CN106998609A - 一种基于物联网和太阳能的智能照明控制系统 - Google Patents

一种基于物联网和太阳能的智能照明控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网和太阳能的智能照明控制系统，包括用于采集亮度的亮度采集模块、用于给蓄电池补电的太阳能电池板、用于各模块集中控制的控制器、用于给路灯供电的蓄电池、用于公共照明的路灯、用于调控路灯亮度的PWM信号发生模块、用于监测蓄电池剩余电量的电池状态监测模块和用于信号无线传输的ZIGBEE模块。本发明通过设置亮度采集模块，有利于控制器对路灯的开启以及亮度调控，提高了路灯控制的自动化和智能化；通过设置电池状态监测模块，有利于实时监测蓄电池的剩余电量，并通过控制器控制太阳能电池板适时给蓄电池补充电能，既能保证蓄电池及时拥有供电能力，也能有效避免蓄电池因馈电而耗损寿命。

Description

一种基于物联网和太阳能的智能照明控制系统
技术领域
本发明属于智能照明技术领域，特别是涉及一种基于物联网和太阳能的智能照明控制系统。
背景技术
现有的太阳能照明系统，基本上没有采用智能控制的技术，不能对系统相关重要的技术参数进行实时采集，更不能无线控制路灯的开启即亮度的调节。因此，本发明通过研究上述技术缺陷，设计了一种用于路灯照明的智能控制系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网和太阳能的智能照明控制系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于物联网和太阳能的智能照明控制系统，包括亮度采集模块、太阳能电池板、控制器、蓄电池、路灯、PWM信号发生模块、电池状态监测模块和ZIGBEE模块，所述亮度采集模块用于采集环境亮度信号和路灯亮度信号，然后通过ZIGBEE模块传输至控制器，控制器对收到的环境亮度信号和路灯亮度信号进行分析处理后控制蓄电池放电，进而控制路灯工作；所述蓄电池放电和充电由控制器控制，当环境亮度低于控制器内部设定值时，控制器就控制蓄电池放电；当环境亮度高于控制器内部设定值时，控制器就控制蓄电池停止放电；所述控制器通过电池状态监测模块探测蓄电池剩余电量，当蓄电池剩余电量低于内部设定值时，则控制器控制太阳能电池板向蓄电池充电；当到蓄电池充电完成时，则控制器控制太阳能电池板停止向蓄电池充电；所述控制器通过ZIGBEE模块控制PWM信号发生模块输出信号的占空比控制路灯亮度。
进一步地，所述控制器内部设定值包括环境亮度参考值、蓄电池剩余电量参考值、PWM信号占空比变化范围。
进一步地，所述亮度采集模块为光照度传感器，控制器为单片机，路灯为LED路灯。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过采用ZIGBEE模块作为无线传输控制方式，减少了线路连接，有利于实现远距离无线控制；通过设置亮度采集模块，并反馈至控制器，继而有利于控制器对路灯的开启以及亮度调控，提高了路灯控制的自动化和智能化；通过设置电池状态监测模块，有利于实时监测蓄电池的剩余电量，并通过控制器控制太阳能电池板适时给蓄电池补充电能，既能保证蓄电池及时拥有供电能力，也能有效避免蓄电池因馈电而耗损寿命。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种基于物联网和太阳能的智能照明控制系统的组成框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种基于物联网和太阳能的智能照明控制系统，包括亮度采集模块、太阳能电池板、控制器、蓄电池、路灯、PWM信号发生模块、电池状态监测模块和ZIGBEE模块，
亮度采集模块用于采集环境亮度信号和路灯亮度信号，然后通过ZIGBEE模块传输至控制器，控制器对收到的环境亮度信号和路灯亮度信号进行分析处理后控制蓄电池放电，进而使路灯工作。
其中蓄电池放电和充电由控制器控制，当环境亮度低于控制器内部设定值时，控制器就控制蓄电池放电；当环境亮度高于控制器内部设定值时，控制器就控制蓄电池停止放电；控制器通过电池状态监测模块探测蓄电池剩余电量，当蓄电池剩余电量低于内部设定值时，则控制器控制太阳能电池板向蓄电池充电，直到蓄电池充电完成时，控制器再控制太阳能电池板停止向蓄电池充电。
其中，PWM信号发生模块用于产生具有一定占空比的脉宽调制信号，继而控制路灯亮度的调节，控制器通过ZIGBEE模块控制PWM信号发生模块输出信号的占空比。
其中，控制器内部设定值包括环境亮度参考值、蓄电池剩余电量参考值、PWM信号占空比变化范围和浮充阈值。
其中，亮度采集模块为光照度传感器，控制器为单片机，路灯为LED路灯。
其中，蓄电池的充电过程分为以下三个阶段：首先，当蓄电池处于深度馈电状态，此时控制器将控制太阳能对蓄电池快速充电，随着充电进行，蓄电池的端电压迅速增大，当达到临界端电压时，则进入恒压充电阶段；然后，控制器就控制太阳能电池板输出恒压对蓄电池进行充电，蓄电池电压会缓慢增加，充电电流会随之逐渐减小，当蓄电池的电压或电流达到设定的浮充阈值时，则进入浮充充电阶段；最后，该阶段既能补充蓄电池自放电损失的电能，又能避免对蓄电池的损害。
最后需要说明的是，以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种基于物联网和太阳能的智能照明控制系统，其特征在于：包括亮度采集模块、太阳能电池板、控制器、蓄电池、路灯、PWM信号发生模块、电池状态监测模块和ZIGBEE模块，
所述亮度采集模块用于采集环境亮度信号和路灯亮度信号，然后通过ZIGBEE模块传输至控制器，控制器对收到的环境亮度信号和路灯亮度信号进行分析处理后控制蓄电池放电，进而控制路灯工作；
所述蓄电池放电和充电由控制器控制，当环境亮度低于控制器内部设定值时，控制器就控制蓄电池放电；当环境亮度高于控制器内部设定值时，控制器就控制蓄电池停止放电；
所述控制器通过电池状态监测模块探测蓄电池剩余电量，当蓄电池剩余电量低于内部设定值时，则控制器控制太阳能电池板向蓄电池充电；当到蓄电池充电完成时，则控制器控制太阳能电池板停止向蓄电池充电；
所述控制器通过ZIGBEE模块控制PWM信号发生模块输出信号的占空比控制路灯亮度。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网和太阳能的智能照明控制系统，其特征在于：所述控制器内部设定值包括环境亮度参考值、蓄电池剩余电量参考值、PWM信号占空比变化范围。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网和太阳能的智能照明控制系统，其特征在于：所述亮度采集模块为光照度传感器，控制器为单片机，路灯为LED路灯。
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