CN106704979A - 一种新型能源气象监测节能路灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型能源气象监测节能路灯，包括主杆、太阳能电池板、横杆、风速传感器、风向标、雨量筒、环境检测装置、侧杆、路灯、显示器、记录台、踏板，主杆的最上端设置有太阳能电池板，太阳能电池板的下方设置有横杆，横杆与主杆固定连接，风速传感器与风向标设置在横杆的两端，风速传感器与风向标与显示屏电连接，雨量筒设置在横杆上，环境检测装置设置主杆上，侧杆设置在环境检测装置的下方，侧杆上设置有路灯，主杆的下方设置有显示器，显示器的下方设置有记录台，主杆下方的路面上铺设有踏板，踏板内部设置有智能传感器和压电元件，本发明实用价值高、覆盖面广、节能环保、智能。

Description

一种新型能源气象监测节能路灯
技术领域
本发明涉及路灯领域，具体涉及一种新型能源气象监测节能路灯。
背景技术
全球大约14亿人口生活在没有电或路灯的环境中，很多地方的人到了夜间几乎面对着黑暗环境，这也导致了更多危险和犯罪事件的发生，并且这些人与外界的联系极大的被限制了。现在全球有超过3亿盏路灯，每年的运营成本要超过400亿美元，并且释放超过1亿吨的二氧化碳，对全球变暖也作出了自己的“贡献”。
目前，我国城市路灯仍以非智能化的钠灯为主，其存在能源浪费严重、信息化水平低下等问题。传统小区路灯由电网进行供电,我国发电站是以煤炭燃烧为主要能源来源发电，传统小区路灯所消耗的电能不能满足低碳智慧小区绿色环保的要求。虽然现有的路灯，其发展方向渐渐向智能化靠近，但其功能效果仍然仅仅停留在路面照明，功能单一，无法发挥其他功效，不利于对产品的集约化管理和最大限度的功能化。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种新型能源气象监测节能路灯。
本发明的技术方案为：一种新型能源气象监测节能路灯，包括主杆、太阳能电池板、横杆、风速传感器、风向标、雨量筒、环境检测装置、侧杆、路灯、显示器、记录台、踏板，主杆的最上端设置有太阳能电池板，太阳能电池板的下方设置有横杆，横杆与主杆固定连接，风速传感器与风向标设置在横杆的两端，风速传感器、风向标与显示屏电连接，雨量筒设置在横杆上，环境检测装置设置主杆上，侧杆设置在环境检测装置的下方，侧杆上设置有路灯，主杆的下方设置有显示器，显示器的下方设置有记录台，主杆下方的路面上铺设有踏板，踏板内部设置有智能传感器和压电元件。
进一步地，所述环境检测装置内部设置有温湿度传感器、压力传感器、PM2.5传感器、光敏传感器、数据处理模块，数据处理模块内设置有数据处理芯片。
进一步地，所述温湿度传感器、压力传感器、PM2.5传感器、光敏传感器、风速传感器、雨量筒与数据处理模块电连接，数据处理模块与显示器电连接。
进一步地，所述光敏传感器与后台的控制模块连接。
进一步地，所述压电元件内部电容量公式为：C=ε1*ε2*S/d；
其中，ε1为压电材料的相对介电常数；ε2为真空介电常数；d为压电元件的厚度，S为踏板的面积。
进一步地，整条路上的所有踏板内部的智能传感器与整条路上的路灯连接成为智能传感器电路。
进一步地，所述风速传感器选择三杯式风速传感器。
进一步地，所述记录台上设置有USB接口和插座。
本发明的有益效果为：（1）节能环保。使用太阳能和踏板发电，有利于降低二氧化碳的排放，同时也能够节省一大笔供应电能的资金。
（2）适用范围广。适合非洲的一些地区和一些贫困的国家，也可以在小区铺设。
（3）功能多样。照明的同时也可为人们提供气象信息，可以检测空气质量，方便人们生活，具有较强的实用性。
本发明使用的是免费的清洁能源，是一款实用价值高、覆盖面广、节能环保、智能的路灯。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为压电元件内部产生电极化的示意图。
图3为数据接收、处理、显示的模块图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。
一种新型能源气象监测节能路灯，包括主杆1、太阳能电池板2、横杆3、风速传感器4、风向标5、雨量筒6、环境检测装置7、侧杆8、路灯9、显示器10、记录台11、踏板12。
主杆1的最上端设置有太阳能电池板2，太阳能电池板2将吸收的太阳能转化成电能，路灯9由转化后的电能供电，可解决传统路灯用市电供电的弊端，尤其在缺少电的贫困地区和偏远山区，可使他们摆脱夜间面对黑暗环境的情况，减少危险和犯罪时间的发生。
太阳能电池板2的下方设置有横杆3，横杆3与主杆1固定连接，风速传感器4与风向标5设置在横杆3的两端，风速传感器4、风向标5与显示屏10电连接，用于监测风速、风量与风向。为了达到的数据精度标准，风速传感器4选择三杯式风速传感器。雨量筒6设置在横杆3上，雨量筒6为翻斗式雨量传感器，翻斗每翻转一次产生一个脉冲，通过捕获的脉冲数乘以翻斗的分辨率即可得出雨量值。
