CN107883325A - 一种节能路灯控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能路灯控制系统，包括光强传感器、温度传感器、微波移动传感器、微波调理电路、声音传感器、多路模数转换器、控制器、时钟模块、无线通信模块、继电器、副照明灯控制电路、主照明灯、副照明灯、太阳能光伏板、太阳能蓄电池和DC/DC降压模块；微波移动传感器和微波调理电路连接，光强传感器、温度传感器、声音传感器、微波调理电路分别与多路模数转换器连接，多路模数转换器、时钟模块、无线通信模块、继电器、副照明灯控制电路、DC/DC降压模块分别与控制器连接，继电器与主照明灯连接，副照明灯控制电路和副照明灯连接，太阳能光伏板、太阳能蓄电池、DC/DC降压模块依次顺序连接本发明提高照明效率、降低能源消耗。
Description
技术领域
本发明涉及节能技术领域，特别是一种节能路灯控制系统。
背景技术
在现代社会中，随着城市化水平的不断提高，城市的路灯照明系统也不断扩大和完善，路灯照明系统已经不仅仅是提供路面照明、方便出行的设施，它已经成为城市重要基础设施的组成部分，在城市的交通安全、社会治安、人民生活和市容风貌中居于举足轻重的地位，肩负着提升城市形象的任务。一个城市照明系统建设的如何标志着城市实力和成熟的程度。在路灯照明系统的设计过程中，除了基本的照明功能设计外，还必须同时考虑路灯照明系统的使用的节能性、操作的智能性和维护的便捷性等综合化设计，所以，路灯照明系统是对光源材料、节能控制、通信链路、传感检测和物联网等多个领域技术的综合应用和多系统融合产品，涉及的范围比较广，而这其中，节能控制和通信技术近些年来的相关研究和成果，在解决路灯照明系统的高效节能和智能管理问题，发挥着举足轻重的作用，并使智能路灯系统成为实用系统，并不断发展创新。
目前中国照明用电占总发电量的20 %左右，而户外道路照明约占整个照明用电量的30%。由于传统的路灯节能系统存在着智能化程度低、通讯稳定程度差、照明资源浪费等问题，仍以低效照明为主，各大城市路灯能源利用率普遍不高，让路灯的电费和管理费用成为政府一项巨大的财政支出。
在照明系统的节能技术发展上，国外照明节能技术主要是在推动绿色照明，采用新光源材料；提高功率器件性能和建立完善有效机制上。国内目前传统节能方法主要是人工控制节能、时控节能和光控节能的人工节能方法，并结合光源节能方法。
传统的路灯照明系统是在配电箱中安装定时设备，按照预定时间自动打开关闭路灯，关灯与开灯完全不考虑现场是否有行车行人的存在。当季节变化或者天气异常时，必须人工逐个操作路灯。这种简单的控制方式严重缺乏灵活性，会造成能源的巨大浪费。在路灯运行和维护时，都需要耗费巨大的人力和时间成本，且不能实时监控运行状况和收集运行数据。
随着现代科学技术的发展，多领域技术的综合应用和多系统的融合，更新的节能控制技术和通信技术开始进入路灯照明领域，逐步解决传统路灯控制系统的问题。
市化建设的加快和道路规划的发展，使得夜间照明设施被越来越广泛的使用。路灯作为一种较为常见和普遍的照明设施，在晚间为行人以及车辆提供便利，预防晚间道路交通事故的发生。而为路灯提供能源的多为电能，因此路灯的广泛使用需要消耗大量的电能，但许多晚间凌晨以后车流量、人流量较少的道路上，路灯却通宵达旦的使用，造成大量能源的耗费，同时也在一定程度上降低了路灯的使用寿命。目前多数路灯采用240W 的高压钠灯，因不同需求其功率可能更大，消耗也更大。
现有的路灯照明方案有的采用后半夜“亮一隔一”等方式，这样的话，存在照明死角，有一定的交通安全隐患；有的甚至在后半夜直接熄灭路灯，这更会造成很多交通事故。而其他现有节能系统有些采用在无人车时关闭路灯的方案，不仅会产生安全隐患，同时采用多种传感器( 压力传感器，电感线圈等) 成本较高且对环境要求较高，不适合广泛的应用推广。晚间路灯利用率低而造成的大量电力资源浪费和附带的产生大量电力资源所造成的污染的问题。在使用LED路灯的基础上，因随着夜间行人的减少，路灯的持续常亮状态必然还存在能源浪费，路灯使用寿命降低的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种节能路灯控制系统，本发明提高照明效率、降低能源消耗。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本发明提出的一种节能路灯控制系统，包括光强传感器、温度传感器、微波移动传感器、微波调理电路、声音传感器、多路模数转换器、控制器、时钟模块、无线通信模块、继电器、副照明灯控制电路、主照明灯、副照明灯、太阳能光伏板、太阳能蓄电池和DC/DC降压模块；其中，
