]
进一步地，射频子板还可以包括电源模块实现子板的供电。供电的参数可以是5v
×
500ma，在此不对该数值进行限定。
[0049]
作为本实施例一种可选的实现方式，所述处理子板在接收到所述射频子板检测的信号后，基于该检测的信号利用处理芯片生成控制信号。
[0050]
在本可选的实现方式中，参考图2，77ghz相控阵雷达基于adt2011及adt3102芯片的设计结构，射频子板和处理子板可以通过接口连接实现集成，集成程度高，通道数多，探测距离远。处理子板可以是基于毫米波雷达的数据，基于预设的策略确定雷达探测范围内的对象、以及与对象相关的数据的处理电路板，该电路板可以通过集成adt3102实现。本技术不对处理策略进行限定。通过处理子板的处理后可以确定运动的对象，包括超过一定速度的运动对象如车辆，也可以是具有微小运动的对象，如人，也可以是可具有微小运动的设备，如可以开合的垃圾箱。
[0051]
77ghz相控阵雷达作为智能照明控制器的传感器，同时集成处理内核，结合驱动电路可以实现基于人员车辆存在感知的照明系统。
[0052]
作为本实施例一种可选的实现方式，所述毫米波雷达模组用于检测对象包括：检测运动对象，其中，所述运动对象包括存在微小运动的对象。
[0053]
在本可选的实现方式中，可以检测到运动对象，对于速度稍大的，可以是速度超过阈值的运动对象(例如行驶的车辆)可以被本实施例雷达检测到，对于微小运动的对象，例如人的行走速度较低，但其不属于静止的物体，因此本实施例可以对微小运动物体进行检测。
[0054]
进一步地，微运动会引发雷达发射信号载频上的频率调制，这种调制含有与载频、振动和转动速率，以及振动方向和入射波方向之间的夹角等有关的谐波频率。微多普勒的最大频率变化如下式确定：
[0055]
由此可知由于微多普勒的最高频率和载波波长成反比，在频系统中即时一个很低的振动频率fv、一个很小的振动幅度dv引起的多普勒频移能容易地被检测到。
[0056]
在77ghz毫米波雷达系统中，由于波长仅有不到4mm，因此对于微多普勒更为敏感。人体运动中的各种微小动作，包括各种潜意识下产生的小动作，也都会产生微多普勒信号，并被77ghz雷达感知到。本实施例可通过控制器采用微多普勒测量技术，能够对微动行人目标进行探测。
[0057]
本可选的实现方式，通过检测行人、车辆目标的运动和微动，可以判断人员的存在。其中人员微动是通过探测人体的非刚体运动形成的时变频移，也即微多普勒效应，实现对慢动或微动目标的探测。
[0058]
作为本实施例一种可选的实现方式，所述毫米波雷达模组还包括外壳，在外壳内设置射频子板、处理子板、以及连接所述射频子板和所述处理子板的预设类型的接口。
[0059]
在本可选的实现方式中，参考图3，图3示出了模组的结构示意图，外壳即图中的天线罩，射频子板和处理子板通过接口连接，智能控制器的厚度可以按需设计，图中示意为30mm。毫米波相控阵雷达基于单颗adt2011射频芯片架构开展研发，采用射频子板+处理子板的垂直堆叠形态，提升智能照明控制器的通用性和设计弹性，利于控制器的扩展和升级。
[0060]
进一步地，智能照明控制器的大小可以根据承载物的结构(比如灯杆的结构)来设计。例如，结构尺寸可以是：100mm
×
70mm
×
30mm。
[0061]
作为本实施例一种可选的实现方式，照明装置按照所述控制信号指示的方式进行照明包括：照明装置按照控制信号打开、关闭或者亮度调节。
[0062]
在本可选的实现方式中，目前对市政道路照明系统的控制主要采用时间策略设置，根据所在城市的经纬度计算每天的日出和日落时间，通过单灯控制器实现照明灯具的开启和关闭操作，或者直接通过人工操作实现灯具的开关。本实施例的智能照明控制器可以在原有控制策略之上，通过毫米波雷达检测车辆和行人，在有车辆和行人经过时自动打开照明灯具，并在检测到车辆或者行人距离接近照明控制器时，调亮亮度；并且在检测到车辆或行人原理照明控制器，亮度调暗直至关闭。通过该方式可以大大提高市政照明系统的自动化和智能化程度，进而实现节能。
[0063]
示例性地，通过本实施例控制器实现对车辆和行人的存在感知和移动的检测，而后可以根据对象(比如车辆和行人)的接近程度自动判断是否需要打开或关闭照明器具。示例性地，当无运动对象时，路侧的照明设备可以处于关闭状态，当检测到微动、或者非微动具有一定速度值的行驶对象后，可以打开照明设备，并且可以随着对象接近标志位如路灯
杆的程度(与灯杆的距离)，可以调整灯光的亮度，包括从关闭到打开，或者由暗调亮，或者随着对象远离标志位如路灯杆的程度(与灯杆的距离)，可以调整灯光的亮度，包括由亮调暗，或者由打开到关闭。通过该方式可以实现照明设备的节能和灵活性。
[0064]
本实施例智能照明控制器的参数可以包括工作频段：76ghz～81ghz(非全频段工作)覆盖范围：方位
±
60
°
、俯仰
±
15
°
；最大威力范围：对运动行人目标探测距离不小于25米；探测目标：运动行人(rcs 0.5m2)、运动车辆(rcs 10m2)；最大威力范围内适应目标速度范围：目标最小速度不小于0.3m/s(1.1km/h)目标最大速度不大于55m/s(198km/h)。
[0065]
本实施例通过基于毫米波雷达实现的智能照明控制器的结构，实现了基于行人和车辆进行照明控制，实现了照明智能化，并且节约能耗。
[0066]
虽然结合附图描述了本公开的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

