CN109357230A - 一种带报警功能的太阳能led路灯智能照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带报警功能的太阳能LED路灯智能照明系统，解决了现有太阳能LED路灯照明时间不合理，路面不清晰和维修困难的问题。其方案是，所述数据采集模块与主控模块连接，光控模块与主控模块连接，遥控模块与主控模块连接，主控模块与通信模块连接，通信模块与智能终端连接，主控模块与过充过放控制模块连接。本发明采用光敏电阻感知外界环境亮度，实现LED路灯的开启与关闭，既保证了路面的照明，又节省了电能，遥控模块实现对LED路灯的人为控制，维修人员可根据智能终端显示的LED路灯照明情况发现故障LED灯，方便维修，节省了人力成本，利用太阳能供电，节约了能源，该LED路灯智能照明系统性能稳定，实时性高、节能环保、具有良好的应用前景。

Description

一种带报警功能的太阳能LED路灯智能照明系统
技术领域
本发明涉及LED路灯照明技术领域，特别是一种带报警功能的太阳能LED路灯智能照明系统。
背景技术
我国经济的高速发展，必然伴随着能源的大量消耗，节约能源和保护环境一直是我国政府坚持的基本国策，目前国家大力倡导既环保又再生的能源的开发与使用，特别是太阳能的应用。
太阳能路灯是利用阳光产生电的太阳能电池、储存太阳能电池所产生的电的蓄电池、由蓄电池供电以发光的照明装置、以及支撑太阳能电池、蓄电池和照明装置的支柱所组成，以这种方式构成的太阳能路灯将太阳能电池产生的电储存在蓄电池内，然后将电由蓄电池供给到照明装置，从而驱动照明装置，但很多地方的太阳能LED路灯由于采光、控制不合理，使得太阳能LED路灯要么照明时间过长，浪费了能源，要么太阳能LED路灯照明时间过短，致使路面不够清晰，造成不必要的交通事故，而有些LED路灯被破坏需要维修时，维修人员需一一排查，才能找到破坏的LED灯，浪费人力和维修时间，需要成本比较大。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种带报警功能的太阳能LED路灯智能照明系统，有效解决了现有太阳能LED路灯照明时间不合理，路面不清晰和维修困难的问题。
其技术方案是，包括数据采集模块、通信模块、智能终端、光控模块、主控模块、过充过放控制模块和遥控模块，所述数据采集模块与主控模块连接，光控模块与主控模块连接，遥控模块与主控模块连接，主控模块与通信模块连接，通信模块与智能终端连接，主控模块与过充过放控制模块连接；
所述过充过放控制模块包括PNP型三极管Q2、发光二极管D1、PNP型三极管Q3、发光二极管D2、继电器RL1、继电器RL2、太阳能电池板B1、蓄电池B2、LED灯L1和三端稳压集成电路U2，所述太阳能电池板B1的正极与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极与三端稳压集成电路U2的1引脚，三端稳压集成电路U2的1引脚经电解电容C8接地GND，三端稳压集成电路U2的1引脚经电容C9接地GND，三端稳压集成电路U2的3引脚经电解电容C7接地GND，三端稳压集成电路U2的3引脚经电容C6接地GND，三端稳压集成电路U2的3引脚为输出端VCC，三端稳压集成电路U2的2引脚接地GND，三端稳压集成电路U2的1引脚与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端接地GND，电阻R16的另一端与电容C10的一端连接，电容C10的另一端接地GND，电容C10的一端与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端为输出端IN0，三端稳压集成电路U2的1引脚经熔断器FU1与蓄电池B2连接，蓄电池B2接地GND，太阳能电池板B1的负极与继电器RL1的常闭触点的一端连接，继电器RL1的常闭触点的另一端接地GND，继电器RL1的线圈的一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，继电器RL1的线圈的另一端与PNP型三极管Q6的集电极连接，PNP型三极管Q6的发射极接地GND，PNP型三极管Q6的基极经稳压二极管D3接地GND，PNP型三极管Q6的基极经电容C4接地GND，PNP型三极管Q6的基极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与NPN型三极管Q5的集电极连