CN106163052A - 一种太阳能警示灯控制系统以及方法 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能警示灯控制系统以及方法，该系统包括：太阳能电池板、微处理器、充电控制器、蓄电池、放电控制器、稳压器和指示灯模块；其中，太阳能电池板用于将外部阳光光能转换为电能传输给微处理器和充电控制器；微处理器用于采集和分析太阳能电池板和蓄电池输出的电压值，并向充电控制器和放电控制器发出控制信号；充电控制器用于接收和执行微处理器发出的控制信号；蓄电池用于将接收到的电能转换为化学能储存，为控制系统供电；放电控制器用于接收和执行微处理器发出的控制信号；稳压器为微处理器提供稳定的工作电压；指示灯模块根据放电控制器的开启或关闭状态进行工作。本发明可有效降低所属太阳能警示灯控制电路的功耗。

Description

一种太阳能警示灯控制系统以及方法
技术领域
本发明属于太阳能警示灯控制技术领域，具体涉及一种太阳能警示灯控制系统以及方法。
背景技术
太阳能警示灯是以太阳能为能源的一种信号灯。目前，公知的户外太阳能警示灯是由太阳能电池板、控制电路、蓄电池、指示灯组成。当晴天时，太阳能电池板给蓄电池充电；在光线不足时，控制电路启动指示灯进行工作。但是，对于常见中小尺寸警示装置，受限于其尺寸，太阳能电池板和蓄电池都不能做的很大，警示灯的控制电路耗电相对较高，使产品无法在恶劣气候条件下长时间工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能警示灯控制系统以及方法，其能够有效降低所属太阳能警示灯控制电路的功耗，延长所属太阳能警示灯装置在户外的工作时间，提升所属太阳能警示灯装置在户外应用的可靠性；同时能够简化所属装置的结构，使之更加便于维护和拓展功能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种太阳能警示灯控制系统，包括：太阳能电池板、微处理器、充电控制器、蓄电池、放电控制器、稳压器和指示灯模块；其中，
太阳能电池板连接微处理器与充电控制器，用于将外部阳光光能转换为电能传输给微处理器和充电控制器；
微处理器连接充电控制器、蓄电池和放电控制器，用于采集太阳能电池板和蓄电池输出的电压值，然后将采集到的电压值分别与预设电压区间进行比较，并根据比较结果向充电控制器和放电控制器发出控制信号；
充电控制器连接蓄电池，用于接收和执行微处理器发出的控制信号，开启或关闭充电电路；
蓄电池用于将接收到的电能转换为化学能储存，并通过放电控制器给指示灯模块供电，通过稳压器给微处理器供电；
放电控制器与指示灯模块连接，用于接收和执行微处理器发出的控制信号，开启或关闭放电电路；
稳压器连接微处理器，为其提供稳定的工作电压；
指示灯模块根据放电控制器的开启或关闭状态进行工作，达到警示效果。
优选地，微处理器包括单片机和采样电路。
优选地，微处理器采集到的太阳能电池板输出电压值高于其预设电压区间上限时，则微处理器向所述放电控制器发出信号关闭放电电路；微处理器采集到的太阳能电池板输出电压值低于其预设电压区间下限时，则微处理器向放电控制器发出信号开启放电电路；微处理器采集到的蓄电池输出电压值高于其预设电压区间上限时，则微处理器向充电控制器发出信号关闭充电电路；微处理器采集到的所述蓄电池输出电压值低到其预设电压区间中间值时，则微处理器向充电控制器发出信号开启充电电路；微处理器采集到的蓄电池输出电压值低于其预设电压区间下限时，则微处理器向放电控制器发出信号关闭放电电路。
优选地，充电控制器包含由二极管、N-MOS管和P-MOS管组成的开关电路。
优选地，放电控制器包含由低压MOSFET组成的开关电路。
优选地，指示灯模块包括指示灯和限流电阻。
优选地，太阳能电池板采用单晶硅太阳能电池板。
