CN105163462A - 一种自动化杀虫的led太阳能路灯的照明方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化杀虫的LED太阳能路灯的照明方法，该方法包括：1)提供一种自动化杀虫的LED太阳能路灯，所述太阳能路灯包括LED灯管、主控制器、目标识别设备、光电池和铅酸蓄电池，光电池为铅酸蓄电池充电，充电后的铅酸蓄电池为主控制器、目标识别设备和LED灯管提供电力供应，主控制器与目标识别设备连接以根据目标识别设备的识别结果确定LED路灯附近树叶分布情况；2)使用所述LED太阳能路灯来进行照明。通过本发明，能够兼顾树叶分布检测和自动充电功能。

Description

一种自动化杀虫的LED太阳能路灯的照明方法

技术领域

本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种自动化杀虫的LED太阳能路灯的照明方法。

背景技术

现有技术中，LED路灯是目前路灯照明中较为节能环保的选择之一，LED照明方式逐步占据了市场主流，但是，目前的LED照明系统的供电电路功耗比较高，仍主要依赖于市电供电，耗电量较大，对自然能量的利用较少，即使出现一些LED太阳能路灯，其供电结构不够完善，能耗比低；同时，在使用LED太阳能路灯进行照明的同时，如果附近的树叶过多，容易影响照明效果，严重的情况下，甚至会引起火灾发生，例如，枯叶较多时，在LED灯管的长期照射下容易被点燃。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种自动化杀虫的LED太阳能路灯，将树叶检测装置安装在每一个LED太阳能路灯上，根据树叶的具体覆盖情况，确定是否需要向相关管理部门发送报警信号，同时优化的供电电路设计为各个电子设备的用电提供了保障。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种自动化杀虫的LED太阳能路灯，首先，将树叶检测系统搭建在每一个LED太阳能路灯上，利用有针对性的高精度图像采集和识别设备对树叶的覆盖情况进行检测，其次，通过改造LED太阳能路灯的供电结构，使其能够充分利用各自自然能源，替换市电供电，有力地保障LED太阳能路灯的各个电子子设备的稳定、可靠用电。

根据本发明的一方面，提供了一种自动化杀虫的LED太阳能路灯的照明方法，该方法包括：1)提供一种自动化杀虫的LED太阳能路灯，所述太阳能路灯包括LED灯管、主控制器、目标识别设备、光电池和铅酸蓄电池，光电池为铅酸蓄电池充电，充电后的铅酸蓄电池为主控制器、目标识别设备和LED灯管提供电力供应，主控制器与目标识别设备连接以根据目标识别设备的识别结果确定LED路灯附近树叶分布情况；2)使用所述LED太阳能路灯来进行照明。

