CN103687202A - 一种智能型太阳能led校园路灯系统 - Google Patents

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陈兴强
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Abstract

本发明公开了一种智能型太阳能LED校园路灯系统，包括：太阳能电池板，用于接收太阳光，实现太阳能转换；充放电控制模块，用于实现电能的控制；铅酸蓄电池模块，用于存储电能；LED照明控制模块，用于基于LED驱动、人体感应、光强检测实现LED灯的控制；光强检测模块，用于检测光强度；人体感应模块，用于感应LED周边人员数量。实施本发明实施例，既保证了学校道路的合理照度，保证师生行路安全，又尽量节约电能，提倡绿色照明环境，对于校园照明节能系统的建设适应了时下节能建设发展的要求。

Description

一种智能型太阳能LED校园路灯系统
技术领域
本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种智能型太阳能LED校园路灯系统。
背景技术
在校园道路中，路灯主要在夜晚为行人提供照明，是校园路灯系统中最为重要的部分，而校园建筑、山坡等的景观照明主要提供装饰作用，区别于一般公路，校园道路有其特殊性，因为相对于其他时段，晚上学生上下课时间人流量才增多，而且在深夜几乎没有行人，但是现在的路灯都是“通宵达旦”。所以，有必要对校园干道的路灯在照明控制进行有针对性的设计，做到“按需而控”。
目前，半导体照明灯具有环保无污染、耗电少、光效高、寿命长等特点，近年，随着白光LED的快速发展，光效不断提高，价格持续下跌，利用白光作为路灯光源越来越成为许多国家道路照明节能改造的最佳选择。LED校园路灯是典型的绿色照明光源产品，具有广阔的应用前景。
在路灯的供电方面，当煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，很多国家都正在开发新的能源，寻求经济发展的新动力，由于太阳能是一种可再生能源，用之不尽，是一种理想的能源，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。随着太阳能发电技术的不断完善，太阳能供电系统在路灯上的技术越来越成熟，因此，校园路灯上也可以采用太阳能供电，进一步做到安全、节能、环保、经济，同时也使校园道路美观好看，富有时代感和高科技感。作为技术和艺术相结合的太阳能路灯已开始在很多地方推广应用。太阳能路灯具备很多优点：安装、维护方便，不需和电网相连接，所以不需要挖坑埋电缆或架设电缆。安装的地点灵活方便。太阳能路灯只需太阳能作为能源，不污染环境。
现有的LED校园路灯技术代替传统的高压钠灯，卤化物灯，荧光灯以及钨丝灯等，用LED作为新的照明光源，采用电网进行供电，比起传统光源省电多了，而且保持正常工作时亮度不变。现有的LED校园路灯在智能方面上没有做到按需而控，工作时间比较长，几乎是通宵达旦的，耗电量大，而且还需要人工控制开关，劳动强度很大，繁琐，由于工作人员开启或关闭路灯不及时，造成不方便路人与浪费用电的现象时有发生，不具有智能性。
发明内容
本发明的目的是涉及一种智能型太阳能型太阳能LED校园路灯系统，既保证了学校道路的合理照度，保证师生行路安全，又尽量节约电能，提倡绿色照明环境，对于校园照明节能系统的建设适应了时下节能建设发展的要求，具有重要的理论意义和使用价值，有着广阔的科研与经济前景。
本发明实施例提供了一种智能型太阳能LED校园路灯系统，包括：
太阳能电池板，用于接收太阳光，实现太阳能转换；
充放电控制模块，用于实现电能的控制；
铅酸蓄电池模块，用于存储电能；
LED照明控制模块，用于基于LED驱动、人体感应、光强检测实现LED灯的控制；
光强检测模块，用于检测光强度；
人体感应模块，用于感应LED周边人员数量。
所述系统还包括：
时钟显示单元，用于显示时间；
按键模块，用于为用户提供按键操作。
本发明具有如下有益效果，本发明实现对校园道路路灯照明系统的智能化和自动化管理和控制。在黑夜自动开启路灯，针对不同的时段实现不同亮度的照明，在深夜可以自动感应人体开灯和关灯，并实时显示系统的时间、电池电压、路灯电流等。并采用节能环保的太阳能供电，专门的充电电路对铅酸进行智能充电。此发明既保证了学校道路的合理照度，保证师生行路安全，又尽量节约电能，提倡绿色照明环境，对于校园照明节能系统的建设适应了时下节能建设发展的要求，具有重要的理论意义和使用价值，有着广阔的科研与经济前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。
