CN114205968A - 路灯系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种路灯系统，属于照明领域。该路灯系统包括路灯和植物生长装置，路灯与植物生长装置电性连接，植物生长装置包括植物、土壤以及电极组件；电极组件包括第一电极和第二电极，第一电极与第二电极极性相反；第一电极包括由内向外依次套设的内部保护层、第一电极层以及外部保护层，第一电极层夹设在内部保护层与外部保护层之间，第一电极层的第一端设置在土壤中，第二电极的第一端与植物的木质部电性连接；第一电极层的第二端以及第二电极的第二端均与路灯电性连接。本申请相比现有技术而言，一方面能够降低对环境的污染，另一方面，能够根据需求控制路灯的使用时间，以达到节能、自动监控路灯使用周期排障、警情预警的目的。

Description

路灯系统

技术领域

本申请属于照明技术领域，尤其涉及一种路灯系统。

背景技术

随着科技的不断发展以及人们节能环保意识的增加，人类对能源的需求也越来越多，其中，植物发电作为自然界存在的巨大能量和清洁的可再生能源，由于其不使用燃料，也不会产生辐射或空气污染的优点，得到了人们的高度关注和广泛应用。

一般情况下，植物发电可以应用在室内，也可以应用在室外，其中，当植物发电应用在室外时，具体的，针对部分偏远地区而言，由于电缆引入或交通道路等问题限制而导致无法设置路灯，因此在该偏远地区，往往将植物发电与路灯电性连接，并利用植物的天然资源完成光电转化，产生的电能用于照明。

然而，上述设置方式，容易对环境造成污染。

发明内容

为了解决背景技术中提到的问题，本申请提供一种路灯系统，相比现有技术而言，一方面能够降低对环境的污染，另一方面，能够根据需求控制路灯的使用时间，以达到节能、自动监控路灯使用周期排障、警情预警的目的；再一方面，对于偏远地区，能够直接通过移动通信便可以控制路灯的使用，并及时将路灯的使用情况反馈至后台服务台。

为了实现上述目的，本申请提供了一种路灯系统，包括路灯和植物生长装置，路灯靠近植物生长装置设置，所述路灯与所述植物生长装置电性连接，所述植物生长装置包括植物、土壤以及电极组件；所述植物种植在所述土壤中。

所述电极组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第二电极极性相反；所述第一电极包括由内向外依次套设的内部保护层、第一电极层以及外部保护层，所述第一电极层夹设在所述内部保护层与所述外部保护层之间，所述第一电极层的第一端设置在所述土壤中，所述第二电极的第一端与所述植物的木质部电性连接；所述第一电极层的第二端以及所述第二电极的第二端均与所述路灯连接。

作为一种可选的实现方式，还包括控制装置，所述控制装置设置在所述路灯上，所述路灯包括显示单元；

所述电极组件与所述控制装置电性连接，所述控制装置与所述显示单元电性连接。

作为一种可选的实现方式，所述电极组件还包括电能转换储存装置，所述第一电极层的第二端以及所述第二电极的第二端均与所述电能转换储存装置电性连接；

所述电能转换储存装置与所述控制装置电性连接。

作为一种可选的实现方式，所述内部保护层和所述外部保护层均为网状结构，位于两者之间的所述第一电极层为板状结构；

所述第一电极层与所述内部保护层，以及所述第一电极层与所述外部保护层之间均具有间距，所述间距中填充有发电材料板。

作为一种可选的实现方式，所述第一电极层为石墨板、石墨毡、碳布、不锈钢板或不锈钢网等；所述第二电极为碳刷或铂电极等。

作为一种可能的实现方式，所述电能转换储存装置包括升压稳压装置和储电装置，所述第一电极层的第二端和所述第二电极的第二端均与所述升压稳压装置的第一端电性连接，所述升压稳压装置的第二端电性连接至所述储电装置的第一端；所述储电装置的第二端与控制装置电性连接；

所述第一电极层的第二端和所述第二电极的第二端与所述升压稳压装置的第一端之间，以及所述升压稳压装置的第二端与所述储电装置的第一端之间均设置有开关。

作为一种可选的实现方式，所述电能转换储存装置还包括电容，所述电容连接在所述第一电极层的第二端和所述第二电极的第二端与所述升压稳压装置的第一端之间，以及所述升压稳压装置的第二端与所述储电装置的第一端之间。