接，NPN型三极管Q5的发射极接地GND，NPN型三极管Q5的集电极经电阻R10与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q5的基极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与NPN型三极管Q4的集电极连接，NPN型三极管Q4的集电极与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q4的发射极接地GND，NPN型三极管Q4的基极与PNP型三极管Q2的发射极连接，PNP型三极管Q2的集电极经电阻R3接地GND，PNP型三极管Q2的发射极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，PNP型三极管Q2的基极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端为出线端P2.7，三端稳压集成电路U2的1引脚与LED灯L1的一端连接，LED灯L1的另一端与继电器RL2的常闭触点的一端连接，继电器RL2的常闭触点的另一端接地GND，继电器RL2的线圈的一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，继电器RL2的线圈的另一端与PNP型三极管Q9的集电极连接，PNP型三极管Q9的发射极接地GND，PNP型三极管Q9的基极经稳压二极管D5接地GND，PNP型三极管Q9的基极经电容C5接地GND，PNP型三极管Q9的基极与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与NPN型三极管Q8的集电极连接，NPN型三极管Q8的集电极与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q8的发射极接地GND，NPN型三极管Q8的基极经电阻R12与NPN型三极管Q7的集电极连接，NPN型三极管Q7的集电极经电阻R13与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q7的发射极接地GND，NPN型三极管Q7的基极与PNP型三极管Q3的发射极连接，PNP型三极管Q3的发射极经电阻R7与发光二极管D2的负极连接，发光二极管D2的正极与三端稳压集成电路U2的3引脚连接，PNP型三极管Q3的集电极经电阻R6接地GND，PNP型三极管Q3的基极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端为出线端P2.6；
所述数据采集模块和主控模块包括型号为AT89C51的单片机U1和型号为ADC0809的模数转换芯片U5，所述型号为AT89C51的单片机U1的19引脚与电容C1的一端连接，型号为AT89C51的单片机U1的19引脚与晶振X1的一端连接，型号为AT89C51的单片机U1的18引脚与晶振X1的另一端连接，型号为AT89C51的单片机U1的18引脚与电容C2的一端连接，电容C1的另一端和电容C2的另一端都接地GND，型号为AT89C51的单片机U1的9引脚经电阻R20接地GND，型号为AT89C51的单片机U1的9引脚经电容C3接出线端VCC，型号为AT89C51的单片机U1的39引脚、38引脚、37引脚、36引脚、35引脚、34引脚、33引脚和32引脚分别与型号为ADC0809的模数转换芯片U5的21引脚、20引脚、19引脚、18引脚、8引脚、15引脚、14引脚和17引脚连接，型号为AT89C51的单片机U1的21引脚、22引脚、23引脚和24引脚分别与型号为ADC0809的模数转换芯片U5的25引脚、24引脚、23引脚和22引脚连接，型号为AT89C51的单片机U1的25引脚和26引脚分别与型号为ADC0809的模数转换芯片U5的6引脚和9引脚连接，型号为ADC0809的模数转换芯片U5的13引脚和16引脚都接地GND；
所述光控模块包括电阻R1和光敏电阻LDR1，所述光敏电阻LDR1的一端接出线端VCC，光敏电阻LDR1的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端接地GND，电阻R1的一端与型号为AT89C51的单片机U1的14引脚连接；
