1.1 光源(LED 发光板)的选择

　　常见的光源有几十种，如白炽灯，高压汞灯，电弧灯，LED，LCD，LCDS，EL 等，对各种光源的性能进行比较，并根据水文测验要求选择适合测验的光源作为标志灯。近年来高亮(超高亮)发光二极管的诞生，使发光二极管的优越性越来越突出，经比较认为 LED 发光二极管的性价比远优于其它光源，发光效率远大于白炽灯，寿命是白炽灯的十几倍。所以选择 LED 发光二极管作为标志灯的发光器件。

　　LED 发光板是超低功耗、高发光效率的新型环保光源，有多种颜色供选择，发光面积可随意改变，省电，适合电池供电场合使用。若选用黄色发光管，可提高标志灯的穿雾能力。

　　D1，D2，D3 是高亮度发光二极管，3 只发光二极管串联后组成 1 组发光单元，再由 96 组发光单元组成发光板，这 288 只二极管均匀排列成 24×12 发光矩阵，发光面积为 253 cm2。如果河道水面宽度较大，可以把 2 块(或多块)发光板拼接组成大面积的发光板，以满足各种水面宽的起点距测量。

　　1.2 蓄电池选择

　　一般夜间测流 1 次，工作时间为 2 h。发光板标准工作电流为 960 mA，为了使标志灯醒目，采用闪光工作状态，平均工作电流为 960÷2=480 mA=0.48 A。1 次测流所需电池容量为 0.48 A×2 h=

　　0.96 A•h。

　　考虑到阴雨天，选择蓄电池的容量为 12 A•h。

　　1.3 太阳能电池的选择

　　根据蓄电池的容量和实际测验所需容量，考虑充电电流小于 1 A，这样对于延长电瓶寿命很有益处，故选用 10 W 的太阳能板作为充电电源。

　　1.4 充电电路

　　由 D4，IC1，D5，R5，C2，C3 组成充电电路，为限压式浮充充电方式，最高充电电压为 13.8 V，D5 为升压二极管，兼太阳能充电指示。

　　1.5 遥控开关

　　YKQ- JSB 为遥控开关执行部件，由单片机AT89C2051 核心部件及有关元件构成。以基线标志灯为例加以说明，当按下遥控器手柄的“基线”按钮，发出基线点亮信息，基线灯箱的遥控开关 KA 闭合，蓄电池的电能送往整个电路，基线灯工作，发光板点亮;当按下遥控器手柄的“关”按钮时，接收电路中的 KA 断开，蓄电池的电能被切断，基线灯停止工作，发光板熄灭。

　　1.6 光控电子开关

　　由 W，U1，IC2，IC2D [1] 组成光控电子开关，白天 U1 受到光线的照射，使 IC2C 的 8 脚电压小于 1/2 VCC，10 脚输出高电平，致使 IC2D 的 11 脚输出低电平，此电平为光控开关的控制电平，该处的“0”电平表示关断(断)，“1”电平表示打开(通)。白天 11 脚的“0”电平把闪光电路关闭，发光板不会发光。

　　夜间 U1 不受光线的照射，使 IC2C 的 8 脚电压大于 1/2 VCC，10 脚输出低电平，致使 IC2D 的 11脚输出高电平，此脚的“1”电平将闪光电路打开，发光板发光。这样达到白天自动关闭标志灯的目的。

　　1.7 闪光电路

　　由 IC2A，IC2B [1]，C1，R3，R4 组成闪光电路，闪光电路实际是多谐振荡器，振荡频率约为2 Hz 左右，波形为标准的方波。振荡器的振荡与否取决于 IC2A 的 1 脚电平，也就是 IC2D 的 11 脚电平的高低，高电平振荡(夜间)，低电平停振(白天)。

