CN107559660A - 太阳能微波控制路灯及控制方法和构成的照明系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种路灯，特别是指一种集组网、节能、视频影像捕捉和无线通讯等功能相结合并运用Zigbee通讯技术进行统一通讯指令，接收主灯触发信号进行统一控制的太阳能微波控制路灯及其构成的照明系统和控制方法，包括灯泡、锂电池和太阳能板，太阳能电池板与锂电池电连接，还包括过充保护电路模块、单片机模块、ROM存储器模块、GPS模块、通讯模块、摄像头、光敏电路模块、Zigbee通讯模块和长距微波传感器，过充保护电路模块串接在太阳能电池板均与锂电池之间，锂电池还分别与单片机模块和摄像头电连接，单片机模块还分别与ROM存储器模块、GPS模块、通讯模块、摄像头、光敏电路模块、Zigbee通讯模块和长距微波传感器电连接，灯泡也与单片机模块电连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种路灯与物联网技术的结合运用，特别是指一种太阳能微波控制路灯及其构成的照明系统和控制方法。
背景技术
现有太阳能路灯技术主要是由太阳能、风能并结合电网(市电)互补供电来满足夜间照明需求的，现有技术最大问题在于电池容量有限，单纯蓄电池支持点灯不足，成本与运行费用较高，需施工布线，建设灯杆、连接电网，单纯使用风能太阳能其发电量往往不能满足整夜持续照明，市电补充又产生能耗费用，建设及维护费用相对较高，施工量大，后期费用持续增多，经济效益不理想。
目前现有技术中CN 105508982A公开了一种微波智能感应路灯，它包括：太阳能板、灯具、检修门、微波雷达智能感应集成板、蓄电池，所述的微波雷达智能感应集成板组装于灯具杆上；所述的太阳能板位于灯具杆顶端；所述的灯具位于灯具杆侧边；所述的检修门设于灯具杆下端处；所述的蓄电池埋于地底；所述的微波雷达智能感应集成板安装于检修门内。
但该微波智能感应路灯在使用时虽然可以通过微波雷达智能感应集成板实现节能的效果，并且太阳能板也可以实现降低外部供电能耗，但是无法实现组网需求并且也无法实现录像、通讯及其城市及偏远地区治安较弱的地方的安防需求。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种集组网、节能、视频影像捕捉和无线通讯等功能相结合并运用Zigbee通讯技术进行统一通讯指令，接收主灯触发信号进行统一控制的太阳能微波控制路灯及其构成的照明系统和控制方法。
为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:一种太阳能微波控制路灯，包括灯泡、锂电池和太阳能板，所述太阳能电池板与锂电池电连接，还包括过充保护电路模块、单片机模块、ROM存储器模块、GPS模块、通讯模块、摄像头、光敏电路模块、Zigbee通讯模块和长距微波传感器，所述过充保护电路模块串接在太阳能电池板均与锂电池之间，所述锂电池还分别与单片机模块和摄像头电连接，所述单片机模块还分别与ROM存储器模块、GPS模块、通讯模块、摄像头、光敏电路模块、Zigbee通讯模块和长距微波传感器电连接，所述灯泡也与单片机模块电连接。
作为优选，所述GPS模块内置于摄像头内。
作为优选，所述的Zigbee通讯模块包括控制模块、信号转换模块和Zigbee 节点模块。
作为优选，所述控制模块包括接收单元，用于接收控制命令；处理单元，用于根据所述控制命令制作控制信号；发送单元，用于发送所述控制信号。
作为优选，所述信号转换模块包括：第一接收单元，用于接收控制信号；处理单元，用于将所述控制信号转换成Zigbee信号；第一发送单元，用于发送所述Zigbee信号
作为优选，所述灯泡包括发光体a和灯罩b，所述灯罩b内壁涂覆有纳米荧光晶体硅涂层c。
