CN116470633A - 一种室内照明供电管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种室内照明供电管理系统及方法，涉及照明供电系统技术领域，室内照明供电管理系统包括用于为室内不同区域提供照明的照明组件、用于为所述照明组件供电的供电组件以及用于检测供电组件的电量状况的供电检测组件，还包括中央处理器以及与用于控制照明组件以及供电组件工作状态的控制组件。其中，供电检测组件与中央处理器信号连接，实时检测供电组件的状况，并将其输出给中央处理器，控制组件与照明组件以及供电组件控制连接，基于供电组件的电量状况分别控制照明组件的工作状态以及供电组件的供电状态，实现持久、绿色、环保的室内照明。

Description

一种室内照明供电管理系统及方法

技术领域

本申请涉及照明供电系统技术领域，尤其是涉及一种室内照明供电管理系统及方法。

背景技术

现有的室内照明供电管理系统主要是基于传统的电气控制技术，包括照明开关、照明控制器和照明传感器等设备，通过这些设备可以实现对室内照明系统的控制和调节。

传统的室内照明系统主要利用市政电网供电，市政电网供电的照明系统有着诸多劣势：

首先，能源浪费与环境的污染：传统的照明控制技术往往无法实现对照明的精细控制，导致室内照明过度亮或过度暗，浪费大量的能源；与此同时，目前的市政供电主要为火力发电，燃烧传统的煤、油、天然气等不可再生的资源进行火力发电，一方面消耗大量的不可再生能源，随之产生的温室气体也对环境造成一定的负担。

其次，不可控性与非智能化：市政电网的电压和频率可能会因为各种因素而波动，这可能导致室内照明系统的灯具亮度和颜色温度出现变化，影响照明效果，市政电网可能会因为各种原因出现停电或电压过高等故障，也会导致室内照明系统无法正常工作或损坏灯具等电器设备，现有的照明系统也无法自动适应用电环境的变化和用户需求，无法实现更加智能可控的照明服务。

发明内容

本申请的目的是提供一种室内照明供电管理系统及方法，基于供电组件的状况分别控制照明组件的工作状态以及供电组件的供电状态，实现持久、绿色、环保的室内照明。

第一方面，本申请提供的室内照明供电管理系统采用如下的技术方案：

一种室内照明供电管理系统，包括：

照明组件，包括多组照明设备，分别设置于室内不同区域，为室内不同区域提供照明；

供电组件，与所述照明组件电性连接，为所述照明组件供电；

供电检测组件，设置于所述供电组件内，用于对所述供电组件的电量状况进行检测；

中央处理器、以及与所述中央处理器连接的控制组件，所述控制组件与所述照明组件以及供电组件控制连接，分别可以控制所述照明组件的工作状态以及所述供电组件的供电状态。

通过采用上述技术方案，供电检测组件实时检测供电组件的状况，并将其输出给中央处理器，当电量充足时，继续以当前供电模式对照明设备进行供电，照明设备继续以当前模式提供充足的室内照明；当电量不足时，调整供电组件的供电模式和照明组件的照明模式，使室内保留基础照明，实现持久、绿色、环保的室内照明。

优选的，所述照明设备包括作为自身所在区域主光源的一级照明设备，还包括作为自身所在区域辅助光源的二级照明设备。

通过采用上述技术方案，将照明设备按照在室内照明中所起的重要性进行分级，方便后续进行照明模式的调整，保证室内始终有基础照明。

优选的，所述供电组件包括光伏供电单元、风能供电单元、市政电网供电单元以及接收各个供电单元输出能量的整合单元；

所述光伏供电单元包括设置于室外的光伏发电装置，所述风能供电单元包括设置于室外的风能发电装置，所述市政电网供电单元包括与市政电网相连接的应急接口。

通过采用上述技术方案，光伏发电装置利用太阳能进行供电，风能发电装置利用风力将机械能转化为电能，当光伏、风力两种清洁能源无法供电时，利用市政电网供电单元与市政电网相连接的应急接口为照明组件供电，整合单元接收各个供电单元的输出能量并将其整合，通过利用光伏和风能等可再生能源以及市政电网的电能来为照明组件供电，以保证供电的稳定性和可靠性。

