CN102984865A - 智能化状态数据存储型太阳能路灯控制系统 - Google Patents

智能化状态数据存储型太阳能路灯控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能化状态数据存储型太阳能路灯控制系统。-由控制器及程序控制部分组成。控制器包括:主控单元(1)、蓄电池充电控制模块(2)、蓄电池供电控制模块(3)、工作模式时钟显示模块(4)、温度采集模块(5)、数据传输模块(6)。系统通过判定白天或黑夜来控制蓄电池充电控制模块(2)、蓄电池供电控制模块(3)进行充电或供电,采集信息并储存信息,通过数据传输模块(6)实现本发明与计算机对接,本发明整体实现了数据采集功能、数据存储功能、数据传输功能,时间设置功能和定时工作模式功能,具备多种功能,方便调试,可选择多种模式切换,能提供路灯运行时的多种数据,方便系统故障排查。

Description

智能化状态数据存储型太阳能路灯控制系统
技术领域
本发明涉及一种控制系统,更具体的涉及一种太阳能路灯控制系统。
背景技术
太阳能路灯是利用太阳能光伏组件将光能转换为电能,并储存在蓄电池中供路灯使用,它是集太阳能光伏技术、蓄电池技术、照明光源技术于一体的新兴技术。太阳能路灯控制器是应用于太阳能光伏系统中,协调太阳能光伏组件、蓄电池、路灯的工作,使整个太阳能路灯系统高效,安全的运作。
传统太阳能路灯控制系统的功能是实现对12V/24V太阳能路灯系统工作状态的控制,主要包括:光伏组件对蓄电池的充电控制,蓄电池对路灯的供电控制。太阳能路灯系统工作时,可选单时段、双时段工作模式。但它们一般都不具备定时工作模式、时间设置、数据采集、存储、传输等功能。
发明内容
本发明为解决上述现有技术的不足,提供了一种实现数据采集、存储、传输及模式、时间设置的智能化状态数据存储型太阳能路灯控制系统。-
本发明采用以下技术方案实现:智能化状态数据存储型太阳能路灯控制系统,由智能化状态数据存储型太阳能路灯控制器及程序控制部分组成。智能化状态数据存储型太阳能路灯控制器包括:主控单元、蓄电池充电控制模块、蓄电池供电控制模块、工作模式时钟显示模块、温度采集模块、数据传输模块; 主控单元分别与蓄电池充电控制模块、蓄电池供电控制模块、工作模式时钟显示模块、温度采集模块、数据传输模块连接,蓄电池充电控制模块还与光伏组件和蓄电池连接,蓄电池供电控制模块还与蓄电池和路灯连接。工作模式时钟显示模块由时钟电路、时钟显示数码管、模式设置按钮模块组成。
主控单元控制其它功能模块实现控制系统的基本控制功能以及控制系统工作时相关数据的适时采集、处理、控制、存储及传输;
蓄电池充电控制模块通过主控单元对光伏组件电压值进行判别判断光伏组件是否处在光照条件中,若光伏组件处于光照条件下,光伏组件就会在回路中产生电流,并将这一信号传输给主控单元,主控单元检测到这一信号便适时调节至蓄电池充电模式,对蓄电池充电;蓄电池充电方式以分段式恒流充电为主,蓄电池容量不足时大电流充电,随容量增加慢慢减小充电电流,当蓄电池电量临近饱和状态时采用涓流充电;蓄电池充电控制模块还检测蓄电池充电状态,当蓄电池充电至饱和状态时,能适时切断对蓄电池充电,以防止蓄电池过充损坏,同时通过回路及时泄放光伏组件产生的余量电流;
蓄电池供电控制模块根据主控单元发出的指令控制路灯适时开关;