更具体地，在所述自动化杀虫的LED太阳能路灯中，还包括：无线通信电路，设置在灯架上，与主控制器连接，用于将树叶干扰报警信号无线转发到远端的园林管理服务器；移动硬盘，用于预先存储树叶灰度范围、树叶像素数量阈值、树叶面积阈值、黑白阈值和边缘像素数量阈值，所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理；摄像头，设置在灯架上，用于每隔预设时间对灯架附近进行拍摄，以获得高清灯架周围图像；图像预处理设备，与所述高清图像数据采集设备连接，用于对所述高清灯架周围图像依次执行自适应边缘增强和自适应递归滤波处理，以获得预处理图像；二值化处理设备，与图像预处理设备和移动硬盘分别连接，用于将预处理图像的每一个像素的亮度与黑白阈值分别比较，当像素的亮度大于黑白阈值时，将像素记为白色像素，当像素的亮度小于黑白阈值时，将像素记为黑色像素，从而获得二值化图像；列边缘检测设备，与二值化处理设备和移动硬盘分别连接，用于对二值化图像，计算每列黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于边缘像素数量阈值的列记为边缘列；行边缘检测设备，与二值化处理设备和移动硬盘分别连接，用于对二值化图像，计算每行黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于边缘像素数量阈值的行记为边缘行；目标分割设备，与列边缘检测设备和行边缘检测设备分别连接，将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域，并二值化图像中分割出目标存在区域以作为目标子图像输出；目标识别设备，与目标分割设备和移动硬盘分别连接，将目标子图像中各个像素的灰度值与树叶灰度范围进行比较，当灰度值落在树叶灰度范围内的像素数量大于等于树叶像素数量阈值时，确定对应的目标子图像为树叶覆盖区域图像；光电池，设置在灯架上，具有电能输出接口，用于输出光电池将太阳能转换后的电能，电能输出接口包括输出正端和输出负端；瞬态电压抑制器，并联在电能输出接口的输出正端和输出负端之间；第一电阻，其一端连接电能输出接口的输出正端，其另一端连接第二电阻的一端；第二电阻，其另一端连接电能输出接口的输出负端；升力风机主结构，设置在灯架上，包括三个叶片、偏航设备、轮毂和传动设备；三个叶片在风通过时，由于每一个叶片的正反面的压力不等而产生升力，所述升力带动对应叶片旋转；偏航设备与三个叶片连接，用于提供三个叶片旋转的可靠性并解缆；轮毂与三个叶片连接，用于固定三个叶片，以在叶片受力后被带动进行顺时针旋转，将风能转化为低转速的动能；传动设备包括低速轴、齿轮箱、高速轴、支撑轴承、联轴器和盘式制动器，齿轮箱通过低速轴与轮毂连接，通过高速轴与风力发电机连接，用于将轮毂的低转速的动能转化为风力发电机所需要的高转速的动能，联轴器为一柔性轴，用于补偿齿轮箱输出轴和发电机转子的平行性偏差和角度误差，盘式制动器，为一液压动作的盘式制动器，用于机械刹车制动；风力发电机，与升力风机主结构的齿轮箱连接，为一双馈异步发电机，用于将接收到的高转速的动能转化为风力电能，风力发电机包括定子绕组、转子绕组、双向背靠背IGBT电压源变流器和风力发电机输出接口，定子绕组直连风力发电机输出接口，转子绕组通过双向背靠背IGBT电压源变流器与风力发电机输出接口连接，风力发电机输出接口为三相交流输出接口，用于输出风力电能；整流电路，与风力发电机输出接口连接，对风力发电机输出接口输出的三相交流电压进行整流以获得风力直流电压；滤波稳压电路，与整流电路连接以对风力直流电压进行滤波稳压，以输出稳压直流电压；第三电阻和第四电阻，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第三电阻的一端连接滤波稳压电路的正端，第四电阻的一端连接滤波稳压电路的负端；第一电容和第二电容，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第一电容的一端连接滤波稳压电路的正端，第二电容的一端连接滤波稳压电路的负端，第一电容的另一端连接第三电阻的另一端，第二电容的另一端连接第四电阻的另一端；第三电容，并联在滤波稳压电路的正负二端；第五电阻，其一端连接滤波稳压电路的正端；第一开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第五电阻的另一端连接，其衬底与源极相连，其源极与滤波稳压电路的负端连接；手动卸荷电路，其两端分别与第一开关管的漏极和源极连接；第一防反二极管，其正端与滤波稳压电路的正端连接，其负端与第一开关管的漏极连接；第二开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与滤波稳压电路的正端连接，其衬底与源极相连；第二防反二极管，其正端与第二开关管的源极连接；第四电容和第五电容，都并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电路的负端之间；第三防反二极管，并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电路的负端之间；第三开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第三防反二极管的负端连接，其衬底与源极相连；第四防反二极管，并联在第三开关管的源极和滤波稳压电路的负端之间；第一电感，其一端与第三开关管的源极连接；第六电容和第七电容，都并联在第一电感的另一端和滤波稳压电路的负端之间；第五防反二极管，并联在第一电感的另一端和滤波稳压电路的负端之间；铅酸蓄电池，并联在电能输出接口的输出正端和输出负端之间，同时其正极与第五防反二极管的负极连接，其负极与第五防反二极管的正极连接；继电器，位于LED灯管和铅酸蓄电池之间，通过是否切断LED灯管和铅酸蓄电池之间的连接来控制LED灯管的打开和关闭；光耦，位于继电器和主控制器之间，用于在主控制器的控制下，决定继电器的切断操作；电压检测器，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电压；电流检测器，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电流；太阳能充电控制器，与电能输出接口、铅酸蓄电池、电压检测器和电流检测器分别连接，在检测到电能输出接口对铅酸蓄电池供电时，当接收到的充电电压小于预设电压阈值时，采用恒流充电方式对铅酸蓄电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设电压阈值且接收到的充电电流大于等于预设电流阈值时，采用恒压充电方式对铅酸蓄电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设电压阈值且接收到的充电电流小于预设电流阈值时，采用浮充充电方式对铅酸蓄电池进行充电；主控制器，与第二开关管的栅极和第三开关管的栅极分别连接，通过在第二开关管的栅极上施加PWM控制信号，确定第二开关管的通断，以控制风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电的通断，还通过在第三开关管的栅极上施加占空比可调的PWM控制信号，以控制风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电电压；其中，主控制器还与目标识别设备和移动硬盘分别连接，当树叶覆盖区域图像的面积大于等于树叶面积阈值时，发出树叶干扰报警信号。