作为一种可选的实现方式，所述升压稳压装置包括电性连接的变压器和升压稳压器，所述第一电极层的第二端和所述第二电极的第二端均与所述变压器电性连接，所述升压稳压器与所述储电装置的第一端电性连接。

作为一种可选的实现方式，所述控制装置包括控制单元、报警单元、定时单元、身份识别单元、采集单元、通信单元以及声控单元；所述报警单元、所述定时单元、所述身份识别单元、所述采集单元、所述通信单元以及所述声控单元均与所述控制单元电性连接，所述控制单元通过所述声控单元与所述显示单元电性连接。

作为一种可选的实现方式，所述报警单元包括报警灯和/或报警铃；所述定时单元包括定时器；所述身份识别单元包括用户身份识别卡；所述采集单元包括电量传感器和亮度传感器；所述通信单元包括天线和全球定位系统；所述声控单元由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路级联而成。

本申请提供一种路灯系统，通过包括路灯和植物生长装置，植物生长装置包括植物、土壤以及电极组件，电极组件包括第一电极和第二电极，第一电极包括由内向外依次套设的内部保护层、第一电极层以及外部保护层，所述第一电极层夹设在所述内部保护层与所述外部保护层之间。

这样，在工作的过程中，内部保护层和外部保护层可以分别从内部和外部对第一电极层进行保护，一方面能够防止渗水和腐蚀；另一方面能够避免电机污染产物污染环境；另外，将第一电极层夹设在内部保护层和外部保护层之间，这样，便于对第一电极层进行抽出和更换。

此外，相比于传统的路灯照明系统而言，更加节能且无污染，节省电缆铺设成本、从而降低制造成本；同时，能够根据需求控制路灯的使用时间，以达到节能、自动监控路灯使用周期排障、警情预警的目的。

除了上面所描述的本申请实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本申请实施例提供的路灯系统所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的路灯系统的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电极组件的剖视图；

图3为本申请实施例提供的电极组件、电能转换储存装置以及路灯控制装置之间的连接关系示意图；

图4为本申请实施例提供的路灯控制装置及其与储电装置和显示单元之间的连接关系示意图。

附图标记说明：

1000-路灯；

1100-显示单元；

2000-植物生长装置；

2100-植物；2200-土壤；2300-电极组件；

2310-第一电极；

2311-内部保护层；2312-第一电极层；2313-外部保护层；2314-容置腔；

2320-第二电极；

2330-电能转换储存装置；

2331-升压稳压装置；2332-储电装置；2333-开关；2334-电容；

2331a-变压器；2331b-升压稳压器；

3000-路灯控制装置；

3100-控制单元；

3200-报警单元；

3300-定时单元；

3400-身份识别单元；

3500-采集单元；

3600-通信单元；

3700-声控单元。

具体实施方式

目前，针对部分偏远地区而言，由于电缆引入或交通道路等问题限制而导致无法设置路灯，容易影响用户的出行，安全性较差，因此往往会在该地区设置有植物发电，其中，植物发电的原理为植物经过光合作用生成有机物，有机物细胞由于细胞壁的作用，中心毛细管的液体具有流动特性并且在两端形成压力差，有机物在电化学活性微生物作用下在阳极进行氧化，氧或其他电子受体在阴极还原，绿色植物可收集和利用太阳能来积累生物量，生物量可作为阳极产电微生物的底物进一步氧化转化为电能，利用根际环境的有机物直接或间接地将电子传递至阳极，从而能够产生持续的电子流。

具体的，在工作的过程中，将植物发电与路灯电性连接，利用植物的天然资源完成光电转化，产生的电能用于照明，然而，现有技术中一方面容易对环境造成污染，防腐蚀防渗水的效果较差；另一方面相比于传统的路灯照明系统而言，不够节能，电缆铺设成本较高，制作成本较高；再一方面，不够智能化，无法根据需求控制路灯的使用时间，以达到节能、自动监控路灯使用周期排障、警情预警的目的。

基于上述的技术问题，本申请提供了一种路灯系统，通过包括路灯和植物生长装置，植物生长装置包括植物、土壤以及电极组件，电极组件包括第一电极和第二电极，第一电极包括由内向外依次套设的内部保护层、第一电极层以及外部保护层，第一电极层夹设在内部保护层与外部保护层之间。