一种基于上述太阳能警示灯控制系统的太阳能警示灯控制方法，包括：
S1：微处理器通电后初始化：设定定时器，设定驱动信号占空比，清零累加次数和定时次数；
S2：微处理器开启低速模式，定时器定时为预设值，微处理器进入休眠模式；
S3：微处理器被唤醒时，判断定时器定时是否到时，到时则继续执行，否则继续休眠；
S4：微处理器向放电控制器发出控制信号关闭放电电路，累加次数加1；
S5：微处理器判断累加次数是否到达预设值，如果到达预设值，则继续执行，否则跳转到S2；
S6：微处理器清空累加次数，开启高速模式，开启模数转换功能；
S7：微处理器检测蓄电池电压，判断蓄电池是否充满电，如果充满则继续执行，否则跳转到S9；
S8：微处理器向充电控制器发出控制信号关闭充电电路，跳转到S11；
S9：微处理器判断蓄电池是否欠压，如果欠压则继续执行，否则跳转到S11；
S10：微处理器向放电控制器发出控制信号关闭放电电路，跳转到S13；
S11：微处理器检测太阳能电池板输出电压，判断其是否高于预设的阙值，如果高于则跳转到S13，否则继续执行；
S12：微处理器向放电控制器发出控制信号开启放电电路；
S13：定时次数累加1；
S14：微处理器判断定时次数是否到达预设值，如果到达预设值，则继续执行，否则跳转到S2；
S15：微处理器清空定时次数，并依据蓄电池电压修正驱动占空比，跳转到S2。
本发明提供的太阳能警示灯控制系统以及方法，使微处理器仅在需要时启动，启动后尽快完成数据分析处理，然后再进入低功耗状态，从而有效降低所属太阳能警示灯控制电路的功耗，延长所属太阳能警示灯装置在户外的工作时间，提升所属太阳能警示灯装置在户外应用的可靠性；同时也利于简化所属装置的结构，使之更加便于维护和拓展功能。
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。
附图说明
图1是本发明一个实施例的太阳能警示灯控制系统的结构示意图；
图2是图1所示实施例的太阳能警示灯控制系统的电路示意图；
图3是本发明一个实施例的太阳能警示灯控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的实施例。以下所述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不应理解为对本发明的限制。
图1是本发明一个实施例的太阳能警示灯控制系统的结构示意图。
如图所示，该太阳能警示灯控制系统包括：太阳能电池板10、微处理器20、充电控制器30、蓄电池40、放电控制器50、稳压器60和指示灯模块70。
太阳能电池板10连接微处理器20与充电控制器30，用于将外部阳光光能转换为电能传输给微处理器20和充电控制器30；太阳能电池板10的输出电压与电流随着外部光照变化而变化，当外部光照变强时，其输出电压与电流会随之升高，反之，外部光照变弱时则随之降低。
优选地，太阳能电池板10采用单晶硅太阳能电池板。
微处理器20连接充电控制器30、蓄电池40和放电控制器50，用于采集太阳能电池板10和蓄电池40输出的电压值，然后将采集到的电压值与预设电压区间进行比较，并根据比较结果向充电控制器30和放电控制器50发出控制信号。
优选地，微处理器20包括单片机和采样电路。
可选地，蓄电池40预设电压区间上限为8.3V，中间值为7.8V，下限为6V；太阳能电池板10预设电压区间上限为6.2V，下限为4V。
比较过程如下：如果太阳能电池板10输出的电压值高于其预设电压区间上限，则微处理器20向放电控制器50发出信号关闭放电电路，如果低于其预设电压区间下限，则微处理器20向放电控制器50发出信号开启放电电路；如果蓄电池40输出的电压值高于其预设电压区间上限，则微处理器20向充电控制器30发出信号关闭充电电路；如果蓄电池40输出的电压值低到其预设电压区间中间值，则微处理器20向充电控制器30发出信号开启充电电路，如果蓄电池40输出的电压值低于其预设电压区间下限，则微处理器向放电控制器发出信号关闭放电电路。
