CN107145108A - 一种节能环保音乐喷泉管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能环保音乐喷泉管控系统，包括：主控模块、光伏发电与市电输出模块、水下灯光模块、喷泉水泵模块、音频模块、环境信号检测模块、电参数采集模块、显示报警模块、存储模块、通信模块、移动接收控制终端。本发明可以快速对彩灯和喷泉水泵喷射形态进行控制，使得音乐喷泉的可定制性、娱乐性与互动性得到很大提高，实时监控相关参数，系统管控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，同时本发明的喷泉管控系统的电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化为所需电能，缓解了能源压力，降低了污染达到了节能环保的效果，同时停电后能提供备用电源，增加了系统的抗风险性，具有较广泛的应用前景。

Description

一种节能环保音乐喷泉管控系统

技术领域

本发明涉及通信控制系统技术领域，具体涉及一种节能环保音乐喷泉管控系统。

背景技术

音乐喷泉是一种为了娱乐而创造出来的可以活动的喷泉，可以根据音乐的高低起伏变化，从而达到喷泉水型、灯光及色彩的变化与音乐情绪的完美结合。喷泉作为一种观赏性较高的艺术水景，不断地出现在城市的广场、公园及其他公共场所。它不仅可以增加周围空气湿度，减少空气中的尘埃，降低空气温度，更为人们生活增添了不少情趣。但是大多数喷泉只是将音乐和喷泉简单的结合，没有真正达到音乐节奏和旋律与喷泉的同步。

目前一般的音乐喷泉当需要开启或关闭喷泉时，都需要人工至喷泉控制室内打开或关闭电源。频繁切换电源不仅对控制设备本身会造成损害，而且对工作人员的人身安全也存在一定的安全隐患。

另一方面现有的并且现有的音乐喷泉，其供电系统都是采用的市政供电，而长时间的喷泉工作会消耗很大的电量，导致能源损耗过多。电费开支也成为其中不可省略的部分，对于部分企业而言，更是成为了沉重的负担。而太阳能作为一种新能源，取之不尽，用之不竭，是一种洁净的能源，在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡，绝对不会造成污染和公害，因此在提倡环保的今天，广为被人们所青睐。太阳能发电是一种常见的太阳能利用方式，现行的太阳能发电都采用大规模的发电站进行太阳能发电，大规模的太阳能发电站由于其规模大、成本高、占地面积大，因此也急需一种适合音乐喷泉的供电系统，使其结构简明、成本较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种节能环保音乐喷泉管控系统，该管控系统可以快速对彩灯和喷泉水泵喷射形态进行控制，使得音乐喷泉的可定制性、娱乐性与互动性得到很大提高，实时监控相关参数，系统管控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，同时本发明的喷泉管控系统的电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化为所需电能，缓解了能源压力，降低了污染达到了节能环保的效果，同时停电后能提供备用电源，增加了系统的抗风险性，具有较高的实用价值和较广泛的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种节能环保音乐喷泉管控系统，包括：

主控模块、光伏发电与市电输出模块、水下灯光模块、喷泉水泵模块、音频模块、环境信号检测模块、电参数采集模块、显示报警模块、存储模块、通信模块、移动接收控制终端；

所述主控模块用于接收处理环境信号检测模块、电参数采集模块检测到的数据以及通信模块接收的移动接收控制终端发出的控制信号，并根据分析处理后的结果或者移动接收控制终端发出信号对光伏发电与市电输出模块、环境照明模块、水下灯光模块、喷水模块、音频模块、大屏幕模块、显示报警模块发出相应的指令信号；

所述光伏发电与市电输出模块包括光伏发电输出模块、市电输出模块、输出切换管控模块、安全保护模块；所述光伏发电输出模块、市电输出模块用于给其他模块提供必要的稳定直流电源或交流电源；所述输出切换管控模块用于根据负载功率的变化或主控模块的指令信号，在光伏发电输出、市电输出间进行合理切换，用以保证在满足负载需求的情况下，尽可能提高光伏发电利用效率；所述安全保护模块用于根据主控模块发出的指令或者负载数据发生异常超过阈值时，及时断开系统的电流输出，达到了保护各模块不受损害以及防止人身安全事故的作用；

