CN107103558A - 太阳能供电照明付费系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能供电照明付费系统，包括太阳能电池板、充放电电路、照明负载、控制器和蓄电池，控制器包括中控机构，中控机构包括中央控制模块、电能计量模块、无线通讯模块、温度检测模块、语音控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，工作电源模块包括工作电源电路，语音控制模块包括语音控制电路，该太阳能供电照明付费系统中，在工作电源电路中，能够对输出电压进行实施反馈检测，从而能够提高了系统运行的稳定性；不仅如此，在语音控制电路中，实现了两路左右声道的控制输出，提高了系统运行的可靠性。

Description

太阳能供电照明付费系统

技术领域

本发明涉及太阳能供电领域，特别涉及一种太阳能供电照明付费系统。

背景技术

目前我国的高山、乡村一些偏远地区的用电设备陈旧落后，尤其是西部地区，太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。21世纪，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容，而光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点，尤其在我国西部广袤严寒、地形多样和居住分散的现实条件下，有着非常独特的作用。我国西部地区是世界上最大、地势较高的自然地理单元，也是世界上太阳能资源最丰富的地区之一。特别是西藏地区，空气稀薄，透明度高，年日照时间长达1600～3400h，每天日照时间6h以上，年平均日照天数在275～330d之间，辐射强度大，年均辐射总量7000MT/m2，地域呈东向西递增分布，年变化呈峰型，资源优势得天独厚，应用前景十分广阔。

设计的一种新型太阳能供电照明付费系统，通过太阳电池板将太阳能转化为电能，通过太阳能控制器对其控制，满足用电需求。系统中控制器主要包括太阳能智能自动追踪控制器、蓄电池充放电管理控制器等部分组成，采用高性能单机片为控制核心，具有控制灵活、成本低、数字化控制等优点，开发的系统具有较好的创新性，绿色环保，低碳节能，实际推广利用价值高，具有广阔的市场前景。

但是在系统运行的过程中，需要内部的工作电源电路输出稳定的工作电压，但是由于内部都是采用的常规的稳压三极管进行稳压输出，这样就会出现输出电压发生波动的时候，无法保持输出电压稳定，降低了系统运行的稳定性；不仅如此，在对系统进行报警提示的时候，现在都是通过简单的扬声器输出单声道，这样就降低了系统报警提示的可靠性，降低了系统的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种太阳能供电照明付费系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能供电照明付费系统，包括太阳能电池板、充放电电路、照明负载、控制器和蓄电池，所述太阳能电池板通过充放电电路与照明负载连接，所述控制器分别与太阳能电池板、充放电电路和蓄电池连接，所述充点电电路与蓄电池连接；

其中，太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部件，其作用是将太阳的辐射能转换为电能；太阳能电池电源系统的储能装置主要是蓄电池。不仅要完成白天的储能功能，还要在夜间向负载供电；充放电电路及控制器是太阳能发电系统的最重要控制中心，控制整个太阳能发电系统的工作状态。

所述控制器包括面板和中控机构，所述中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块连接的电能计量模块、无线通讯模块、温度检测模块、语音控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述充放电电路与电能计量模块电连接，所述蓄电池与工作电源模块电连接；

其中，中央控制模块，用来对系统进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块是PLC，也能够是单片机，实现了对系统中的各个模块进行智能化控制，提高了系统的智能化，从而满足现在人们对于系统智能化的要求；电能计量模块，用来进行电量计量的模块，在这里，通过对充放电电路的电量的实时监控，从而能够对整个系统的供电电量等一系列电能数据进行实时监控，实现了系统的电能的照明付费计量；无线通讯模块，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了系统的远程信号收发，实现了系统工作的可靠性；温度检测模块，用来进行温度检测的模块，在这里，通过对温度传感器的检测数据进行实时分析，从而能够实现对太阳能电池板的温度进行实时监控保护，提高了系统的安全性；语音控制模块，用来进行语音提示的模块，在这里，通过对扬声器进行控制，从而能够对相关的报警提示播放，提高了系统的可靠性；显示控制模块，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面进行控制，能够对系统的工作信息进行实时显示，提高了系统的实用性；按键控制模块，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键的操控信息进行采集，从而能够对系统进行实施现场操控，提高了系统的可操作性；状态指示模块，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯的亮暗控制，能够对系统的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给系统内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了系统的可靠性。