所述通信模块，包括型号为MAX485的芯片U8和电感L1，所述型号为MAX485的芯片U8的1引脚经电阻R30接电源VCC，型号为MAX485的芯片U8的4引脚经电阻R31接电源VCC，型号为MAX485的芯片U8的2引脚和3引脚都与型号为AT89C51的单片机U1的9引脚连接，型号为AT89C51的单片机U1的8引脚接电源VCC，型号为AT89C51的单片机U1的8引脚经电容C31接地GND，型号为MAX485的芯片U8的6引脚与电容C32的一端连接，电容C32的另一端与型号为MAX485的芯片U8的7引脚，电容C32的一端与二极管D11的正极连接，二极管D11的负极与二极管D12的正极连接，二极管D12的负极依次经电容C34和电容C33与电容C32的另一端连接，电容C32的一端与共模电感L1与智能终端连接。
本发明采用光敏电阻感知外界环境亮度，实现LED路灯的开启与关闭，既保证了路面的照明，又节省了电能，遥控模块实现对LED路灯的人为控制，一定时间可定时为灭灯状态，维修人员可根据智能终端显示的LED路灯照明情况发现故障LED灯，方便维修，节省了人力成本，利用太阳能供电，节约了能源，用户对LED灯照明系统实现了智能化，该太阳能LED路灯智能照明系统性能稳定，实时性高、节能环保、具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的过充过放控制模块的电路连接图；
图3为本发明的数据采集模块和主控模块的电路连接图；
图4为本发明的光控模块的电路连接图；
图5为本发明的遥控模块的电路连接图；
图6为本发明的通信模块的电路连接图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
现结合附图1至图6所示，本发明的一种带报警功能的太阳能LED路灯智能照明系统，所述遥控模块，包括红外接收管U7，所述红外接收管U7的2引脚与型号为AT89C51的单片机U1的12引脚，红外接收管U7的1引脚接地GND，红外接收管U7的3引脚接出线端VCC。
所述智能终端，包括智能手机、PC机或笔记本。
本发明的工作原理是：
所述数据采集模块将外界的环境信息转换成数字信号并上传至型号为AT89C51的单片机U1，经型号为AT89C51的单片机U1分析处理后，控制显示模块显示当前时间和蓄电池B2当前的电压值，过充过放控制模块是为了保护蓄电池B2，防止蓄电池B2处于过充过放电，延长蓄电池B2的使用寿命，如果有外界遥控控制开启或关闭LED路灯L1，则强制性将LED路灯L1开启或关闭，否则根据光控模块控制LED路灯L1的开启或关闭。
所述光控模块的原理是：光控模块是根据型号为AT89C51的单片机U1的低电平应低于0.8V，光敏电阻LDR1的电阻值随光照强度的变化而变化，在白天时，由于光敏电阻LDR1的电阻值小，此时电阻R1两端的电压高于0.8V，输入型号为AT89C51的单片机U1的14引脚为高电平，型号为AT89C51的单片机U1的27引脚为高电平，无法启动LED灯L1，LED灯L1保持熄灭的状态，由白天转至黑夜时，随着光照强度的逐步变弱，光敏电阻LDR1的电阻值变大，直至电阻R1两端的电压低于0.8V，输入型号为AT89C51的单片机U1的14引脚为低电平，型号为AT89C51的单片机U1的27引脚为低电平，启动LED灯L1，LED亮，由黑夜转白天时，随着光照强度的逐步变强，光敏电阻LDR1的电阻值变小，直至电阻R1两端的电压高于0.8V，LED灯L1熄灭。
所述通信模块是将检测的LED路灯的状态信息发送至智能终端，维修人员根据智能终端可查看LED路灯的状态，发现LED路灯发生故障的情况，及时排查故障LED路灯，无需维修人员深入一一排查，节省了人力成本，方便维修。
本发明在使用时，
本发明中的遥控模块接收外界遥控信号时，则强制性开启或关闭LED路灯L1，遥控模块没接收到外界遥控信号时，根据光控模块控制LED路灯L1的开启或关闭，在白天时，由于光敏电阻LDR1的电阻值小，此时电阻R1两端的电压高于0.8V，输入型号为AT89C51的单片机U1的14引脚为高电平，型号为AT89C51的单片机U1的27引脚为高电平，无法启动LED灯L1，LED灯L1保持熄灭的状态，由白天转至黑夜时，随着光照强度的逐步变弱，光敏电阻LDR1的电阻值变大，直至电阻R1两端的电压低于0.8V，输入型号为AT89C51的单片机U1的14引脚为低电平，型号为AT89C51的单片机U1的27引脚为低电平，启动LED灯L1，LED亮，由黑夜转白天时，随着光照强度的逐步变强，光敏电阻LDR1的电阻值变小，直至电阻R1两端的电压高于0.8V，LED灯L1熄灭。
