CN110331678B - 太阳能道钉控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能道钉控制系统，包括设置在基板上的光伏器件、充电控制电路、第一蓄电池、第二蓄电池、微处理器、激活电路、实时时钟电路、若干个灯具驱动电路和若干组灯具，第一蓄电池用于给微处理器、激活电路、灯具驱动电路和灯具提供电源并作为实时时钟电路的备用电源，第二蓄电池用于给实时时钟电路提供电源，激活电路用于检测光伏器件是否感应到光照并在有光照时产生激活中断信号同时将相关激活中断信号发送至微处理器，实时时钟电路用于提供准确的时间和闹钟中断信号至微处理器，微处理器用于响应接收到的激活中断信号和闹钟中断信号，并读取实时时钟电路的时间信息以控制灯具驱动电路工作与否。本发明结构简单，最大限度降低功耗。

Description

太阳能道钉控制系统

技术领域

本发明涉及一种太阳能道钉控制系统。

背景技术

道钉又叫突起路标，作为一种交通安防标线中应用最广泛的轮廓标，主要安装在道路的标线中间或双黄线中间，具有发光或反光功能，对机动车驾驶员起引导或示警作用。近年来道钉也开始大量应用到景区、公园、乡村道路等场景，功能也从传统的引导示警作用延伸到美观、辅助照明作用。

现有道钉主要包括反光道钉和发光道钉两种，传统道钉多为纯反光道钉，这种道钉依靠逆反射材料反射来往车辆车灯光提供被动发光，不能摆脱对汽车灯光的依赖，而且只能对机动车辆起到诱导作用，因此在性能上有很大的局限性。

现有的主动发光道钉多为太阳能道钉，利用光伏器件白天蓄能；当夜晚降临，环境光照低到一定程度时自动发光；当白天来临，环境光照达到一定程度时自动停止发光，并实现节电的目的。

但是现有太阳能道钉这种通过感应环境光照强度来控制发光状态的模式存在很多弊端，首先这种模式对环境依赖性太强，实际安装过程中太阳能道钉需要安装在各种不同的环境中，这会导致太阳能道钉自动发光时间和熄灭光源时间的一致性难以保证；其次，环境光照强度受外界干扰的可能性非常大，这会导致太阳能道钉灯误发光或无法准确发光。再次，这种太阳能道钉灯在存储过程中功耗较大，容易导致安装时蓄电池电量已经耗空。

另一方面，现有太阳能道钉灯使用的LED光源大多为传统的插件式草帽灯，LED发光方式一般采用频闪方式；采用频闪发光的太阳能道钉，LED光源发光和熄灭交替进行。如果熄灭的间隔时段稍长，就会使人陷入黑暗而产生目盲现象，从而埋下事故隐患。并且这种道钉安装后，安装路面上各道钉之间容易产生发光不同步的问题，从而对人眼造成不适。为此，有的太阳能道钉采用小周期的高频闪模式发光来缩短熄灭的间隔时段，从而降低上述安全风险。但以这种模式发光的道钉由于对行人和非机动车驾驶员的频闪效应和眩光效应明显，易诱发烦躁情绪，从而导致交通事故，因此只能用作警示、提醒作用，应用范围十分有限。同时LED高频率闪烁对LED的使用寿命也会有影响。

发明内容

本发明旨在提供一种太阳能道钉控制系统，结构简单，最大限度降低了太阳能道钉对环境的依赖性，保证了太阳能道钉自动发光时间和熄灭光源时间的一致性，太阳能道钉控制系统在进入常规工作模式前需要进行两次激活，最大限度的降低功耗，节省电能。

本发明通过以下方案实现：

一种太阳能道钉控制系统，包括设置在基板上的光伏器件、充电控制电路、第一蓄电池、第二蓄电池、微处理器、激活电路、实时时钟电路、若干个灯具驱动电路和若干组灯具；

所述光伏器件通过充电控制电路分别与第一蓄电池、第二蓄电池相连接，所述第一蓄电池与第二蓄电池之间串接有二极管，所述第一蓄电池、第二蓄电池通过充电控制电路将光伏器件转化的电能进行储存，所述第一蓄电池用于给微处理器、激活电路、灯具驱动电路和灯具提供电源并作为实时时钟电路的备用电源，所述第二蓄电池用于给实时时钟电路提供电源；