更具体地，在所述自动化杀虫的LED太阳能路灯中：风力发电机设置在灯架上。

更具体地，在所述自动化杀虫的LED太阳能路灯中：无线通信电路为GPRS通信接口、3G通信接口和4G通信接口中的一种。

更具体地，在所述自动化杀虫的LED太阳能路灯中：摄像头为高清摄像头，最大分辨率为1920×1080。

更具体地，在所述自动化杀虫的LED太阳能路灯中：图像预处理设备和二值化处理设备集成在一块集成电路板上。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的自动化杀虫的LED太阳能路灯的结构方框图。

附图标记：1LED灯管；2主控制器；3目标识别设备；4光电池；5铅酸蓄电池

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的自动化杀虫的LED太阳能路灯的实施方案进行详细说明。

路灯是为人们提供夜间照明的重要设备，也用于为夜间汽车的出行提供方便。由于路灯使用数量众多，虽然单个路灯的耗电量有限，但是所有路灯的耗电量非常可观，如果都是使用市电供电，对市政管理部门造成巨大的运营成本，因此，路灯的制造厂商一直在寻找节能环保的路灯照明方案。

LED路灯具有环保无污染、耗电少、光效高、寿命长等特点，因此，LED路灯将成为节能改造的最佳选择。LED路灯与常规路灯不同的是，LED光源采用低压直流供电、由GaN基功率型蓝光LED与黄色合成的高效白光，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于道路。然而，LED路灯一般建造在人行道旁边，与树木放置在一起，如果树木形成的树叶覆盖面积过大，不仅仅会影响LED路灯的照明效果，而且在LED路灯的长期照射下容易引起事故，例如，在秋天，如果LED路灯长期照射大量枯叶，很有可能引起火灾，以及如果因为某些原因，LED路灯存在一些暴露在外的电路线头，也可能点燃附近大面积的树叶，对LED路灯设备以及过往行人和车辆造成不利影响。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种自动化杀虫的LED太阳能路灯，能够对每一个LED太阳能路灯周围的树叶覆盖情况进行检测，以在检测出覆盖面积过大时，及时向相关管理部门发出报警，以便于相关管理部门采取相关措施，避免事故发生。

图1为根据本发明实施方案示出的自动化杀虫的LED太阳能路灯的结构方框图，所述太阳能路灯包括LED灯管、主控制器、目标识别设备、光电池和铅酸蓄电池，光电池为铅酸蓄电池充电，充电后的铅酸蓄电池为主控制器、目标识别设备和LED灯管提供电力供应，主控制器与目标识别设备连接以根据目标识别设备的识别结果确定LED路灯附近树叶分布情况。

接着，继续对本发明的自动化杀虫的LED太阳能路灯的具体结构进行进一步的说明。

所述太阳能路灯还包括：无线通信电路，设置在灯架上，与主控制器连接，用于将树叶干扰报警信号无线转发到远端的园林管理服务器。

所述太阳能路灯还包括：移动硬盘，用于预先存储树叶灰度范围、树叶像素数量阈值、树叶面积阈值、黑白阈值和边缘像素数量阈值，所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理。