这样，在工作的过程中，内部保护层和外部保护层可以分别从内部和外部对第一电极层进行保护，一方面能够防止渗水和腐蚀，另一方面能够避免电机污染产物污染环境；另外，将第一电极层夹设在内部保护层和外部保护层之间，这样，便于对第一电极层进行更换。

其次，采用植物发电方式，无污染，并且相比于现有技术而言，能够节省电缆铺设成本、从而降低制造成本。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

图1为本申请实施例提供的路灯系统的整体结构示意图。图2为本申请实施例提供的电极组件的剖视图。图3为本申请实施例提供的电极组件、电能转换储存装置以及路灯控制装置之间的连接关系示意图。图4为本申请实施例提供的路灯控制装置及其与储电装置和显示单元之间的连接关系示意图。

本申请实施例一提供了一种路灯系统，参照图1所示，包括路灯1000和植物生长装置2000，路灯1000靠近植物生长装置2000设置，路灯1000电性连接植物生长装置2000，植物生长装置2000包括植物2100、土壤2200以及电极组件2300；植物2100种植在土壤2200中。

需要说明的是，本实施例中，采用植物生长装置2000进行发电，并将其所产生的电量用于给路灯1000供电，以使路灯1000发光照亮。本实施例中，发电的原理是：植物2100经过光合作用生成有机物，其中，有机物的细胞由于细胞壁的作用，使其中心毛细管的液体具有流动特性，并且在两端形成压力差。此外，有机物在电化学活性微生物的作用下在阳极进行氧化，氧或其他电子受体在阴极还原，植物2100便可收集和利用太阳能来积累生物量，而这些生物量可以作为阳极产电微生物的底物进一步氧化转化为电能，利用根际环境的有机物直接或间接地将电子传递至阳极，从而能够产生持续的电子流。

需要说明的是，本实施例中所提到的植物2100可以是道路旁灌木，也可以为草坪、水中浮游植物等，根据需求不同、当地气候、植物生长环境等不同，可以因地制宜选择，本实施例对此不做限定。

参照图1和图2所示，电极组件2300包括第一电极2310、第二电极2320和电能转换储存装置2330，其中，第一电极2310与第二电极2320极性相反；也就是说，第一电极层2312可以为阳极，第二电极2320可以为阴极，或者，第一电极层2312可以为阴极，第二电极2320可以为阳极，需要说明的是，本实施例对此不做限定。

其中，本实施例中，第一电极层2312的第二端以及第二电极2320的第二端均与电能转换储存装置2330连接；电能转换储存装置2330与控制装置3000电性连接。

需要说明的是，本实施例中，电能转换储存装置2330可以使用电荷泵，可以使用电池，也可以采用变压、稳压功能一体化的芯片代替，另外，本实施例中的电能属于重要的二次能源，即一次能源经过加工或转换后的能源。

其中，本实施例中，通过设置电能转换储存装置2330，电能转换储存装置2330的功能主要包括变压、转换以及储存，具体在工作时，首先根据需求量对电压进行变压及转换，其中，变压是指利用电磁感应的原理，将高电压变为低电压，或者将低电压变为高电压；转换是指将输入的电压信号转换成为满足一定关系的电流信号，转换后的电流相当一个输出可调的恒流源，其输出电流能够保持稳定而不会随负载的变化而变化。

这样，当转换后的电压值或电流值满足并达到发电所需要的电压值或电流值时，对该电能进行储存，其中，本实施例中主要是通过储电装置2332来储存电能，使储存的电能可供长期使用，从而确保当电能不足的时候可以随时进行供给，以保证发电的持续性和稳定性。

其中，本实施例中，第一电极2310包括由内向外依次套设的内部保护层2311、第一电极层2312以及外部保护层2313，第一电极层2312的第一端设置在土壤2200中，第二电极2320的第一端与植物2100的木质部电性连接；第一电极层2312的第二端以及第二电极2320的第二端均与路灯1000电性连接。

需要说明的是，本实施例中，第一电极2310埋在土壤中，并且，第一电极2310包裹在植物2100的根部。其中，第一电极2310中的内部保护层2311和外部保护层2313均为环保的隔离网，这样，在工作的过程中，内部保护层2311和外部保护层2313分别可以从内部和外部对第一电极层2312进行保护，一方面可以防止渗水且能够防止腐蚀，避免第一电极层2312出现被腐蚀的问题；另一方面，在工作的过程中会产生一些电机产物，通过设置两个保护层，可有效避免电机的污染产物污染环境。

