CN108006565B - 智能led路灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能LED路灯，该结构包括：LED灯(1)、灯体(2)、光照采集模块(3)、太阳能电池(4)、灯杆(5)、智能控制模块(6)、蓄电池(7)以及底座(8)；其中，所述灯体(2)设置于所述灯杆(5)的第一端，所述LED灯(1)设置于所述灯体(2)内，所述光照采集模块(3)设置于所述灯体(2)和/或所述灯杆(5)上，所述太阳能电池(4)设置于所述灯杆(5)的第二端，所述智能控制模块(6)设置于所述灯杆(5)或所述底座(8)内，所述蓄电池(7)设置于所述底座(8)内。本发明提供的智能LED路灯可以根据外部环境的信息改变光照强度，且其透光率高、散热效果好，结构简单。

Description

智能LED路灯

技术领域

本发明属于LED发光技术领域，特别涉及一种智能LED路灯。

背景技术

当前，中国乃至世界各地都在大力推动智能城市建设。智慧城市的核心就是智慧和节能；智慧城市就是让城市更聪明，通过网络把无处不在的被植入城市各种建筑体内的智能化传感器连接起来形成物联网，实现对物理城市的全面感知。利用云计算等技术对感知信息进行智能处理和分析，实现网上数字城市与物联网的融合，并发出指令，对包括政务、民生、环境、公共安全、城市服务、工商活动等在内的各种需求做出智能化响应和智能化决策支持。

众所周知，城市的路灯由市政部门统一规划，供电部门统一管理，而且路灯能延伸到城市的每一个角落。对现有城市路灯实行升级，可以方便快捷地建立起覆盖范围足够广的信息感知网络，从而构建智慧城市的信息感知网络基础。作为智慧城市感知系统的基础，新型智能路灯除了具有单纯的照明功能之外，还需具备信息感知、信息传递、信息收集、智能处理等多种功能。

智慧城市的发展离不开物联网、IPv6以及太阳能等绿色能源。因此，将物联网、IPv6以及太阳能等绿色能源应用于智慧城市的路灯中，提供一种效率更高更节能的智能LED路灯是目前的一个研究重点。

发明内容

为了提高智能LED路灯的工作性能，本发明提供了一种智能LED路灯；本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的实施例提供了一种智能LED路灯，包括：LED灯1、灯体2、光照采集模块3、太阳能电池4、灯杆5、智能控制模块6、蓄电池7以及底座8；其中，所述灯体2设置于所述灯杆5的第一端，所述LED灯1设置于所述灯体2内，所述光照采集模块3设置于所述灯体2或所述灯杆5上，所述太阳能电池4设置于所述灯杆5的第二端，所述智能控制模块6设置于所述灯杆5或所述底座8内，所述蓄电池7设置于所述底座8内；

所述智能控制模块6分别电连接所述LED灯1、所述光照采集模块3、所述太阳能电池4以及所述蓄电池7，所述蓄电池7分别电连接所述LED灯1、所述光照采集模块3、所述太阳能电池4。

在本发明的一个实施例中，所述灯体2上设置有两个以上的孔洞。

在本发明的一个实施例中，所述光照采集模块3包括光敏传感器31。

在本发明的一个实施例中，所述太阳能电池4的底座上设置有电机。

在本发明的一个实施例中，所述智能控制模块6包括通信单元61、第一驱动单元62、第二驱动单元63和控制单元64；其中，所述第一驱动单元62电连接所述LED灯1，所述第二驱动单元63电连接所述太阳能电池4，所述控制单元64分别电连接所述光照采集模块3、所述通信单元61、所述第一驱动单元62和所述第二驱动单元63。

在本发明的一个实施例中，述通信单元61中包含所述智能LED路灯的唯一ID标识或唯一的通信地址。

在本发明的一个实施例中，所述LED灯1内设置有一个或多个LED灯芯11。

在本发明的一个实施例中，所述LED灯芯11沿出射光方向依次包括：散热基板101、下层硅胶102、半球形硅胶透镜103和上层硅胶104；其中，所述散热基板101和所述下层硅胶102之间设置有RGB三基色LED芯片。

在本发明的一个实施例中，所述散热基板101的材料为铝，厚度为0.5～10mm。

在本发明的一个实施例中，在所述散热基板101内设置有直径为0.1～0.3mm的圆形通孔，所述圆形通孔之间的间距为0.5～10mm；其中，所述圆形通孔沿所述散热基板101宽度方向排列，且所述圆形通孔与所述散热基板101平面成1～10°的夹角。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的智能LED路灯的发光效率高、散热效果好，结构简单。

2、本发明提供的智能LED路灯可以检测光线强度，根据检测到的光线强度然后通过其内部的控制单元完成对部分LED灯的开启与关闭，实现LED路灯的不同照明亮度的智能切换；在节能的同时大大延长了智能LED路灯的使用寿命。