所述太阳能路灯还包括：摄像头，设置在灯架上，用于每隔预设时间对灯架附近进行拍摄，以获得高清灯架周围图像。

所述太阳能路灯还包括：图像预处理设备，与所述高清图像数据采集设备连接，用于对所述高清灯架周围图像依次执行自适应边缘增强和自适应递归滤波处理，以获得预处理图像。

所述太阳能路灯还包括：二值化处理设备，与图像预处理设备和移动硬盘分别连接，用于将预处理图像的每一个像素的亮度与黑白阈值分别比较，当像素的亮度大于黑白阈值时，将像素记为白色像素，当像素的亮度小于黑白阈值时，将像素记为黑色像素，从而获得二值化图像。

所述太阳能路灯还包括：列边缘检测设备，与二值化处理设备和移动硬盘分别连接，用于对二值化图像，计算每列黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于边缘像素数量阈值的列记为边缘列；行边缘检测设备，与二值化处理设备和移动硬盘分别连接，用于对二值化图像，计算每行黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于边缘像素数量阈值的行记为边缘行。

所述太阳能路灯还包括：目标分割设备，与列边缘检测设备和行边缘检测设备分别连接，将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域，并二值化图像中分割出目标存在区域以作为目标子图像输出。

所述太阳能路灯还包括：目标识别设备，与目标分割设备和移动硬盘分别连接，将目标子图像中各个像素的灰度值与树叶灰度范围进行比较，当灰度值落在树叶灰度范围内的像素数量大于等于树叶像素数量阈值时，确定对应的目标子图像为树叶覆盖区域图像。

所述太阳能路灯还包括：光电池，设置在灯架上，具有电能输出接口，用于输出光电池将太阳能转换后的电能，电能输出接口包括输出正端和输出负端；瞬态电压抑制器，并联在电能输出接口的输出正端和输出负端之间；第一电阻，其一端连接电能输出接口的输出正端，其另一端连接第二电阻的一端；第二电阻，其另一端连接电能输出接口的输出负端。

所述太阳能路灯还包括：升力风机主结构，设置在灯架上，包括三个叶片、偏航设备、轮毂和传动设备；三个叶片在风通过时，由于每一个叶片的正反面的压力不等而产生升力，所述升力带动对应叶片旋转；偏航设备与三个叶片连接，用于提供三个叶片旋转的可靠性并解缆；轮毂与三个叶片连接，用于固定三个叶片，以在叶片受力后被带动进行顺时针旋转，将风能转化为低转速的动能；传动设备包括低速轴、齿轮箱、高速轴、支撑轴承、联轴器和盘式制动器，齿轮箱通过低速轴与轮毂连接，通过高速轴与风力发电机连接，用于将轮毂的低转速的动能转化为风力发电机所需要的高转速的动能，联轴器为一柔性轴，用于补偿齿轮箱输出轴和发电机转子的平行性偏差和角度误差，盘式制动器，为一液压动作的盘式制动器，用于机械刹车制动。

所述太阳能路灯还包括：风力发电机，与升力风机主结构的齿轮箱连接，为一双馈异步发电机，用于将接收到的高转速的动能转化为风力电能，风力发电机包括定子绕组、转子绕组、双向背靠背IGBT电压源变流器和风力发电机输出接口，定子绕组直连风力发电机输出接口，转子绕组通过双向背靠背IGBT电压源变流器与风力发电机输出接口连接，风力发电机输出接口为三相交流输出接口，用于输出风力电能。

所述太阳能路灯还包括：整流电路，与风力发电机输出接口连接，对风力发电机输出接口输出的三相交流电压进行整流以获得风力直流电压；滤波稳压电路，与整流电路连接以对风力直流电压进行滤波稳压，以输出稳压直流电压；第三电阻和第四电阻，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第三电阻的一端连接滤波稳压电路的正端，第四电阻的一端连接滤波稳压电路的负端。

所述太阳能路灯还包括：第一电容和第二电容，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第一电容的一端连接滤波稳压电路的正端，第二电容的一端连接滤波稳压电路的负端，第一电容的另一端连接第三电阻的另一端，第二电容的另一端连接第四电阻的另一端；第三电容，并联在滤波稳压电路的正负二端；第五电阻，其一端连接滤波稳压电路的正端；第一开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第五电阻的另一端连接，其衬底与源极相连，其源极与滤波稳压电路的负端连接。