作为优选，所述纳米荧光晶体硅涂层包括3％的颗粒大小在1-5nm的硅颗粒和50％的10-50nm的硅颗粒和45％的50-100nm的硅颗粒和2％的100-200nm 的硅颗粒。
为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:一种太阳能微波控制路灯构成的照明系统：包括太阳能微波控制路灯若干，所述太阳能微波控制路灯安装在道路上的指定位置，相邻且最短距离的太阳能微波控制路灯通过Zigbee通讯模块进行通讯，同时当遇到路口处时，位于路口处的太阳能微波控制路灯上设置有摄像头和长距微波传感器，除位于路口以外的太阳能微波控制路灯上不设置有摄像头和长距微波传感器。
为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:一种一种太阳能微波控制路灯的控制方法，包括：
所述太阳能微波控制路灯中的长距微波传感器接受外部信号；
单片机模块将外部信号进行分析，若属于控制节点的信号，则将其发送至 Zigbee通讯模块的转换模块将外部信号转换为控制信号，一方面将该控制信号通过单片机模块控制摄像头打开，另一方面将控制信号通过信号转换模块转换为Zigbee信号并发送到相邻的Zigbee节点；
Zigbee节点接收到该信号后将信号反馈给该节点的Zigbee通讯模块的控制模块，该控制模块向单片机模块发出反馈信号并进行开灯操作，并通过Zigbee 节点模块发送Zigbee信号给相邻的下一个太阳能微波控制路灯并依次类推；
所述太阳能微波控制路灯中的长距微波传感器接受外部信号；所述单片机模块将外部信号进行分析，若不属于控制节点的信号，则一方面将该控制信号通过将其发送至Zigbee通讯模块的转换模块将外部信号转换为控制信号，一方面将控制信号通过信号转换模块转换为Zigbee信号并发送至指定的控制点，另一方面将控制信号通过信号转换模块转换为Zigbee信号并发送到相邻的Zigbee 节点；
指定的控制点接受Zigbee信号后进行分析，并将该控制信号通过单片机模块控制摄像头打开，另一方面将控制信号通过信号转换模块转换为Zigbee信号并发送到相邻的Zigbee节点；Zigbee节点接收到该信号后将信号反馈给该节点的Zigbee通讯模块的控制模块，该控制模块向单片机模块发出反馈信号并进行开灯操作，并通过Zigbee节点模块发送Zigbee信号给相邻的下一个太阳能微波控制路灯并依次类推。
以上描述可以看出，本发明具备以下优点：本发明的太阳能微波控制路灯满足了主干道以外的道路照明需求，以低成本实现路灯照明及治安监控的需求；太阳能发电可实现无需布线及连接电网即可在有人有车情况下实现的一种自动照明的路灯方案，一体化结构可利用路边的大树，电杆、房屋等有利条件使用调节紧箍式组件进行安装，即装即用，简单方便免维护，有效低成本解决城乡结合地区照明治安条件差，安全事故隐患多的困境，从而用科技手段打造一个智能低碳高效便捷的绿色照明方案，实际有效解决了百姓的需求。
综上所述，可以看出本发明的太阳能微波控制路灯以极低的成本实现了道路照明、治安监控、节能减排等多重收益，提高了主干道以外支路的安全性、舒适性，施工简便成本低廉，寿命持久，科技智能，社会与经济效益双收，为建设社会主义科技幸福新农村做一份贡献。
附图说明
附图1为本发明的太阳能微波控制路灯的连接框图。
附图2为本发明的太阳能微波控制路灯的信令流程图。
附图3为本发明的控制设备的连接框图。
附图4为本发明的太阳能微波控制路灯的灯泡的结构图。
附图说明：1、灯泡，1a、发光体，1b、灯罩，1c、纳米荧光晶体硅涂层，2、锂电池，3、太阳能板，4、过充保护电路模块，5、单片机模块，6、ROM存储器模块，7、GPS模块，8、通讯模块，9、摄像头，10、光敏电路模块，11、Zigbee 通讯模块，12、长距微波传感器，111、控制模块，112、信号转换模块，1121、第一接收单元，1122、处理单元，1123、第一发送单元，113、Zigbee节点模块， 1111、接收单元，1112、处理单元，1113、发送单元。