优选的，所述供电组件还包括与所述光伏供电单元、风能供电单元相连接的蓄电单元，用于存储多余的电能。

通过采用上述技术方案，当有光照以及风能但室内无需使用照明设备时，利用蓄电单元将多余的电量进行存储，在无光照以及风能时，进行照明设备的供电，实现削峰填谷，对于清洁能源的最大化利用。

优选的，所述供电检测组件包括用于检测所述蓄电单元电量的电压检测模块，向输出所述中央处理器输出电压检测信号，所述中央处理器接受所述电压检测信号，并将其与基准电压相比较，输出照明模式控制结果；

所述控制组件基于所述照明模式控制结果控制所述二级照明设备的亮灭。

通过采用上述技术方案，当检测电压大于基准电压时，说明蓄电单元内存储电量充足，此时，一级、二极照明设备均开启，当检测电压小于基准电压时，说明蓄电单元内存储电量不足，此时，根据需求关闭二极照明设备，只保证基础的室内照明。

优选的，所述供电检测组件还包括：

光伏检测模块，配置为与所述中央处理器信号连接，用于实时获取室外的光伏资源信息；

风能检测模块，配置为与所述中央处理器信号连接，用于实时获取室外的风能资源信息。

通过采用上述技术方案，光伏检测模块可以实时检测室外的光伏资源信息，即光照情况，包括光照强度、光照角度，对应调整光伏发电装置的姿态，保证光伏板或光伏薄膜可以以最大程度接收太阳能；风能检测模块可以实时检测室外的风能资源信息，即风力情况，包括风速、风向等信息，对应调整风能发电装置的姿态，避免在风力过大时储电单元处于超电压状态，延长风力发电装置的使用寿命。

优选的，所述供电检测组件还包括天气条件获取模块，用于获取预判的光伏资源信息以及风能资源信息。

通过采用上述技术方案，天气条件获取模块获取预判的光伏资源信息以及风能资源信息后，可以对未来一段时间内室外的天气条件，主要是光照条件以及风力条件，可以相应计算出该时间段内光伏发电的电量以及风能发电的电量，方便后续针对现有储电量以及预计供电量调整照明设备的工作模式。

优选的，所述室内照明供电管理系统还包括：

现场预警组件，配置为设置于室内的触摸显示屏和/或声光报警器，所述触摸显示屏和/或声光报警器与所述中央处理器数据连接；和/或

远程输出组件，配置为设置于所述中央处理器中的通信模块以及与之通信连接的供指令信息录入或显示的显示终端。

通过采用上述技术方案，现场预警组件可以在室内通过触摸显示屏直接显示当前电量和预计照明时长，用户可以直接在触摸显示屏上输入指令进行照明模式的切换，或者供电模式的切换；远程输出组件可以通过通信模块在用户的显示终端，如手机等设备上进行电量显示，也可以接收用户在显示终端上输入的操作指令。

第二方面，本申请提供的室内照明供电管理系统采用如下的技术方案：

一种室内照明供电管理方法，基于如前所述的室内照明供电管理系统，包括以下步骤：

建立并存储用电量与不同照明模式的照明时间之间的第一关联关系；

实时获取蓄电单元的存储电量；

获取照明时间内的预计供电量；

基于所述存储电量，结合所述第一关联关系，控制照明组件的工作模式；

基于所述预计供电量，结合所述第一关联关系，控制供电组件的供电方式。

通过采用上述技术方案，基于当前的存储电量以及预计可以获取的电量，计算不同照明模式下照明设备的可使用时间，实时获取蓄电单元的存储电量，并获取照明时间内的预计供电量，基于存储电量和第一关联关系控制照明组件的工作模式，以实现对照明设备的智能控制，还基于预计供电量和第一关联关系控制供电组件的供电方式，以实现对能源供应的智能控制。