所述太阳能路灯还包括：手动卸荷电路，其两端分别与第一开关管的漏极和源极连接；第一防反二极管，其正端与滤波稳压电路的正端连接，其负端与第一开关管的漏极连接；第二开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与滤波稳压电路的正端连接，其衬底与源极相连；第二防反二极管，其正端与第二开关管的源极连接；第四电容和第五电容，都并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电路的负端之间；第三防反二极管，并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电路的负端之间。

所述太阳能路灯还包括：第三开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第三防反二极管的负端连接，其衬底与源极相连；第四防反二极管，并联在第三开关管的源极和滤波稳压电路的负端之间；第一电感，其一端与第三开关管的源极连接；第六电容和第七电容，都并联在第一电感的另一端和滤波稳压电路的负端之间；第五防反二极管，并联在第一电感的另一端和滤波稳压电路的负端之间。

所述太阳能路灯还包括：铅酸蓄电池，并联在电能输出接口的输出正端和输出负端之间，同时其正极与第五防反二极管的负极连接，其负极与第五防反二极管的正极连接；继电器，位于LED灯管和铅酸蓄电池之间，通过是否切断LED灯管和铅酸蓄电池之间的连接来控制LED灯管的打开和关闭；光耦，位于继电器和主控制器之间，用于在主控制器的控制下，决定继电器的切断操作。

所述太阳能路灯还包括：电压检测器，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电压；电流检测器，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电流。

所述太阳能路灯还包括：太阳能充电控制器，与电能输出接口、铅酸蓄电池、电压检测器和电流检测器分别连接，在检测到电能输出接口对铅酸蓄电池供电时，当接收到的充电电压小于预设电压阈值时，采用恒流充电方式对铅酸蓄电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设电压阈值且接收到的充电电流大于等于预设电流阈值时，采用恒压充电方式对铅酸蓄电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设电压阈值且接收到的充电电流小于预设电流阈值时，采用浮充充电方式对铅酸蓄电池进行充电。

所述太阳能路灯还包括：主控制器，与第二开关管的栅极和第三开关管的栅极分别连接，通过在第二开关管的栅极上施加PWM控制信号，确定第二开关管的通断，以控制风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电的通断，还通过在第三开关管的栅极上施加占空比可调的PWM控制信号，以控制风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电电压。

其中，主控制器还与目标识别设备和移动硬盘分别连接，当树叶覆盖区域图像的面积大于等于树叶面积阈值时，发出树叶干扰报警信号。

可选地，在所述自动化杀虫的LED太阳能路灯中：风力发电机设置在灯架上；无线通信电路为GPRS通信接口、3G通信接口和4G通信接口中的一种；摄像头为高清摄像头，最大分辨率为1920×1080；以及，图像预处理设备和二值化处理设备集成在一块集成电路板上。

另外，光电池又称为“太阳能芯片”或“太阳能电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic，photo光，voltaics伏特，缩写为PV)，简称光伏。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的实施太阳能电池则还处于萌芽阶段。

自20世纪58年代起，美国发射的人造卫星就已经利用太阳能电池作为能量的来源。20世纪70年代能源危机时，让世界各国察觉到能源开发的重要性。1973年发生了石油危机，人们开始把太阳能电池的应用转移到一般的民生用途上。在美国、日本和以色列等国家，已经大量使用太阳能装置，更朝商业化的目标前进。在这些国家中，美国于1983年在加州建立世界上最大的太阳能电厂，它的发电量可以高达16百万瓦特。南非、博茨瓦纳、纳米比亚和非洲南部的其他国家也设立专案，鼓励偏远的乡村地区安装低成本的太阳能电池发电系统。而推行太阳能发电最积极的国家首推日本。1994年日本实施补助奖励办法，推广每户3,000瓦特的“市电并联型太阳光电能系统”。在第一年，政府补助49％的经费，以后的补助再逐年递减。“市电并联型太阳光电能系统”是在日照充足的时候，由太阳能电池提供电能给自家的负载用，若有多余的电力则另行储存。当发电量不足或者不发电的时候，所需要的电力再由电力公司提供。到了1996年，日本有2,600户装置太阳能发电系统，装设总容量已经有8百万瓦特。一年后，已经有9,400户装置，装设的总容量也达到了32百万瓦特。随着环保意识的高涨和政府补助金的制度，预估日本住家用太阳能电池的需求量，也会急速增加。

