CN105992433A - 一种太阳能路灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能路灯控制系统，包括太阳能电池板、蓄电池、控制器、LED灯、电量检测模块、雷达传感器、光照强度传感器和风速传感器；太阳能电池板通过蓄电池与LED灯连接，控制器通过电量检测模块与蓄电池相连，雷达传感器、光照强度传感器和风速传感器分别与控制器连接。本发明集光控开灯、光控关灯、过充过放保护功能于一体，性能稳定可靠。本发明实现太阳能电池板正对日照方向，提高了太阳能转化效率；当风速过大时，控制转动平台做相应旋转，以免损坏。本发明不需要铺设复杂的输电线路，不需市电供电，一次性投入即可利用清洁能源——太阳能提供稳定可靠的照明，具有显著的经济效益。

Description

一种太阳能路灯控制系统

技术领域

本发明涉及一种控制系统，具体是一种太阳能路灯控制系统。

背景技术

路灯是城市最常见的基础设施，在城市的街道上，随处可见分列在马路两旁的路灯。路灯的数量众多，且路灯的工作时间较长，部分路灯甚至是通宵达旦的工作。路灯的设立，需要铺设复杂的低压输电线路，不仅耗费大量的人力物力，而且线路上的损耗也不可小视。

太阳能作为一种理想的清洁能源，正迅速得到广泛应用。太阳能电池板可以将太阳能直接转化为电能供负载使用，由于太阳能受天气因素的制约较大，太阳光照射时间、太阳光强度都具有随机性、间歇性，要保证太阳能电池板输出电压的稳定，就必须利用蓄电池组件，在白天有日照时，将转化的电能存储到蓄电池组件中，晚上蓄电池组件放电给负载路灯。如果遇到连续阴雨天气，对蓄电池的容量要求就越大，而太阳能电池组容量越大，所需成本就越高，因此，如何合理控制蓄电池的充放电以保证系统安全、稳定运行是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能路灯控制系统，集光控开灯、光控关灯、过充过放保护功能于一体，性能稳定可靠。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能路灯控制系统，包括太阳能电池板、蓄电池、控制器、LED灯、电量检测模块、雷达传感器、光照强度传感器和风速传感器；所述太阳能电池板通过蓄电池与LED灯连接，所述控制器通过电量检测模块与蓄电池相连，所述雷达传感器、光照强度传感器和风速传感器分别与控制器连接。

作为本发明进一步的方案：所述控制器包括处理器、转动模块、充电模块、放电模块和存储模块，所述存储模块包括不同经纬度的地理位置的四季光照角度数据库，所述转动模块、充电模块、放电模块、存储模块分别与处理器连接。

作为本发明进一步的方案：还包括可旋转的转动平台，所述太阳能电池板固定在转动平台上，所述转动平台与控制器相连。

所述的太阳能路灯控制系统的控制方法，包括蓄电池充电控制方法和蓄电池放电控制方法，具体如下：

(1)蓄电池充电控制方法，包括以下步骤：

11)处理器根据光照强度传感器检测到的光照强度判断是否是白天，如果是则执行对蓄电池充电，如果不是则结束；

12)充电过程中，处理器根据电量检测模块实时检测蓄电池电量并控制充电模块对蓄电池进行充电保护：当蓄电池电量为90％以下时，采用高占空比充电；当蓄电池电量为90-95％之间时，采用低占空比浮充；当蓄电池电量为95％-100％之间时，采用超低占空比浮充；当蓄电池电量为100％时则充电完成；在整个充电过程中，处理器根据存储模块的数据控制转动模块驱动转动平台的旋转，使得太阳能电池板正对太阳光照射方向；

(2)所述蓄电池放电控制方法，包括以下步骤：

21)处理器根据光照强度传感器检测的光照强度判断是否是黑夜，如果是则执行蓄电池放电给LED灯，如果不是则结束；

22)放电过程中，处理器根据电量检测模块实时检测蓄电池电量并控制放电模块对蓄电池进行放电保护：当蓄电池电量为90％以上时，采用低于额定电流15％的电流放电给LED灯；当蓄电池电量为85-90％之间时，采用低于额定电流20％的电流放电给LED灯；当蓄电池电量为80％-85％之间时，采用低于额定电流25％的电流放电给LED灯；当蓄电池电量低于30％时，停止放电给LED灯；在此放电过程中，当蓄电池电量低于80％时，处理器还根据雷达传感器传来的数据，判断LED灯光照区域内是否有移动物体，如果有，则采用低于额定电流25％的电流放电给LED灯，如果无则采用低于额定电流40％的电流放电给LED灯。

