УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА КУПЕЙНОГО ТИПА
LIGHTING CONTROL DEVICE FOR COMPARTMENT TYPE PASSENGER CAR

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности, к устройствам управления освещением помещений пассажирского вагона купейного типа, в частности купе, туалета, тамбура, коридора и др.
Уровень техники
Известна интерактивная система для управления перенаправляемым освещением (патент РФ на изобретение №2666770, МПК Н05В 37/02, опубл. 12.09.2018), которая содержит интерактивный дисплей, взаимодействующий с по меньшей мере одним перенаправляемым источником света с возможностью переменного затенения источника, соответствующего текущему значению регулируемого параметра освещения упомянутого перенаправляемого источника света. Регулируемый параметр освещения упомянутого перенаправляемого источника света изменяется в ответ на жест перетаскивания на упомянутом дисплее.
Известна система управления освещением, реагирующая на условия окружающего освещения (патент РФ на изобретение №2538786, Н05В 37/02, опубл. 10.01.2015), в которой в качестве основных устройств представлены микроконтроллер для управления освещением, дисплей с запоминающим устройством, в котором хранится пользовательское предпочтение по освещению рабочего пространства, микроконтроллер, обращающийся к пользовательскому предпочтению в запоминающем устройстве и интерфейс между микроконтроллером и электронным датчиком, расположенным вблизи дисплея, который снимает показание с электронного датчика. Микроконтроллер сравнивает показание с пользовательским предпочтением и отправляет по меньшей мере на одно осветительное устройство команду для регулировки освещения рабочего пространства. Электронным датчиком может быть, например, фотодатчик, датчик присутствия, датчик ориентации или датчик местоположения.
Недостатком известной системы управления освещением, реагирующей на условия окружающего освещения, является узкий спектр применения данного изобретения из-за сложности реализации системы на практике. Также в известной системе отсутствует возможность предиктивной диагностики.
Наиболее близким по технической сущности является устройство управления освещением (патент РФ на изобретение №96, B61D 29/00, B60Q 3/44, B60Q 3/47, опубл. 21.10.2020), которое содержит расположенную в салоне вагона систему изменяемого освещения и включает в себя внешний светочувствительный датчик для определения параметров внешнего освещения снаружи транспортного средства, устройство получения изображения внутреннего пространства салона и контроллер управления системой освещения. Контроллер управления системой освещения выполнен с возможностью регулирования освещения в салоне в зависимости от яркости света, измеренной снаружи транспортного средства, и полученных изображений внутреннего пространства салона.
Недостатком известного устройства управления освещением является отсутствие реализации в пассажирском вагоне купейного типа, поскольку в известном устройстве нет возможности анализа характеристик освещенности в отдельных помещениях и отсутствие ручной регулировки параметров освещения. Также в устройстве отсутствует предикативная самодиагностика, тем самым снижена надежность работы устройства.
Раскрытие сущности изобретения
При создании изобретения решалась задача обеспечения пассажирского вагона купейного типа параметрами освещения, соответствующими современным требованиям к организации внутреннего пространства помещений вагона с учетом рекомендаций врачей по соблюдению биоритмов человеческого организма (биологически-активное освещение).
Технический результат - обеспечение независимой автоматической настройки светового потока, цветовой температуры и включения/выключения освещения в каждом отдельном помещении пассажирского вагона купейного типа.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство управления освещением пассажирского вагона купейного типа содержит размещенные в отдельном помещении вагона систему изменяемого освещения, микроконтроллер, и, по меньшей мере, один светочувствительный датчик, выполненный с возможностью определения параметров освещения помещения и их передачи на центральный контроллер, расположенный в служебном купе проводника, при том, согласно изобретению, микроконтроллер устройства связан посредством коммутатора цифровой связи с общей вагонной сетью Ethernet, включающей центральный контроллер, выполненный с возможностью передачи на микроконтроллер устройства пакета данных о предпочтительных параметрах освещения в помещении в режиме реального времени на основании яркости света снаружи вагона, его местоположения и направления пути следования, при этом микроконтроллер устройства выполнен с возможностью распознавания полученного от центрального контроллера пакета данных, последующей распаковки пакета предназначенной для него информации и управления системой изменяемого освещения на основании полученной информации.