采用本发明的自动化杀虫的LED太阳能路灯，针对现有技术中LED太阳能路灯附近树叶面积难于检测的技术问题，采用基于图像处理的目标识别设备对LED太阳能路灯附近的树叶面积进行及时检测，采用主控制器与目标识别设备连接以根据目标识别设备的检测结果确定是否进行树叶干扰报警，同时引入风能供电机制，从而在提升供电效率的同时，解决了附近树叶预警困难的技术问题。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种自动化杀虫的LED太阳能路灯的照明方法，该方法包括：

1)提供一种自动化杀虫的LED太阳能路灯，所述太阳能路灯包括LED灯管、主控制器、目标识别设备、光电池和铅酸蓄电池，光电池为铅酸蓄电池充电，充电后的铅酸蓄电池为主控制器、目标识别设备和LED灯管提供电力供应，主控制器与目标识别设备连接以根据目标识别设备的识别结果确定LED路灯附近树叶分布情况；

2)使用所述LED太阳能路灯来进行照明。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述太阳能路灯还包括：

无线通信电路，设置在灯架上，与主控制器连接，用于将树叶干扰报警信号无线转发到远端的园林管理服务器；

移动硬盘，用于预先存储树叶灰度范围、树叶像素数量阈值、树叶面积阈值、黑白阈值和边缘像素数量阈值，所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理；

摄像头，设置在灯架上，用于每隔预设时间对灯架附近进行拍摄，以获得高清灯架周围图像；

图像预处理设备，与所述高清图像数据采集设备连接，用于对所述高清灯架周围图像依次执行自适应边缘增强和自适应递归滤波处理，以获得预处理图像；

二值化处理设备，与图像预处理设备和移动硬盘分别连接，用于将预处理图像的每一个像素的亮度与黑白阈值分别比较，当像素的亮度大于黑白阈值时，将像素记为白色像素，当像素的亮度小于黑白阈值时，将像素记为黑色像素，从而获得二值化图像；

列边缘检测设备，与二值化处理设备和移动硬盘分别连接，用于对二值化图像，计算每列黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于边缘像素数量阈值的列记为边缘列；

行边缘检测设备，与二值化处理设备和移动硬盘分别连接，用于对二值化图像，计算每行黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于边缘像素数量阈值的行记为边缘行；

目标分割设备，与列边缘检测设备和行边缘检测设备分别连接，将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域，并二值化图像中分割出目标存在区域以作为目标子图像输出；

目标识别设备，与目标分割设备和移动硬盘分别连接，将目标子图像中各个像素的灰度值与树叶灰度范围进行比较，当灰度值落在树叶灰度范围内的像素数量大于等于树叶像素数量阈值时，确定对应的目标子图像为树叶覆盖区域图像；

光电池，设置在灯架上，具有电能输出接口，用于输出光电池将太阳能转换后的电能，电能输出接口包括输出正端和输出负端；

瞬态电压抑制器，并联在电能输出接口的输出正端和输出负端之间；

第一电阻，其一端连接电能输出接口的输出正端，其另一端连接第二电阻的一端；

第二电阻，其另一端连接电能输出接口的输出负端；

升力风机主结构，设置在灯架上，包括三个叶片、偏航设备、轮毂和传动设备；三个叶片在风通过时，由于每一个叶片的正反面的压力不等而产生升力，所述升力带动对应叶片旋转；偏航设备与三个叶片连接，用于提供三个叶片旋转的可靠性并解缆；轮毂与三个叶片连接，用于固定三个叶片，以在叶片受力后被带动进行顺时针旋转，将风能转化为低转速的动能；传动设备包括低速轴、齿轮箱、高速轴、支撑轴承、联轴器和盘式制动器，齿轮箱通过低速轴与轮毂连接，通过高速轴与风力发电机连接，用于将轮毂的低转速的动能转化为风力发电机所需要的高转速的动能，联轴器为一柔性轴，用于补偿齿轮箱输出轴和发电机转子的平行性偏差和角度误差，盘式制动器，为一液压动作的盘式制动器，用于机械刹车制动；

