CN103415104A - 一种太阳能led路灯的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及道路照明技术，尤其是涉及一种太阳能LED路灯控制方法。具体是路灯智能控制模块根据电池电压或剩余电量、天气状况、历史记录及亮灯时间等参数进行智能计算，然后结合用户决策对LED路灯的亮度进行控制。实现光伏电池、储能电池和道路照明的优化配置，提高收集到的太阳能实际利用率，即满足人们的照明需求，又能最大限度的节约电能，减小光伏电池板的面积和储能电池的容量，从而降低成本，满足市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及道路照明技术，尤其涉及一种太阳能LED路灯控制方法。
技术背景
当前，太阳能路灯作为绿色环保产品受到越来越多的人重视，但是，当前太阳能路主要使用铅蓄电池，由于污染大，寿命短，正渐渐由其它新型储能电池所取代。但是，由于新犁电池如锂电池，价格较高，推广难度大。因此，如何使用较小容量的锂电池，又能达到照亮道路的目的，进而减小产品的成本，降低价格，适应市需要，是本发明要解决的问题。
人们对道路的识别，在光线较强时，能够很好地辨别物体的形状、颜色等细节；光线较弱时，人们难以分辨出物体的细节和颜色，但能分辨出物体的形状，即便是在光线极弱的环境下，如月光下，依然能辨别出物体的形状。
现在市场上的控制器比较简单，有些是整夜亮，有些是仅提供亮一定时间后关灯，以图省电。这些控制不够人性化，同时，把灯完全关断，道路黑暗，对道路安全更是不利。无照明与光照不足是两个完全不同的概念，前者是行人什么也看不见，后者是能看到道路和障碍物，前者是道路黑暗，不安全，后者是照明不足，但基本可保证安全。
发明内容
照明的目标服务对象是人，当道路上人多时，照明应当充足；当人少时，可适当降低亮度；当没有人时，可将亮度降低到最低，让有限的光亮服务更多的人。本发明的目的是，减小电池的使用，降低成本，适应市场需求。
人们对亮度的感觉是呈指数衰减，而LED灯的光效随电流的增加反而降低，也就是说，对指定的LED路灯，其电流增加一倍，光通量并不能增加一倍；照度增加一倍，人们对亮度的感觉并没有增加一倍。低照度可以忍受，但不亮不可忍受而且比较危险。
在太阳能路灯系统中，光伏电池板相当于能量收集器、储能电池是能量存储器、LED灯是能量放出器。能量放出的多少，最终由能量收集器收集的能量多少决定。控制方法实际上是控制每晚放能量的多少，它把多天收集的能量，尽可能均匀地放出。在天气较好或阳光充足的季节里，平均每天放出的能量多；天气连续较差时，每天放出的能量就比较少。通过电池电压或剩余电量、天气状况、历史记录及亮灯时间等参数的记算，预先计算出当晚应该放出的能量，然后按照相应的亮灯曲线，使天刚黑时即人活动多时，灯的亮度大；人少时，灯的亮度减小。这样，可以在较少放电能量的情况下，依然让人们感觉灯比较亮。
充分考虑收集、存储、放出三者之间的关系，结合照明的服务对象是人，夜间人在道路上活动有其规律性等情况。在满足道路照明要求的情况下，尽量减小对电池容量的要求。即要保证人多时道路的照度，又要保证人少时，道路有灯光，不至于一片漆黑。
本发明的内容是，设计一种对LED路灯亮度控制的方案，在道路上人多时，增加灯的亮度；人少时亮度减小，即达到节电的目的，又能让更多的光亮服务尽可能多的人。
本发明有智能模块部分它可以根据亮灯的起始时间或系统时钟，电池电压、电池容量、天气状况、历史用电记录、用户决策，进行智能计算后，得出当晚的放电级别或放电总量。
本发明有用户决策，它实际上对应的是亮灯曲线，它根据当地人活动的情况以及当晚放电总量综合确定，在形式上，它可以是连续曲线或分段函数曲线。不同放电总量情况下，对应的曲线也不同。可以预先制定一个不同放电总量情况下对应的曲线组，智能模块确定放电总量后，选择对应的亮灯曲线，对LED灯进行亮度控制。
本发明使用的LED灯是可调光的，以便实现在不同时段，亮度不同，消耗的能量也不同。天气状况、电池电压或余量、亮灯时间或系统时钟、用电历史记录，这些参数进行组合选择，经智能模块计算后，得出当晚应该放出电量的组别或是放电总量大小，然后选择用户决策表，对驱动器进行控制，达到预期的控制目的。
图1所示为本发明的智能控制模块进行路灯亮度控制的工作原理示意图。
具体实施方式
本实施例提供的太阳能LED路灯控制方法，该方法通过以下方式对路灯进行智能控制。