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中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。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

图1为本发明实施例提供的一种智能LED路灯的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种LED灯的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种智能LED路灯的工作原理示意图；

图4为本发明实施例提供的一种LED灯芯的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种RGB三基色LED芯片结构原理示意图；

图6为本发明实施例提供的一种散热基板剖面示意图；

图7a为本发明实施例提供的一种半球形硅胶透镜剖面示意图；

图7b为本发明实施例提供的另一种半球形硅胶透镜剖面示意图；

图8为本发明实施例提供的一种LED灯芯制作方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种智能LED路灯的结构示意图，包括：LED灯1、灯体2、光照采集模块3、太阳能电池4、灯杆5、智能控制模块6、蓄电池7以及底座8；其中，所述灯体2设置于所述灯杆5的第一端，所述LED灯1设置于所述灯体2内，所述光照采集模块3设置于所述灯体2和/或所述灯杆5上，所述太阳能电池4设置于所述灯杆5的第二端，所述智能控制模块6设置于所述灯杆5或所述底座8内，所述蓄电池7设置于所述底座8内。

具体地，所述智能控制模块6分别电连接所述LED灯1、所述光照采集模块3、所述太阳能电池4以及所述蓄电池7，所述蓄电池7分别电连接所述LED灯1、所述光照采集模块3、所述太阳能电池4。

具体地，请参见图2，图2为本发明实施例提供的一种LED灯的结构示意图，所述LED灯1内设置有一个或多个LED灯芯11；其中，所述LED灯芯11为高效率的大功率LED灯芯。

优选地，所述LED灯1外侧设置有透光灯罩。

优选地，所述灯体2上设置有两个以上的透气孔，在灯体2上设置透气孔可以更便捷高效的将LED灯的热量散发出去。

优选地，所述光照采集模块3包括光敏传感器31。

具体地，所述太阳能电池4底座上设置有电机，用于驱动太阳能电池4上的电池板根据控制指令进行运动以改变电池板的方向。

优选地，所述太阳能电池4与所述蓄电池7之间设置有DC/DC变换器。

进一步地，所述智能控制模块6包括通信单元61、第一驱动单元62、第二驱动单元63和控制单元64；其中，所述第一驱动单元62电连接所述LED灯1，所述第二驱动单元63电连接所述太阳能电池4，所述控制单元64电连接所述光照采集模块3、所述通信单元61、所述第一驱动单元62和所述第二驱动单元63。

优选地，所述通信单元61中包含有所述智能LED路灯的唯一ID标识或唯一的通信地址，根据每个路灯的ID可以根据需要实现对每个路灯的精确控制。

请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种智能LED路灯的工作原理示意图，其中，光敏传感器31将外部光照强度反馈给控制单元64，控制单元64根据外部光照强度生成内部控制指令，第一驱动单元62根据内部控制指令驱动LED灯发光或者部分发光；通信单元61用于接收外部控制指令并将外部控制指令发送至控制单元64，控制单元64将外部控制指令发送至第一驱动单元62，第一驱动单元62根据外部控制指令驱动LED灯发光或者部分发光。

进一步地，所述第二驱动单元63根据太阳能电池板上光照强度的变化或预选设置的控制命令或外部控制指令驱动太阳能电池板改变方向。

本实施例提供的智能LED路灯，可以根据外部光照强度和外部控制信号，通过其内部的控制单元完成对部分LED灯的开启与关闭，实现LED路灯的不同照明亮度的智能切换，提高了路灯的使用效率；同时，通过采用高效率的大功率LED灯芯，提高了智能LED路灯的发光效率。

实施例二

本实施例在上述实施例的基础上，对本发明的LED灯芯11结构进行详细描述如下。

在上述实施例中，LED灯会根据外部环境的光照强度或外部控制信号选择部分LED灯芯11开启与关闭，为了能在LED灯芯11部分关闭时提供足够的光照强度，需要提供一种发光效率更高的LED灯芯11。

具体地，请参照图4，图4为本发明实施例提供的一种LED灯芯的结构示意图，所述LED灯芯11沿出射光方向依次包括：散热基板101、下层硅胶102、半球形硅胶透镜103和上层硅胶104；其中，所述散热基板101和下层硅胶102之间设置有RGB三基色LED芯片。

其中，请参照图5，图5为本发明实施例提供的一种RGB三基色LED芯片结构原理示意图，采用的RGB三基色LED芯片避免了因荧光粉掺杂不均匀而导致的出光不均匀的问题，同时改善了因荧光粉呈颗粒状而导致出光率下降的问题。