需要说明的是，第一电极2310包括第一电极层2312，在将第一电极层2312埋入土壤的过程中，需要保证第一电极层2312可以与生长过程中的植物2100的根部接触，这样能够确保利用植物2100根际的有机物直接或间接的将电子传递至阳极，从而能够产生持续的电子流。

其次，本实施例中，通过将第一电极层2312设置在内部保护层2311和外部保护层2313之间，其中，参照图1和图2所示，第一电极2310为槽形结构，第一电极2310内形成有容置腔2314，至少部分植物2100的根部位于容置腔2314中。这样在装配时，该容置腔2314能够为第一电极层2312预留安装空间，使第一电极层2312在埋藏在土壤2200中时，由于有内部保护层2311和外部保护层2313的保护，使得第一电极层2312的各个外表面均不会受到来自于土壤2200的作用力，从而使第一电极层2312可以方便的从内部保护层2311和外部保护层2313中间抽出，便于对第一电极层2312进行更换。

作为一种可能的实现方式，参照图3所示，还包括控制装置3000，路灯1000包括显示单元1100，控制装置3000与路灯1000电性连接，电极组件2300与控制装置3000电性连接，控制装置3000与显示单元1100电性连接。

需要说明的是，本实施例中，对于控制装置3000的设置位置不做进一步限定，例如：控制装置3000可以与路灯1000一体成型，从而实现控制装置3000的各项控制功能；或者，控制装置3000与路灯1000可以分体设置，即控制装置3000可以靠近路灯1000设置。

具体的，控制装置3000与路灯1000之间的电性连接的方式有多种，例如：可以通过设置接线端子或者接线盒电性相连，或者，也可以采用电源线电性相连，或者，还可以通过内部导线电性相连等，本实施例中对此不做进一步限定。

需要说明的是，本实施例中，在路灯1000的使用过程中，控制装置3000的作用主要是为了使路灯1000具有多种功能，从而实现在不同场景下的多种应用。例如，可以通过控制装置3000使路灯定时照亮或熄灭，以节约电能等。

具体的，通过设置控制装置3000，这样，在工作的过程中，第一方面：控制装置3000能够根据需求，来控制路灯1000所使用的时间，从而达到节能的目的；第二方面：相比于传统的路灯照明系统，更加节省电缆铺设成本，大大降低了制造成本，且可控制照明时间，进一步节省资源，功能较多，应用范围更加广泛；第三方面：控制装置3000可以对照明光线进行控制，以达到节电效果；第四方面：控制装置3000还可以随时监控电量的使用情况，并与正常使用状态下的路灯1000的电量进行对比，以在电量不足时及时进行补充；第五方面：该控制装置3000还具有能够对于风险问题提前预警的作用，即当遇到疑似安全风险的问题时，控制装置3000能够主动将风险问题上报至后台人工处，或控制装置3000可以对该风险问题进行自动应答以及排解。

作为一种可能的实现方式，参照图1和图2所示，第一电极2310为槽形结构，第一电极2310内形成有容置腔2314，至少部分植物2100的根部位于容置腔2314中。

作为一种可选的实现方式，第一电极层2312与内部保护层2311之间，以及第一电极层2312与外部保护层2313之间均具有间距，其中，第一电极层2312与内部保护层2311之间的称为第一间距(图2中用a1表示)，以及第一电极层2312与外部保护层2313之间的称为第二间距(图2中用a2表示)。

其中，内部保护层2311、第一电极层2312以及外部保护层2313均为网状结构，位于两者之间的第一电极层2312为板状结构，通过将内部保护层2311和外部保护层2313均设置为网状结构，这样在装配时，便于将第一电极层2312夹设在内部保护层2311和外部保护层2313之间，并且方便对第一电极层2312进行抽出和更换，具体的，内部保护层2311可以设置为环保隔离网，外部保护层2313也可以设置为环保隔离网。

其中，本实施例中，对于环保隔离网的材料不做具体限定：例如，可以选取由木制纤维制作的二维纳米网络结构材料，该材料具有孔径小、比表面积大、孔隙率高、承压性强、透水性能好等纳米特性，在空气过滤、液体渗透、生物防护等领域均体现出优异的应用潜力，该木质的环保隔离网对土壤无污染；另外，木头和植物根须都属于木质材料，传导性更好，从而能够减缓植物受到腐蚀的速度。