所述过充电过放电控制电路为了对蓄电池进行过充过放保护，发光二极管D1亮表示蓄电池B2处于过充电状态，停止对蓄电池B2进行充电，发光二极管D2亮表示蓄电池B2处于过放电状态，蓄电池B2停止向LED灯L1供电，延长蓄电池B2的使用寿命。
所述通信模块是将检测的LED路灯的状态信息发送至智能终端，维修人员根据智能终端可查看LED路灯的状态，发现LED路灯发生故障的情况，及时排查故障LED路灯，无需维修人员深入一一排查，节省了人力成本，方便维修。
本发明采用光敏电阻感知外界环境亮度，实现LED路灯的开启与关闭，既保证了路面的照明，又节省了电能，遥控模块实现对LED路灯的人为控制，一定时间可定时为灭灯状态，利用太阳能供电，节约了能源，对LED灯照明系统实现了智能化，该太阳能LED路灯智能照明系统性能稳定，实时性高、节能、环保、具有良好的应用前景。

Claims (3)

1.一种带报警功能的太阳能LED路灯智能照明系统，包括数据采集模块、通信模块、智能终端、光控模块、主控模块、过充过放控制模块和遥控模块，所述数据采集模块与主控模块连接，主控模块与过充过放控制模块连接，光控模块与主控模块连接，遥控模块与主控模块连接，主控模块与通信模块连接，通信模块与智能终端连接；其特征在于，所述过充过放控制模块包括PNP型三极管Q2、发光二极管D1、PNP型三极管Q3、发光二极管D2、继电器RL1、继电器RL2、太阳能电池板B1、蓄电池B2、LED灯L1和三端稳压集成电路U2，所述太阳能电池板B1的正极与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极与三端稳压集成电路U2的1引脚，三端稳压集成电路U2的1引脚经电解电容C8接地GND，三端稳压集成电路U2的1引脚经电容C9接地GND，三端稳压集成电路U2的3引脚经电解电容C7接地GND，三端稳压集成电路U2的3引脚经电容C6接地GND，三端稳压集成电路U2的3引脚为输出端VCC，三端稳压集成电路U2的2引脚接地GND，三端稳压集成电路U2的1引脚与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端接地GND，电阻R16的另一端与电容C10的一端连接，电容C10的另一端接地GND，电容C10的一端与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端为输出端IN0，三端稳压集成电路U2的1引脚经熔断器FU1与蓄电池B2连接，蓄电池B2接地GND，太阳能电池板B1的负极与继电器RL1的常闭触点的一端连接，继电器RL1的常闭触点的另一端接地GND，继电器RL1的线圈的一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，继电器RL1的线圈的另一端与PNP型三极管Q6的集电极连接，PNP型三极管Q6的发射极接地GND，PNP型三极管Q6的基极经稳压二极管D3接地GND，PNP型三极管Q6的基极经电容C4接地GND，PNP型三极管Q6的基极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与NPN型三极管Q5的集电极连接，NPN型三极管Q5的发射极接地GND，NPN型三极管Q5的集电极经电阻R10与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q5的基极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与NPN型三极管Q4的集电极连接，NPN型三极管Q4的集电极与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q4的发射极接地GND，NPN型三极管Q4的基极与PNP型三极管Q2的发射极连接，PNP型三极管Q2的集电极经电阻R3接地GND，PNP型三极管Q2的发射极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，PNP型三极管Q2的基极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端为出线端P2.7，三端稳压集成电路U2的1引脚与LED灯L1的一端连接，LED灯L1的另一端与继电器RL2的常闭触点的一端连接，继电器RL2的常闭触点的另一端接地GND，继电器RL2的线圈的一