图1是本发明实施例中的智能型太阳能LED校园路灯系统结构示意图；
图2是本发明实施例中的蓄电池充电控制硬件设计结构示意图；
图3是本发明实施例中的LED路灯的智能控制设计结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例中的智能型太阳能LED校园路灯系统结构示意图，其包括有如下：
太阳能电池板，用于接收太阳光，实现太阳能转换；
充放电控制模块，用于实现电能的控制；
铅酸蓄电池模块，用于存储电能；
LED照明控制模块，用于基于LED驱动、人体感应、光强检测实现LED灯的控制；
光强检测模块，用于检测光强度；
人体感应模块，用于感应LED周边人员数量。
时钟显示单元，用于显示时间；
按键模块，用于为用户提供按键操作。
（1）蓄电池充电控制硬件设计
蓄电池充电控制的电路设计框图如图2所示，以STC12C5410AD单片机为控制核心，采用并联型充电控制，可以最大限度的利用多晶硅太阳能电池板提供的电能，对铅酸蓄电池进行智能化的充电管理，实现涓充、恒充、浮充三阶段充电模式，也实现对蓄电池充电的保护，防止出现对蓄电池的过充和过放保护。同时，显示电池的不同充电状态，从而增长电池的使用寿命。
（2）LED路灯的智能控制设计
LED路灯的智能控制的硬件设计框图如图3所示。电路以STC90C58AD单片机为控制核心，由按键、时钟、照度检测、热释电红外感应、液晶显示等电路模块组成。利用时钟芯片DS12887计时，根据当地天黑天亮的时间对单片机进行编程设定，从而实现对路灯开关状态的时间控制。
单片机可以根据校园夜晚不同时段通过定时功能为LED驱动电路提供不同的占空比的PWM信号，从而控制路灯的亮度。在深夜，采用HC-SR501热释电红外人体感应模块自动感应人体来开启路灯，并进行一定的延时。并且将系统时间、定时设定、太阳能电池板的电压、电池电压、LED电流、光线强度等在液晶显示屏LCD5110上显示，系统还具有电源自动切断和恢复功能。
（3）LED驱动电路
本LED驱动电路芯片采用PT4115。芯片PT4115是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源，用于驱动一颗或多颗串联LED。PT4115输入电压范围从6V到30V，输出电流可调，最大可达1.2A。根据不同的输入电压和外部器件，PT4115可以驱动高达数十瓦的LED。
PT4115内置功率开关，采用高端电流采样设置LED平均电流，并通过DIM引脚可以接受模拟调光和很宽范围的PWM调光。当DIM的电压低于0.3V时，功率开关关断，PT4115进入极低工作电流的待机状态。
本发明具有如下有益效果，本发明实现对校园道路路灯照明系统的智能化和自动化管理和控制。在黑夜自动开启路灯，针对不同的时段实现不同亮度的照明，在深夜可以自动感应人体开灯和关灯，并实时显示系统的时间、电池电压、路灯电流等。并采用节能环保的太阳能供电，专门的充电电路对铅酸进行智能充电。此发明既保证了学校道路的合理照度，保证师生行路安全，又尽量节约电能，提倡绿色照明环境，对于校园照明节能系统的建设适应了时下节能建设发展的要求，具有重要的理论意义和使用价值，有着广阔的科研与经济前景。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的一种智能型太阳能LED校园路灯系统系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种智能型太阳能LED校园路灯系统，其特征在于，包括：
太阳能电池板，用于接收太阳光，实现太阳能转换；
充放电控制模块，用于实现电能的控制；
铅酸蓄电池模块，用于存储电能；
LED照明控制模块，用于基于LED驱动、人体感应、光强检测实现LED灯的控制；
光强检测模块，用于检测光强度；
人体感应模块，用于感应LED周边人员数量。
2.如权利要求1所述的智能型太阳能LED校园路灯系统，其特征在于，所述系统还包括：
时钟显示单元，用于显示时间；
按键模块，用于为用户提供按键操作。
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