优选的，所述基于所述存储电量，结合所述第一关联关系，控制照明组件的工作模式包括：

若存储电量大于非供电区间用电量，开启一级照明设备与二级照明设备；

若存储电量小于等于非供电区间用电量且大于零时，开启一级照明设备，关闭二级照明设备；

若存储电量为零时，调整供电模式为市电供电模式。

通过采用上述技术方案，如果存储电量大于非供电区间用电量，那么会同时开启一级照明设备和二级照明设备，如果存储电量小于等于非供电区间用电量但大于零，那么会开启一级照明设备并关闭二级照明设备，如果存储电量为零，那么会将蓄电池供电模式切换为市电供电模式，上述控制根据存储电量的大小和用电需求来实现对照明组件的智能控制，以提高能源利用效率和降低能源浪费。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.供电检测组件实时检测供电组件的状况，并将其输出给中央处理器，当电量充足时，继续以当前供电模式对照明设备进行供电，照明设备继续以当前模式提供充足的室内照明，当电量不足时，调整供电组件的供电模式和照明组件的照明模式，使室内保留基础照明，实现持久、绿色、环保的室内照明；

2.通过利用光伏和风能等可再生能源以及市政电网的电能来为照明组件供电，以保证供电的稳定性和可靠性；

3.通过光伏检测模块以及风能检测模块，实时检测室外的光伏以及风能资源信息，通过设置天气条件获取模块获取预判的光伏资源信息以及风能资源信息后，可以对未来一段时间内室外的天气条件，方便后续针对现有储电量以及预计供电量调整照明设备的工作模式。

附图说明

图1是本申请室内照明供电管理系统的模块示意图；

图2是本申请室内照明供电管理方法的步骤流程图。

附图标记：1、照明组件；2、供电组件；3、供电检测组件；31、电压检测模块；32、光伏检测模块；33、风能检测模块；34、天气条件获取模块；4、控制组件；5、中央处理器；6、现场预警组件；7、远程输出组件；71、通信模块；72、显示终端。

具体实施方式

以下结合附图1-附图2，对本申请作进一步详细说明。

一种室内照明供电管理系统，参照图1，包括用于为室内不同区域提供照明的照明组件1、用于为所述照明组件1供电的供电组件2以及用于检测供电组件2的电量状况的供电检测组件3，还包括中央处理器5以及与用于控制照明组件1以及供电组件2工作状态的控制组件4。其中，供电检测组件3与中央处理器5信号连接，实时检测供电组件2的状况，并将其输出给中央处理器5，控制组件4与照明组件1以及供电组件2控制连接，基于供电组件2的电量状况分别控制照明组件1的工作状态以及供电组件2的供电状态，实现持久、绿色、环保的室内照明。

详述的，所述照明组件1，包括多组照明设备，分别设置于室内的不同区域，照明设备包括作为自身所在区域主光源的一级照明设备，还包括作为自身所在区域辅助光源的二级照明设备，将照明设备按照在室内照明中所起的重要性进行分级，方便后续进行照明模式的调整，保证室内始终有基础照明。

中央处理器5作为室内照明供电管理系统的核心模块，可以配置为内置有设定程序的FPGA模块或单片机模块或定制DSP芯片模块。

在本申请实施方式中，供电组件2包括光伏供电单元、风能供电单元以及市政电网供电单元，还包括用于接收各个供电单元输出能量的整合单元。光伏供电单元和风能供电单元作为日常供电单元，为照明单元持续提供清洁、无污染的电能，但是光伏供电和风能供电的缺点在于不稳定，受天气条件的影响较大，因此将市政电网供电单元作为备用供电单元，当光伏供电单元和风能供电单元均无法提供电能时，利用市政电网为室内照明设备提供电能，保证供电组件2始终可以为照明组件1提供电能。

所述光伏供电单元包括设置于室外的光伏发电装置，光伏发电装置可以配置为光伏板或光伏薄膜，光伏发电装置可以配置为一个或多个，多个光伏发电装置可以共用一个汇流装置。由于太阳能发电本身为直流发电不需要进行整流，因此光伏发电装置直接于整合单元相连接，进行整合汇流。