根据人们在道路上活动的频率，预设亮度控制曲线，结合电池电压或剩余电量、天气状况、历史记录及亮灯时间等参数，对LED路灯的亮度进行控制。该方法包括以下步骤：根据人们在道路上活动的频率，预设或运算出一个或一组亮灯曲线，路灯智能控制模块结合电池余量、天气和历史记录等因素，选择某一亮灯曲线，或对亮灯曲线进行计算调整，然后通过LED驱动器，控制LED路灯的亮度。
根据人们在道路上活动情况，将LED路灯的亮度进行分段控制。整夜时间按人活动频率高低分成多段，在人们活动频率高的时段内亮度大，满足道路照明要求，人活动频率低时亮度小以达到省电目的。
根据人们在道路上活动的情况，运算出一个亮灯随时间变化的曲线，人多时亮，人少时暗，实现省电目的，或根据预定的亮度曲线，进行亮度控制。
智能控制模块可根据亮灯的起始时间或系统时钟，电池电压、电池容量、天气状况、历史用电记录、用户决策，进行智能调整路灯亮度，以适应用户道路需求。
智能控制部分能够对驱动模块进行亮度控制，驱动模块有专门接收来自智能控制模块的信号，以调整LED灯的亮度。
根据控制方法中的一种，或多种组合进行智能调整。也可以仅依据亮灯的起始时间或系统时钟进行分时段的进行亮度控制。
从控制的横向看，将一夜的时间按人活动的多少进行分段，人活动多时，分配的电量多，人活动少时分配的电量少。不同地区，人们生活的习惯不同，不同时段人们活动的规律也不同，至于时段划分的方式，或曲线的配置方式如何配置，则可以参考用户决策表，它是根据当地特点制定的参数表格。
从控制的纵向看，将每天的分配总电量按天气状况、电池电压、电池剩余电量进行分配，总的原则是天气状况差、电池电压低、剩余电量少时，这一天分配的总电量就少。至于具体分配多少，可以参考用户决策表来完成。
在上述纵横分配的方式下，光伏电池吸收的太阳光可以较为有效地照亮路面。又尽可能少地减少因天气状况带来的亮灯不确定性。横向分配即提高光的利用率，又保证安全；纵向分配即能均分每天的电量，又能充分利用光伏电池吸收的光能，在阳光充足阶段，整体较亮，吸收的电量放出去；在阳光不充足的阶段，降低总体供给电量，又能保证人多时的照明。
在太阳能路灯、庭院灯等使用光伏发电，电池储能的系统中，找到一种LED路灯的控制方法，即满足人们的照明需求，又能最大限度的节约电能，减小光伏电池板的面积和储能电池的容量，从而降低成本，满足市场需求。
Claims (6)
1.一种太阳能LED路灯的控制方法，其特征在于：根据人们在道路上活动的频率，预设亮度控制曲线，结合电池电压或剩余电量、天气状况、历史记录及亮灯时间等参数，对LED路灯的亮度进行控制。该方法包括以下步骤：根据人们在道路上活动的频率，预设或运算出一个或一组亮灯曲线，路灯智能控制模块结合电池电压或剩余电量、天气状况、历史记录及亮灯时间等参数，选择某一亮灯曲线，或对亮灯曲线进行计算调整，然后通过LED驱动器，控制LED路灯的亮度。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能LED路灯的控制方法，其特征在于：根据人们在道路上活动情况，将LED路灯的亮度进行分段控制。整夜时间按人活动频率高低分成多段，在人们活动频率高的时段内亮度大，满足道路照明要求，人活动频率低时亮度小以达到省电目的。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能LED路灯的控制方法，其特征在于：根据人们在道路上活动的情况，运算出一个亮灯随时间变化的曲线，人多时亮，人少时暗，实现省电目的，或根据预定的亮度曲线，进行亮度控制。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能LED路灯的控制方法，其特征在于：智能控制模块可根据亮灯的起始时间或系统时钟，电池电压、电池容量、天气状况、历史用电记录、用户决策，进行智能调整路灯亮度，以适应用户道路需求。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能LED路灯的控制方法，其特征在于：智能控制部分能够对驱动模块进行亮度控制，驱动模块有专门接收来自智能控制模块的信号，以调整LED灯的亮度。
6.根据权利要求4所述的一种太阳能LED路灯的控制方法，其特征在于：根据控制方法中的一种，或多种组合进行智能调整。也可以仅依据亮灯的起始时间或系统时钟进行分时段的进行亮度控制。
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