CN110957804A - 一种混合供电的智能照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合供电的智能照明系统，包括太阳能光伏板、太阳能控制器、蓄电池、逆变器、市电输入端、电量监测模块、继电器模块、主控模块以及照明模块。本技术方案通过太阳能光伏板、太阳能控制器、蓄电池以及逆变器组成太阳能供电装置，结合市电供电系统，实现智能照明系统的混合供电功能，同时通过电量监测模块的设置实现对蓄电池的电量监控功能，主控模块再根据蓄电池的电量数据控制照明模块实时的供电方式，有效保证智能照明系统能够持续不间断地运行，降低智能照明系统对电网所造成的负荷。

Description

一种混合供电的智能照明系统
技术领域
本发明涉及照明控制技术领域，更具体地说涉及一种混合供电的智能照明系统。
背景技术
目前对于照明系统，国内外均已经进入了智能照明时代。当前对于应用在课室场合的照明系统，其智能化程度仍不完善。
当前对于应用在课室场合的照明系统主要采用人工管理的方式实现照明系统中各个灯具的启动关闭，而且绝大部分的照明系统供电形式单一，普遍均是采用交流220V市电进行供电，而没有与当前先进的可再生能源供电装置相结合，因此现有的应用在课室场合的照明系统运行时对电网带来较大的负荷。
发明内容
本发明目的在于提供一种混合供电的智能照明系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：
一种混合供电的智能照明系统，包括太阳能光伏板、太阳能控制器、蓄电池、逆变器、市电输入端、电量监测模块、继电器模块、主控模块以及照明模块；
所述太阳能光伏板与所述太阳能控制器的输入端电连接，所述太阳能控制器的输出端与所述蓄电池电连接，所述蓄电池与所述逆变器的输入端电连接，所述蓄电池与所述电量监测模块的输入端电连接，所述电量监测模块的输出端与所述主控模块的输入端电连接，所述继电器模块分别与所述主控模块的输出端、所述逆变器的输出端、所述市电输入端以及所述照明模块电连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电量监测模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、稳压管D1、运放器A1以及三极管Q1，所述电阻R2以及所述电阻R3串联在所述蓄电池与地之间，所述蓄电池通过所述电阻R1与所述稳压管D1的负极相连，所述稳压管D1的正极接地，所述运放器A1的一个输入端接在所述电阻R2与所述电阻R3之间，所述运放器A1的另一个输入端与所述稳压管D1的负极相连，所述运放器A1的输出端与所述三极管Q1的基极相连，所述三极管Q1的集电极与所述蓄电池相连，所述三极管Q1的发射极与所述主控模块的输入端相连。
本技术方案通过获取所述蓄电池的输出电压，间接判断所述蓄电池的电量大小，所述主控模块通过所述蓄电池的电量判断所述照明模块的实时供电连接方式。
另外本技术方案中所述电量监测模块还可以是在蓄电池供电过程中通过检测照明模块输出光亮度间接判断蓄电池的电量大小，为此本技术方案中所述电量监测模块的另一种实施方式，包括第一光敏传感器，所述主控模块的输入端与所述第一光敏传感器相连，所述第一光敏传感器设置在照明模块内。
作为上述技术方案的进一步改进，所述继电器模块包括总控继电器以及多个子控继电器，所述总控继电器以及所述子控继电器分别与所述主控模块的输出端相连，所述逆变器的输出端以及所述市电输入端分别与所述总控继电器相连，所述总控继电器分别与各个所述子控继电器相连，所述子控继电器分别与照明模块相连。
本技术方案中所述子控继电器分别用于控制照明模块中的各个灯具，所述总控继电器用于控制各个子控继电器与所述市电输入端或所述逆变器的通电连接，便于所述主控模块控制所述照明模块中的各个灯具。
作为上述技术方案的进一步改进，所述继电器模块还包括位移缓存器，所述主控模块的输出端与所述位移缓存器的输入端相连，所述位移缓存器的输出端分别与所述总控继电器以及所述子控继电器相连。
本技术方案中通过所述位移缓存器的设置，有效降低所述主控模块所需的引脚资源，令所述控制模块能够以少量的引脚资源控制数量较多的所述子控继电器。