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括第一集成电路、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、二极管和电感，所述第一集成电路的型号为LT1111，所述第一集成电路的第一端通过第一电阻外接5V直流电压电源，所述第一集成电路的第二端和第一集成电路的第三端外接5V直流电压电源，所述第一集成电路的第八端分别与第二电阻和第三电阻连接，所述第一电容的一端外接5V直流电压电源，所述第一电容的另一端与第一集成电路的第五端连接，所述第一集成电路的第四端通过电感接地，所述二极管的阴极与第一集成电路的第四端连接，所述二极管的阳极与第一集成电路的第五端连接，所述第二电容的一端接地，所述第二电容的另一端与二极管的阳极连接，所述第二电阻和第三电阻组成的串联电路的一端接地，所述第二电阻的第三电阻组成的串联电路的另一端与二极管的阳极连接；

所述语音控制模块包括语音控制电路，所述语音控制电路包括第二集成电路、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、左声道放音头和右声道放音头，所述第二集成电路的型号为TA81258，所述第二集成电路的第五端接地，所述第二集成电路的第一端通过第四电容和左声道放音头组成的串联电路接地，所述第三电容的一端接地，所述第三电容的另一端分别与第四电容和左声道放音头连接，所述第二集成电路的第八端通过第六电容和右声道放音头组成的串联电路接地，所述第五电容的一端接地，所述第五电容的另一端分别与第六电容和右声道放音头连接，所述第二集成电路的第二端通过第四电阻和第七电容组成的串联电路接地，所述第二集成电路的第二端通过第五电阻和第六电阻组成的串联电路与第二集成电路的第三端连接，所述第八电容与第六电阻并联，所述第二集成电路的第三端通过第九电容和第七电阻组成的串联电路接地，所述第二集成电路的第七端通过第九电阻和第十二电容组成的串联电路接地，所述第二集成电路的第七端通过第十电阻和第十一电阻组成的串联电路与第二集成电路的第六端连接，所述第十三电容与第十一电阻并联，所述第二集成电路的第六端通过第十一电容和第八电阻组成的串联电路接地，所述第二集成电路的第四端外接9V直流电压电源且通过第十电容接地。

其中，在工作电源电路中，第一集成电路的第一端输入工作电压，同时经过第一电容进行滤波处理，随后再经过第一集成电路内部进行稳压输出以后，同时经过二极管进行稳压，提高了电源电压输出的稳定性；而且，第二电阻和第三电阻对输出电压进行取样，随后再经过第一集成电路与第八端对取样电压进行采集，从而能够提高工作电源电力输出的稳定性，提高了系统运行的稳定性；

其中，在语音控制电路中，第二集成电路的第一端输入左声道放音头，再经过第二集成电路内部的信号放大以后，从第二集成电路的第三端输出；接着第二集成电路的第八端输入右声道放音头，再经过第二集成电路内部的信号放大以后，从第二集成电路的第六端输出，从而就能够实现两路声道的同时输出，提高了语音播放的可靠性，提高了系统的可靠性。

具体的，所述面板上还设有显示界面、控制按键、状态指示灯和扬声器，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接，所述扬声器与语音控制模块电连接。

其中，显示界面，用来对系统的工作信息进行实时显示，从而提高了其实用性；控制按键，便于工作人员对系统进行实时操作，提高了其可操作性；状态指示灯，用来对系统的工作状态进行实时显示，从而能够提高了其实用性；扬声器，能够对系统在工作异常的时候，进行语音提示，提高了其可靠性。

具体的，所述显示界面为液晶显示屏。

具体的，所述控制按键为轻触按键。

具体的，所述状态指示灯包括三色发光二极管。

具体的，所述无线通讯模块包括蓝牙，所述蓝牙设置在面板的内部，所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。

具体的，所述面板的阻燃等级为V-0。

具体的，所述二极管的型号为1N4147。

具体的，为了能够对太阳能电池板的温度进行实时监控，提高了系统的安全性，所述太阳能电池板的内部还设有温度传感器，所述温度传感器与温度检测模块电连接。

本发明的有益效果是，该太阳能供电照明付费系统中，在工作电源电路中，能够对输出电压进行实施反馈检测，从而能够提高了系统运行的稳定性；不仅如此，在语音控制电路中，实现了两路左右声道的控制输出，提高了系统运行的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的太阳能供电照明付费系统的结构示意图；