微波移动传感器和微波调理电路连接，光强传感器、温度传感器、声音传感器、微波调理电路分别与多路模数转换器连接，多路模数转换器、时钟模块、无线通信模块、继电器、副照明灯控制电路、DC/DC降压模块分别与控制器连接，继电器与主照明灯连接，副照明灯控制电路和副照明灯连接，太阳能光伏板、太阳能蓄电池、DC/DC降压模块依次顺序连接。
作为本发明所述的一种节能路灯控制系统进一步优化方案，微波调理电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一至第七电容和第一至第八电阻，第一电容的一端与第二电容的一端、第四电容的一端分别连接，第二电容的另一端与地、第一电阻的一端分别连接，第一电阻的另一端与第四电容的另一端、第四电阻的一端、第五电阻的一端分别连接，第四电阻的另一端与第一运算放大器的正输入端连接，第三电容的一端与地连接，第三电容的另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第一运算放大器的负输入端、第三电阻的一端、第五电容的一端分别连接，第五电阻的另一端、第三电阻的另一端、第一运算放大器的输出端分别与第七电容的一端连接，第七电容的另一端与第七电阻的一端连接，第七电阻的另一端与第二运算放大器的负输入端连接，第五电阻的另一端与第六电容的一端、第六电阻的一端、第八电阻的一端、第二运算放大器的正输入端分别连接，第八电阻的另一端接电源，第六电容的另一端、第六电阻的另一端分别与地连接。
作为本发明所述的一种节能路灯控制系统进一步优化方案，控制器外包覆有防电磁干扰层。
作为本发明所述的一种节能路灯控制系统进一步优化方案，副照明灯是由多个LED发光二极管串联形成的LED发光二极管阵列。
作为本发明所述的一种节能路灯控制系统进一步优化方案，控制器为单片机。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明通过采集到的环境变量与预存数据比较，来确定控制主照明灯或副照明灯的工作状态；从而提高照明效率、降低能源消耗；
（2）此系统应用于路灯灯光控制，达到了智能处理、节能控制的目的，节能减排，结构简单、以太阳能为能源，安全节能，运行稳定。
附图说明
图1是本发明的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，一种节能路灯控制系统，包括光强传感器、温度传感器、微波移动传感器、微波调理电路、声音传感器、多路模数转换器、控制器、时钟模块、无线通信模块、继电器、副照明灯控制电路、主照明灯、副照明灯、太阳能光伏板、太阳能蓄电池和DC/DC降压模块；其中，
微波移动传感器和微波调理电路连接，光强传感器、温度传感器、声音传感器、微波调理电路分别与多路模数转换器连接，多路模数转换器、时钟模块、无线通信模块、继电器、副照明灯控制电路、DC/DC降压模块分别与控制器连接，继电器与主照明灯连接，副照明灯控制电路和副照明灯连接，太阳能光伏板、太阳能蓄电池、DC/DC降压模块依次顺序连接。
微波调理电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一至第七电容和第一至第八电阻，第一电容的一端与第二电容的一端、第四电容的一端分别连接，第二电容的另一端与地、第一电阻的一端分别连接，第一电阻的另一端与第四电容的另一端、第四电阻的一端、第五电阻的一端分别连接，第四电阻的另一端与第一运算放大器的正输入端连接，第三电容的一端与地连接，第三电容的另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第一运算放大器的负输入端、第三电阻的一端、第五电容的一端分别连接，第五电阻的另一端、第三电阻的另一端、第一运算放大器的输出端分别与第七电容的一端连接，第七电容的另一端与第七电阻的一端连接，第七电阻的另一端与第二运算放大器的负输入端连接，第五电阻的另一端与第六电容的一端、第六电阻的一端、第八电阻的一端、第二运算放大器的正输入端分别连接，第八电阻的另一端接电源，第六电容的另一端、第六电阻的另一端分别与地连接。
控制器外包覆有防电磁干扰层。副照明灯是由多个LED发光二极管串联形成的LED发光二极管阵列。控制器为单片机。