所述微处理器分别与激活电路、实时时钟电路、若干个灯具驱动电路相连接，若干个灯具驱动电路与若干组灯具一一对应连接，所述激活电路用于检测光伏器件是否感应到光照并在有光照时产生激活中断信号同时将相关激活中断信号发送至微处理器，所述实时时钟电路用于提供准确的时间和闹钟中断信息至微处理器，所述微处理器用于响应接收到的激活中断信号和闹钟中断信号，并读取实时时钟电路的时间信息以控制灯具驱动电路工作与否，所述灯具驱动电路用于驱动灯具发光。激活电路可以使系统(即太阳能道钉控制系统，后续出现的简称“系统”均为“太阳能道钉控制系统”)在自检模式和常规工作模式之间切换，自检模式主要用于出货前的品质检测和用户检测。

实时时钟电路中的闹钟时间由程序根据需求进行设定，在设定的闹钟时间一到实时时钟电路即发出有效闹钟中断信号给微处理器。

进一步地，所述系统的工作模式包括自检模式和常规工作模式，常规工作模式包括休眠状态和亮灯状态。无论系统在哪种工作模式中，只要光伏器件接收到太阳光，光伏器件就可将太阳能转化为电能储存到第一蓄电池、第二蓄电池中。

进一步地，每组灯具为一个以上灯具相互并联形成。由微处理器控制灯具驱动电路驱动相应灯具发光，发光模式包括交替循环发光、交替循环间隔发光等，还可以设置其他发光方式来增加美观效果。灯具一般采用LED灯。

本发明的太阳能道钉控制系统，通过光伏器件(即光伏板等)感应到光照来产生激活中断信号，微处理器第一次接收到激活中断信号后将微处理器中EEPROM中的激活状态设置为第一次激活，并进入自检模式检测实时时钟电路、灯具驱动电路、灯具是否正常，自检完成后对系统进行校时保证实时时钟的时间与实际时间一致。微处理器第二次接收到激活中断信号后将微处理器中EEPROM中的激活状态设置为第二次激活，通过两次激活后，系统处于常规工作模式，使得道钉在用户设定的亮灯时间段进行亮灯，在非亮灯时间段熄灭处于休眠模式。亮灯时间段可根据需要进行设置。

进一步地，第一次激活后需间隔一段时间才能进行第二次激活，间隔时长根据实际需求由程序设定，间隔时长到达后系统进入超低功耗的休眠状态直到第二次激活发生。激活电路只在系统进入常规工作模式之前有效，常规工作模式之后微处理器接收到激活中断信号将不会有任何动作，在系统需要激活时，如果自然光不满足，可使用手机手电筒功能在3～5cm距离内直射激活。

本发明的太阳能道钉控制系统，具有以下优点：

1、结构简单，采用实时时钟电路的闹钟唤醒功能来定时自动发光的新型控制模式，既最大限度降低了太阳能道钉对环境的依赖性，避免了环境干扰造成的误发光和无法准确发光的情况，也保证了太阳能道钉自动发光时间和熄灭光源时间的一致性；

2、本发明使用了激活电路来控制太阳能道钉控制系统在自检模式、常规工作模式之间切换，太阳能道钉控制系统在进入常规工作模式前需要进行两次激活，在第二次激活前，系统处于超低功耗的休眠模式，安装时通过自然光自动第二次激活，操作简单，最大限度的降低功耗，节省电能；

3、灯具发光方式由程序控制，可根据应用场景不同选择不同的发光方式。各组灯具交替循环发光的方式，保证亮灯时间范围内任何时刻都有一组灯正常发光，解决了传统太阳能道钉采用的频闪亮灯方式造成的目盲、炫光、寿命缩短等弊端；交替循环间隔发光方式在交替循环发光的基础上更节能；另外还可以设置其他发光方式来增加美观效果。