图2是本发明的太阳能供电照明付费系统的中控机构的结构示意图；

图3是本发明的太阳能供电照明付费系统的系统原理图；

图4是本发明的太阳能供电照明付费系统的工作电源电路的电路原理图；

图5是本发明的太阳能供电照明付费系统的语音控制电路的电路原理图；

图中：1.太阳能电池板，2.充放电电路，3.照明负载，4.控制器，5.蓄电池，6.面板，7.显示界面，8.控制按键，9.状态指示灯，10.扬声器，11.中央控制模块，12.电能计量模块，13.无线通讯模块，14.温度检测模块，15.语音控制模块，16.显示控制模块，17.按键控制模块，18.状态指示模块，19.工作电源模块，20.温度传感器，U1.第一集成电路，U2.第二集成电路，C1.第一电容，C2.第二电容，C3.第三电容，C4.第四电容，C5.第五电容，C6.第六电容，C7.第七电容，C8.第八电容，C9.第九电容，C10.第十电容，C11.第十一电容，C12.第十二电容，C13.第十三电容，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，R5.第五电阻，R6.第六电阻，R7.第七电阻，R8.第八电阻，R9.第九电阻，R10.第十电阻，VD1.二极管，L1.电感，J1.左声道放音头，J2.右声道放音头。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图5所示，一种太阳能供电照明付费系统，包括太阳能电池板1、充放电电路2、照明负载3、控制器4和蓄电池5，所述太阳能电池板1通过充放电电路2与照明负载3连接，所述控制器4分别与太阳能电池板1、充放电电路2和蓄电池5连接，所述充点电电路与蓄电池5连接；

其中，太阳能电池板1是太阳能发电系统中的核心部件，其作用是将太阳的辐射能转换为电能；太阳能电池电源系统的储能装置主要是蓄电池5。不仅要完成白天的储能功能，还要在夜间向负载供电；充放电电路2及控制器4是太阳能发电系统的最重要控制中心，控制整个太阳能发电系统的工作状态。

所述控制器4包括面板6和中控机构，所述中控机构包括中央控制模块11、与中央控制模块11连接的电能计量模块12、无线通讯模块13、温度检测模块14、语音控制模块15、显示控制模块16、按键控制模块17、状态指示模块18和工作电源模块19，所述充放电电路2与电能计量模块12电连接，所述蓄电池5与工作电源模块19电连接；

其中，中央控制模块11，用来对系统进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块11是PLC，也能够是单片机，实现了对系统中的各个模块进行智能化控制，提高了系统的智能化，从而满足现在人们对于系统智能化的要求；电能计量模块12，用来进行电量计量的模块，在这里，通过对充放电电路2的电量的实时监控，从而能够对整个系统的供电电量等一系列电能数据进行实时监控，实现了系统的电能的照明付费计量；无线通讯模块13，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了系统的远程信号收发，实现了系统工作的可靠性；温度检测模块14，用来进行温度检测的模块，在这里，通过对温度传感器20的检测数据进行实时分析，从而能够实现对太阳能电池板1的温度进行实时监控保护，提高了系统的安全性；语音控制模块15，用来进行语音提示的模块，在这里，通过对扬声器10进行控制，从而能够对相关的报警提示播放，提高了系统的可靠性；显示控制模块16，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面7进行控制，能够对系统的工作信息进行实时显示，提高了系统的实用性；按键控制模块17，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键8的操控信息进行采集，从而能够对系统进行实施现场操控，提高了系统的可操作性；状态指示模块18，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯9的亮暗控制，能够对系统的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块19，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给系统内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了系统的可靠性。