При этом согласно изобретению микроконтроллер оснащен дисплеем, совмещенным с сенсорным экраном, при этом микроконтроллер выполнен с возможностью управления системой изменяемого освещения на основании пакетных данных, полученных от центрального контроллера или путем ввода команд управления с помощью сенсорного экрана.
При этом согласно изобретению микроконтроллер выполнен с возможностью осуществлять непрерывное или дискретное измерение, регистрацию, передачу и накопление значений пакета аналоговых и дискретных параметров работы системы изменяемого освещения.
При этом согласно изобретению микроконтроллер выполнен с возможностью определения приоритетности параметров освещения в отдельном помещении вагона.
При этом согласно изобретению система изменяемого освещения может включать в себя средства общего освещения отдельного помещения вагона, индивидуальные осветительные средства отдельного помещения вагона, расположенные в непосредственной близости от предполагаемого месторасположения пассажира, средства аварийного освещения, средства подсвечивания в виде светодиодной линии.
При этом согласно изобретению устройство включает датчик движения, размещенный в отдельном помещении вагона и связанный с микроконтроллером.
Использование системы изменяемого освещения позволяет дополнительно варьировать направление светового потока, цветовую температуру и включение/выключение каждого осветительного прибора системы изменяемого освещения и, следовательно, изменять параметры освещения, адаптируя их под комфортное визуальное восприятие освещения пассажиром или обслуживающим персоналом. Включение в структуру управления микроконтроллера и светочувствительного датчика, размещенных в каждом отдельном помещении, позволяет реализовать управление освещением в каждом отдельном помещении пассажирского вагона независимо друг от друга. При этом максимально его адаптировать с учетом назначения помещения: в купе вагона освещение может быть с одними характеристиками, а в технических помещениях - с другими. При этом освещение может быть, как распространяемым на все пространство помещения вагона, так и направленным в требуемое местоположение.
Центральный контроллер на основании информации о точном времени, местоположении вагона, направлении пути следования вагона и яркости света снаружи вагона, а также на основании параметров освещения отдельного помещения, полученных от светочувствительного датчика, определяет и транслирует на микроконтроллер предпочтительные параметры освещения в данном помещении. Микроконтроллера помещения распознает информацию и осуществляет распаковку только той информации, которая предназначена для него, то есть для конкретного помещения.
Далее микроконтроллер осуществляет управление системой изменяемого освещения - посылает команды на включение/выключение, изменение яркости, цветовой температуры, направления светового потока различных средств системы изменяемого освещения на основании пакетных данных, полученных от центрального контроллера. При этом микроконтроллер позволяет пользователю вручную изменить рекомендуемые параметры освещения с помощью дисплея с сенсорным экраном. Микроконтроллер учитывает настройки текущего режима работы освещения и анализирует приоритетность полученных данных.
Таким образом, осуществляется независимая автоматическая настройка светового потока, цветовой температуры и включения/выключения освещения в каждом отдельном помещении пассажирского вагона купейного типа.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется графическими материалами конкретного примера ее осуществления, где на фиг. 1 представлена функциональная схема устройства управления освещением.
Осуществление изобретения
Устройство управления освещением содержит размещенный в отдельном помещении вагона микроконтроллер 1, снабженный средствами хранения настроек текущего режима работы всех осветительных приборов (светодиодных кластеров), входящих в систему изменяемого освещения 2 отдельного помещения. Микроконтроллер предназначен для управления работой системы изменяемого освещения 2.
Устройство содержит по меньшей мере два аппаратных порта 3 и 4 для цифровой связи микроконтроллера 1 с микроконтроллерами других устройств, и выполнен с возможностью ретрансляции полученных сигналов на другой микроконтроллер с образованием единого непрерывного пути для передачи данных, аналогичного кольцу (сетевое кольцо). Иначе говоря, микроконтроллер 1 устройства управления интегрирован в общую вагонную сеть Ethernet со стандартными интерфейсами связи (CAN, RS-485, LIN и т.д.), ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов для управления/анализа состояния вагонного оборудования. Сеть Ethernet включает центральный контроллер 5 системы визуализации и управления систем вагона (далее по тексту СВУСВ), размещенный в служебном купе проводника.