所述水下灯光模块包括水下彩色灯具模块和灯光调节模块；所述彩色灯具模块包括安装在水下的各色可旋转灯具，用于提供音乐喷泉所需各种颜色灯光，所述灯光调节模块根据主控模块发出的指令信号调节各灯具的关闭以及旋转角度；

所述喷泉水泵模块用于根据主控模块发出的指令喷射出不同粗细长短的水柱；

所述音频模块包括音频播放模块、扩音模块；所述音频播放模块根据主控模块发出的指令播放出相应音乐，所述扩音模块用于将音频信号调制成合适大小的音量播放出来；

所述环境信号检测模块包括亮度传感器、环境湿度传感器、环境温度传感器、热释电红外传感器；所述信号检测模块用于采集光亮度、环境温度、湿度以及人流量数据送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述电参数采集模块包括蓄电池数据采集模块、负荷数据采集模块和光伏发电数据采集模块；所述蓄电池数据采集模块用于采集蓄电池组的电压、温度、电量以及充电状态数据；所述负荷数据采集模块用于采集音乐喷泉其他模块的消耗电能数据；所述光伏发电数据采集模块用于采集光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流以及太阳光辐照度数据；

所述显示报警模块用来实时显示信号检测模块和电参数采集模块采集的各类参数信息，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警信号；

所述存储模块用来存储环境信号检测模块采集的亮度、环境温度、湿度以及人流量数据以及预先设置的控制程序，以供主控模块调用；

所述通信模块用于向移动接收控制终端发送采集处理的亮度、环境温度、湿度以及人流量数据或者接收移动接收控制终端的指令信息送入主控模块以供调用；

所述移动接收控制终端用于实时接收亮度、环境温度、湿度以及人流量数据，并根据需要人为远程设定管控参数以供主控模块调用。

优选地，所述主控模块为FPGA、ARM、DSP中的一种。

优选地，所述光伏发电输出模块包括光伏组件模块、光伏控制模块、逆变器模块、蓄电池模块、充放电控制模块；

所述光伏组件模块包括多个光伏发电子单元，用于接收太阳光中的光辐射能量并转化为电能，通过光伏控制模块一路经过充放电控制模块送入蓄电池模块存储，另一路通过逆变器模块转换成交流电输出供其他模块使用；

所述光伏控制模块根据主控模块发出的指令信号一方面调节光伏组件模块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率；另一方面对输出功率在送入蓄电池存储和直接转化为交流电使用两路间进行合理分配；

所述逆变器模块为正弦波逆变器用于将光伏组件或者蓄电池模块输入的直流电转化为交流电输出，以供音乐喷泉其他模块使用；

所述蓄电池模块包括蓄电池组和充电保护电路，所述充电保护电路与蓄电池组连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；

所述充放电控制模块根据主控模块发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配。

优选地，所述存储模块包括随机存储器模块、SD卡模块、USB接口模块，所述随机存储器模块用于与主控模块的配合使用以增加内存和数据处理的速度，所述SD卡模块用于长时间存储采集的各种数据，所述USB接口模块方便导出复制数据。

优选地，所述显示报警模块包括LED电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

优选地，所述移动接收控制终端包括移动接收设备和安装在设备上的APP；

所述移动接收设备为智能手环、智能手机、平板电脑中的一种。

优选地，所述通信模块为WiFi通信模块。

优选地，所述管控系统还包括户外屏幕模块，用于播放相关音乐视频信息。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种节能环保音乐喷泉管控系统的主控模块采用了FPGA、ARM、DSP中的一种微处理器，其功耗较小、可靠性性较高、编程简单、效率较高、价格较低、数据处理速度较快、指令执行速度更快，能够有效提高管控系统的灵敏度和可靠性，降低的能耗，节约了资源。

（2）本发明的一种节能环保音乐喷泉管控系统的电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化为所需电能，缓解了能源压力，降低了污染达到了节能环保的效果，同时停电后能提供备用电源，增加了系统的抗风险性，另一方面采用的安全保护模块能够在负载发生异常或者人为需要时及时自动断开电流输出，最大程度的保护了人身财产安全。