所述风能供电单元包括设置于室外的风能发电装置，发电装置可以配置为一个或多个，每个风能发电装置对应一个单独的整流模块，多个风能发电装置共用一个整合单元。

所述整流模块为三相整流电路，包括三相整流桥和LC滤波电路，将风能发电装置输出的三相交流电转换为直流电。

所述整合单元为二极管单向导通电路，二极管为单向导通器件，防止电流反向流动，实现风能发电装置与光伏发电装置输出直流电的汇流。

风能发电装置与光伏发电装置汇流后的直流电经过直流降压稳压模块进行降压以及稳压，以方便为蓄电池进行充电蓄能以及为逆变输出模块提供输入电压。直流降压稳压模块可将输入电压幅值较宽的直流电变为幅值较小的直流电。

所述风能发电装置经过单独的整流模块变为直流电，光伏发电装置直接输出直流电，风能发电装置与光伏发电装置输出的直流电通过汇流模块在汇流处进行汇流。

为了在无光照以及风能时，进行照明设备的供电，供电组件2还包括与所述光伏供电单元、风能供电单元相连接的蓄电单元，配合为蓄电池，当有光照以及风能但室内无需使用照明设备时，利用蓄电池将多余的电量进行存储，实现削峰填谷，对于清洁能源的最大化利用。

所述供电检测组件3包括用于检测所述蓄电单元电量的电压检测模块31，向输出中央处理器5输出电压检测信号，中央处理器5接受电压检测信号，并将其与基准电压相比较，该比较可以通过简单的比较电路实现，也可以通过计算机程序实现。输出照明模式控制结果，控制组件4基于照明模式控制结果控制二级照明设备的亮灭。

当检测电压大于基准电压时，说明蓄电池内存储电量充足，此时，一级、二极照明设备均开启，当检测电压小于基准电压时，说明蓄电池内存储电量不足，此时，关闭二极照明设备，只保证基础的室内照明。可以根据需求设置基准电压，使蓄电池中电量处于动态平衡状态。

所述供电检测组件3还包括光伏检测模块32，光伏检测模块32与中央处理器5信号连接，用于实时获取室外的光伏资源信息，光伏检测模块32可以实时检测室外的光伏资源信息，即光照情况，包括光照强度、光照角度等，后续对应调整光伏发电装置的姿态，保证光伏板或光伏薄膜可以以最大程度接收太阳能。光伏检测模块32可以具体包括光照强度检测仪，光照角度检测器等，分别将光照强度、光照角度等信息输出给中央处理器5，中央处理器5与光伏发电装置控制连接，光伏发电装置的光伏板安装在可调节的支架上，支架上设置有电机或液压系统控制支架的转动，进而调整光伏板的位置和方向，可以实现光伏板跟随太阳的转动。

所述供电检测组件3还包括风能检测模块33，风能检测模块33与中央处理器5信号连接，用于实时获取室外的风能资源信息。风能检测模块33可以实时检测室外的风能资源信息，即风力情况，包括风速、风向等信息，并将上述信息输出给中央处理器5，中央处理器5对应调整风能发电装置的姿态，避免在风力过大时储电单元处于超电压状态，延长风力发电装置的使用寿命，也避免过大的风力损伤风能发电设备。具体的，风能检测模块33可以配置为用于测量风速的风力计以及用于测量风向的轴承风向传感器，规格较小，且经济适用。

所述供电检测组件3还包括天气条件获取模块34，用于获取预判的光伏资源信息以及风能资源信息。天气条件获取模块34与云端服务器数据连接，获取云端服务器中存储的天气条件数据，通过对天气条件数据的分析可以获取预判的光伏资源信息以及风能资源信息，可以对未来一段时间内室外的天气条件，主要是光照条件以及风力条件进行预判分析，进而可以相应计算出该时间段内光伏发电的电量以及风能发电的电量，方便后续针对现有储电量以及预计供电量调整照明设备的工作模式。其中，照明设备的工作模式包括照明设备的光照强度、开启状态。