风力发电机，与升力风机主结构的齿轮箱连接，为一双馈异步发电机，用于将接收到的高转速的动能转化为风力电能，风力发电机包括定子绕组、转子绕组、双向背靠背IGBT电压源变流器和风力发电机输出接口，定子绕组直连风力发电机输出接口，转子绕组通过双向背靠背IGBT电压源变流器与风力发电机输出接口连接，风力发电机输出接口为三相交流输出接口，用于输出风力电能；

整流电路，与风力发电机输出接口连接，对风力发电机输出接口输出的三相交流电压进行整流以获得风力直流电压；

滤波稳压电路，与整流电路连接以对风力直流电压进行滤波稳压，以输出稳压直流电压；

第三电阻和第四电阻，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第三电阻的一端连接滤波稳压电路的正端，第四电阻的一端连接滤波稳压电路的负端；

第一电容和第二电容，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第一电容的一端连接滤波稳压电路的正端，第二电容的一端连接滤波稳压电路的负端，第一电容的另一端连接第三电阻的另一端，第二电容的另一端连接第四电阻的另一端；

第三电容，并联在滤波稳压电路的正负二端；

第五电阻，其一端连接滤波稳压电路的正端；

第一开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第五电阻的另一端连接，其衬底与源极相连，其源极与滤波稳压电路的负端连接；

手动卸荷电路，其两端分别与第一开关管的漏极和源极连接；

第一防反二极管，其正端与滤波稳压电路的正端连接，其负端与第一开关管的漏极连接；

第二开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与滤波稳压电路的正端连接，其衬底与源极相连；

第二防反二极管，其正端与第二开关管的源极连接；

第四电容和第五电容，都并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电路的负端之间；

第三防反二极管，并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电路的负端之间；

第三开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第三防反二极管的负端连接，其衬底与源极相连；

第四防反二极管，并联在第三开关管的源极和滤波稳压电路的负端之间；

第一电感，其一端与第三开关管的源极连接；

第六电容和第七电容，都并联在第一电感的另一端和滤波稳压电路的负端之间；

第五防反二极管，并联在第一电感的另一端和滤波稳压电路的负端之间；

铅酸蓄电池，并联在电能输出接口的输出正端和输出负端之间，同时其正极与第五防反二极管的负极连接，其负极与第五防反二极管的正极连接；

继电器，位于LED灯管和铅酸蓄电池之间，通过是否切断LED灯管和铅酸蓄电池之间的连接来控制LED灯管的打开和关闭；

光耦，位于继电器和主控制器之间，用于在主控制器的控制下，决定继电器的切断操作；

电压检测器，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电压；

电流检测器，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电流；

太阳能充电控制器，与电能输出接口、铅酸蓄电池、电压检测器和电流检测器分别连接，在检测到电能输出接口对铅酸蓄电池供电时，当接收到的充电电压小于预设电压阈值时，采用恒流充电方式对铅酸蓄电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设电压阈值且接收到的充电电流大于等于预设电流阈值时，采用恒压充电方式对铅酸蓄电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设电压阈值且接收到的充电电流小于预设电流阈值时，采用浮充充电方式对铅酸蓄电池进行充电；

主控制器，与第二开关管的栅极和第三开关管的栅极分别连接，通过在第二开关管的栅极上施加PWM控制信号，确定第二开关管的通断，以控制风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电的通断，还通过在第三开关管的栅极上施加占空比可调的PWM控制信号，以控制风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电电压；

其中，主控制器还与目标识别设备和移动硬盘分别连接，当树叶覆盖区域图像的面积大于等于树叶面积阈值时，发出树叶干扰报警信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

风力发电机设置在灯架上。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

无线通信电路为GPRS通信接口、3G通信接口和4G通信接口中的一种。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

摄像头为高清摄像头，最大分辨率为1920×1080。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

图像预处理设备和二值化处理设备集成在一块集成电路板上。