（3）本发明的一种节能环保音乐喷泉管控系统中的信号检测模块能够有效采集光亮度传感器、环境湿度传感器、环境温度传感器、热释电红外传感器，使得系统能够准确的根据光亮度，人流量，室外环境情况自动控制音乐的播放以及喷泉的大小，从而实现了智能管控的功能，大大提高了音乐喷泉的可定制性、娱乐性与互动性。

（4）本发明的一种节能环保音乐喷泉管控系统中采用的显示报警模块包括LED电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器，能够使工作人员直观的掌握到光亮度、环境温度、湿度以及人流量数据，并能根据危险等级进行语音播报和鸣笛警报，大大提高了整个管控系统的效率和功能。

（5）本发明的一种节能环保音乐喷泉管控系统采用的通信模块为WiFi通信模块，一方面减少了施工难度，另一方面能够实时的与移动接收控制终端进行通信，将相关信息传送给移动接收控制终端的同时还能够接收移动接收控制终端发出的控制信号，能够对音乐喷泉系统进行远程控制和操作，使用方便，更加智能化，大大提高了发明的管控系统管控效果和功能。

（6）本发明的一种节能环保音乐喷泉管控系统光伏组件模块使用多个光伏发电子单元，将光伏组件的电流进行汇流，通过光伏控制模块控制汇流电流的流向，汇流电流一方面通过逆变器转换为交流电为系统其他模块工作电流，另一方面光伏发电产生的多余电能通过充放电控制模块装置存储在蓄电池中，在无光照的条件下，充放电控制模块控制蓄电池放电，提供给系统使用；另一方面系统采用的光伏控制模块，能够根据主控模块发出的指令信号调节光伏组件模块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率，能够最大程度的提高光伏发电的效率，同时保护了系统电流的稳定持续性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的一种节能环保音乐喷泉管控系统示意图；

图2为本发明的一种节能环保音乐喷泉管控系统的光伏发电与市电输出模块示意图；

图3为本发明的一种节能环保音乐喷泉管控系统的水下灯光模块和音频模块的示意图。

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。

如图1-3所示，本实施例中提供了一种节能环保音乐喷泉管控系统，包括：主控模块1、光伏发电与市电输出模块2、水下灯光模块3、喷泉水泵模块4、音频模块5、环境信号检测模块6、电参数采集模块7、显示报警模块8、存储模块9、通信模块10、移动接收控制终端11；

所述主控模块1用于接收处理环境信号检测模块6、电参数采集模块7检测到的数据以及通信模块10接收的移动接收控制终端11发出的控制信号，并根据分析处理后的结果或者移动接收控制终端11发出信号对光伏发电与市电输出模块2、水下灯光模块3、喷水模块4、音频模块5、显示报警模块8发出相应的指令信号；

所述光伏发电与市电输出模块2包括光伏发电输出模块21、市电输出模块22、输出切换管控模块23、安全保护模块24；所述光伏发电输出模块21、市电输出模块22用于给其他模块提供必要的稳定直流电源或交流电源；所述输出切换管控模块23用于根据负载功率的变化或主控模块1的指令信号，在光伏发电输出、市电输出间进行合理切换，用以保证在满足负载需求的情况下，尽可能提高光伏发电利用效率；所述安全保护模块24用于根据主控模块1发出的指令或者负载数据发生异常超过阈值时，及时断开系统的电流输出，达到了保护家用电器不受损害以及防止人身安全事故的作用；

所述水下灯光模块3包括水下彩色灯具模块31和灯光调节模块32；所述彩色灯具模块31包括安装在水下的各色可旋转灯具，用于提供音乐喷泉所需各种颜色灯光，所述灯光调节模块32根据主控模块1发出的指令信号调节各灯具的关闭以及旋转角度；

所述喷泉水泵模块4用于根据主控模块发出的指令喷射出不同粗细长短的水柱；

所述音频模块5包括音频播放模块51、扩音模块52；所述音频播放模块51根据主控模块1发出的指令播放出相应音乐，所述扩音模块52用于将音频信号调制成合适大小的音量播放出来；