或者，还可以选取由高分子网状纤维材料制成的环保隔离网，当然，还可以选取其他具有环保隔离效果的网状结构，需要说明的是，本实施例中包括但不限于上述材料，其中，只要能够起到防止渗水、防止腐蚀的作用，并避免第一电极层2312出现被腐蚀的问题均属于本申请的保护范围。

需要说明的是，本实施例中，第一电极2310内形成的容置腔2314在植物2100的成长幼期、前期以及中期对根须形成包裹，当植物2100生长到中后期时，由于植物2100的根须生长迅速，容置腔2314的尺寸大小已经不能够使植物2100的根部完全被包裹在其中了，有部分根须需要伸出至容置腔2314的外部。

为使植物2100的根部能够继续生长，在实际设计的过程中，需要使第一电极2310中的容置腔2314的敞口处与土壤2200之间具有一定间距，称为第三间距(在图1中用H表示)，如此，植物2100在生长壮大的过程中，一部分根部被完全包裹在容置腔2314中，另一部分根部则通过容置腔2314的敞口处与土壤2200之间的第三间距伸出至容置腔2314的外部。这样设计的目的是，一方面使第一电极2310能够与植物2100的根部附近的微生物接触而发电，另一方面也能使植物2100继续生长壮大，满足植物2100的生长需要。

需要补充的是，本实施例中的H需要大于3cm，示例性的，H可以为3cm，H可以为5cm，H也可以为8cm，这是由于土壤中的微生物主要分布在距地表3-8cm的近中性土壤中，因此将该间距H设置为大于3cm，能够在最大程度上确保植物的根部吸收到土壤中的养分、水分以及营养物，使得植物的生长状况更好，进而确保产生持续的电子流，保证供电的正常运行。

其中，本实施例中，在第一电极层2312与内部保护层2311之间设置第一间距，以及在第一电极层2312与外部保护层2313之间设置第二间距，一方面是为了方便将设置在内部保护层2311和外部保护层2313之间的第一电极层2312从中间抽取出来，进行更换，另一方面，则是为了使植物2100在生长过程中，其根部能够透气，需要说明的是，根部透气具体指植物根部在土壤中能够实现充分的通气，具体的，设置该间距能够满足植物2100在生长时的土壤通气性，其中，土壤通气对于植物2100的根系的生长影响很大，通气良好处的根系密度大、分支多、须根量大；反之，通气不良处发根少，生长慢或停止，易引起树木生长不良和早衰。

此外，将内部保护层2311以及外部保护层2313设置为网状结构主要有三方面作用：第一方面，内部保护层2311所使用的材料，以及外部保护层2313所使用的材料均具有一定的寿命，通过设置为网状，这样能够根据发电量评估发电材料的使用情况，以便于及时更换发电材料；另一发明，随着植物的不断生长，植物生产的高度H可以解决根茎长大后沿着网状结构的外部生产；再一方面，内外保护层无污染，降低对环境的影响。

其次，设置为网状，植物2100在生长过程中，其根部能够透气；并且在雨水量充足的情况下，能够使容置腔2314中聚集的水分能够顺利排出，不会使第一电极2310因长期浸泡在大量雨水中而对其性能产生影响；另外，在雨水量充足的情况下，不会使容置腔2314中聚集的水分能够顺利排出，从而不会造成一些植物2100的根部腐烂。

作为一种可能的实现方式，第一电极层2312为石墨板、石墨毡、碳布、不锈钢板或不锈钢网等；第二电极2320为碳刷或铂电极等，需要说明的是，本实施例中所提到的第一电极层2312的材料包括但不限于上述材料，同样的，第二电极2320的材料包括但不限于上述材料。

需要说明的是，本实施例中，第一电极层2312和第二电极2320可以互换。对于草类、浮游植物等，第一电极层2312和第二电极2320优选石墨毡、碳刷，因为其价格低廉，并且不仅可以增大电极与植物2100的接触面积，而且能够降低对植物2100生长过程中造成的影响。

作为一种可能的实现方式，参照图3所示，电能转换储存装置2330包括升压稳压装置2331和储电装置2332，第一电极层2312的第二端和第二电极2320的第二端均电性连接至升压稳压装置2331的第一端，升压稳压装置2331的第二端电性连接至储电装置2332的第一端；储电装置2332的第二端与控制装置3000电性连接。