所述工作电源模块19包括工作电源电路，所述工作电源电路包括第一集成电路U1、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、二极管VD1和电感L1，所述第一集成电路U1的型号为LT1111，所述第一集成电路U1的第一端通过第一电阻R1外接5V直流电压电源，所述第一集成电路U1的第二端和第一集成电路U1的第三端外接5V直流电压电源，所述第一集成电路U1的第八端分别与第二电阻R2和第三电阻R3连接，所述第一电容C1的一端外接5V直流电压电源，所述第一电容C1的另一端与第一集成电路U1的第五端连接，所述第一集成电路U1的第四端通过电感L1接地，所述二极管VD1的阴极与第一集成电路U1的第四端连接，所述二极管VD1的阳极与第一集成电路U1的第五端连接，所述第二电容C2的一端接地，所述第二电容C2的另一端与二极管VD1的阳极连接，所述第二电阻R2和第三电阻R3组成的串联电路的一端接地，所述第二电阻R2的第三电阻R3组成的串联电路的另一端与二极管VD1的阳极连接；

所述语音控制模块15包括语音控制电路，所述语音控制电路包括第二集成电路U2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、左声道放音头J1和右声道放音头J2，所述第二集成电路U2的型号为TA81258，所述第二集成电路U2的第五端接地，所述第二集成电路U2的第一端通过第四电容C4和左声道放音头J1组成的串联电路接地，所述第三电容C3的一端接地，所述第三电容C3的另一端分别与第四电容C4和左声道放音头J1连接，所述第二集成电路U2的第八端通过第六电容C6和右声道放音头J2组成的串联电路接地，所述第五电容C5的一端接地，所述第五电容C5的另一端分别与第六电容C6和右声道放音头J2连接，所述第二集成电路U2的第二端通过第四电阻R4和第七电容C7组成的串联电路接地，所述第二集成电路U2的第二端通过第五电阻R5和第六电阻R6组成的串联电路与第二集成电路U2的第三端连接，所述第八电容C8与第六电阻R6并联，所述第二集成电路U2的第三端通过第九电容C9和第七电阻R7组成的串联电路接地，所述第二集成电路U2的第七端通过第九电阻R9和第十二电容C12组成的串联电路接地，所述第二集成电路U2的第七端通过第十电阻R10和第十一电阻R11组成的串联电路与第二集成电路U2的第六端连接，所述第十三电容C13与第十一电阻R11并联，所述第二集成电路U2的第六端通过第十一电容C11和第八电阻R8组成的串联电路接地，所述第二集成电路U2的第四端外接9V直流电压电源且通过第十电容C10接地。

其中，在工作电源电路中，第一集成电路U1的第一端输入工作电压，同时经过第一电容C1进行滤波处理，随后再经过第一集成电路U1内部进行稳压输出以后，同时经过二极管VD1进行稳压，提高了电源电压输出的稳定性；而且，第二电阻R2和第三电阻R3对输出电压进行取样，随后再经过第一集成电路U1与第八端对取样电压进行采集，从而能够提高工作电源电力输出的稳定性，提高了系统运行的稳定性；

其中，在语音控制电路中，第二集成电路U2的第一端输入左声道放音头J1，再经过第二集成电路U2内部的信号放大以后，从第二集成电路U2的第三端输出；接着第二集成电路U2的第八端输入右声道放音头J2，再经过第二集成电路U2内部的信号放大以后，从第二集成电路U2的第六端输出，从而就能够实现两路声道的同时输出，提高了语音播放的可靠性，提高了系统的可靠性。

具体的，所述面板6上还设有显示界面7、控制按键8、状态指示灯9和扬声器10，所述显示界面7与显示控制模块16电连接，所述控制按键8与按键控制模块17电连接，所述状态指示灯9与状态指示模块18电连接，所述扬声器10与语音控制模块15电连接。

其中，显示界面7，用来对系统的工作信息进行实时显示，从而提高了其实用性；控制按键8，便于工作人员对系统进行实时操作，提高了其可操作性；状态指示灯9，用来对系统的工作状态进行实时显示，从而能够提高了其实用性；扬声器10，能够对系统在工作异常的时候，进行语音提示，提高了其可靠性。

具体的，所述显示界面7为液晶显示屏。

具体的，所述控制按键8为轻触按键。

具体的，所述状态指示灯9包括三色发光二极管VD1。

具体的，所述无线通讯模块13包括蓝牙，所述蓝牙设置在面板6的内部，所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。