主杆1上还设置有环境检测装置7，环境检测装置7设置在横杆3与侧杆8之间，环境检测装置7内部设置有温湿度传感器701、压力传感器702、PM2.5传感器703、光敏传感器704、数据处理模块705，数据处理模块705内设置有数据处理芯片。
温湿度传感器701、压力传感器702、PM2.5传感器703、光敏传感器704、风速传感器4、雨量筒6与数据处理模块705电连接，数据处理模块705与显示器10电连接，温湿度传感器701、压力传感器702、PM2.5传感器703、光敏传感器704、风速传感器4、雨量筒6将采集到的数据首先传输到数据处理模块705，经过数据处理模块705处理后的数据通过设置在主杆1的下方的显示器10显示数值，所述数据处理模块705是将采集到的温湿度、压力、PM2.5、雨量和风速数据进行处理，然后传送到显示器10进行显示，用于监测温度、湿度、大气压、空气质量、降雨量和风速。
显示器10的下方设置有一个记录台11，方便技术人员得到数据后进行记录，维护设备正常运行。此外，记录台11上设置有USB接口和插座，方便行人给随身携带的设备充电。
为了采集到精准的数据值，温湿度传感器选用DHT11，压力传感器选用BMP180，PM2.5传感器选用夏普的GP2Y1010AU0F。
光敏传感器704与后台的控制模块706连接，光敏传感器704采集的数据能够控制路灯的开启，光敏传感器704采集的数据传入到控制模块706，控制模块706对数据进行分析，控制路灯9是否开启，实现低碳智慧小区对路灯9的智能化控制。
路灯9设置在延伸出主杆的侧杆8上，路灯9采用LED灯，LED灯使用寿命长，根据设计和应用环境的不同，选择不同功率的LED灯，节能的同时可大大降低灯具的维护费用，避免经常换灯之苦。
每根主杆1下方的路面上铺设有踏板12，踏板12内部设置有智能传感器和压电元件，如图2所示，行人踩上踏板12后对踏板12内部的压电元件施加压力，压电元件内部产生电极化的现象，两个对应表面上产生符号相反的电荷，从而产生电位差，其受力所产生的电荷量与受力的大小、踏板面积成正比。压电元件内部电容量公式为：C=ε1*ε2*S/d；其中，ε1为压电材料的相对介电常数；ε2为真空介电常数；d为压电元件的厚度，S为踏板的面积。
根据压电效应把压力转换成电能，电能储存在可充电电池内，用于路灯的基本日常消耗。
整条路上的所有踏板内部的智能传感器与整条路上的路灯连接成为智能传感器电路，行人踩到任意一个踏板，踏板内部压电元件产生的电能通过智能传感器电路能够将整条路上的路灯被点亮。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种新型能源气象监测节能路灯，其特征在于：包括主杆、太阳能电池板、横杆、风速传感器、风向标、雨量筒、环境检测装置、侧杆、路灯、显示器、记录台、踏板，主杆的最上端设置有太阳能电池板，太阳能电池板的下方设置有横杆，横杆与主杆固定连接，风速传感器与风向标设置在横杆的两端，风速传感器、风向标与显示屏电连接，雨量筒设置在横杆上，环境检测装置设置主杆上，侧杆设置在环境检测装置的下方，侧杆上设置有路灯，主杆的下方设置有显示器，显示器的下方设置有记录台，主杆下方的路面上铺设有踏板，踏板内部设置有智能传感器和压电元件。
2.根据权利要求1所述的一种新型能源气象监测节能路灯，其特征在于：所述环境检测装置内部设置有温湿度传感器、压力传感器、PM2.5传感器、光敏传感器、数据处理模块，数据处理模块内设置有数据处理芯片。
3.根据权利要求2所述的一种新型能源气象监测节能路灯，其特征在于：所述温湿度传感器、压力传感器、PM2.5传感器、光敏传感器、风速传感器、雨量筒与数据处理模块电连接，数据处理模块与显示器电连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种新型能源气象监测节能路灯，其特征在于：所述光敏传感器与后台的控制模块连接。
5.根据权利要求1所述的一种新型能源气象监测节能路灯，其特征在于：所述压电元件内部电容量公式为：C=ε1*ε2*S/d；
其中，ε1为压电材料的相对介电常数；ε2为真空介电常数；d为压电元件的厚度，S为踏板的面积。
6.根据权利要求1所述的一种新型能源气象监测节能路灯，其特征在于：整条路上的所有踏板内部的智能传感器与整条路上的路灯连接成为智能传感器电路。
7.根据权利要求1所述的一种新型能源气象监测节能路灯，其特征在于：所述风速传感器选择三杯式风速传感器。
8.根据权利要求1所述的一种新型能源气象监测节能路灯，其特征在于：所述记录台上设置有USB接口和插座。
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