技术特征：

1.一种智能照明控制器，其特征在于，包括：顺次连接的毫米波雷达模组、照明控制驱动模组；所述毫米波雷达模组用于检测对象，并基于检测的对象生成控制信号；所述照明控制驱动模组驱动预设的照明装置，以使所述照明装置按照所述控制信号指示的方式进行照明。2.根据权利要求1所述的智能照明控制器，其特征在于，该控制器可直接设置于照明装置上，以控制照明装置的照明；或，该控制器通过物联网远程控制照明装置。3.根据权利要求1所述的智能照明控制器，其特征在于，所述毫米波雷达模组为77ghz毫米波相控阵雷达。4.根据权利要求1所述的智能照明控制器，其特征在于，所述毫米波雷达模组包括射频子板、处理子板，所述射频子板和所述处理子板通过预设类型的接口连接。5.根据权利要求4所述的智能照明控制器，其特征在于，所述射频子板包括天线单元、以及用于实现相控阵的相位控制的芯片，其中，所述天线单元包括7元发射天线阵、8元接收天线阵；所述芯片连接至预设类型的接口。6.根据权利要求4所述智能照明控制器，其特征在于，所述处理子板在接收到所述射频子板检测的信号后，基于该检测的信号利用处理芯片生成控制信号。7.根据权利要求1所述的智能照明控制器，其特征在于，所述毫米波雷达模组用于检测对象包括：检测运动对象，其中，所述运动对象包括存在微小运动的对象。8.根据权利要求4所述的智能照明控制器，其特征在于，所述毫米波雷达模组还包括外壳，在外壳内设置射频子板、处理子板、以及连接所述射频子板和所述处理子板的预设类型的接口。9.根据权利要求2所述的智能照明控制器，其特征在于，所述照明装置包括路侧照明灯。10.根据权利要求7所述的智能照明控制器，其特征在于，照明装置按照所述控制信号指示的方式进行照明包括：照明装置按照控制信号打开、关闭或者亮度调节。

技术总结

在本公开实施例智能照明控制器中，包括顺次连接的毫米波雷达模组、照明控制驱动模组；所述毫米波雷达模组用于检测对象，并基于检测的对象生成控制信号；所述照明控制驱动模组驱动预设的照明装置，以使所述照明装置按照所述控制信号指示的方式进行照明。通过基于毫米波雷达实现的智能照明控制器的结构，实现了基于行人和车辆进行照明控制，实现了照明智能化，并且节约能耗。并且节约能耗。并且节约能耗。