工作模式时钟显示模块:显示控制系统的各种工作模式,实现控制系统的各种工作模式设置以及时钟设置,实现控制系统的各种工作状态的指示;
温度采集模块采集温度变化情况并反馈给主控单元,主控单元根据温度采集模块采集到的温度变化情况给出充电温度补偿电压,以保证光伏组件对蓄电池的有效充电;
主控单元与数据传输模块连接,具有485转232串口信号传输,实现路灯控制器与计算机的数据交换。
本发明的通过以下程序控制来实现功能:智能化状态数据存储型太阳能路灯控制器通电初始化,主控单元通过编程控制蓄电池充电控制模块的基本工作,时钟显示数码管显示时间,子程序运行,蓄电池充电控制模块检测光伏组件电压变化情况反馈给主控单元判别白天或者黑夜,当光伏组件电压低于4.5V并保持5分钟时,蓄电池充电控制模块将此信号反馈给主控单元,主控单元判定为天黑;当光伏组件电压高于4.5V保持5分钟时,蓄电池充电控制模块将此信号反馈给主控单元,主控单元判定为白天。
主控单元判定为白天时,主控单元发出充电控制信号,蓄电池充电控制模块对蓄电池充电,充电时温度采集模块进行温度检测,适时对充电电压进行补偿,让电压值保持在高效充电电压范围内,保证充电效率。 同时蓄电池充电控制模块将充电数据适时反馈给主控单元,主控单元可根据其反馈的信息及时调整充电方式,充电方式有三种形式,分别是;大电流充电、恒流充电、涓流充电。蓄电池充电初始阶段,蓄电池的电压小于4.5伏采用大电流充电;当充电到一定时候蓄电池内部集聚了一定量的电量后蓄电池电压大于4.5伏小于5伏时采用恒流充电;当蓄电池电压大于5伏小于5.5伏时,蓄电池充电控制模块将此信号反馈给主控单元,主控单元发出命令蓄电池充电控制模块采用涓流充电,这种方式能使系统充电更有效;当蓄电池电压大于等于5.5伏,停止充电。蓄电池使用过程中,当蓄电池电量深度亏损蓄电池的电压--小于4.5伏时,采用大电流充电,为蓄电池快速补充电量;蓄电池电量储存达一定量的电量后蓄电池电压大于4.5伏小于5伏时采用恒流充电,减缓充电速度,缓解蓄电池容纳电量的压力,起到保护蓄电池的作用;当蓄电池充电临近饱和状态即蓄电池的电压大于5伏小于5.5伏时,系统切换至涓流充电,避免对蓄电池过充充电。当蓄电池电压大于等于5.5伏,停止充电。
当主控单元判定为黑夜时,主控单元给蓄电池充电控制模块发出停止充电命令,停止充电;同时给蓄电池供电控制模块发出供电控制信号,当蓄电池供电控制模块接收到主控单元给出的供电命令时,蓄电池供电控制模块依据此命令控制蓄电池对路灯供电。同时将供电信息反馈给主控单元,主控单元实现对供电信息的数据采集及存储。主控单元根据蓄电池供电控制模块反馈的供电信息判断蓄电池供电是否正常。当蓄电池电压低于基准电压4.5V时,主控单元给蓄电池供电控制模块发出关闭蓄电池对外供电命令,蓄电池供电控制模块关断蓄电池对外供电;当蓄电池电压高于基准电压4.5V时,主控单元给蓄电池供电控制模块发出恢复蓄电池对外供电命令,蓄电池供电控制模块恢复对路灯供电。若连续3次出现关断-恢复而产生灯闪烁时,即完全关闭路灯,第二天晚上再开始进行关断、恢复判断。系统适时采集每天的充放电数据并储存。
本发明,它能在路灯开关状态变化时,对蓄电池电压进行智能检测,实现数据存储,主要采集太阳能路灯系统每天的充放电量、极值电压电流等状态数据进行采集,控制器所采集的数据可以通过标准串口输出,这些数据能为路灯系统故障判别、系统稳定性等提供有力的分析资料。