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，继电器RL2的线圈的另一端与PNP型三极管Q9的集电极连接，PNP型三极管Q9的发射极接地GND，PNP型三极管Q9的基极经稳压二极管D5接地GND，PNP型三极管Q9的基极经电容C5接地GND，PNP型三极管Q9的基极与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与NPN型三极管Q8的集电极连接，NPN型三极管Q8的集电极与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q8的发射极接地GND，NPN型三极管Q8的基极经电阻R12与NPN型三极管Q7的集电极连接，NPN型三极管Q7的集电极经电阻R13与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q7的发射极接地GND，NPN型三极管Q7的基极与PNP型三极管Q3的发射极连接，PNP型三极管Q3的发射极经电阻R7与发光二极管D2的负极连接，发光二极管D2的正极与三端稳压集成电路U2的3引脚连接，PNP型三极管Q3的集电极经电阻R6接地GND，PNP型三极管Q3的基极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端为出线端P2.6；所述数据采集模块和主控模块包括型号为AT89C51的单片机U1和型号为ADC0809的模数转换芯片U5，所述型号为AT89C51的单片机U1的19引脚与电容C1的一端连接，型号为AT89C51的单片机U1的19引脚与晶振X1的一端连接，型号为AT89C51的单片机U1的18引脚与晶振X1的另一端连接，型号为AT89C51的单片机U1的18引脚与电容C2的一端连接，电容C1的另一端和电容C2的另一端都接地GND，型号为AT89C51的单片机U1的9引脚经电阻R20接地GND，型号为AT89C51的单片机U1的9引脚经电容C3接出线端VCC，型号为AT89C51的单片机U1的39引脚、38引脚、37引脚、36引脚、35引脚、34引脚、33引脚和32引脚分别与型号为ADC0809的模数转换芯片U5的21引脚、20引脚、19引脚、18引脚、8引脚、15引脚、14引脚和17引脚连接，型号为AT89C51的单片机U1的21引脚、22引脚、23引脚和24引脚分别与型号为ADC0809的模数转换芯片U5的25引脚、24引脚、23引脚和22引脚连接，型号为AT89C51的单片机U1的25引脚和26引脚分别与型号为ADC0809的模数转换芯片U5的6引脚和9引脚连接，型号为ADC0809的模数转换芯片U5的13引脚和16引脚都接地GND；所述光控模块包括电阻R1和光敏电阻LDR1，所述光敏电阻LDR1的一端接出线端VCC，光敏电阻LDR1的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端接地GND，电阻R1的一端与型号为AT89C51的单片机U1的14引脚连接；所述通信模块，包括型号为MAX485的芯片U8和电感L1，所述型号为MAX485的芯片U8的1引脚经电阻R30接电源VCC，型号为MAX485的芯片U8的4引脚经电阻R31接电源VCC，型号为MAX485的芯片U8的2引脚和3引脚都与型号为AT89C51的单片机U1的9引脚连接，型号为AT89C51的单片机U1的8引脚接电源VCC，型号为AT89C51的单片机U1的8引脚经电容C31接地GND，型号为MAX485的芯片U8的6引脚与电容C32的一端连接，电容C32的另一端与型号为MAX485的芯片U8的7引脚，电容C32的一端与二极管D11的正极连接，二极管D11的负极与二极管D12的正极连接，二极管D12的负极依次经电容C34和电容C33与电容C32的另一端连接，电容C32的一端与共模电感L1与智能终端连接。
2.根据权利要求1所述的一种带报警功能的太阳能LED路灯智能照明系统，其特征在于，所述遥控模块，包括红外接收管U7，所述红外接收管U7的2引脚与型号为AT89C51的单片机U1的12引脚，红外接收管U7的1引脚接地GND，红外接收管U7的3引脚接出线端VCC。
3.根据权利要求1所述的一种带报警功能的太阳能LED路灯智能照明系统，其特征在于，所述智能终端，包括智能手机、PC机或笔记本。
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