CN105491752B - 太阳能路灯控制器及使用该控制器的太阳能路灯 - Google Patents

太阳能路灯控制器及使用该控制器的太阳能路灯 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种太阳能路灯控制器及使用该控制器的太阳能路灯,其中,控制器用于协调太阳能光伏电池、蓄电池、照明负载的工作;包括:提供精准时间信息和设定路灯照明时间的时间伺服模块;检测周围环境的光亮度的光敏检测模块;根据设定的照明时间信息和周围环境光亮度产生送至放电驱动电路的开光灯控制信号的放电控制模块;根据放电控制模块的开灯控制信号驱动电源系统为照明负载供电的放电驱动模块。本发明提供的太阳能路灯控制器采用光敏控制与时间控制相结合的方式,无论在什么天气情况的早晨均能准确识别天亮时间,从而合理控制路灯早晨的光照时间,具有较佳的节能效果,可以广泛应用于各种道路照明。

Description

太阳能路灯控制器及使用该控制器的太阳能路灯
技术领域
本发明涉及太阳能应用技术领域,特别地,涉及一种太阳能路灯控制器及使用该控制器的太阳能路灯。
背景技术
太阳能路灯是利用光伏电池将太阳能直接转变为电能加以利用的道路照明装置。太阳能路灯白天可以自主充电、晚上使用,无需铺设任何复杂、昂贵的电路管线等,同时还可以任意调整灯具的布局,安全高效节能并且无其它污染,充电和使用开关的过程采用自动化控制,无需人工操作,工作稳定可靠,节省电费和电力资源,免维护,在节约能源、保护环境方面具有很大的优越性。
现有技术中对太阳能路灯的控制一般采用时间控制与光控模式,即结合路灯应用地区的气候条件以及当地人们的生活习惯设定路灯开关灯时间,如根据早上学子们的上学时间或工厂夜间的交接班时间设定路灯的照明时间。同时,也采用光伏电池片识别天亮时间实现关灯控制,即当光伏电池片感受到太阳光的照射通过光生伏达产生的电压达到阈值时,说明天亮了,从而产生关灯信号。
然而,现有技术存在的缺点在于:因为光伏电池必须感受到太阳光线才能通过光生伏打效应产生电压,从而感知天亮,控制早晨的关灯时间。当早晨天亮了而碰上阴雨雾天气状况时,光伏电池片不能有效识别天亮时间,即便天亮了路灯依然为开灯状态,势必导致资源浪费,不利于太阳能路灯的优化配置,同时也缩短了太阳能路灯的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能路灯控制器,能够准确识别天亮时间,从而合理控制早晨路灯的照明时间,达到最佳节能效果。
为了解决上述问题,一方面提供了一种太阳能路灯控制器,用于协调太阳能光伏电池、蓄电池、照明负载的工作;其特征在于,所述控制器包括:
提供精准时间信息和设定路灯照明时间的时间伺服模块;检测周围环境的光亮度的光敏检测模块;根据设定的照明时间信息和周围环境光亮度产生送至放电驱动电路的开光灯控制信号的放电控制模块;根据所述放电控制模块的开灯控制信号驱动电源系统为照明负载供电的放电驱动模块;
所述放电控制模块的输入端连接时间伺服模块、光电池电压检测模块、光敏检测模块的输出端,放电控制模块的输出端与放电驱动模块的输入端连接,放电驱动模块的输出端连接所述照明负载。
可选的,所述光敏检测模块用于在预置时间段内检测到外界环境的光亮度高于预置阈值时,向所述放电模块发送关灯信号;其中,所述照明时间包括在所述预置时间段内。
可选的,所述光敏检测模块用于在预置时间段内检测到外界环境的光亮度高于预置阈值后,延迟预设时间再所述放电模块发送关灯信号。4、根据权利要求2或3所述的太阳能路灯控制器,其特征在于,所述放电控制模块具体包括:
接收来自所述光敏检测模块的关灯信号的接收单元;
获取所述关灯信号的发送时间的时间提取单元;
控制单元,用于将所述关灯信号的发送时间与预置照明时间的两个时间点作比较,若所述关灯信号的发送时间早于开灯时间点,则向所述放电驱动模块发出早上不再开路灯的信号;若所述关灯信号的发送时间处于所述照明时间内,则向所述放电驱动模块发出按照所述关灯信号的发送时间关闭路灯的信号。
可选的,本发明实施例提供的太阳能路灯控制器还包括:用于遥控路灯开关以及设定照明时间的遥控器;对应的,所述时间伺服模块还包括:用于接收并确定所述遥控器发出的设定开灯时间段的无线通讯单元。
可选的,所述遥控器包括:设置开灯时间段的时间设置单元;控制路灯开关的开关单元;发送设置时间、开关灯信号的信号发射单元。
另一方面,还提供了一种太阳能路灯,包括:太阳能光伏电池、控制器、蓄电池、照明负载,其中,太阳能光伏电池和蓄电池为电源系统,控制器用于协调太阳能光伏电池、蓄电池、照明负载的工作;所述控制器为上述任一所述的太阳能路灯控制器。