具体实施方式
结合附图所示，一种太阳能微波控制路灯，包括灯泡1、锂电池2和太阳能板3，所述太阳能电池板2与锂电池3电连接，其特征在于：还包括过充保护电路模块4、单片机模块5、ROM存储器模块6、GPS模块7、通讯模块8、摄像头9、光敏电路模块10、Zigbee通讯模块11和长距微波传感器12，所述过充保护电路模块4串接在太阳能电池板2均与锂电池3之间，所述锂电池3还分别与单片机模块5和摄像头9电连接，所述单片机模块5还分别与ROM存储器模块6、GPS模块7、通讯模块8、摄像头9、光敏电路模块10、Zigbee通讯模块11 和长距微波传感器12电连接，所述灯泡1也与单片机模块5电连接；所述通讯模块8为4G模块；所述GPS模块7内置于摄像头9内。
以农村地区为例，除主干道以外的大部分支线道路基本无路灯，夜间漆黑一片，偷盗及交通事故频出，夜间出行舒适性差。
安装本发明的太阳能微波控制路灯后，首先在不用布线及外接市电的条件下即可实现道路照明，可利用道路两侧电杆、树木或建筑实施安装，免去单独架杆的时间与成本，快速简便的安装使用，其次在安装后也同时拥有对该安装道路的监控覆盖，通过内置摄像头使用4G数连可远程实时监控该道路情况，具备了交通及治安监控功能，综上所述安装该产品后实现了低成本道路照明，实时监控，低碳减排，可谓一举三得的好方案。
由于灯具内置长距微波传感器，可在所经道路上探测道路往来车辆及行人，实现人来车来灯亮，人去车过灯灭，无人无车不开灯的特点，大幅降低无效点灯时间，减少无效电能消耗，延长电池寿命，太阳能自循环发电模式无需布线或外接市电，可独立自循环运行，结合大容量锂电池，过充保护电路，智能单片机、 ROM存储器、GPS组件，4G模块、摄像模组，光敏电路及Zigbee通讯模块等，加入Zigbee通讯模组后，道路上所有灯具均自动组网形成统一通讯指令，接收主灯触发信号统一开灯，并在设定时间内逐步熄灭，杜绝老式感应灯走到亮走过灭的尴尬，提供有效舒适人性化的照明模式，充分满足实际的使用需求，加入4G模块及摄像模组后，灯具便升级成治安天眼，尤其在基础设置较差的城乡结合部及农村，天眼覆盖率较低的地区，该灯具不但满足照明需要也同时补充了偏僻地区的治安盲区，由于农村及城乡地区警力较薄弱，盗抢及肇事逃逸问题频发，单纯安装治安天眼成本高目标大，容易被犯罪分子规避，若将摄像头结合在路灯中使用，解决照明需求的同时也满足了治安及道路监控的需求，4G模块可无线将拍摄内容上传至指定路径存储，以便取证需要，将GPS模块内置于摄像头内还可用于摄像头追回，综上所述，微波感应Zigbee太阳能监控路灯采用太阳能发电自体循环，无需布线及外接电源，既解决了支路照明、又满足了道路及治安需求、是节能减排造福百姓低成本高效益完美的路灯应用方案。
图2为本发明的太阳能微波控制路灯的信令流程图；本实施例采用通过一个控制设备(RDM或DMX或Artnet控制模块)和一个信号转换装置实现；本实施例采用通过互联网发送控制命令的方式进行说明。
步骤101、控制模块接收互联网发送的控制命令；控制模块通过无线路由器 (或有线路由器)连接上互联网。采用无线路由器可以更加方便控制模块的位置安放，而不用被布线方式所限制。
用户可以通过远端的计算机设备通过互联网，根控制模块的IP地址发送一个控制命令。
步骤102、控制模块发送控制信号到信号转换装置；控制模块接收到来自互联网的控制命令后，根据所述控制命令向信号转换装置发送灯光控制信号。
步骤103、信号转换装置将所述灯光控制信号转换为Zigbee信号；所述信号转换装置接收到灯光控制信号后，将所述灯光控制信号解包后，再打包成Zigbe e信号格式。