优选地，请参照图6，图6为本发明实施例提供的一种散热基板剖面示意图，散热基板101的材料为铝，散热基板101的厚度D为0.5～10mm，在散热基板101内设置有圆形通孔，圆形通孔在散热基板101内部沿宽度方向排列，且与散热基板101平面呈一定夹角的圆形通孔；其中，圆形通孔的数量为n且n≥2、直径为0.1～0.3mm，圆形通孔与散热基板101平面的夹角为1～10°，圆形通孔之间的间距A为0.5～10mm。

散热基板101采用的铝散热基板具有热容大，导热效果好，不容易变形，与散热基板装置接触紧密的特点；在铝散热基板内部设置圆形通孔，使LED在其强度几乎没有变化的同时，降低了铝材成本，并且利用中间斜通孔的方式，可以增加空气流通的通道，利用烟囱效应提升空气的热对流速率，改善了LED的散热基板的散热效果。

具体地，下层硅胶103不含有荧光粉且为耐高温材质的硅胶。

优选地，下层硅胶103的材料可以为改性环氧树脂、有机硅材料。

其中，与LED芯片相接触的硅胶为耐高温的硅胶，解决了硅胶在高温条件下因硅胶老化发黄而引起的透光率下降的问题。

优选地，半球形硅胶透镜103形成于散热基板101和RGB三基色LED芯片上表面；半球形硅胶透镜103的材料可以为聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲脂、玻璃。

具体地，所述半球形硅胶透镜103的直径为10～200μm，所述半球形硅胶透镜103之间的间距为10～200μm，所述半球形硅胶透镜103不含有荧光粉；所述半球形硅胶透镜103的折射率大于所述下层硅胶102和所述上层硅胶104的折射率；所述上层硅胶104的折射率大于所述下层硅胶102的折射率。

其中，采用的下层硅胶的折射率小于上层硅胶的折射率，球形硅胶透镜的材料的折射率大于下层硅胶和上层硅胶折射率，这种设置方式可以提高LED芯片的透光率，使LED芯片所发射出来的光能够更多的照射出去。

优选地，请参照图7a～7b，图7a为本发明实施例提供的一种半球形硅胶透镜剖面示意图，图7b为本发明实施例提供的另一种半球形硅胶透镜剖面示意图；所述半球形硅胶透镜103呈矩形或菱形均匀排列。

进一步地，上层硅胶104形成于半球形硅胶透镜103和下层硅胶102上表面；其中，上层硅胶105的厚度为50～500μm、折射率≤1.5，上层硅胶105不含荧光粉，且上层硅胶104的折射率大于下层硅胶102的折射率。

优选地，上层硅胶104的材料可以为环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅材料、甲基硅橡胶、苯基有机硅橡胶。

优选地，上层硅胶104为半球形形状，可以使LED的出光角最大。

优选地，上层硅胶104还可以为扁平面和抛物面形两种形状。

本实施例提供的LED灯芯11利用不同种类硅胶折射率不同的特点，在硅胶中形成透镜，改善了LED灯发光分散的问题，使光源发出的光能够更加集中；通过改变LED结构内的半球形硅胶透镜的排布方式，可以保证光源的光线在集中区均匀分布，极大的提高了LED灯的发光效率。

实施例三

本实施例在上述实施例的基础上，对本发明的LED灯芯11制作方法进行详细描述如下。

具体地，请参见图8，图8为本发明实施例提供的一种LED灯芯制作方法流程示意图。在上述实施例的基础上，本实施例将较为详细地对本发明的LED灯芯11的工艺流程进行介绍。该方法包括：

S1、散热基板的制备；

S11、支架/散热基板的制备；

具体地，选取厚度为0.5～10mm，材料为铝的散热基板101，裁剪散热基板101；

S12、支架/散热基板的清洗；

具体地，将散热基板101和支架上面的污渍，尤其是油渍清洗干净；

S13、支架/散热基板的烘烤；

具体地，烘烤清洗完成的散热基板101和支架，保持散热基板101和支架的干燥。

优选地，在散热基板101内部具有沿宽度方向且与散热基板101平面呈一定夹角的圆形通孔；其中，圆形通孔的直径为0.1～0.3mm，圆形通孔与散热基板101平面的夹角为1～10°，圆形通孔之间的间距为0.5～10mm。