作为上述技术方案的进一步改进，本技术方案还包括红外传感器以及第二光敏传感器，所述红外传感器以及所述第二光敏传感器分别与所述主控模块的输入端相连。
本技术方案通过所述红外传感器检测是否有人靠近照明模块，所述光敏传感器检测当前所述照明模块所处的环境亮度，所述主控模块根据相应的数据控制所述照明模块的启动与否以及工作功率。
作为上述技术方案的进一步改进，本技术方案还包括WIFI通信模块、APP应用端以及上位机客户端，所述主控模块通过WIFI通信模块分别与所述APP应用端以及所述上位机客户端相连。
本技术方案通过所述WIFI通信模块的设置，便于相关人员对照明系统的远程控制以及远程监控功能。
本发明的有益效果是：本技术方案通过太阳能光伏板、太阳能控制器、蓄电池以及逆变器组成太阳能供电装置，结合市电供电系统，实现智能照明系统的混合供电功能，同时通过电量监测模块的设置实现对蓄电池的电量监控功能，主控模块再根据蓄电池的电量数据控制照明模块实时的供电方式，有效保证智能照明系统能够持续不间断地运行，降低智能照明系统对电网所造成的负荷。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
图1是本发明的电路模块框架图；
图2是本发明的第一实施例电路原理图；
图3是本发明的第二实施例电路原理图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1和图2，本申请公开了一种混合供电的智能照明系统，其第一实施例，包括太阳能光伏板、太阳能控制器、蓄电池、逆变器、市电输入端、电量监测模块、继电器模块、主控模块以及照明模块；
所述太阳能光伏板与所述太阳能控制器的输入端电连接，所述太阳能控制器的输出端与所述蓄电池电连接，所述蓄电池与所述逆变器的输入端电连接，所述蓄电池与所述电量监测模块的输入端电连接，所述电量监测模块的输出端与所述主控模块的输入端电连接，所述继电器模块分别与所述主控模块的输出端、所述逆变器的输出端、所述市电输入端以及所述照明模块电连接。
本实施例中，所述太阳能光伏板用于将太阳能转换成电能，所述太阳能控制器用于向所述蓄电池输出恒定的直流电以对所述蓄电池进行充电操作，所述逆变器用于将蓄电池所输出的直流电转换成交流电，所述电量监测模块用于判断所述蓄电池的电量是否充足，所述主控模块根据所述电量监测模块的判断结果控制照明模块实时的供电方式，当所述蓄电池的电量充足时，所述主控模块控制所述继电器模块实现所述逆变器与所述照明模块的通电连接，当所述蓄电池电量不足时，所述主控模块控制所述继电器模块实现所述市电输入端与所述照明模块的通电连接。
本实施例中，所述主控模块优选为Arduino UNO型控制模块。
本实施例中，所述电量监测模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、稳压管D1、运放器A1以及三极管Q1，所述电阻R2以及所述电阻R3串联在所述蓄电池与地之间，所述蓄电池通过所述电阻R1与所述稳压管D1的负极相连，所述稳压管D1的正极接地，所述运放器A1的一个输入端接在所述电阻R2与所述电阻R3之间，所述运放器A1的另一个输入端与所述稳压管D1的负极相连，所述运放器A1的输出端与所述三极管Q1的基极相连，所述三极管Q1的集电极与所述蓄电池相连，所述三极管Q1的发射极与所述主控模块的输入端相连。所述电阻R2以及所述电阻R3之间的电位与所述蓄电池的电量相关，所述蓄电池的电量越大，所述蓄电池的输出电压越大，所述电阻R2以及所述电阻R3之间的电位也越高，利用所述运放器A1判断所述电阻R2以及所述电阻R3之间的电位，所述稳压管D1负极的电位，两处电位的高低，从而判断所述蓄电池的电量是否充足。本实施例中所述运放器A1的型号优选为LM358。
本实施例中，所述继电器模块包括总控继电器、位移缓存器以及多个子控继电器，所述主控模块的输出端与所述位移缓存器的输入端相连，所述位移缓存器的输出端分别与所述总控继电器以及所述子控继电器相连，所述逆变器的输出端以及所述市电输入端分别与所述总控继电器相连，所述总控继电器分别与各个所述子控继电器相连。其中所述位移缓存器的型号优选为74HC595。