步骤104、信号转换装置发送所述Zigbee信号到Zigbee节点。信号转换装置将打包好的Zigbee信号发送到Zigbee节点，这里Zigbee节点可以是多个。
例如，一个信号转换装置同时与10个Zigbee节点通过Zigbee连接，所述1 0个Zigbee节点分别对应10中太阳能微波控制路灯。
进一步的，也可以采用信号转换装置将Zigbee信号发送到所有可连接的Zi gbee节点。
还可以包含如下步骤：
步骤105、Zigbee节点发送Zigbee回报信号到信号转换装置；所述Zigbee节点连接的太阳能微波控制路灯根据Zigbee信号做出相应的工作模式转换后，将反馈结果通过Zigbee节点以Zigbee回报信号的形式发送到信号转换装置。
步骤106、信号转换装置将所述Zigbee回报信号转换为控制响应信号；信号转换装置将接收到的将所述Zigbee回报信号解包，然后再打包成灯光控制信号的控制响应信号。
步骤107、信号转换装置发送所述控制响应信号到控制模块；这里的控制响应信号是以符合RDM或DMX或Artnet协议的模式发送的。
步骤108、控制模块转发所述控制响应信号到互联网。控制模块在接收到灯光控制信号后，通过无线路由器转发灯光控制信号到用户所在计算机设备。
本发明实施例采用信号转换装置将其他控制信号转换成Zigbee信号，对设备进行控制，使得用户可以通过远距离发送控制命令对需要控制的设备进行控制。
请参阅图3为本发明发明的控制设备的连接框图
所述的Zigbee通讯模块11包括控制模块111、信号转换模块112和Zigbee 节点模块113；所述控制模块111包括接收单元1111，用于接收控制命令；处理单元1112，用于根据所述控制命令制作控制信号；发送单元1113，用于发送所述控制信号；所述信号转换模块112包括：第一接收单元1121，用于接收控制信号；处理单元1122，用于将所述控制信号转换成Zigbee信号；第一发送单元1123，用于发送所述Zigbee信号。
本发明的太阳能微波控制路灯满足了主干道以外的道路照明需求，以低成本实现路灯照明及治安监控的需求；太阳能发电可实现无需布线及连接电网即可在有人有车情况下实现的一种自动照明的路灯方案，一体化结构可利用路边的大树，电杆、房屋等有利条件使用调节紧箍式组件进行安装，即装即用，简单方便免维护，有效低成本解决城乡结合地区照明治安条件差，安全事故隐患多的困境，从而用科技手段打造一个智能低碳高效便捷的绿色照明方案，实际有效解决了百姓的需求。
综上所述，可以看出本发明的太阳能微波控制路灯以极低的成本实现了道路照明、治安监控、节能减排等多重收益，提高了主干道以外支路的安全性、舒适性，施工简便成本低廉，寿命持久，科技智能，社会与经济效益双收，为建设社会主义科技幸福新农村做一份贡献。
本发明实施例通过采用信号转换装置将其他控制信号转换成Zigbee信号，对设备进行控制，使得用户可以通过远距离发送控制命令对需要控制的设备进行控制。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，说明书中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种太阳能微波控制路灯，包括灯泡(1)、锂电池(2)和太阳能板(3)，所述太阳能电池板(3)与锂电池(2)电连接，其特征在于：还包括过充保护电路模块(4)、单片机模块(5)、ROM存储器模块(6)、GPS模块(7)、通讯模块(8)、摄像头(9)、光敏电路模块(10)、Zigbee通讯模块(11)和长距微波传感器(12)，所述过充保护电路模块(4)串接在太阳能电池板(2)均与锂电池(3)之间，所述锂电池(3)还分别与单片机模块(5)和摄像头(9)电连接，所述单片机模块(5)还分别与ROM存储器模块(6)、GPS模块(7)、通讯模块(8)、摄像头(9)、光敏电路模块(10)、Zigbee通讯模块(11)和长距微波传感器(12)电连接，所述灯泡(1)也与单片机模块(5)电连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能微波控制路灯，其特征在于：所述GPS模块(7)内置于摄像头(9)内。