需要说明的是，本实施例中，电能转换储存装置2330可以使用电荷泵，也可以采用变压、稳压功能一体化的芯片代替。此外，储电装置2332的作用一方面是存储电能，使其存储的电能能够供长期使用；另一方面，则是控制电流，即通过控制装置3000(参见图4)实现在储电装置2332内的限流，并配合定时单元3300(参见图4)定时开关路灯1000进行照明。

作为一种可能的实现方式，参照图3所示，第一电极层2312的第二端和第二电极2320的第二端与升压稳压装置2331的第一端之间，以及升压稳压装置2331的第二端与储电装置2332的第一端之间均设置有开关2333。

需要说明的是，本实施例中，开关2333可以为开关芯片等，其主要作用是配合电能转换储存装置2330中的其他部件一起使用。

作为一种可能的实现方式，参照图3所示，电能转换储存装置2330还包括电容2334，电容2334连接在第一电极层2312的第二端和第二电极2320的第二端与升压稳压装置2331的第一端之间，以及升压稳压装置2331的第二端与储电装置2332的第一端之间。

需要说明的是，本实施例中，电容2334的作用主要是滤波，即在升压稳压装置2331连接第一电极2310和第二电极2320的过程中，为了避免电压过大，产生上下波动，用电容2334来实现滤波。其中，本实施例中，对于电容2334的具体型号不做进一步限定，例如：电容2334可以采用型号为CC41G-0603-CG的电容，当然，电容2334还可以采用其他型号的电容，该电容2334的工作过程以及原理需要结合电能转换储存装置2330中的其他结构一起说明，具体参见下文。

作为一种可能的实现方式，参照图3所示，升压稳压装置2331包括电性连接的变压器2331a和升压稳压器2331b，第一电极层2312的第二端和第二电极2320的第二端均与变压器2331a电性连接，升压稳压器2331b与储电装置2332的第一端电性连接。

需要说明的是，本实施例中，电能转换储存装置2330的工作过程及其原理如下：电容2334上所充电能向升压稳压装置2331进行输送，防止当升压稳压装置2331中的变压器2331a放电时，即经过DC/DC升压转换器针对升压稳压装置2331的第二端与储电装置2332的第一端之间设置的电容2334进行充电时，一旦第一电极层2312的第二端和第二电极2320的第二端与升压稳压装置2331的第一端之间连接的电容2334的电压降到充电电压以下，第一电极层2312的第二端和第二电极2320的第二端与升压稳压装置2331的第一端之间设置的开关2333就会打开，第一电极层2312的第二端和第二电极2320的第二端与升压稳压装置2331的第一端之间连接的电容2334停止向变压器进行输送电能，即此时停止对升压稳压装置2331的第二端与储电装置2332的第一端之间设置的电容2334充电，紧接着由第一电极2310与第二电极2320继续针对第一电极层2312的第二端和第二电极2320的第二端与升压稳压装置2331的第一端之间连接的电容2334进行充电；这个过程迭代几次，直到升压稳压装置2331的第二端与储电装置2332的第一端之间设置的电容2334的电压达到路灯1000(参见图1)所需的电压时，升压稳压装置2331的第二端与储电装置2332的第一端之间设置的开关2333闭合，则升压稳压装置2331的第二端与储电装置2332的第一端之间设置的电容2334进一步针对其电性连接的路灯1000进行供电，其中，升压稳压装置2331的第二端与储电装置2332的第一端之间设置的开关2333还可防止电流的逆向流动。

上述过程中，采用多级电容2334的逐级取电操作，以及多个开关2333控制下的电能传输，实现植物2100进行供电，同时引入变压器2331a与DC/DC升压转换器的设计应用，不仅实现了植物2100所取弱电压的提升，而且保证了取电供电过程中电压的稳定，使得最终获得更加稳定、有效的电能输出进行供电，由此实现了多样化的取电应用。

此外，本实施例中的变压器2331a可以为变压芯片等，而升压稳压器2331b可以为升压稳压芯片等，本实施例对此不做限定，具体选择时以能够实现变压器2331a和升压稳压器2331b的功能为准。其中，升压稳压器2331b设置的目的是为了保证了取电供电过程中电压的稳定，使得最终电能的输出过程更加稳定、有效，能够满足路灯1000在照明过程中所需的电压值。

作为一种可能的实现方式，参照图4所示，控制装置3000包括控制单元3100、报警单元3200、定时单元3300、身份识别单元3400、采集单元3500、通信单元3600以及声控单元3700；报警单元3200、定时单元3300、身份识别单元3400、采集单元3500、通信单元3600以及声控单元3700均与控制单元3100电性连接，控制单元3100通过声控单元3700与显示单元1100电性连接。