Взаимодействие микроконтроллера 1 посредством цифровой линии связи 15 с центральным контроллером 5 СВУСВ или другими исполнительными устройствами обеспечивает коммутатор 6 цифровой линии связи.
Центральный контроллер 5 СВУСВ обеспечивает возможность передачи на микроконтроллер устройства пакета данных о предпочтительных параметрах освещения в помещении в режиме реального времени на основании яркости света снаружи вагона, его местоположения и направления пути следования. Микроконтроллер 1 выполнен с возможностью распознавания полученных от центрального контроллера 5 пакета данных, последующей распаковкой пакета предназначенной для него информации и управления системой изменяемого освещения на основании пакетных данных, полученных от центрального контроллера.
В микроконтроллер 1 устройства заложена программа, основанная на алгоритмах изменения нескольких параметров, в частности, интенсивности, цвета и цветовой температуры системы изменяемого освещения 2.
Система изменяемого освещения 2 может включать:
- средства общего освещения 7, состоящие, по меньшей мере, из одного светильника, расположенного на потолке, образующего рассеивающий свет по всему внутреннему пространству помещения;
- светильники аварийного освещения 8;
- индивидуальные осветительные средства 9, расположенные в непосредственной близости от месторасположения пассажира, которые приспособлены для рассеивания света и регулирования освещенности в определенном месте;
- средства подсвечивания в виде светодиодной линии 10.
Каждое средство системы изменяемого освещения 2 подключено к микроконтроллеру 1 посредством цифровой шины CAN.
Микроконтроллер 1 выполнен с возможностью автоматического управления системой изменяемого освещения 2 в режиме реального времени на основании яркости света снаружи вагона, его местоположения и направления пути следования, основанных на параметрах света, определяемых снаружи вагона и параметров освещения внутреннего пространства отдельного помещения вагона, определяемых, по меньшей мере, одним светочувствительным датчиком 11. Этими параметрами освещения являются, например, интенсивность света, цветовая температура белого света и направление света. Например, интенсивность света измеряется посредством стандартного люксметра. Светочувствительный датчик 11 размещен внутри отдельного помещения вагона, например, светочувствительный датчик 11 может быть размещен как в корпусе светильника, так и вне его.
Данные светочувствительного датчика 11 через микроконтроллер 1 устройства поступают на центральный контроллер 5 СВУСВ, который осуществляет автоматическую регулировку освещения в отдельном помещении с учетом полученных от светочувствительного датчика 11 данных.
Например, если наружный свет является очень ярким, то средства освещения в помещении могут быть автоматически выключены. Когда наружный свет является умеренно ярким или тусклым, то средства освещения могут излучать свет с большей интенсивностью, а когда наружный свет почти отсутствует, т.е. в ночное время, устройства освещения могут излучать свет с более низкой интенсивностью.
Таким образом, в каждом помещении пассажирского железнодорожного вагона, где установлен микроконтроллер 1 и светочувствительный датчик 11 осуществляется независимая автоматическая настройка параметров освещения путем передачи на микроконтроллер 1 пакета информации параметров освещенности в зависимости от ранее определенных различных изменяемых параметров для визуального комфорта пассажиров. Такое автоматическое изменение выполняется в режиме реального времени с учетом данных о состоянии параметров внутреннего освещения помещения.
С помощью микроконтроллера 1 может осуществляться ручная регулировка освещенности, для чего микроконтроллер 1 оснащается дисплеем 12 с сенсорным экраном. Дисплей 12 с сенсорным экраном связан с микроконтроллером 1 двунаправленной связью, обеспечивающей их совместную работу. Микроконтроллеры 1, оснащенные дисплеем 12 с сенсорным экраном, применяются в пассажирском купе. В технических помещениях таких как коридор, туалет, тамбур и т.п., в которых отсутствует необходимость во взаимодействии с пассажиром или проводником, у микроконтроллера 1 отсутствует интерфейс взаимодействия с пользователем и, следовательно, отсутствует ручная регулировка.