本发明的有益效果:
具体表示在以下方面
1、本发明主控单元,实现数据处理储存控制的功能,从而实现对太阳能路灯系统充放电时的相关数据进行适时采集、处理、控制并存储。
2、通过蓄电池充电控制模块和蓄电池供电控制模块实现了蓄电池的充、放电基本工作。
3、通过蓄电池充电控制模块的三种充电方式使蓄电池电量深度亏损时,大电流充电,能为蓄电池快速补充电量,蓄电池电量储存达一定量是采用恒流充电,减缓充电速度,缓解蓄电池容纳电量的压力,起到保护蓄电池的作用;当蓄电池充电达到饱和状态时,控制系统切换至涓流充电,避免对蓄电池过充充电。
4、通过工作模式时钟显示模块实现了工作模式的选择和时间设置。
5、通过数据传输模块实现本发明与计算机对接,从而实现计算机对本发明数据处理和控制。
6、通过温度采集模块保证本发明整个系统稳定有效的工作。
7、本发明整体实现了数据采集功能、数据存储功能、数据传输功能,时间设置功能和定时工作模式功能,具备多种功能,方便调试,可选择多种模式切换,能提供路灯运行时的多种数据,方便系统故障排查。
附图说明
图1:是本发明的结构示意图。
图2:是本发明的工作流程图。
具体实施例
实施例1
本发明具体采用以下技术方案实现:
本发明由智能化状态数据存储型太阳能路灯控制器及程序控制部分组成。
智能化状态数据存储型太阳能路灯控制器包括:主控单元1、蓄电池充电控制模块2、蓄电池供电控制模块3、工作模式时钟显示模块4、温度采集模块5、数据传输模块6; 主控单元1分别与蓄电池充电控制模块2、蓄电池供电控制模块3、工作模式时钟显示模块4、温度采集模块5、数据传输模块6连接,蓄电池充电控制模块2还与光伏组件7和蓄电池8连接,蓄电池供电控制模块3还与蓄电池8和路灯9连接。工作模式时钟显示模块4由时钟电路41、时钟显示数码管42、模式设置按钮模块43组成。主控单元1与数据传输模块6连接,具有485转232串口信号传输,实现路灯控制器与计算机的数据交换。
本发明的通过以下程序控制来具体实现功能:智能化状态数据存储型太阳能路灯控制器通电初始化,主控单元1通过编程控制蓄电池充电控制模块2的基本工作,时钟显示数码管42显示时间,子程序运行,蓄电池充电控制模块2检测光伏组件7电压变化情况反馈给主控单元1判别白天或者黑夜,当光伏组件7电压低于4.5V并保持5分钟时,蓄电池充电控制模块2将此信号反馈给主控单元1,主控单元1判定为天黑;当光伏组件7电压高于4.5V保持5分钟时,蓄电池充电控制模块2将此信号反馈给主控单元1,主控单元1判定为白天。
主控单元1判定为白天时,主控单元1发出充电控制信号,蓄电池充电控制模块2对蓄电池8充电,充电时温度采集模块5进行温度检测,适时对充电电压进行补偿,让电压值保持在高效充电电压范围内,保证充电效率。 同时蓄电池充电控制模块2将充电数据适时反馈给主控单元1,主控单元1可根据其反馈的信息及时调整充电方式,充电方式有三种形式,分别是;大电流充电、恒流充电、涓流充电。蓄电池8充电初始阶段,蓄电池8的电压小于4.5伏采用大电流充电;当充电到一定时候蓄电池8内部集聚了一定量的电量后蓄电池8电压大于4.5伏小于5伏时采用恒流充电;当蓄电池8电压大于5伏小于5.5伏时,蓄电池充电控制模块2将此信号反馈给主控单元1,主控单元1发出命令蓄电池充电控制模块2采用涓流充电,这种方式能使系统充电更有效;当蓄电池8电压大于等于5.5伏,停止充电。蓄电池8使用过程中,当蓄电池8电量深度亏损蓄电池8的电压--小于4.5伏时,采用大电流充电,为蓄电池8快速补充电量;蓄电池8电量储存达一定量的电量后蓄电池8电压大于4.5伏小于5伏时采用恒流充电,减缓充电速度,缓解蓄电池8容纳电量的压力,起到保护蓄电池8的作用;当蓄电池8充电临近饱和状态即蓄电池8的电压大于5伏小于5.5伏时,系统切换至涓流充电,避免对蓄电池8过充充电。当蓄电池8电压大于等于5.5伏,停止充电。