本实施例中，所述智能照明系统还需要配置智能启动的功能，需要根据规定范围内是否有人员进入，以及根据当前环境亮度控制照明模块的启动与否。为了实现以上功能本实施例还包括红外传感器以及第二光敏传感器，所述红外传感器以及所述第二光敏传感器分别与所述主控模块的输入端相连。其中所述照明模块包括多个灯具，每个所述灯具与每个所述子控继电器一一对应连接，每个所述灯具均配置有红外传感器，当有人靠近某个灯具时，该灯具上的红外传感器将相应的识别结果传输到所述主控模块上，同时所述主控模块通过所述第二光敏传感器检测到环境亮度较低时，所述主控制模块能够单一地控制该灯具的启动，保证本实施例能够在较低电能损耗的状态下运行。
本实施例中所述红外传感器的型号优选为HC-SR501，所述第二光敏传感器的型号优选为MH-Sensor。
本实施例还包括WIFI通信模块、APP应用端以及上位机客户端，所述主控模块通过WIFI通信模块分别与所述APP应用端以及所述上位机客户端相连。本实施例通过所述WIFI通信模块的设置，便于相关人员对照明系统的远程控制以及远程监控功能。
参照图3，本申请所述智能照明系统的第二实施例，与第一实施例相比，其区别在于，本实施例中所述电量监测模块是在蓄电池供电过程中通过检测照明模块输出光亮度间接判断蓄电池的电量大小，为此本实施例中所述电量监测模块包括第一光敏传感器，所述主控模块的输入端与所述第一光敏传感器相连，所述第一光敏传感器设置在照明模块内的每个灯具上，本实施例中所述第一光敏传感器的型号优选为MH-Sensor。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种混合供电的智能照明系统，其特征在于：包括太阳能光伏板、太阳能控制器、蓄电池、逆变器、市电输入端、电量监测模块、继电器模块、主控模块以及照明模块；
所述太阳能光伏板与所述太阳能控制器的输入端电连接，所述太阳能控制器的输出端与所述蓄电池电连接，所述蓄电池与所述逆变器的输入端电连接，所述蓄电池与所述电量监测模块的输入端电连接，所述电量监测模块的输出端与所述主控模块的输入端电连接，所述继电器模块分别与所述主控模块的输出端、所述逆变器的输出端、所述市电输入端以及所述照明模块电连接。
2.根据权利要求1所述的一种混合供电的智能照明系统，其特征在于：所述电量监测模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、稳压管D1、运放器A1以及三极管Q1，所述电阻R2以及所述电阻R3串联在所述蓄电池与地之间，所述蓄电池通过所述电阻R1与所述稳压管D1的负极相连，所述稳压管D1的正极接地，所述运放器A1的一个输入端接在所述电阻R2与所述电阻R3之间，所述运放器A1的另一个输入端与所述稳压管D1的负极相连，所述运放器A1的输出端与所述三极管Q1的基极相连，所述三极管Q1的集电极与所述蓄电池相连，所述三极管Q1的发射极与所述主控模块的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的一种混合供电的智能照明系统，其特征在于：所述电量监测模块包括第一光敏传感器，所述主控模块的输入端与所述第一光敏传感器相连接，所述第一光敏传感器设置在所述照明模块内。
4.根据权利要求1所述的一种混合供电的智能照明系统，其特征在于：所述继电器模块包括总控继电器以及多个子控继电器，所述总控继电器以及所述子控继电器分别与所述主控模块的输出端相连，所述逆变器的输出端以及所述市电输入端分别与所述总控继电器相连，所述总控继电器分别与各个所述子控继电器相连，所述子控继电器分别与照明模块相连。
5.根据权利要求4所述的一种混合供电的智能照明系统，其特征在于：所述继电器模块还包括位移缓存器，所述主控模块的输出端与所述位移缓存器的输入端相连，所述位移缓存器的输出端分别与所述总控继电器以及所述子控继电器相连。
6.根据权利要求1所述的一种混合供电的智能照明系统，其特征在于：还包括红外传感器以及第二光敏传感器，所述红外传感器以及所述第二光敏传感器分别与所述主控模块的输入端相连。
7.根据权利要求1所述的一种混合供电的智能照明系统，其特征在于：还包括WIFI通信模块、APP应用端以及上位机客户端，所述主控模块通过WIFI通信模块分别与所述APP应用端以及所述上位机客户端相连。
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