太阳能电伏板用于将太阳能转换为电能，并将电能存储至太阳能蓄电池中，太阳能蓄电池输出的直流电输出至DC/DC降压模块，DC/DC降压模块用于将直流电压转换为5V的电压为控制器供电；
时钟模块，用于预设控制器控制的时间；
光强传感器，用于将采集光的强度信号输出至多路模数转换器；
温度传感器，用于将采集的温度信号输出至多路模数转换器；
声音传感器，用于将采集的声音信号输出至多路模数转换器；
微波移动传感器，用于检测人或车辆移动的位置信号，当有人或车辆时将位置信号经微波调理电路调理后输出至多路模数转换器；
多路模数转换器，用于将接收的光的强度信号、温度信号、声音信号、位置信号转换为数字信号后输出至控制器；
控制器，用于对接受的数字信号进行处理判断：
当声音信号大于预设第一声音阈值、光的强度低于预设的光阈值、且位置信号大于预设的位置阈值时，控制器控制继电器使得主照明灯打开；这样确保的确有人或车的情况下才打开主照明灯，在需要的时候才打开主照明灯，可节约用电；
当声音信号大于预设第一声音阈值、光的强度低于预设的光阈值、且位置信号小于预设的位置阈值时，控制器控制副照明灯控制电路，使得副照明灯打开；
当声音大于预设第二声音阈值且小于第一声音阈值、且光的强度低于预设的光阈值时，控制器控制副照明灯控制电路，使得副照明灯打开；这是在深夜人员稀少的时候打开副照明灯，达到节约用电的目的；
当温度信号高于预设的阈值时，将温度信号通过无线通信模块输出至外部的上位机，用来起到温度报警的作用，从而达到安全的目的。
无线通信模块还用来将外部的上位机发出的控制指令信号输出至控制器，该控制指令信号可以直接控制主照明灯或副照明灯的开启。
副照明灯是由多个LED发光二极管串联形成的LED发光二极管阵列，LED发光二极管是低功耗的新型光源。
本发明通过采集到的环境变量与预存数据比较，来确定控制主照明灯或副照明灯的工作状态；从而提高照明效率、降低能源消耗；此系统应用于路灯灯光控制，达到了智能处理、节能控制的目的，节能减排，结构简单、以太阳能为能源，安全节能，运行稳定。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种节能路灯控制系统，其特征在于，包括光强传感器、温度传感器、微波移动传感器、微波调理电路、声音传感器、多路模数转换器、控制器、时钟模块、无线通信模块、继电器、副照明灯控制电路、主照明灯、副照明灯、太阳能光伏板、太阳能蓄电池和DC/DC降压模块；其中，
微波移动传感器和微波调理电路连接，光强传感器、温度传感器、声音传感器、微波调理电路分别与多路模数转换器连接，多路模数转换器、时钟模块、无线通信模块、继电器、副照明灯控制电路、DC/DC降压模块分别与控制器连接，继电器与主照明灯连接，副照明灯控制电路和副照明灯连接，太阳能光伏板、太阳能蓄电池、DC/DC降压模块依次顺序连接。
2.根据权利要求1所述的一种节能路灯控制系统，其特征在于，微波调理电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一至第七电容和第一至第八电阻，第一电容的一端与第二电容的一端、第四电容的一端分别连接，第二电容的另一端与地、第一电阻的一端分别连接，第一电阻的另一端与第四电容的另一端、第四电阻的一端、第五电阻的一端分别连接，第四电阻的另一端与第一运算放大器的正输入端连接，第三电容的一端与地连接，第三电容的另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第一运算放大器的负输入端、第三电阻的一端、第五电容的一端分别连接，第五电阻的另一端、第三电阻的另一端、第一运算放大器的输出端分别与第七电容的一端连接，第七电容的另一端与第七电阻的一端连接，第七电阻的另一端与第二运算放大器的负输入端连接，第五电阻的另一端与第六电容的一端、第六电阻的一端、第八电阻的一端、第二运算放大器的正输入端分别连接，第八电阻的另一端接电源，第六电容的另一端、第六电阻的另一端分别与地连接。
3.根据权利要求1所述的一种节能路灯控制系统，其特征在于，控制器外包覆有防电磁干扰层。
4.根据权利要求1所述的一种节能路灯控制系统，其特征在于，副照明灯是由多个LED发光二极管串联形成的LED发光二极管阵列。
5.根据权利要求1所述的一种节能路灯控制系统，其特征在于，控制器为单片机。
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