作为本发明进一步的方案：所述处理器接收到风速传感器检测的数据后，判断风速是否大于设定的风速阈值，如果是，处理器控制转动模块驱动转动平台旋转到与风向水平的角度，以免损坏；如果不是则结束。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明集光控开灯、光控关灯、过充过放保护功能于一体，性能稳定可靠。

本发明根据光照强度传感器判断白天还是黑夜，可以实时根据光照强度进行开关灯的控制，有效解决了雨天、雾天等阴沉如黑夜的白天需要照明的问题，较之传统的时间控制开关灯更加人性化。

本发明通过控制器控制电量检测模块检测蓄电池的电量，雷达传感器探测路灯周围是否有人，有效控制了蓄电池的充放电过程、LED灯的亮度等，达到整个系统安全、稳定运行的目的。

本发明通过预存有当地四季的日照角度数据，可以轻松实现太阳能电池板正对日照方向，提高光转化效率。本发明还通过风速传感器及时检测风速，当风速过大时，控制转动平台做相应旋转，从而避免了不必要的损坏，提高太阳能路灯的节能功效。

本发明不需要铺设复杂的输电线路，不需市电供电，一次性投入即可利用清洁能源——太阳能提供稳定可靠的照明，具有显著的经济效益，可应用于偏远地区、空旷户外空间的照明需求。

附图说明

图1是一种太阳能路灯控制系统的结构框图；

图2是一种太阳能路灯控制系统的控制器结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例及附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种太阳能路灯控制系统，包括太阳能电池板、蓄电池、控制器、LED灯、电量检测模块、雷达传感器、光照强度传感器和风速传感器；太阳能电池板通过蓄电池与LED灯连接，控制器通过电量检测模块与蓄电池相连，雷达传感器、光照强度传感器和风速传感器分别与控制器连接；太阳能路灯控制系统还包括可旋转的转动平台，太阳能电池板固定在转动平台上，转动平台与控制器相连。

请参阅图2，控制器包括处理器、转动模块、充电模块、放电模块和存储模块，所述存储模块包括不同经纬度的地理位置的四季光照角度数据库，转动模块、充电模块、放电模块、存储模块分别与处理器连接。

所述的太阳能路灯控制系统的控制方法，包括蓄电池充电控制方法和蓄电池放电控制方法，具体如下：

(1)蓄电池充电控制方法，包括以下步骤：

11)处理器根据光照强度传感器检测到的光照强度判断是否是白天，如果是则执行对蓄电池充电，如果不是则结束；

12)充电过程中，处理器根据电量检测模块实时检测蓄电池电量并控制充电模块对蓄电池进行充电保护：当蓄电池电量为90％以下时，采用高占空比充电；当蓄电池电量为90-95％之间时，采用低占空比浮充；当蓄电池电量为95％-100％之间时，采用超低占空比浮充；当蓄电池电量为100％时则充电完成；在整个充电过程中，处理器根据存储模块的数据控制转动模块驱动转动平台的旋转，使得太阳能电池板正对太阳光照射方向；

(2)所述蓄电池放电控制方法，包括以下步骤：

21)处理器根据光照强度传感器检测的光照强度判断是否是黑夜，如果是则执行蓄电池放电给LED灯，如果不是则结束；

22)放电过程中，处理器根据电量检测模块实时检测蓄电池电量并控制放电模块对蓄电池进行放电保护：当蓄电池电量为90％以上时，采用低于额定电流15％的电流放电给LED灯；当蓄电池电量为85-90％之间时，采用低于额定电流20％的电流放电给LED灯；当蓄电池电量为80％-85％之间时，采用低于额定电流25％的电流放电给LED灯；当蓄电池电量低于30％时，停止放电给LED灯；在此放电过程中，当蓄电池电量低于80％时，处理器还根据雷达传感器传来的数据，判断LED灯光照区域内是否有移动物体，如果有，则采用低于额定电流25％的电流放电给LED灯，如果无则采用低于额定电流40％的电流放电给LED灯。