所述环境信号检测模块6包括亮度传感器、环境湿度传感器、环境温度传感器、热释电红外传感器；所述信号检测模块用于采集光亮度、环境温度、湿度以及人流量数据送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述电参数采集模块7包括蓄电池数据采集模块、负荷数据采集模块和光伏发电数据采集模块；所述蓄电池数据采集模块用于采集蓄电池组的电压、温度、电量以及充电状态数据；所述负荷数据采集模块用于采集音乐喷泉其他模块的消耗电能数据；所述光伏发电数据采集模块用于采集光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流以及太阳光辐照度数据；

所述显示报警模块8用来实时显示环境信号检测模块6和电参数采集模块7采集的各类参数信息，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警信号；

所述存储模块9用来存储环境信号检测模块采集的亮度、环境温度、湿度以及人流量数据以及预先设置的控制程序，以供主控模块调用；

所述通信模块10用于向移动接收控制终端11发送采集处理的亮度、环境温度、湿度以及人流量数据或者接收移动接收控制终端11的指令信息送入主控模块以供调用；

所述移动接收控制终端11用于实时接收亮度、环境温度、湿度以及人流量数据，并根据需要人为远程设定管控参数以供主控模块1调用。

本实施例中主控模块1为ARM微处理器。

本实施例中光伏发电输出模块2包括光伏组件模块211、光伏控制模块212、逆变器模块213、蓄电池模块214、充放电控制模块215；

所述光伏组件模块211包括安装于屋顶的多个光伏发电子单元，用于接收太阳光中的光辐射能量并转化为电能，通过光伏控制模块212一路经过充放电控制模块215送入蓄电池模块214存储，另一路通过逆变器模块213转换成交流电输出供家用电器使用；

所述光伏控制模212块根据主控模块1发出的指令信号一方面调节光伏组件模211块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率；另一方面对输出功率在送入蓄电池存储和直接转化为交流电使用两路间进行合理分配；

所述逆变器模块213为正弦波逆变器用于将光伏组件211或者蓄电池模块214输入的直流电转化为交流电输出，以供其他模块使用；

所述蓄电池模块214包括蓄电池组2142和充电保护电路2141，所述充电保护电路2141与蓄电池组连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；

所述充放电控制模块215根据主控模块1发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块214合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配。

本实施例中存储模块9包括随机存储器模块、SD卡模块、USB接口模块，所述随机存储器模块用于与主控模块的配合使用以增加内存和数据处理的速度，所述SD卡模块用于长时间存储采集的各种数据，所述USB接口模块方便导出复制数据。

本实施例中显示报警模块8包括LED电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

本实施例中移动接收控制终端11包括移动接收设备和安装在设备上的APP；

所述移动接收设备为平板电脑。

本实施例中通信模块10为WiFi通信模块。

本发明一种节能环保音乐喷泉管控系统可以快速对彩灯和喷泉水泵喷射形态进行控制，使得音乐喷泉的可定制性、娱乐性与互动性得到很大提高，实时监控相关参数，系统管控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，同时本发明的喷泉管控系统的电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化为所需电能，缓解了能源压力，降低了污染达到了节能环保的效果，同时停电后能提供备用电源，增加了系统的抗风险性。该系统具有开放式、模块化的特点，实用性高，可广泛用于各类公园小区等公共场所，具有较高的实用价值和广泛地应用前景。

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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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 (8)

1.一种节能环保音乐喷泉管控系统，其特征在于，包括：主控模块、光伏发电与市电输出模块、水下灯光模块、喷泉水泵模块、音频模块、环境信号检测模块、电参数采集模块、显示报警模块、存储模块、通信模块、移动接收控制终端；

所述主控模块用于接收处理环境信号检测模块、电参数采集模块检测到的数据以及通信模块接收的移动接收控制终端发出的控制信号，并根据分析处理后的结果或者移动接收控制终端发出信号对光伏发电与市电输出模块、水下灯光模块、喷水模块、音频模块、显示报警模块发出相应的指令信号；

所述光伏发电与市电输出模块包括光伏发电输出模块、市电输出模块、输出切换管控模块、安全保护模块；所述光伏发电输出模块、市电输出模块用于给其他模块提供必要的稳定直流电源或交流电源；所述输出切换管控模块用于根据负载功率的变化或主控模块的指令信号，在光伏发电输出、市电输出间进行合理切换，用以保证在满足负载需求的情况下，尽可能提高光伏发电利用效率；所述安全保护模块用于根据主控模块发出的指令或者负载数据发生异常超过阈值时，及时断开系统的电流输出，达到了保护各模块不受损害以及防止人身安全事故的作用；