与现有技术相比,上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点或有益效果:本发明实施例提供的太阳能路灯控制器设置有光敏检测单元,光敏检测单元中的光敏电阻只要接到任何光源(包括冷热光源)都会产生电阻值变化,从而触发早晨路灯的关灯控制,无论当天早晨是晴天还是阴雨雾天气,均能准确有效识别天亮时间,从而合理控制早晨路灯的照明时间,达到最佳节能效果,进而实现优化太阳能电池的配置和延长太阳能路灯使用寿命的目的。
附图说明
图1是本发明太阳能路灯实施例的结构示意图;
图2是本发明太阳能路灯控制器实施例的结构框图;
图3是本发明太阳能路灯控制器实施例中放电控制模块的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1示出了本发明太阳能路灯实施例的结构示意图,主要包括:太阳能光伏电池11、控制器12、蓄电池13、照明负载14等。其中,太阳能光伏电池11和蓄电池13为电源系统,控制器12也称太阳能充放电控制器,为控制保护系统,用于协调太阳能电池板、蓄电池、照明负载的工作。照明负载14为系统终端。
控制器12是太阳能路灯中非常重要的组件,用于协调太阳能光伏电池11、蓄电池13、照明负载14的工作,使整个太阳能光伏系统高效,安全的运作。本发明提供的太阳能路灯的控制器主要是对控制器中涉及路灯早晨光照时间的控制部分做了改进,故对控制器中设计蓄电池充放电、太阳能电池放电的控制等部分不作详细描述。
本发明提供的太阳能路灯实施例中,控制器对路灯在早晨的打开与关闭时机的控制采用了时间控制和光敏控制相结合的方式,配合天气情况更加合理地控制路灯的早晨照明时间。图2示出了本发明提供的太阳能路灯控制器实施例的结构框图,包括:
时间伺服模块121,用于提供精准时间信息和设定路灯的照明时间;上述照明时间的首尾时间端点即为开灯时间和关灯时间点。具体地,时间伺服模块121可以提供标准时间,使路灯中的时钟与标准时间如北京时间保持一致。在此基础上,可以设置路灯的照明时间,如可以设置太阳能路灯早晨的照明时间设置为:6:00~8:00,即早上开灯时间点为6:00,早上关灯时间点为8:00;晚上照明的开灯时间一般设置为当光伏电池电压达到阈值电压时开灯,所以晚上照明时间的设置主要涉及关灯时间点的设置,可以设置具体的关灯时间如24:00,或者从开灯时间起延时多长时间关灯。
光敏检测模块122,用于检测周围环境的光亮度;光亮度(luminance)是指一个表面的明亮程度,以L表示,即从一个表面反射出来的光通量。光敏检测模块122可以具体是对所有光源都有很高灵敏度的光探测器,上述所有光源包括热光源和冷光源,该探测器中的光敏电阻接收到任何光源发出的光都会产生电阻值变化。
在本发明实施例中,光敏检测模块是全天候工作的,即当其检测到天气状况在设定的亮度情况下随时会关闭电源使路灯关闭。优选的,光敏检测模块还可以具备延时功能,也就是说当光敏检测模块检测到设定亮度值时会延时一段时间如五分钟再发关闭路灯的指令。
优选的,光敏检测模块122可以用于在预置时间段内检测周围环境的光亮度;例如根据某一地区的气候特点,在白昼时间有变化的时间段如早上4:00~8:00内开启光敏检测模块进行光亮度检测,其他时间如9:00~16:00时间范围内无需检测。在上述预置时间段内,当光敏检测模块123检测到周围环境的光亮度高于预置阈值时,向放电模块发送关灯信号。此处需要说明的是,时间伺服模块设定的路灯光照时间可以包括在光敏检测模块工作的预置时间段之内,如早晨的照明时间为:6:00~8:00,那么,设置光敏检测模块在:5:00~8:00的时间段内工作。
放电控制模块123,用于根据设定路灯照明时间信息和周围环境光亮度产生送至放电驱动电路的开关灯控制信号;
放电驱动模块124,用于根据所述放电控制模块的控制信号驱动电源系统为照明负载供电;
其中,放电控制模块123的输入端与时间伺服模块121、光敏检测模块122的输出端连接;放电控制模块123的输出端与放电驱动模块124的输入端连接;放电驱动模块124的输出端连接照明负载14。
具体地,图3示出了放电控制模块的结构框图,包括:
接收单元1231,接收来自所述光敏检测模块的关闭路灯信号;
时间提取单元1232,获取所述关闭路灯信号的发送时间;
控制单元1233,用于将关闭路灯信号的发送时间与预置照明时间的两个时间点作比较,此处,假设上述关闭路灯信号的发送时间为t,早晨路灯的开灯时间点为t1,早晨熄灭路灯的时间点为t2。若关闭路灯信号的发送时间t早于开灯时间点t1,即:t<t1,则向放电驱动模块发出早上不再打开路灯的信号;若上述关闭路灯信号的发送时间t处于开灯时间段内,即:t1<t<t2,则向放电驱动模块发出t时刻关闭路灯的信号,使放电驱动模块在t时刻触发熄灭路灯的信号。