需要说明的是，本实施例中，控制单元3100可以采用通过大规模ARM+FPGA阵列式和DSP等高速处理的方式来实现对控制装置3000中各个单元的调度和控制，从而使该路灯系统能够灵活运用在各种场景下。

作为一种可能的实现方式，报警单元3200可以包括单独的报警灯或者报警铃，或者报警灯和报警铃结合使用，其中，在工作时具体可以为声控报警或者人工按压按钮进行报警，具体的，该报警单元3200上可以设置有声控器、拉绳或者声控按钮，这样能够及时接收到报警信号并进行相应报警操作；定时单元3300包括定时器；身份识别单元3400包括用户身份识别卡；采集单元3500包括电量传感器和亮度传感器；通信单元3600包括天线和/或全球定位系统；声控单元3700由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路级联而成。

需要说明的是，本实施例中，报警单元3200：是指在发生故障、事故或危险情况的信息显示装置。通常情况下，报警单元3200与服务台通信连接，且报警单元3200外接报警按钮或者为声控报警，报警按钮通过无线/有线通讯方式实现与报警单元3200的信号交互，报警单元3200在接收到报警按钮的报警信号后，通过报警单元3200向服务台上报报警信息。

具体地，报警单元3200通过移动信号传输接入预警平台，使身份识别单元3400上报经纬度信息，同时，通信单元3600实现定位，进行报警。

当警情发生时，用户通过触碰报警单元3200上外设的报警按钮，来使服务台可在很短时间内收到报警信息，并自动发送到服务台的接警中心，接警中心语音在询问警情后，通过人工智能识别来选择预警或者转110接警系统服务中心。相较于当警情发生时，用户拨打110报警电话而言，采用这样的设置的响应速度更快，且当警情未达到110接警系统服务中心的受理范围时，也可以进行备案以备后继跟踪。如果警情发生时，用户不便于拨打110报警电话，在不惊动犯罪分子的情况，可通过触发报警按钮来达到求救的目的。

其中，报警单元3200可以为内置有OTP语音芯片、语音识别芯片等的报警灯、报警铃或者报警灯与报警铃的结合。

定时单元3300：定时单元3300可以为定时器，其工作过程是：服务台下发定时任务到控制单元3100，然后由控制单元3100向定时单元3300下发定时通知，此时，控制单元3100控制储电装置限流，定时单元3300触发限流的电容2334和开关2333，在固定时间内开关打开，从而实现定时功能。

身份识别单元3400：身份识别单元3400可以为SIM芯片，其功能是实现与基站的通信。

采集单元3500：按照《电力用户用电信息采集系统通信协议》，通过通信接口由电能测量装置与后台服务器通信，可以采集照明设备使用的电量。具体地，在储电装置2332旁安装采集器，采集照明设备使用电量，采集器通过移动网络上传读数到远端服务器，可实现巡检功能。具体地，每周进行智能照明设备排查，即发送信息给照明设备，如信息显示送达，该电能采集使用装置正常，照明设备天/周电量消耗定量为N1/N2，连续A天该路灯电量小于门限M(M根据大数据测算出)时，加入疑似故障清单，连续B天路灯电量消耗近似于0加入故障清单，自动上报清单进行自动维修。此处，采集器可以为具体包括电量传感器和亮度传感器。

其中，本实施例中，电量传感器是一种检测装置，能感受到被测电量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节，也是一种将被测电量参数(如电流，电压，功率，频率，功率因数等信号)转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号的装置。

其中，本实施例中，亮度传感器具体为一种传感器，它可以将光的尺寸转换成电信号，并根据目前所处的光线亮度，自动控制调节灯光亮度，从而节省电量。例如：很多路灯上都配备了该传感器，其中，该传感器可以与路灯一体成型，或者，该传感器也可以与路灯分体设置，具体在工作时，根据目前路灯所处环境的光线亮度，对应自动调节路灯的灯光亮度，例如当处于傍晚天色渐暗的环境下，路灯亮度自动变亮；当处于闹市周围商业体具备一定周边亮度的环境下，路灯亮度自动变暗。