优选地，散热基板101内的圆形通孔通过直接铸造工艺或者在散热基板101上沿宽度方向直接开槽形成。

优选地，支架用于固定RGB三基色LED芯片和引出引线；

S2、芯片的制备；

S21、选取RGB三基色LED芯片；

S22、将焊料印刷到RGB三基色LED芯片上；

S23、将印刷有焊料的RGB三基色LED芯片进行固晶检验；

S24、利用回流焊焊接工艺将RGB三基色LED芯片焊接到散热基板101上方。

S3、下层硅胶102的制备；

具体地，在RGB三基色LED芯片上方上涂覆下层硅胶102，完成下层硅胶102的制备。

优选地，下层硅胶103不含荧光粉。

S4、半球形硅胶透镜103的制备；

S41、在下层硅胶103的上表面涂覆第一硅胶层；

S42、在第一硅胶层上设置第一半球形模具，利用第一半球形模具在第一硅胶层上形成具有半球形形状的第一半球形硅胶；

S43、烘烤设置有第一半球形模具的第一半球形硅胶，烘烤温度为90～125℃，烘烤时间为15～60min，使第一半球形硅胶固化；

S44、烘烤完成之后，将设置在第一硅胶层内的第一半球形模具去除，完成半球形硅胶透镜103的制备。

优选地，半球形硅胶透镜103不含荧光粉。

S5、上层硅胶104的制备；

S51、在下层硅胶102和半球形硅胶透镜103上涂覆第二硅胶层；

S52、在第二硅胶层上设置第二半球形模具，利用第二半球形模具在第二硅胶层上形成具有半球形形状的第二半球形硅胶；

S53、烘烤设置有第一半球形模具的第二半球形硅胶，烘烤温度为90～125℃，烘烤时间为15～60min，使第二半球形硅胶固化；

S54、将设置在第二硅胶层内的第二半球形模具去除，完成上层硅胶104的制备。

优选地，上层硅胶105不含荧光粉。

S6、长烤；

具体地，整体烘烤散热基板101、RGB三基色LED芯片、下层硅胶102、半球形硅胶透镜103和上层硅胶104，烘烤温度为100～150℃，烘烤时间为4～12h。

S7、测试、分捡LED灯芯。

S8、包装测试合格的LED灯芯。

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换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能LED路灯，其特征在于，包括：LED灯(1)、灯体(2)、光照采集模块(3)、太阳能电池(4)、灯杆(5)、智能控制模块(6)、蓄电池(7)以及底座(8)；其中，所述灯体(2)设置于所述灯杆(5)的第一端，所述LED灯(1)设置于所述灯体(2)内，所述光照采集模块(3)设置于所述灯体(2)或所述灯杆(5)上，所述太阳能电池(4)设置于所述灯杆(5)的第二端，所述智能控制模块(6)设置于所述灯杆(5)或所述底座(8)内，所述蓄电池(7)设置于所述底座(8)内；

所述智能控制模块(6)分别电连接所述LED灯(1)、所述光照采集模块(3)、所述太阳能电池(4)以及所述蓄电池(7)，所述蓄电池(7)分别电连接所述LED灯(1)、所述光照采集模块(3)、所述太阳能电池(4)；

其中，所述LED灯(1)内设置有一个或多个LED灯芯(11)；所述LED灯芯(11)沿出射光方向依次包括：散热基板(101)、下层硅胶(102)、半球形硅胶透镜(103)和上层硅胶(104)；所述散热基板(101)和所述下层硅胶(102)之间设置有RGB三基色LED芯片；下层硅胶(102)完整连续、不含有荧光粉且为耐高温材质的硅胶；上层硅胶(104)覆盖并接触半球形硅胶透镜(103)；多个所述半球形硅胶透镜(103)之间间隔设置，所述半球形硅胶透镜(103)的折射率大于所述下层硅胶(102)和所述上层硅胶(104)的折射率；所述上层硅胶(104)的折射率大于所述下层硅胶(102)的折射率。

2.根据权利要求1所述的智能LED路灯，其特征在于，所述灯体(2)上设置有两个以上的孔洞。

3.根据权利要求1所述的智能LED路灯，其特征在于，所述光照采集模块(3)包括光敏传感器(31)。

4.根据权利要求1所述的智能LED路灯，其特征在于，所述太阳能电池(4)的底座上设置有电机。

5.根据权利要求1所述的智能LED路灯，其特征在于，所述智能控制模块(6)包括通信单元(61)、第一驱动单元(62)、第二驱动单元(63)和控制单元(64)；其中，所述第一驱动单元(62)电连接所述LED灯(1)，所述第二驱动单元(63)电连接所述太阳能电池(4)，所述控制单元(64)分别电连接所述光照采集模块(3)、所述通信单元(61)、所述第一驱动单元(62)和所述第二驱动单元(63)。

6.根据权利要求5所述的智能LED路灯，其特征在于，所述通信单元(61)中包含所述智能LED路灯的唯一ID标识或唯一的通信地址。

7.根据权利要求1所述的智能LED路灯，其特征在于，所述散热基板(101)的材料为铝，厚度为0.5～10mm。

8.根据权利要求7所述的智能LED路灯，其特征在于，在所述散热基板(101)内设置有直径为0.1～0.3mm的圆形通孔，所述圆形通孔之间的间距为0.5～10mm；其中，所述圆形通孔沿所述散热基板(101)宽度方向排列，且所述圆形通孔与所述散热基板(101)平面成1～10^°的夹角。

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