充电控制器30连接蓄电池40，用于接收和执行微处理器20发出的控制信号，开启或关闭充电电路。
优选地，充电控制器30包含由二极管、N-MOS管和P-MOS管组成的开关电路。
蓄电池40用于将接收到的电能转换为化学能储存，通过放电控制器50给指示灯模块70供电，通过稳压器60给微处理器20供电。
放电控制器50连接指示灯模块70，用于接收和执行微处理器20发出的控制信号，开启或关闭放电电路。
优选地，放电控制器50包含由低压MOSFET组成的开关电路。
稳压器60与微处理器20连接，为其提供稳定的工作电压。
指示灯模块70根据放电控制器50的开启或关闭状态进行工作，即指示灯以一定的频率闪烁，从而达到警示效果。
优选地，指示灯模块70包括指示灯和限流电阻。
图2是图1所示实施例的太阳能警示灯控制系统的电路示意图。
如图所示，该太阳能警示灯控制系统的电路包括：LAMP_CTRL80，CHG_CTRL90，Solar+100，VB110和VCC120，其中，
LAMP_CTRL80为放电模块的控制信号；CHG_CTRL90为充电模块的控制信号，其输出为一个占空比依据蓄电池电压变化的开关信号；Solar+100接入芯片的充电采样电路；VB110接入蓄电池电压采样电路；VCC120接稳压器输出。
图3是本发明一个实施例的太阳能警示灯控制方法的流程示意图。
如图所示，该太阳能警示灯控制方法包括：
S1：微处理器通电后初始化：设定定时器，设定驱动信号占空比，清零累加次数和定时次数；
S2：微处理器开启低速模式，定时器定时为预设值，可选地，预设值为300毫秒，微处理器进入休眠模式；
S3：微处理器被唤醒时，判断定时器定时是否到时，到时则继续执行，否则继续休眠；
S4：微处理器向放电控制器发出控制信号关闭放电电路，累加次数加1；
S5：微处理器判断累加次数是否到达预设值，可选地，预设值为5，如果到达预设值，则继续执行，否则跳转到S2；
S6：微处理器清空累加次数，开启高速模式，开启模数转换功能；
S7：微处理器检测蓄电池电压，判断蓄电池是否充满电，如果充满则继续执行，否则跳转到S9；
S8：微处理器向充电控制器发出控制信号关闭充电电路，跳转到S11；
S9：微处理器判断蓄电池是否欠压，如果欠压则继续执行，否则跳转到S11；
S10：微处理器向放电控制器发出控制信号关闭放电电路，跳转到S13；
S11：微处理器检测太阳能电池板输出电压，判断其是否高于预设的阙值，可选地，预设阙值为6.2V，如果高于则跳转到S13，否则继续执行；
S12：微处理器向放电控制器发出控制信号开启放电电路；
S13：定时次数累加1；
S14：微处理器判断定时次数是否到达预设值，可选地，预设值为40，如果到达预设值则继续执行，否则跳转到S2；
S15：微处理器清空定时次数，并依据蓄电池电压修正驱动占空比，跳转到S2。
本发明实施例公开的太阳能警示灯控制系统以及方法，有效降低了所属太阳能警示灯控制电路的功耗，延长了所属太阳能警示灯装置在户外的工作时间，提升了所属太阳能警示灯装置在户外应用的可靠性；同时简化了所属装置的结构，使之更加便于维护和拓展功能。
最后应当说明的是：本发明并不仅限于上述实施方式，任何针对本发明的具体实施方式进行的未脱离本发明精神和范围的修改或者等同替换均在本发明申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能警示灯控制系统，其特征在于，所述太阳能警示灯控制系统包括：太阳能电池板、微处理器、充电控制器、蓄电池、放电控制器、稳压器和指示灯模块；其中，
所述太阳能电池板连接所述微处理器与所述充电控制器，用于将外部阳光光能转换为电能传输给所述微处理器和所述充电控制器；