当主控单元1判定为黑夜时,主控单元1给蓄电池充电控制模块2发出停止充电命令,停止充电;同时给蓄电池供电控制模块3发出供电控制信号,当蓄电池供电控制模块3接收到主控单元1给出的供电命令时,蓄电池供电控制模块3依据此命令控制蓄电池8对路灯9供电。同时将供电信息反馈给主控单元1,主控单元1实现对供电信息的数据采集及存储。主控单元1根据蓄电池供电控制模块3反馈的供电信息判断蓄电池8供电是否正常。当蓄电池8电压低于基准电压4.5V时,主控单元1给蓄电池供电控制模块3发出关闭蓄电池8对外供电命令,蓄电池供电控制模块3关断蓄电池8对外供电;当蓄电池8电压高于基准电压4.5V时,主控单元1给蓄电池供电控制模块3发出恢复蓄电池8对外供电命令,蓄电池供电控制模块3恢复对路灯9供电。若连续3次出现关断-恢复而产生灯闪烁时,即完全关闭路灯9,第二天晚上再开始进行关断、恢复判断。系统适时采集每天的充放电数据并储存。

Claims (5)

1. 智能化状态数据存储型太阳能路灯控制系统,由智能化状态数据存储型太阳能路灯控制器及程序控制部分组成,其特征是,智能化状态数据存储型太阳能路灯控制器包括:主控单元(1)、蓄电池充电控制模块(2)、蓄电池供电控制模块(3)、工作模式时钟显示模块(4)、温度采集模块(5)、数据传输模块(6); 主控单元(1)分别与蓄电池充电控制模块(2)、蓄电池供电控制模块(3)、工作模式时钟显示模块(4)、温度采集模块(5)、数据传输模块(6)连接,蓄电池充电控制模块(2)还与光伏组件(7)和蓄电池(8)连接,蓄电池供电控制模块(3)还与蓄电池(8)和路灯(9)连接;工作模式时钟显示模块(4)由时钟电路(41)、时钟显示数码管(42)、模式设置按钮模块(43)组成;
程序控制部分如下;
智能化状态数据存储型太阳能路灯控制器通电初始化,主控单元(1)通过编程控制蓄电池充电控制模块(2)的基本工作,时钟显示数码管(42)显示时间,子程序运行,蓄电池充电控制模块(2)检测光伏组件(7)电压变化情况反馈给主控单元(1)判别白天或者黑夜;
当主控单元(1)判定为白天时,主控单元(1)发出充电控制信号,蓄电池充电控制模块(2)对蓄电池(8)充电;充电时温度采集模块(5)进行温度检测,适时对充电电压进行补偿,让电压值保持在高效充电电压范围内,保证充电效率; 同时蓄电池充电控制模块(2)将充电数据适时反馈给主控单元(1),主控单元(1)可根据其反馈的信息及时调整充电方式;
当主控单元(1)判定为黑夜时,主控单元(1)给蓄电池充电控制模块(2)发出停止充电命令,停止充电;同时给蓄电池供电控制模块(3)发出供电控制信号,当蓄电池供电控制模块(3)接收到主控单元(1)给出的供电命令时,蓄电池供电控制模块(3)依据此命令控制蓄电池(8)对路灯(9)供电;同时将供电信息反馈给主控单元(1),主控单元(1)实现对供电信息的数据采集及存储;主控单元(1)根据蓄电池供电控制模块(3)反馈的供电信息判断蓄电池(8)供电是否正常。