Устройство управления может дополнительно включать датчик движения 13, размещенный в отдельном помещении вагона, на основании показаний которого микроконтроллер 1 посылает команду на включение/выключение освещения в данном помещении.
Следует отметить, что определенные параметры освещения могут иметь приоритет по отношению к другим параметрам. Например, ручная регулировка будет иметь приоритет перед автоматической регулировкой. Иными словами, центральный контроллер 5 СВУСВ устанавливает рекомендуемое освещение в отдельном помещении вагона в зависимости от показаний светочувствительного датчика 11, которое пассажир может скорректировать путем ручной регулировки. При этом управление аварийным освещением всегда будет учитывается в первую очередь и будет иметь приоритет перед ручным и автоматическим управлениями. Приоритетность параметров освещения в помещении определяет микроконтроллер 1.
Устройство может получать питание по РОЕ технологии, позволяющей передавать удаленному устройству электрическую энергию вместе с данными через стандартную витую пару в сети Ethernet или может получать питание с внешнего источника.
Устройство управления освещением содержит управляемый источник питания 14, выполненный с возможностью изменения силы тока на выходе на каждый светодиодный кластер осветительного прибора по команде микроконтроллера 1. Анализ микроконтроллером 1 силы тока и изменение его по необходимости для обеспечения стабильности позволяет увеличить эксплуатационный ресурс светодиодов в осветительном приборе.
Устройство управления освещением устанавливается в отдельном помещении вагона, например, в купе, туалете и др., где необходимо автоматически (в соответствии с расписанием и/или внешней освещенностью, временем суток и географическими координатами) и/или вручную осуществлять управление по цифровым каналам связи параметрами освещения: включение/выключение, световой поток, цветовая температура.
Устройство работает следующим образом.
Управление светильниками в автоматическом режиме организуется центральным контроллером 5 СВУСВ вагона, находящимся в служебном купе проводника. Автоматическая регулировка осуществляется на основании данных, полученных от светочувствительного датчика 11, размещенного в отдельном помещении вагона. Обмен информации центрального контроллера 5 СВУСВ с микроконтроллером 1 осуществляется по цифровой линии связи 15 посредством коммутатора 6 цифровой связи, который транслирует информацию по сети Ethernet. Центральный контроллер 5 СВУСВ посылает запрос (пакет данных) на микроконтроллер 1. Каждый пакет информации поступает с заголовком, в котором закодирован получатель.
Микроконтроллер 1 программным образом обрабатывает пакет в соответствии с протоколом, распознает получателя и обеспечивает распаковку пакета предназначенной для него информации.
Центральный контроллер 5 СВУСВ передает на микроконтроллер 1 информацию об оптимальных параметрах освещенности, которые зависят от параметров наружного освещения, времени суток, местоположения вагона и направления пути его следования. В зависимости от внешних параметров, например, перемещения вагона или времени суток, центральный контроллер 5 СВУСВ будет транслировать цвет и освещенность на микроконтроллер 1 в автоматическом режиме.
Установленные автоматически характеристики освещения могут быть изменены в ручном режиме пользователем купе. Регулировка освещенности в купе осуществляется пассажиром с помощью дисплея с сенсорным экраном 12, который передает сигнал на микроконтроллер 1. Микроконтроллер 1 на основании полученного сигнала дает команду светильникам системы изменяемого освещения 2 на изменение режима освещенности.
Установленные автоматически характеристики освещения могут быть изменены проводником путем подачи сигнала через пользовательский интерфейс на центральный контроллер 5 СВУСВ на включение, например, аварийного освещения при аварии или пожаре.
Таким образом, обеспечивается автоматическая настройка светового потока, яркости, цветовой температуры и включения/выключения системы изменяемого освещения в каждом отдельном помещении пассажирского вагона купейного типа, тем самым обеспечивается постоянное поддержание требуемых параметров освещения каждого отдельного помещения пассажирского вагона купейного типа в соответствии с современными требованиями, предъявляемыми к качеству рабочей среды помещений вагона.