所述微处理器连接所述充电控制器、所述蓄电池和所述放电控制器，用于采集所述太阳能电池板和所述蓄电池输出的电压值，然后将采集到的电压值分别与预设电压区间进行比较，并根据比较结果向所述充电控制器和所述放电控制器发出控制信号；
所述充电控制器连接所述蓄电池，用于接收和执行所述微处理器发出的控制信号，开启或关闭充电电路；
所述蓄电池用于将接收到的电能转换为化学能储存，并通过所述放电控制器给所述指示灯模块供电，通过所述稳压器给所述微处理器供电；
所述放电控制器连接所述指示灯模块，用于接收和执行所述微处理器发出的控制信号，开启或关闭放电电路；
所述稳压器连接所述微处理器，为其提供稳定的工作电压；
所述指示灯模块根据所述放电控制器的开启或关闭状态进行工作。
2.根据权利要求1所述的太阳能警示灯控制系统，其特征在于，所述微处理器包括单片机和采样电路。
3.根据权利要求1所述的太阳能警示灯控制系统，其特征在于，所述微处理器采集到的所述太阳能电池板输出电压值高于其预设电压区间上限时，则所述微处理器向所述放电控制器发出信号关闭放电电路；所述微处理器采集到的所述太阳能电池板输出电压值低于其预设电压区间下限时，则所述微处理器向所述放电控制器发出信号开启放电电路；所述微处理器采集到的所述蓄电池输出电压值高于其预设电压区间上限时，则所述微处理器向所述充电控制器发出信号关闭充电电路；所述微处理器采集到的所述蓄电池输出电压值低到其预设电压区间中间值时，则所述微处理器向所述充电控制器发出信号开启充电电路；所述微处理器采集到的所述蓄电池输出电压值低于其预设电压区间下限时，则所述微处理器向所述放电控制器发出信号关闭放电电路。
4.根据权利要求1所述的太阳能警示灯控制系统，其特征在于，所述充电控制器包含由二极管、N-MOS管和P-MOS管组成的开关电路。
5.根据权利要求1所述的太阳能警示灯控制系统，其特征在于，所述放电控制器包含由低压MOSFET组成的开关电路。
6.根据权利要求1所述的太阳能警示灯控制系统，其特征在于，所述指示灯模块包括指示灯和限流电阻。
7.根据权利要求1所述的太阳能警示灯控制系统，其特征在于，所述太阳能电池板采用单晶硅太阳能电池板。
8.一种基于上述太阳能警示灯控制系统的太阳能警示灯控制方法，其特征在于，所述太阳能警示灯控制方法包括：
S1：微处理器通电后初始化：重新定义所有引脚功能，发送信号关闭放电电路和充电电路，设定定时器，设定驱动信号占空比，清零累加次数和定时次数；
S2：微处理器开启低速模式，定时器定时为预设值，微处理器进入休眠模式；
S3：微处理器被唤醒时，判断定时器定时是否到时，到时则继续执行，否则继续休眠；
S4：微处理器向放电控制器发出控制信号关闭放电电路，累加次数加1；
S5：微处理器判断累加次数是否到达预设值，如果到达预设值，则继续执行，否则跳转到S2；
S6：微处理器清空累加次数，开启高速模式，开启模数转换功能；
S7：微处理器检测蓄电池电压，判断蓄电池是否充满电，如果充满则继续执行，否则跳转到S9；
S8：微处理器向充电控制器发出控制信号关闭充电电路，跳转到S11；
S9：微处理器判断蓄电池是否欠压，如果欠压则继续执行，否则跳转到S11；
S10：微处理器向放电控制器发出控制信号关闭放电电路，跳转到S13；
S11：微处理器检测太阳能电池板输出电压，判断其是否高于预设的阙值，如果高于则跳转到S13，否则继续执行；
S12：微处理器向放电控制器发出控制信号开启放电电路；
S13：定时次数累加1；
S14：微处理器判断定时次数是否到达预设值，如果到达预设值，则继续执行，否则跳转到S2；
S15：微处理器清空定时次数，并依据蓄电池电压修正驱动占空比，跳转到S2。
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