通信单元3600：通信单元3600为天线和全球定位系统结合使用，其中，天线的主要作用是实现与基站通信，远程域后台互通；全球定位系统的作用主要是实现定位。其中，天线由天线(由天线座、螺线管以及塑料封套组成)、天线开关(一种电子开关，完成接收和发射切换)组成。

例如，以手机为例，手机中具有天线和SIM卡，其中，天线实现发射接收基站信号，SIM卡实现存储路灯信息，并通过天线与基站互通，以与后台服务台进行通信。

通过设置通信单元3600，这样，在工作的过程中，针对部分偏远地区而言，可以直接通过移动通信便可以控制路灯的使用，并及时将路灯的使用情况反馈至后台服务台，操作便捷，为用户提供了极大的便利。

声控单元3700：由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路级联而成，实现声控灯省电、便宜可控。其中，声控单元3700可以选择具有小触发电流的单向可控硅，示例性地，可以选择MCR100-6型号，或者，声控单元3700还可以选择其他型号，本实施例中对此不做进一步限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的模型或者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申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种路灯系统，其特征在于，包括路灯和植物生长装置，所述路灯靠近所述植物生长装置设置，所述路灯与所述植物生长装置电性连接，所述植物生长装置包括植物、土壤以及电极组件，所述植物种植在所述土壤中；

所述电极组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第二电极的极性相反，所述第一电极包括由内向外依次套设的内部保护层、第一电极层以及外部保护层，所述第一电极层夹设在所述内部保护层与所述外部保护层之间；

所述第一电极层的第一端位于所述土壤中，所述第二电极的第一端与所述植物的木质部电性连接，所述第一电极层的第二端以及所述第二电极的第二端均与所述路灯电性连接。

2.根据权利要求1所述的路灯系统，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置与所述路灯电性连接，所述路灯包括显示单元；

所述电极组件与所述控制装置电性连接，所述控制装置与所述显示单元电性连接。

3.根据权利要求2所述的路灯系统，其特征在于，所述电极组件还包括电能转换储存装置，所述第一电极层的第二端以及所述第二电极的第二端均与所述电能转换储存装置电性连接；

所述电能转换储存装置与所述控制装置电性连接。

4.根据权利要求3所述的路灯系统，其特征在于，所述内部保护层和所述外部保护层均为网状结构，位于两者之间的所述第一电极层为板状结构；

所述第一电极层与所述内部保护层，以及所述第一电极层与所述外部保护层之间均具有间距。

5.根据权利要求4所述的路灯系统，其特征在于，所述第一电极层为石墨板、石墨毡、碳布、不锈钢板或不锈钢网等；

所述第二电极为碳刷或铂电极等。

6.根据权利要求5所述的路灯系统，其特征在于，所述电能转换储存装置包括升压稳压装置和储电装置，所述第一电极层的第二端和所述第二电极的第二端均与所述升压稳压装置的第一端电性连接，所述升压稳压装置的第二端电性连接至所述储电装置的第一端；

所述储电装置的第二端与所述控制装置电性连接；

所述第一电极层的第二端和所述第二电极的第二端与所述升压稳压装置的第一端之间，以及所述升压稳压装置的第二端与所述储电装置的第一端之间均设置有开关。

7.根据权利要求6所述的路灯系统，其特征在于，所述电能转换储存装置还包括电容，所述电容连接在所述第一电极层的第二端和所述第二电极的第二端与所述升压稳压装置的第一端之间，以及所述升压稳压装置的第二端与所述储电装置的第一端之间。

8.根据权利要求7所述的路灯系统，其特征在于，所述升压稳压装置包括电性连接的变压器和升压稳压器，所述第一电极层的第二端和所述第二电极的第二端均与所述变压器电性连接，所述升压稳压器与所述储电装置的第一端电性连接。

9.根据权利要求3-7中任一项所述的路灯系统，其特征在于，所述控制装置包括控制单元、报警单元、定时单元、身份识别单元、采集单元、通信单元以及声控单元；

所述报警单元、所述定时单元、所述身份识别单元、所述采集单元、所述通信单元以及所述声控单元均与所述控制单元电性连接，所述控制单元通过所述声控单元与所述显示单元电性连接。

10.根据权利要求9所述的路灯系统，其特征在于，所述报警单元包括报警灯和/或报警铃；

所述定时单元包括定时器；

所述身份识别单元包括用户身份识别卡；

所述采集单元包括电量传感器和亮度传感器；

所述通信单元包括天线和全球定位系统；

所述声控单元由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电性连接而成。

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