4、使用本发明的太阳能道钉控制系统制作成的太阳能道钉，应用范围较广，可作为道路警示、引导地标，还能应用于景区、公园、乡村道路起美化、辅助照明等作用，成为一种新型的节能环保型集警示、引导、美化、辅助照明等功能于一体的太阳能道钉。

附图说明

图1为实施例1中太阳能道钉控制系统的结构框图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。

实施例1

一种太阳能道钉控制系统，如图1所示，包括设置在基板(图中未示意出基板)上的光伏器件1、充电控制电路2、第一蓄电池3、第二蓄电池4、微处理器5、激活电路6、实时时钟电路7、若干个灯具驱动电路8和若干组灯具9(图中仅示意出一个灯具驱动电路和一组灯具)，每组灯具为两个灯具相互并联形成，灯具为LED灯，每组灯具为交替循环发光；

光伏器件1通过充电控制电路2分别与第一蓄电池3、第二蓄电池4相连接，第一蓄电池3与第二蓄电池4之间串接有二极管10，第一蓄电池3、第二蓄电池4通过充电控制电路2将光伏器件1转化的电能进行储存，第一蓄电池3用于给微处理器5、激活电路6、灯具驱动电路8和灯具9提供电源并作为实时时钟电路7的备用电源，第二蓄电池4用于给实时时钟电路7提供电源；

微处理器5分别与激活电路6、实时时钟电路7、若干个灯具驱动电路8相连接，若干个灯具驱动电路8与若干组灯具9一一对应连接，激活电路6用于检测光伏器件1是否感应到光照并在有光照时产生激活中断信号同时将相关激活中断信号发送至微处理器5，实时时钟电路7用于提供准确的时间和闹钟中断信号至微处理器5，微处理器5用于响应接收到的激活中断信号和闹钟中断信号，并读取实时时钟电路7的时间信息以控制灯具驱动电路8工作与否，灯具驱动电路8用于驱动灯具9发光。

系统的工作模式包括自检模式和常规工作模式，常规工作模式包括休眠状态和亮灯状态。

实施例2

一种太阳能道钉控制系统，其结构与实施例1中的太阳能道钉控制系统的结构相类似，其不同之处在于：每组灯具为四个灯具相互并联形成。

实施例3

一种太阳能道钉控制系统，其结构与实施例1中的太阳能道钉控制系统的结构相类似，其不同之处在于：每组灯具为交替循环间隔发光。

实施例4

一种太阳能道钉控制系统，其结构与实施例1中的太阳能道钉控制系统的结构相类似，其不同之处在于：每组灯具的发光方式为用户要求的其他发光方式。

Claims (3)

1.一种太阳能道钉控制系统，其特征在于：包括设置在基板上的光伏器件、充电控制电路、第一蓄电池、第二蓄电池、微处理器、激活电路、实时时钟电路、若干个灯具驱动电路和若干组灯具；

所述光伏器件通过充电控制电路分别与第一蓄电池、第二蓄电池相连接，所述第一蓄电池与第二蓄电池之间串接有二极管，所述第一蓄电池、第二蓄电池通过充电控制电路将光伏器件转化的电能进行储存，所述第一蓄电池用于给微处理器、激活电路、灯具驱动电路和灯具提供电源并作为实时时钟电路的备用电源，所述第二蓄电池用于给实时时钟电路提供电源；

所述微处理器分别与激活电路、实时时钟电路、若干个灯具驱动电路相连接，若干个灯具驱动电路与若干组灯具一一对应连接，所述激活电路用于检测光伏器件是否感应到光照并在有光照时产生激活中断信号同时将相关激活中断信号发送至微处理器，所述实时时钟电路用于提供准确的时间和闹钟中断信号至微处理器，所述微处理器用于响应接收到的激活中断信号和闹钟中断信号，并读取实时时钟电路的时间信息以控制灯具驱动电路工作与否，所述灯具驱动电路用于驱动灯具发光。

2.如权利要求1所述的太阳能道钉控制系统，其特征在于：所述系统的工作模式包括自检模式和常规工作模式，常规工作模式包括休眠状态和亮灯状态。

3.如权利要求1或2所述的太阳能道钉控制系统，其特征在于：每组灯具为一个以上灯具相互并联形成。

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