可见,采用本发明实施例提供的太阳能路灯控制器,增设光敏检测单元,无论早晨是晴天还是阴雨雾天气,光敏检测单元只要在设置开灯时间之前检测到周围环境的光亮度已经达到或高于预置阈值即表示天已亮,则产生不用按照预置的开灯时间打开路灯的信号。另一种情况,路灯已按照预置开灯时间打开,处于照明状态,在预置的关灯时间点之前,光敏检测单元检测到周围环境的光亮度已达到或高于预置阈值,则产生提前关灯的信号,指示在周围环境光亮度达到预置阈值的时刻切断供电,关闭路灯。由此可见,与现有技术仅能在太阳光照射的晴天早晨才能实现光控相比,避免了阴雨雾天气的早晨在天亮以后还使用路灯照明的情况,使早晨的开关灯时间更合理,达到最佳节能效果,进而实现优化太阳能电池的配置和延长太阳能路灯使用寿命的目的。
另外,在本发明太阳能路灯控制器的优选实施例中,还包括与控制器适配的遥控器,通过该遥控器可以实时操作路灯的打开和关闭,并且方便重新设置路灯的照明时间。具体地,所述遥控器包括:设置开灯时间段的时间设置单元;控制路灯开关的开关单元;发送设置时间、开关灯信号的信号发射单元。
对应的,控制器的时间伺服模块还可以包括:用于接收并确定所述遥控器发出的设定开灯时间段的无线通讯单元。
本实施例增加与控制器适配的遥控器,使本发明提供的太阳能路灯控制器既具有手动操作照明时间设置、开光灯功能,又具有自动开关灯功能,通过遥控器的手动控制方便太阳能路灯进行独立检修、调试。综上,本发明提供的太阳能路灯控制器采用光敏控制与时间控制相结合的方式,无论在任何天气情况下均能准确识别天亮时间,从而合理控制路灯早晨的光照时间,具有较佳的节能效果,可以广泛应用于在城市道路照明以及公用电网供电不稳定的农村、牧区、山区等地区的道路照明。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的一种太阳能路灯控制器以及使用该控制器的太阳能路灯,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 (5)

1.一种太阳能路灯控制器,用于协调太阳能光伏电池、蓄电池、照明负载的工作;其特征在于,所述控制器包括:
提供精准时间信息和设定路灯照明时间的时间伺服模块;检测周围环境的光亮度的光敏检测模块;根据设定的照明时间信息和周围环境光亮度产生送至放电驱动电路的开光灯控制信号的放电控制模块;根据所述放电控制模块的开灯控制信号驱动电源系统为照明负载供电的放电驱动模块,其中,所述照明时间的首尾时间端点即为开灯时间和关灯时间点;
其中,所述放电控制模块的输入端连接时间伺服模块、光电池电压检测模块、光敏检测模块的输出端,放电控制模块的输出端与放电驱动模块的输入端连接,放电驱动模块的输出端连接所述照明负载;
所述光敏检测模块用于在预置时间段内检测到外界环境的光亮度高于预置阈值时,向所述放电控制模块发送关灯信号;其中,所述照明时间包括在所述预置时间段内;并且,所述光敏检测模块是具有光敏电阻的光探测器,所述光敏电阻接收到任何热光源和冷光源发出的光都会产生电阻值变化;并且
所述放电控制模块具体包括:
接收来自所述光敏检测模块的关灯信号的接收单元;
获取所述关灯信号的发送时间的时间提取单元;
控制单元,用于将所述关灯信号的发送时间与早上预置照明时间的两个时间点作比较,若所述关灯信号的发送时间早于开灯时间点,则向所述放电驱动模块发出早上不再开路灯的信号;若所述关灯信号的发送时间处于所述早上预置照明时间内,则向所述放电驱动模块发出按照所述关灯信号的发送时间关闭路灯的信号。
2.根据权利要求1所述的太阳能路灯控制器,其特征在于,所述光敏检测模块用于在预置时间段内检测到外界环境的光亮度高于预置阈值后,延迟预设时间再向所述放电控制模块发送关灯信号。
3.根据权利要求1所述的太阳能路灯控制器,其特征在于,还包括:用于遥控路灯开关以及设定照明时间的遥控器;对应地,
所述时间伺服模块还包括:用于接收并确定所述遥控器发出的设定开灯时间段的无线通讯单元。
4.根据权利要求3所述的太阳能路灯控制器,其特征在于,所述遥控器包括:设置开灯时间段的时间设置单元;控制路灯开关的开关单元;发送设置时间、开关灯信号的信号发射单元。
5.一种太阳能路灯,包括:太阳能光伏电池、控制器、蓄电池、照明负载,其中,太阳能光伏电池和蓄电池为电源系统,控制器用于协调太阳能光伏电池、蓄电池、照明负载的工作;其特征在于,所述控制器为权利要求1至4任一所述的太阳能路灯控制器。
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