所述水下灯光模块包括水下彩色灯具模块和灯光调节模块；所述彩色灯具模块包括安装在水下的各色可旋转灯具，用于提供音乐喷泉所需各种颜色灯光，所述灯光调节模块根据主控模块发出的指令信号调节各灯具的关闭以及旋转角度；

所述喷泉水泵模块用于根据主控模块发出的指令喷射出不同粗细长短的水柱；

所述音频模块包括音频播放模块、扩音模块；所述音频播放模块根据主控模块发出的指令播放出相应音乐，所述扩音模块用于将音频信号调制成合适大小的音量播放出来；

所述环境信号检测模块包括亮度传感器、环境湿度传感器、环境温度传感器、热释电红外传感器；所述信号检测模块用于采集光亮度、环境温度、湿度以及人流量数据送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述电参数采集模块包括蓄电池数据采集模块、负荷数据采集模块和光伏发电数据采集模块；所述蓄电池数据采集模块用于采集蓄电池组的电压、温度、电量以及充电状态数据；所述负荷数据采集模块用于采集音乐喷泉其他模块的消耗电能数据；所述光伏发电数据采集模块用于采集光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流以及太阳光辐照度数据；

所述显示报警模块用来实时显示信号检测模块和电参数采集模块采集的各类参数信息，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警信号；

所述存储模块用来存储环境信号检测模块采集的亮度、环境温度、湿度以及人流量数据以及预先设置的控制程序，以供主控模块调用；

所述通信模块用于向移动接收控制终端发送采集处理的亮度、环境温度、湿度以及人流量数据或者接收移动接收控制终端的指令信息送入主控模块以供调用；

所述移动接收控制终端用于实时接收亮度、环境温度、湿度以及人流量数据，并根据需要人为远程设定管控参数以供主控模块调用。

2.根据权利要求1所述的一种节能环保音乐喷泉管控系统，其特征在于，所述主控模块为FPGA、ARM、DSP中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种节能环保音乐喷泉管控系统，其特征在于，所述光伏发电输出模块包括光伏组件模块、光伏控制模块、逆变器模块、蓄电池模块、充放电控制模块；

所述光伏组件模块包括多个光伏发电子单元，用于接收太阳光中的光辐射能量并转化为电能，通过光伏控制模块一路经过充放电控制模块送入蓄电池模块存储，另一路通过逆变器模块转换成交流电输出供其他模块使用；

所述光伏控制模块根据主控模块发出的指令信号一方面调节光伏组件模块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率；另一方面对输出功率在送入蓄电池存储和直接转化为交流电使用两路间进行合理分配；

所述逆变器模块为正弦波逆变器用于将光伏组件或者蓄电池模块输入的直流电转化为交流电输出，以供音乐喷泉其他模块使用；

所述蓄电池模块包括蓄电池组和充电保护电路，所述充电保护电路与蓄电池组连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；

所述充放电控制模块根据主控模块发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配。

4.根据权利要求1所述的一种节能环保音乐喷泉管控系统，其特征在于，所述存储模块包括随机存储器模块、SD卡模块、USB接口模块，所述随机存储器模块用于与主控模块的配合使用以增加内存和数据处理的速度，所述SD卡模块用于长时间存储采集的各种数据，所述USB接口模块方便导出复制数据。

5.根据权利要求1所述的一种节能环保音乐喷泉管控系统，其特征在于，所述显示报警模块包括LED电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

6.根据权利要求1所述的一种节能环保音乐喷泉管控系统，其特征在于，所述移动接收控制终端包括移动接收设备和安装在设备上的APP；

所述移动接收设备为智能手环、智能手机、平板电脑中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种节能环保音乐喷泉管控系统，其特征在于，所述通信模块为WiFi通信模块。

8.根据权利要求1所述的一种节能环保音乐喷泉管控系统，其特征在于，所述管控系统还包括户外屏幕模块，用于播放相关音乐视频信息。