3.根据权利要求1所述的太阳能微波控制路灯，其特征在于：所述的Zigbee通讯模块(11)包括控制模块(111)、信号转换模块(112)和Zigbee节点模块(113)。
4.根据权利要求4所述的太阳能微波控制路灯，其特征在于：所述控制模块(111)包括接收单元(1111)，用于接收控制命令；处理单元(1112)，用于根据所述控制命令制作控制信号；发送单元(1113)，用于发送所述控制信号。
5.根据权利要求4所述的太阳能微波控制路灯，其特征在于：所述信号转换模块(112)包括：第一接收单元(1121)，用于接收控制信号；处理单元(1122)，用于将所述控制信号转换成Zigbee信号；第一发送单元(1123)，用于发送所述Zigbee信号。
6.根据权利要求1所述的太阳能微波控制路灯，其特征在于：所述灯泡(1)包括发光体(1a)和灯罩(1b)，所述灯罩(1b)内壁涂覆有纳米荧光晶体硅涂层(1c)。
7.根据权利要求1所述的太阳能微波控制路灯，其特征在于：所述纳米荧光晶体硅涂层(1c)包括3％的颗粒大小在1-5nm的硅颗粒和50％的10-50nm的硅颗粒和45％的50-100nm的硅颗粒和2％的100-200nm的硅颗粒。
8.一种太阳能微波控制路灯构成的照明系统：包括太阳能微波控制路灯若干，所述太阳能微波控制路灯安装在道路上的指定位置，相邻且最短距离的太阳能微波控制路灯通过Zigbee通讯模块进行通讯，同时当遇到路口处时，位于路口处的太阳能微波控制路灯上设置有摄像头和长距微波传感器，除位于路口以外的太阳能微波控制路灯上不设置有摄像头和长距微波传感器。
9.一种太阳能微波控制路灯的控制方法，其特征在于：
包括：
所述太阳能微波控制路灯中的长距微波传感器接受外部信号；
单片机模块将外部信号进行分析，若属于控制节点的信号，则将其发送至Zigbee通讯模块的转换模块将外部信号转换为控制信号，一方面将该控制信号通过单片机模块控制摄像头打开，另一方面将控制信号通过信号转换模块转换为Zigbee信号并发送到相邻的Zigbee节点；
Zigbee节点接收到该信号后将信号反馈给该节点的Zigbee通讯模块的控制模块，该控制模块向单片机模块发出反馈信号并进行开灯操作，并通过Zigbee节点模块发送Zigbee信号给相邻的下一个太阳能微波控制路灯并依次类推；
所述太阳能微波控制路灯中的长距微波传感器接受外部信号；所述单片机模块将外部信号进行分析，若不属于控制节点的信号，则一方面将该控制信号通过将其发送至Zigbee通讯模块的转换模块将外部信号转换为控制信号，一方面将控制信号通过信号转换模块转换为Zigbee信号并发送至指定的控制点，另一方面将控制信号通过信号转换模块转换为Zigbee信号并发送到相邻的Zigbee节点；
指定的控制点接受Zigbee信号后进行分析，并将该控制信号通过单片机模块控制摄像头打开，另一方面将控制信号通过信号转换模块转换为Zigbee信号并发送到相邻的Zigbee节点；Zigbee节点接收到该信号后将信号反馈给该节点的Zigbee通讯模块的控制模块，该控制模块向单片机模块发出反馈信号并进行开灯操作，并通过Zigbee节点模块发送Zigbee信号给相邻的下一个太阳能微波控制路灯并依次类推。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180109 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |