CN110290622A - 一种太阳能路灯的控制方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能路灯的控制方法，包括：接收环境亮度检测装置发送的环境亮度信息和太阳位置检测装置发送的太阳位置信息；将环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果；根据对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令；根据太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机，以驱动太阳能电池板进行朝向变换。应用本发明实施例所提供的技术方案，较大地节省了时间和人力，较大地提高了太阳能利用率，提高了太阳能电池板的发电效率。本发明还公开了一种太阳能路灯的控制装置、设备及存储介质，具有相应技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及新能源及智能控制技术领域，特别是涉及一种太阳能路灯的控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
太阳能是一种可再生的资源，具有分布广泛、来源及使用清洁等突出特点，因此拥有非常广阔的应用前景。相比传统的用于道路照明的高压钠灯，LED灯具有较高的发光效率、较好的显色性能、长寿命以及材料的节能环保等优点。LED与太阳能相结合的太阳能LED路灯更是追求节能环保的现代社会的人们的最佳选择，我国太阳能路灯市场规模也在飞速扩大，太阳能为驱动能源的LED路灯正得到广泛采用，所以未来的太阳能路灯市场必将会呈现朝气蓬勃的景象。
但是目前市面上大部分太阳能路灯的控制方式主要存在着两点不足，首先，太阳能电池板固定，而太阳位置随时间推移会发生相对移动，导致太阳能利用率不高，太阳能电池板的发电效率较低。其次，路灯开启关闭采用的人工控制方式，费时费力，或采用定时控制方式，定时控制方式无法顺应季节变换及天气阴晴的变化，使路灯的开启关闭是具有不确定性的。
综上所述，如何有效地解决现有的太阳能路灯控制方式太阳能利用率不高，太阳能电池板的发电效率较低，费时费力，无法顺应季节及天气阴晴的变化等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能路灯的控制方法，该方法较大地节省了时间和人力，较大地提高了太阳能利用率，提高了太阳能电池板的发电效率；本发明的另一目的是提供一种太阳能路灯的控制装置、系统及计算机可读存储介质。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种太阳能路灯的控制方法，包括：
接收环境亮度检测装置发送的环境亮度信息和太阳位置检测装置发送的太阳位置信息；
将所述环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果；
根据所述对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令；
根据所述太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将所述电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机，以驱动所述太阳能电池板进行朝向变换。
在本发明的一种具体实施方式中，将所述电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机，包括：
将所述电机驱动指令发送给驱动所述太阳能电池板转动的舵机。
一种太阳能路灯的控制装置，包括：
信息接收模块，用于接收环境亮度检测装置发送的环境亮度信息和太阳位置检测装置发送的太阳位置信息；
结果获得模块，用于将所述环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果；
指令发送模块，用于根据所述对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令；
朝向驱动模块，用于根据所述太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将所述电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机，以驱动所述太阳能电池板进行朝向变换。
一种太阳能路灯的控制系统，包括：
环境亮度检测装置，用于检测当前环境的环境亮度信息，并将所述环境亮度信息发送给主控制器；
太阳位置检测装置，用于检测太阳位置信息，并将所述太阳位置信息返回给所述主控制器；
所述主控制器，用于将所述环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果；根据所述对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令；根据所述太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将所述电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机；
所述驱动电机，用于驱动所述太阳能电池板进行朝向变换。
在本发明的一种具体实施方式中，所述驱动电机包括水平旋转舵机和竖直旋转舵机，其中：
所述水平旋转舵机，用于控制所述太阳能电池板进行水平方向转动；
所述竖直旋转舵机，用于控制所述太阳能电池板进行竖直方向转动。
在本发明的一种具体实施方式中，所述环境亮度检测装置包括第一光敏电阻、电位器及电压比较器，其中：
所述第一光敏电阻，用于感应当前环境的光照强度，并根据感应到的光照强度进行阻值调节；
所述电位器，用于根据所述第一光敏电阻的阻值信息进行相应的电位控制，并将得到的电位控制结果发送给所述电位比较器；
所述电压比较器，用于根据所述电位控制结果，输出相应的高低电平信号。
在本发明的一种具体实施方式中，所述主控制器，具体用于根据接收到的所述高低电平信号，生成对所述路灯继电器的所述开关控制指令。
在本发明的一种具体实施方式中，所述太阳位置检测装置包括分布在所述太阳能电池板四周的各第二光敏电阻，
各所述第二光敏电阻，用于感应四周环境的光照强度，并根据感应到的光照强度进行阻值调节；
所述主控制器，具体用于获取各所述第二光敏电阻的阻值信息，并根据各所述阻值信息确定所述太阳位置信息。
在本发明的一种具体实施方式中，所述第二光敏电阻为5506型光敏电阻。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述太阳能路灯的控制方法的步骤。
本发明提供了一种太阳能路灯的控制方法：接收环境亮度检测装置发送的环境亮度信息和太阳位置检测装置发送的太阳位置信息；将环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果；根据对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令；根据太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机，以驱动太阳能电池板进行朝向变换。
通过上述技术方案可知，通过对环境亮度信息进行检测，并将获取到的环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，并根据对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令，从而实现根据环境亮度信息控制路灯的亮灭，相较于现有的通过人工控制和定时控制的方式，较大地节省了时间和人力，能够根据季节及天气阴晴的变化，对路灯进行亮灭控制。通过设置太阳位置检测装置，使得根据太阳位置信息驱动太阳能电池板进行朝向变换，较大地提高了太阳能利用率，提高了太阳能电池板的发电效率。
相应的，本发明实施例还提供了与上述太阳能路灯的控制方法相对应的太阳能路灯的控制装置、系统和计算机可读存储介质，具有上述技术效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
图1为本发明实施例中太阳能路灯的控制方法的一种实施流程图；
图2为本发明实施例中太阳能路灯的控制方法的另一种实施流程图；
图3为本发明实施例所提供的太阳能路灯控制方法及现有的太阳能路灯控制方法中太阳能电池板的功率时间曲线对比图；
图4为本发明实施例中一种太阳能路灯的控制装置的结构框图；
图5为本发明实施例中一种太阳能路灯的控制系统的结构框图；
图6为本发明实施例中一种云台的机械结构简图；
图7为本发明实施例中一种环境亮度检测装置的电路图；
图8为本发明实施例中一种主控制器中的单片机的结构示意图；
图9为本发明实施例中一种主控制器中复位电路的电路图；
图10为本发明实施例中一种主控制器中晶振电路的电路图；
图11为本发明实施例中一种太阳位置检测装置的部分电路图；
图12为本发明实施例中一种照明装置的电路图。
附图中标记如下：
401-云台底座、402-水平旋转舵机、403-竖直旋转舵机、404-太阳能电池板。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。
实施例一：
参见图1，图1为本发明实施例中太阳能路灯的控制方法的一种实施流程图，该方法可以包括以下步骤：
S101：接收环境亮度检测装置发送的环境亮度信息和太阳位置检测装置发送的太阳位置信息。
可以在太阳能路灯控制系统中预先设置环境亮度检测装置和太阳位置检测装置。环境亮度检测装置检测太阳能路灯所安装环境的环境亮度信息，并将环境亮度信息发送给太阳能路灯控制系统中的主控制器，太阳位置检测装置检测太阳位置信息，并将太阳位置信息发送给主控制器，主控制器接收环境亮度信息和太阳位置信息。
S102：将环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果。
可以预先设置亮度阈值，如当检测到的环境亮度信息高于亮度阈值时，不开启太阳能路灯，当检测到的环境亮度信息低于亮度阈值时，才开启太阳能路灯。在接收到太阳能路灯所在环境的环境亮度信息之后，可以将环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果，即得到太阳能路灯当前所在环境的环境亮度信息与亮度阈值的大小关系。
S103：根据对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令。
在得到环境亮度信息与亮度阈值的对比结果之后，可以根据对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令，承接上述举例，如当确定环境亮度信息高于亮度阈值时，向路灯继电器发送关闭控制指令，当确定环境亮度信息低于亮度阈值时，向路灯继电器发送开启控制指令。
S104：根据太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机，以驱动太阳能电池板进行朝向变换。
可以在太阳能路灯控制系统中预先设置驱动太阳能电池板进行朝向变换的驱动电机，在接收到太阳位置信息之后，可以根据太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机，利用驱动电机驱动太阳能电池板进行朝向变换，使得太阳能电池板能够始终处于正对太阳状态。
需要说明的是，本发明实施例对步骤S102和步骤S104的执行顺序不做限定，可以先顺序执行步骤S102和步骤S103，后执行步骤S104，也可以先执行步骤S104，后顺序执行步骤S102和步骤S103，还可以将步骤S102和步骤S104顺序执行。
本发明实施例所提供的太阳能路灯的控制方法，利用太阳能进行驱动，不需要其他能源来源，节约了宝贵的不可再生能源，对太阳能路灯照明系统实现了计算机化、自动化的现代化控制，使得太阳能电池板与太阳同行，太阳能路灯随环境亮度变化而启动。这些设计特点不仅提高了太阳能的转换效率，而且提高了太阳能的有效利用率，具有较强的实用性和可行性。并且充分体现了现代化社会所提倡的节能、环保、智能、科学的理念，对创建资源节约型、环境友好型的节能环保社会具有极其重要的意义，可广泛应用于城市路灯、交通信号灯及户外照明系统。
通过上述技术方案可知，通过对环境亮度信息进行检测，并将获取到的环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，并根据对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令，从而实现根据环境亮度信息控制路灯的亮灭，相较于现有的通过人工控制和定时控制的方式，较大地节省了时间和人力，能够根据季节及天气阴晴的变化，对路灯进行亮灭控制。通过设置太阳位置检测装置，使得根据太阳位置信息驱动太阳能电池板进行朝向变换，较大地提高了太阳能利用率，提高了太阳能电池板的发电效率。
需要说明的是，基于上述实施例一，本发明实施例还提供了相应的改进方案。在后续实施例中涉及与上述实施例一中相同步骤或相应步骤之间可相互参考，相应的有益效果也可相互参照，在下文的改进实施例中不再一一赘述。
实施例二：
参见图2，图2为本发明实施例中太阳能路灯的控制方法的另一种实施流程图，该方法可以包括以下步骤：
S201：接收环境亮度检测装置发送的环境亮度信息和太阳位置检测装置发送的太阳位置信息。
S202：将环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果。
S203：根据对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令。
S204：根据太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将电机驱动指令发送给驱动太阳能电池板转动的舵机，以驱动太阳能电池板进行朝向变换。
用于驱动太阳能电池板进行朝向变换的驱动电机可以具体选用舵机，通过脉宽调制信号，即PWM对太阳能电池板的朝向进行控制。舵机是位置伺服的直流减速电机，是通过先确认转动位置和方向才进行相应的转动，当转动到一定的位置后，不管外界转矩变化了多少，它都不会动，直到接收到其他宽度的脉冲信号后，才会改变它的角度，转动到新的对应位置上，因此非常适合用在角度持续变化，而且电机需要持续运转的场合上。
太阳能电池板发电效率对比分析采用两块规格、电性能相同的太阳能电池板相邻摆放，其中一块安装在本太阳能路灯控制系统的舵机云台上，另一块作为参照，固定朝南，仰角0°。测试数据如表1所示。
表1发电效率测试数据记录表
测试时间从8:00到16:00，共8小时的时间跨度。根据表1的测试数据利用Excel软件绘制出测试时间内的太阳能电池板的功率-时间曲线，即P-T曲线，如图3所示。
在测试时间段，倾角固定的太阳能电池板的总发电量为：
在测试时间段，本系统的太阳能电池板的总发电量为：
在测试时间段，倾角固定的太阳能电池板总发电量S1为36.80×10-3KW·h，本系统的太阳能电池板的总发电量S2为37.65×10-3KW·h。
本系统的太阳能电池板发电效率提高了2.3％。
本系统的太阳能路灯可以使用功率为10×10-3KW的LED灯。以周围环境的亮度作为LED灯的开启阈值，北京时间19:00至次日6：00为LED灯的开启时间段，则LED灯开启11h的耗电量为110×10-3KW·h。作为对照，设置北京时间18:00至次日6：00为LED灯的固定开启时间段，则LED灯开启12h的耗电量为120×10-3KW·h。通过以上数据的对比分析，本系统能感应环境亮度的LED灯比固定开启的LED灯一个晚上节省了1个小时的电量。本系统的太阳能利用率提高了8.33％。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种太阳能路灯的控制装置，下文描述的太阳能路灯的控制装置与上文描述的太阳能路灯的控制方法可相互对应参照。
参见图4，图4为本发明实施例中一种太阳能路灯的控制装置的结构框图，该装置可以包括：
信息接收模块41，用于接收环境亮度检测装置发送的环境亮度信息和太阳位置检测装置发送的太阳位置信息；
结果获得模块42，用于将环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果；
指令发送模块43，用于根据对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令；
朝向驱动模块44，用于根据太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机，以驱动太阳能电池板的朝向。
通过上述技术方案可知，通过对环境亮度信息进行检测，并将获取到的环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，并根据对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令，从而实现根据环境亮度信息控制路灯的亮灭，相较于现有的通过人工控制和定时控制的方式，较大地节省了时间和人力，能够根据季节及天气阴晴的变化，对路灯进行亮灭控制。通过设置太阳位置检测装置，使得根据太阳位置信息驱动太阳能电池板进行朝向变换，较大地提高了太阳能利用率，提高了太阳能电池板的发电效率。
在本发明的一种具体实施方式中，朝向驱动模块44包括驱动指令发送子模块，
驱动指令发送子模块具体为将电机驱动指令发送给驱动太阳能电池板转动的舵机的模块。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种太阳能路灯的控制系统，下文描述的太阳能路灯的控制系统与上文描述的太阳能路灯的控制方法可相互对应参照。
参见图5，图5为本发明实施例中一种太阳能路灯的控制系统的结构框图，该系统可以包括：
环境亮度检测装置1，用于检测当前环境的环境亮度信息，并将环境亮度信息发送给主控制器3；
太阳位置检测装置2，用于检测太阳位置信息，并将太阳位置信息返回给主控制器3；
主控制器3，用于将环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果；根据对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令；根据太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机4；
驱动电机4，用于驱动太阳能电池板进行朝向变换。
通过上述技术方案可知，通过对环境亮度信息进行检测，并将获取到的环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，并根据对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令，从而实现根据环境亮度信息控制路灯的亮灭，相较于现有的通过人工控制和定时控制的方式，较大地节省了时间和人力，能够根据季节及天气阴晴的变化，对路灯进行亮灭控制。通过设置太阳位置检测装置2，使得根据太阳位置信息驱动太阳能电池板进行朝向变换，较大地提高了太阳能利用率，提高了太阳能电池板的发电效率。
在本发明的一种具体实施方式中，驱动电机4包括水平旋转舵机和竖直旋转舵机，其中：
水平旋转舵机，用于控制太阳能电池板进行水平方向转动；
竖直旋转舵机，用于控制太阳能电池板进行竖直方向转动。
驱动电机4负责执行主控制器3传来的控制指令，驱动电机4的转动，从而调整太阳能电池板的朝向，是系统的执行机构，与太阳位置检测装置2配合实现太阳位置的检测和追踪功能。如可以采用SG90舵机，具有重量轻，扭矩大，响应速度快等优点。SG90舵机的技术参数如表2所示，脉冲宽度与舵机转角的关系如表3所示。
表2 SG90舵机技术参数表
| 项目 | 参数 |
| 重量 | 9g |
| 无负载速度 | 0.12s/60°(4.8V) |
| 堵转扭矩 | 1.2-1.4Kg/cm(4.8V) |
| 死区设定 | 7us |
| 工作电压 | 4.8V-6V |
表3脉冲宽度与舵机转动角度关系表
| 脉冲宽度(ms) | 转动角度(°) |
| 0.5 | 0 |
| 1.0 | 45 |
| 1.5 | 90 |
| 2.0 | 135 |
| 2.5 | 180 |
参见图6，图6为本发明实施例中一种云台的机械结构简图。为满足太阳能电池板404需要转动的设计需求，本发明实施例所提供的路灯太阳能驱动电机4采用具有水平和竖直两个自由度的云台结构。在路灯太阳能驱动系统云台底座401放置一个水平旋转舵机402，从而控制太阳能电池板404的水平方向转动；并在水平旋转舵机402转动轴上设置竖直旋转舵机403，竖直旋转舵机403的转动轴用作太阳能电池板404的支撑轴，从而控制太阳能电池板404竖直方向的转动。当主控制器3中的单片机采用STC12C5A60S2单片机时，水平旋转舵机402控制信号输入端连接单片机的P2.4口，竖直旋转舵机403控制信号输入端连接单片机的P2.7口。并且具体可以设置水平旋转舵机402与竖直旋转舵机403的转动轴相互垂直。太阳能电池板404能根据光照强度的变化进行相应方向的转动，舵机转动的角度与太阳位置偏移量的大小成正比，水平旋转舵机402和竖直旋转舵机403的转动角度均在0°至90°之间，图6中箭头所指方向为示意的一种水平旋转舵机402和竖直旋转舵机403的旋转方向。
在本发明的一种具体实施方式中，环境亮度检测装置1包括第一光敏电阻、电位器及电压比较器，其中：
第一光敏电阻，用于感应当前环境的光照强度，并根据感应到的光照强度进行阻值调节；
电位器，用于根据第一光敏电阻的阻值信息进行相应的电位控制，并将得到的电位控制结果发送给电位比较器；
电压比较器，用于根据电位控制结果，输出相应的高低电平信号。
环境亮度检测装置1可以包括第一光敏电阻、电位器及电压比较器。利用第一光敏电阻感应当前环境的光照强度，并根据感应到的光照强度进行阻值调节。电位器根据第一光敏电阻的阻值信息进行相应的电位控制，并将得到的电位控制结果发送给电位比较器。电压比较器根据电位控制结果，输出相应的高低电平信号。
环境亮度检测装置1负责检测环境亮度信息是否达到设定的亮度阈值，输出电平信号传送给主控制器3，与照明模块配合工作，实现太阳能路灯的自动开启和关闭功能。参见图7，图7为本发明实施例中一种环境亮度检测装置的电路图。环境亮度检测装置1具体可以包括5506光敏电阻R14、LM393D电压比较器及10K电位器VR1。此外，在比较器LM393D的输出端口1上还可以设置有一个LED开关电源指示灯D3和一个1K的上拉电阻R11用于指示模式工作状态和提高输出电压。光敏电阻R14的电压分量接入电压比较器LM393D的输入端口3，电位器VR1的电压分量接入比较器LM393D的输入端口2，比较器LM393D输出端口1接单片机P0.1口，比较器LM393D的端口8接电源正极，比较器LM393D的端口4接电源负极。
在本发明的一种具体实施方式中，主控制器3，具体用于根据接收到的高低电平信号，生成对路灯继电器的开关控制指令。
主控制器3可以具体用于根据接收到的高低电平信号，生成对路灯继电器的开关控制指令。
主控制器3负责将传入的数字信号进行处理，并向执行装置发送控制信号，是整个系统的核心部分。主控制器3由单片机的按键复位电路、外部12MHz的晶振电路和单片机构成。
本系统使用到的单片机可以具体采用宏晶科技公司推出的STC12C5A60S2单片机。参见图8，图8为本发明实施例中一种主控制器3中的单片机的结构示意图。STC12C5A60S2单片机是该公司生产的一款高性能、高性价比、低功耗的单时钟的具有8051内核的芯片，而且它的操作命令能够全部兼容老式的使用51内核的芯片，运行速度快了8至12倍。单片机芯片内部自带了2路PWM方波产生器和在线编程的计数器，因此该芯片能用作两个定时器或实现两个外部中断操作。单片机的P1口有8路高速运算的A/D转换器，转换得到的数字信号位数能达到10位级别，而且转换速度达到了25万次每秒，非常适合用于电机的控制。
STC12C5A60S2单片机各I/O口的主要功能如下：
RST口：连接复位电路，引入单片机复位信号，复位电路图如图9所示，通过轻触开关键KEY实现复位。
XTAL1/2口：连接晶振电路，引入外部时钟信号，晶振电路图如图10所示。
P0.0口：连接路灯继电器电路，用于发送控制路灯继电器工作的控制信号。
P0.1口：连接环境亮度检测装置1的亮度检测电路，用于接收光敏传感器的高低电平信号。
P1.1口：连接太阳位置检测装置2的上端光敏电阻，用于接收上端光敏电阻的电压信号。
P1.2口：连接太阳位置检测装置2的下端光敏电阻，用于接收下端光敏电阻的电压信号。
P1.3口：连接太阳位置检测装置2的左端光敏电阻，用于接收左端光敏电阻的电压信号。
P1.4口：连接太阳位置检测装置2的右端光敏电阻，用于接收右端光敏电阻的电压信号。
P2.4口：连接电机模块的水平旋转舵机，用于发送控制水平舵机的旋转信号。
P2.7口：连接电机模块的垂直旋转舵机，用于发送控制垂直舵机的旋转信号。
在本发明的一种具体实施方式中，太阳位置检测装置2包括分布在太阳能电池板四周的各第二光敏电阻，
各第二光敏电阻，用于感应四周环境的光照强度，并根据感应到的光照强度进行阻值调节；
主控制器3，具体用于获取各第二光敏电阻的阻值信息，并根据各阻值信息确定太阳位置信息。
本发明实施例所提供的太阳能路灯的控制系统中的太阳位置检测装置2可以包括分布在太阳能电池板四周的各第二光敏电阻，通过各第二光敏电阻感应四周环境的光照强度，并根据感应到的光照强度进行阻值调节，主控制器3获取各第二光敏电阻的阻值信息，并根据各阻值信息确定太阳位置信息。
太阳位置检测装置2负责监测太阳的实时位置，并将位置偏移量信号反馈给主控制器3，实现物理信号到电信号的转换，是系统的传感器部分，实现对太阳位置的自动检测和追踪。太阳位置检测装置2具体的可以由分布在太阳能电池板四边的四个光敏电阻及位于单片机P1口的A/D转换器组成。该装置的部分电路如图11所示，太阳能电池板上端的光敏电阻电压信号传进单片机的P1.1口，下端的光敏电阻电压信号传进单片机的P1.2口，左端的光敏电阻电压信号传进单片机的P1.3口，右端的光敏电阻电压信号传进单片机的P1.4口。光敏电阻阻值越大，则光敏电阻的电压分量也越大。随着时间推移，太阳的位置与太阳能电池板出现相对位移，因此四个光敏电阻产生的四路电压也将发生一定的电压差。因为光敏电阻产生的是模拟信号，不方便进行比较，所以将四路模拟电压信号输入单片机P1口，利用单片机内部的A/D转换器进行模数转换，然后用数字信号进行比较，得出上下与左右两组光敏电阻的电压差，从而单片机能够判断太阳位置是否出现了偏移以及偏移量大小，进而向电机发送控制旋转的信号，使太阳能电池板重新正对太阳，四路光敏电阻的电压也进入一个新的平衡。
在本发明的一种具体实施方式中，第二光敏电阻为5506型光敏电阻。
本发明实施例所提供的太阳能路灯的控制系统中的第二光敏电阻可以具体选用电阻体型小、对光线亮度敏感、反应速度快的5506型光敏电阻。在有阳光照射情况下，它的电阻才2KΩ到5KΩ之间，而在没有阳光照射的情况下，电阻0.2MΩ。它的反应速度也十分迅速，响应时间上升和下降沿均为30ms，符合太阳位置有规律移动的特点。
另外，本发明实施例所提供的太阳能路灯的控制系统中的电源装置负责能量的转换和存储，以及为其他模块提供正常工作所需的电能。电源装置可以由太阳能电池板、蓄电池及与太阳能电池板和蓄电池输入输出有关的集成稳压电路组成。太阳能电池板主要负责在白天时间吸收太阳光，转化太阳能，将太阳能转化为电能传输给蓄电池，这是电能的生产环节。集成稳压电路能稳定太阳能电池板的输出电压和蓄电池的输入输出电压。太阳能以化学能的形式存储在蓄电池中，这是电能的存储环节。而蓄电池为负载提供所需的电能的时候又将化学能转化为电能，最终以光和热的形式释放到环境中，这是电能的消耗环节。本系统选择的太阳能电池板参数如表4所示。蓄电池可以选用两节能量密度较大的18650可反复充电放电的锂电池。每节电池额定电压为3.7V，电池容量达到4800mA。经过集成稳压电路后能够输出5V/1A。
表4太阳能电池板参数表
| 名称 | 参数 |
| 封装材料 | PET |
| 硅片类型 | A级单晶硅 |
| 尺寸 | 275*170*2mm |
| 开路电压 | 6V |
| 短路电流 | 1A |
| 重量 | 0.1kg |
| 最大功率 | 6W |
路灯继电器负责接收主控制器3的控制信号，实现对太阳能路灯的自动开启和关闭。整个照明装置可以主要由5V直流电磁继电器、LED灯、三极管以及二极管组成。如图12所示，三极管Q1提供了继电器K2线圈工作所需的电流，当单片机的P0.0口输出低电平信号时，Q1的发射极正偏，集电极反偏，因此Q1处于放大状态，K2的线圈中瞬间出现极大的电流。根据电磁效应的原理，K2线圈中的铁芯将吸合，K2中的公共端触点与常开触点接触，照明电路将导通；反之，当单片机的P0.0口输出高电平信号时，Q1的发射极反偏，集电极反偏，因此Q1处于截止的状态，K2中的线圈电流为零，K2中的公共端触点与常开触点不接触，照明电路不导通。本发明实施例所提供的太阳能路灯的控制系统可以选用继电器SRD-05DC-SL-C，其是一路直流5V控制的继电器。采用低电压，大电流的PNP型三极管8050进行驱动，使用功率为10×10-3KW低功耗、高亮度的白光LED灯D2。
相应于上面的方法实施例，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现如下步骤：
接收环境亮度检测装置发送的环境亮度信息和太阳位置检测装置发送的太阳位置信息；将环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果；根据对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令；根据太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机，以驱动太阳能电池板进行朝向变换。
该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
对于本发明提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不做赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、系统及计算机可读存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种太阳能路灯的控制方法，其特征在于，包括：
接收环境亮度检测装置发送的环境亮度信息和太阳位置检测装置发送的太阳位置信息；
将所述环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果；
根据所述对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令；
根据所述太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将所述电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机，以驱动所述太阳能电池板进行朝向变换。
2.根据权利要求1所述的太阳能路灯的控制方法，其特征在于，将所述电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机，包括：
将所述电机驱动指令发送给驱动所述太阳能电池板转动的舵机。
3.一种太阳能路灯的控制装置，其特征在于，包括：
信息接收模块，用于接收环境亮度检测装置发送的环境亮度信息和太阳位置检测装置发送的太阳位置信息；
结果获得模块，用于将所述环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果；
指令发送模块，用于根据所述对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令；
朝向驱动模块，用于根据所述太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将所述电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机，以驱动所述太阳能电池板进行朝向变换。
4.一种太阳能路灯的控制系统，其特征在于，包括：
环境亮度检测装置，用于检测当前环境的环境亮度信息，并将所述环境亮度信息发送给主控制器；
太阳位置检测装置，用于检测太阳位置信息，并将所述太阳位置信息返回给所述主控制器；
所述主控制器，用于将所述环境亮度信息与预设的亮度阈值进行对比，得到对比结果；根据所述对比结果向路灯继电器发送相应的开关控制指令；根据所述太阳位置信息生成相应的电机驱动指令，并将所述电机驱动指令发送给太阳能电池板的驱动电机；
所述驱动电机，用于驱动所述太阳能电池板进行朝向变换。
5.根据权利要求4所述的太阳能路灯的控制系统，其特征在于，所述驱动电机包括水平旋转舵机和竖直旋转舵机，其中：
所述水平旋转舵机，用于控制所述太阳能电池板进行水平方向转动；
所述竖直旋转舵机，用于控制所述太阳能电池板进行竖直方向转动。
6.根据权利要求4所述的太阳能路灯的控制系统，其特征在于，所述环境亮度检测装置包括第一光敏电阻、电位器及电压比较器，其中：
所述第一光敏电阻，用于感应当前环境的光照强度，并根据感应到的光照强度进行阻值调节；
所述电位器，用于根据所述第一光敏电阻的阻值信息进行相应的电位控制，并将得到的电位控制结果发送给所述电位比较器；
所述电压比较器，用于根据所述电位控制结果，输出相应的高低电平信号。
7.根据权利要求6所述的太阳能路灯的控制系统，其特征在于，所述主控制器，具体用于根据接收到的所述高低电平信号，生成对所述路灯继电器的所述开关控制指令。
8.根据权利要求4所述的太阳能路灯的控制系统，其特征在于，所述太阳位置检测装置包括分布在所述太阳能电池板四周的各第二光敏电阻，
各所述第二光敏电阻，用于感应四周环境的光照强度，并根据感应到的光照强度进行阻值调节；
所述主控制器，具体用于获取各所述第二光敏电阻的阻值信息，并根据各所述阻值信息确定所述太阳位置信息。
9.根据权利要求8所述的太阳能路灯的控制系统，其特征在于，所述第二光敏电阻为5506型光敏电阻。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1或2所述太阳能路灯的控制方法的步骤。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114501740A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-05-13 | 深圳爱克莱特科技股份有限公司 | 一种太阳能灯具的控制方法、装置、太阳能灯具及介质 |
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2019
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