具体的，所述面板6的阻燃等级为V-0。

具体的，所述二极管VD1的型号为1N4147。

具体的，为了能够对太阳能电池板1的温度进行实时监控，提高了系统的安全性，所述太阳能电池板1的内部还设有温度传感器20，所述温度传感器20与温度检测模块14电连接。

与现有技术相比，该太阳能供电照明付费系统中，在工作电源电路中，能够对输出电压进行实施反馈检测，从而能够提高了系统运行的稳定性；不仅如此，在语音控制电路中，实现了两路左右声道的控制输出，提高了系统运行的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种太阳能供电照明付费系统，其特征在于，包括太阳能电池板、充放电电路、照明负载、控制器和蓄电池，所述太阳能电池板通过充放电电路与照明负载连接，所述控制器分别与太阳能电池板、充放电电路和蓄电池连接，所述充点电电路与蓄电池连接；

所述控制器包括面板和中控机构，所述中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块连接的电能计量模块、无线通讯模块、温度检测模块、语音控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述充放电电路与电能计量模块电连接，所述蓄电池与工作电源模块电连接；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括第一集成电路、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、二极管和电感，所述第一集成电路的型号为LT1111，所述第一集成电路的第一端通过第一电阻外接5V直流电压电源，所述第一集成电路的第二端和第一集成电路的第三端外接5V直流电压电源，所述第一集成电路的第八端分别与第二电阻和第三电阻连接，所述第一电容的一端外接5V直流电压电源，所述第一电容的另一端与第一集成电路的第五端连接，所述第一集成电路的第四端通过电感接地，所述二极管的阴极与第一集成电路的第四端连接，所述二极管的阳极与第一集成电路的第五端连接，所述第二电容的一端接地，所述第二电容的另一端与二极管的阳极连接，所述第二电阻和第三电阻组成的串联电路的一端接地，所述第二电阻的第三电阻组成的串联电路的另一端与二极管的阳极连接；

所述语音控制模块包括语音控制电路，所述语音控制电路包括第二集成电路、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、左声道放音头和右声道放音头，所述第二集成电路的型号为TA81258，所述第二集成电路的第五端接地，所述第二集成电路的第一端通过第四电容和左声道放音头组成的串联电路接地，所述第三电容的一端接地，所述第三电容的另一端分别与第四电容和左声道放音头连接，所述第二集成电路的第八端通过第六电容和右声道放音头组成的串联电路接地，所述第五电容的一端接地，所述第五电容的另一端分别与第六电容和右声道放音头连接，所述第二集成电路的第二端通过第四电阻和第七电容组成的串联电路接地，所述第二集成电路的第二端通过第五电阻和第六电阻组成的串联电路与第二集成电路的第三端连接，所述第八电容与第六电阻并联，所述第二集成电路的第三端通过第九电容和第七电阻组成的串联电路接地，所述第二集成电路的第七端通过第九电阻和第十二电容组成的串联电路接地，所述第二集成电路的第七端通过第十电阻和第十一电阻组成的串联电路与第二集成电路的第六端连接，所述第十三电容与第十一电阻并联，所述第二集成电路的第六端通过第十一电容和第八电阻组成的串联电路接地，所述第二集成电路的第四端外接9V直流电压电源且通过第十电容接地。

2.如权利要求1所述的太阳能供电照明付费系统，其特征在于，所述面板上还设有显示界面、控制按键、状态指示灯和扬声器，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接，所述扬声器与语音控制模块电连接。

3.如权利要求2所述的太阳能供电照明付费系统，其特征在于，所述显示界面为液晶显示屏。

4.如权利要求2所述的太阳能供电照明付费系统，其特征在于，所述控制按键为轻触按键。

5.如权利要求2所述的太阳能供电照明付费系统，其特征在于，所述状态指示灯包括三色发光二极管。

6.如权利要求1所述的太阳能供电照明付费系统，其特征在于，所述无线通讯模块包括蓝牙，所述蓝牙设置在面板的内部，所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。

7.如权利要求1所述的太阳能供电照明付费系统，其特征在于，所述面板的阻燃等级为V-0。

8.如权利要求1所述的太阳能供电照明付费系统，其特征在于，所述二极管的型号为1N4147。

9.如权利要求1所述的太阳能供电照明付费系统，其特征在于，所述太阳能电池板的内部还设有温度传感器，所述温度传感器与温度检测模块电连接。