　　1.8 驱动电路

　　由 V1 和 R2 组成驱动电路，如果加大发光板的面积，可随意把多个 V1 互相并联使用，印刷板已经留有 V1 并联的位置，扩容比较容易，其它不必做任

　　何改动。驱动电路主要作用是提高 CMOS 的输出功率，V1 基本不需驱动电流，可以输出较大的电流，用于推动发光板发光。

　　1.9 遥控开关与光控开关的逻辑关系

　　标志灯的点亮与熄灭受光控和遥控的控制，逻辑关系如表 1 所示。

　　遥控关灯指令有关灯有优先权，不管是白天或夜晚，只要遥控器发关灯指令，标志灯均为熄灭状态;不管遥控器发开灯或者关灯指令，只要是白天，标志灯均处于熄灭状态。

　　1.10 工作原理

　　工作原理以基线标志灯(A)为例加以说明。

　　1.10.1 蓄电池充电

　　在图 2 中 D5 是升压发光二极管，IC1 是线性12 V 直流稳压集成电路，兼作充电指示灯，白天充电时发光二极管发黄色的光，表示太阳能电池产生电动势。由于 D5 的存在，使 IC1 的输出电压为13.8 V，正好为蓄电池的充电终止电压。白天太阳能电池 E1 的输出电压大于 15 V 时，在稳压集成电路7812 的输出端 3 脚输出 13.8 V 直流电，通过二极管D4 和 R5 送往蓄电池，对蓄电池 E2 进行充电，补充电能。随着充电时间的增加，蓄电池电压逐渐升高，充电电流逐渐减小，当蓄电池电压达到 13.8 V时，充电电流为零，充电终止。这样可以防止蓄电池过充，有效延长蓄电池的使用寿命。

　　1.10.2 遥控控制

　　1)白天。若按遥控器按钮，遥控接收电路 KA闭合，VCC 端电压为蓄电池电压，闪光灯电路得到电能。但是光敏管 U1 使 IC2C 的输入端 8 和 9 脚为低电平，IC2C 输出高电平，进而使 IC2D 的 11 脚输出低电平，迫使闪光电路停振，IC2B 的 4 脚输出低电平，此时 V1 处于截至状态，发光板不发光。

　　2)夜间。若遥控开关关闭，整个电路(除遥控接收板)处于断电状态，电路不工作，发光板不发光;若按遥控器开灯按钮，遥控接收电路 KA 闭合，VCC 端电压为蓄电池电压，闪光灯电路得到电能。夜间光敏管 U1 处于高阻状态，使 IC2C 的输入端 8和 9 脚为高电平，IC2C 输出低电平，进而使 IC2D的 11 脚输出高电平，闪光电路开始振荡，IC2B 的 4脚输出矩形脉冲，使 V1 处于截至、导通交替状态，发光板闪烁发光。

　　遥控器上有“关”、“后断面”、“前断面”、“基线”4 个按钮，其中“后断面”、“前断面”、“基线”对应控制 2 个断面灯和 1 个基线灯，3 处的标志灯开灯控制是相互独立的，按钮“后断面”、“前断面”、“基线”是互不影响的，另外按钮“关”是关闭键，按下此键则所有灯均关闭。

　　2 遥控闪光型 LED 测验标志灯特点

　　1)采用太阳能电池作电能，不必架设专用供电线路;

　　2)光源采用高亮 LED 发光二极管，使用寿命长，发光面积大，视觉范围广，目标更清晰;

　　3)采用遥控方式，开灯、关灯极其方便;

　　4)标志灯具有闪烁功能，目标更醒目，不易和其它光源混淆，避免了目标错误。

　　3 结语

　　新型遥控闪光型 LED 测验标志灯已在山东黄河所有水文站推广应用，夜间测验效果良好。通过推广使用说明：该灯发光亮度高，是夜间测验最好的光源之一;在测船上可随意开、关标志灯，操作极为方便;标志灯具有闪烁功能，目标更醒目;使用太阳能供电不必架设供电线路，节约了一次性建设投资;使用太阳能作能源，节能环保，可见经济、社会效益显著。遥控闪光型 LED 测验标志灯在水文行业中极具推广价值，建议使用六分仪进行起点距测量的水文站安装该型标志灯，使之发挥重要作用。