2.根据权利要求1所述的智能化状态数据存储型太阳能路灯控制系统,其特征是,主控单元(1)判别白天或者黑夜,是根据当光伏组件(7)电压低于4.5V并保持5分钟时,蓄电池充电控制模块(2)将此信号反馈给主控单元(1),主控单元(1)判定为天黑;当光伏组件(7)电压高于4.5V保持5分钟时,蓄电池充电控制模块(2)将此信号反馈给主控单元(1),主控单元(1)判定为白天。
3.根据权利要求1和2任一项所述的智能化状态数据存储型太阳能路灯控制系统,其特征是,蓄电池(8)的充电方式有三种形式,分别是;大电流充电、恒流充电、涓流充电;蓄电池(8)充电初始阶段,蓄电池(8)的电压小于4.5伏采用大电流充电;当充电到一定时候蓄电池(8)内部集聚了一定量的电量后蓄电池(8)电压大于4.5伏小于5伏时采用恒流充电;当蓄电池(8)电压大于5伏小于5.5伏时,蓄电池充电控制模块(2)将此信号反馈给主控单元(1),主控单元(1)发出命令蓄电池充电控制模块(2)采用涓流充电,这种方式能使系统充电更有效;当蓄电池(8)电压大于等于5.5伏,停止充电;蓄电池(8)使用过程中,当蓄电池(8)电量深度亏损蓄电池(8)的电压--小于4.5伏时,采用大电流充电,为蓄电池(8)快速补充电量;蓄电池(8)电量储存达一定量的电量后蓄电池(8)电压大于4.5伏小于5伏时采用恒流充电,减缓充电速度,缓解蓄电池(8)容纳电量的压力,起到保护蓄电池(8)的作用;当蓄电池(8)充电临近饱和状态即蓄电池(8)的电压大于5伏小于5.5伏时,系统切换至涓流充电,避免对蓄电池(8)过充充电;当蓄电池(8)电压大于等于5.5伏,停止充电。
4.根据权利要求1和2任一项所述的智能化状态数据存储型太阳能路灯控制系统,其特征是,当主控单元(1)判定为黑夜时,当蓄电池(8)电压低于基准电压4.5V时,主控单元(1)给蓄电池供电控制模块(3)发出关闭蓄电池(8)对外供电命令,蓄电池供电控制模块(3)关断蓄电池(8)对外供电;当蓄电池(8)电压高于基准电压4.5V时,主控单元(1)给蓄电池供电控制模块(3)发出恢复蓄电池(8)对外供电命令,蓄电池供电控制模块(3)恢复对路灯(9)供电;若连续3次出现关断-恢复而产生灯闪烁时,即完全关闭路灯(9),第二天晚上再开始进行关断、恢复判断;系统适时采集每天的充放电数据并储存。
5.根据权利要求3所述的智能化状态数据存储型太阳能路灯控制系统,其特征是,当主控单元(1)判定为黑夜时,当蓄电池(8)电压低于基准电压4.5V时,主控单元(1)给蓄电池供电控制模块(3)发出关闭蓄电池(8)对外供电命令,蓄电池供电控制模块(3)关断蓄电池(8)对外供电;当蓄电池(8)电压高于基准电压4.5V时,主控单元(1)给蓄电池供电控制模块(3)发出恢复蓄电池(8)对外供电命令,蓄电池供电控制模块(3)恢复对路灯(9)供电;若连续3次出现关断-恢复而产生灯闪烁时,即完全关闭路灯(9),第二天晚上再开始进行关断、恢复判断;系统适时采集每天的充放电数据并储存。
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Granted publication date: 20140709

Termination date: 20191213