在上述控制方法中，还包括所述处理器接收到风速传感器检测的数据后，判断风速是否大于设定的风速阈值，如果是，处理器控制转动模块驱动转动平台旋转到与风向水平的角度，以免损坏；如果不是则结束。

本发明集光控开灯、光控关灯、过充过放保护功能于一体，性能稳定可靠。

本发明根据光照强度传感器判断白天还是黑夜，可以实时根据光照强度进行开关灯的控制，有效解决了雨天、雾天等阴沉如黑夜的白天需要照明的问题，较之传统的时间控制开关灯更加人性化。

本发明通过控制器控制电量检测模块检测蓄电池的电量，雷达传感器探测路灯周围是否有人，有效控制了蓄电池的充放电过程、LED灯的亮度等，达到整个系统安全、稳定运行的目的。

本发明通过预存有当地四季的日照角度数据，可以轻松实现太阳能电池板正对日照方向，提高光转化效率。本发明还通过风速传感器及时检测风速，当风速过大时，控制转动平台做相应旋转，从而避免了不必要的损坏，提高太阳能路灯的节能功效。

本发明不需要铺设复杂的输电线路，不需市电供电，一次性投入即可利用清洁能源——太阳能提供稳定可靠的照明，具有显著的经济效益，可应用于偏远地区、空旷户外空间的照明需求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种太阳能路灯控制系统，其特征在于，包括太阳能电池板、蓄电池、控制器、LED灯、电量检测模块、雷达传感器、光照强度传感器和风速传感器；所述太阳能电池板通过蓄电池与LED灯连接，所述控制器通过电量检测模块与蓄电池相连，所述雷达传感器、光照强度传感器和风速传感器分别与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能路灯控制系统，其特征在于，所述控制器包括处理器、转动模块、充电模块、放电模块和存储模块，所述存储模块包括不同经纬度的地理位置的四季光照角度数据库，所述转动模块、充电模块、放电模块、存储模块分别与处理器连接。

3.根据权利要求1所述的太阳能路灯控制系统，其特征在于，还包括可旋转的转动平台，所述太阳能电池板固定在转动平台上，所述转动平台与控制器相连。

4.一种如权利要求1-3任一所述的太阳能路灯控制系统的控制方法，其特征在于，包括蓄电池充电控制方法和蓄电池放电控制方法，具体如下：

(1)蓄电池充电控制方法，包括以下步骤：

11)处理器根据光照强度传感器检测到的光照强度判断是否是白天，如果是则执行对蓄电池充电，如果不是则结束；

12)充电过程中，处理器根据电量检测模块实时检测蓄电池电量并控制充电模块对蓄电池进行充电保护：当蓄电池电量为90％以下时，采用高占空比充电；当蓄电池电量为90-95％之间时，采用低占空比浮充；当蓄电池电量为95％-100％之间时，采用超低占空比浮充；当蓄电池电量为100％时则充电完成；在整个充电过程中，处理器根据存储模块的数据控制转动模块驱动转动平台的旋转，使得太阳能电池板正对太阳光照射方向；

(2)所述蓄电池放电控制方法，包括以下步骤：

21)处理器根据光照强度传感器检测的光照强度判断是否是黑夜，如果是则执行蓄电池放电给LED灯，如果不是则结束；

22)放电过程中，处理器根据电量检测模块实时检测蓄电池电量并控制放电模块对蓄电池进行放电保护：当蓄电池电量为90％以上时，采用低于额定电流15％的电流放电给LED灯；当蓄电池电量为85-90％之间时，采用低于额定电流20％的电流放电给LED灯；当蓄电池电量为80％-85％之间时，采用低于额定电流25％的电流放电给LED灯；当蓄电池电量低于30％时，停止放电给LED灯；在此放电过程中，当蓄电池电量低于80％时，处理器还根据雷达传感器传来的数据，判断LED灯光照区域内是否有移动物体，如果有，则采用低于额定电流25％的电流放电给LED灯，如果无则采用低于额定电流40％的电流放电给LED灯。

5.根据权利要求4所述的太阳能路灯控制系统的控制方法，其特征在于，所述处理器接收到风速传感器检测的数据后，判断风速是否大于设定的风速阈值，如果是，处理器控制转动模块驱动转动平台旋转到与风向水平的角度，以免损坏；如果不是则结束。