如果存储电量充足，那么会同时开启一级照明设备和二级照明设备，如果存储电量较小，那么会开启一级照明设备并关闭二级照明设备，如果存储电量为零，且此时需要用电，那么会将蓄电池供电模式切换为市电供电模式，上述控制根据存储电量的大小和用电需求来实现对照明组件1的智能控制，以提高能源利用效率和降低能源浪费。

进一步的，如果存储电量充足，那么处于开启状态的一级照明设备和二级照明设备均处于较大的光照强度状态，如果存储电量较减小，会先降低二级照明设备的光照强度直至为零达到关闭状态。

如图x所示，所述室内照明供电管理系统还包括现场预警组件6和/或远程输出组件7。现场预警组件6配置为设置于室内的触摸显示屏和声光报警器，所述触摸显示屏和声光报警器分别与中央处理器5数据连接，触摸显示屏接收中央处理器5输出的电量数据以及预计照明时长数据，并在室内直接显示出当前电量和预计照明时长，用户可以直接在触摸显示屏上输入指令进行照明模式或者供电模式的切换。

远程输出组件7配置为设置于中央处理器5中的通信模块71以及与之通信连接的供指令信息录入或显示的显示终端72。远程输出组件7可以通过通信模块71在用户的显示终端72，如手机等设备上进行电量显示，也可以接收用户在显示终端72上输入的操作指令，进行照明模式或者供电模式的切换，该通信模块71配置为5G通信模块71。

一种室内照明供电管理方法，如图2所示，基于如前所述的室内照明供电管理系统，包括以下步骤：

S100、建立并存储用电量与不同照明模式的照明时间之间的第一关联关系。

S200、实时获取蓄电单元的存储电量。

S300、获取照明时间内的预计供电量。

S400、基于所述存储电量，结合所述第一关联关系，控制照明组件1的工作模式。

S500、基于所述预计供电量，结合所述第一关联关系，控制供电组件2的供电方式。

所述S400包括以下步骤：

S410、若存储电量大于非供电区间用电量，开启一级照明设备与二级照明设备。

S420、若存储电量小于等于非供电区间用电量且大于零时，开启一级照明设备。关闭二级照明设备。

S430、若存储电量为零时，调整供电模式为市电供电模式。

通过上述方法，基于当前的存储电量以及预计可以获取的电量，计算不同照明模式下照明设备的可使用时间，实时获取蓄电单元的存储电量，并获取照明时间内的预计供电量，基于存储电量和第一关联关系控制照明组件1的工作模式，以实现对照明设备的智能控制，还基于预计供电量和第一关联关系控制供电组件2的供电方式，以实现对能源供应的智能控制，同时保证了尽可能利用清洁能源进行供电。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种室内照明供电管理系统，其特征在于，包括：

照明组件(1)，包括多组照明设备，分别设置于室内不同区域，为室内不同区域提供照明；

供电组件(2)，与所述照明组件(1)电性连接，为所述照明组件(1)供电；

供电检测组件(3)，设置于所述供电组件(2)内，用于对所述供电组件(2)的电量状况进行检测；

中央处理器(5)、以及与所述中央处理器(5)连接的控制组件(4)，所述控制组件(4)与所述照明组件(1)以及供电组件(2)控制连接，分别可以控制所述照明组件(1)的工作状态以及所述供电组件(2)的供电状态。

2.根据权利要求1所述的室内照明供电管理系统，其特征在于，所述照明设备包括作为自身所在区域主光源的一级照明设备，还包括作为自身所在区域辅助光源的二级照明设备。

3.根据权利要求2所述的室内照明供电管理系统，其特征在于，所述供电组件(2)包括光伏供电单元、风能供电单元、市政电网供电单元以及接收各个供电单元输出能量的整合单元；

所述光伏供电单元包括设置于室外的光伏发电装置，所述风能供电单元包括设置于室外的风能发电装置，所述市政电网供电单元包括与市政电网相连接的应急接口。

4.根据权利要求3所述的室内照明供电管理系统，其特征在于，所述供电组件(2)还包括与所述光伏供电单元、风能供电单元相连接的蓄电单元，用于存储多余的电能。

5.根据权利要求4所述的室内照明供电管理系统，其特征在于，所述供电检测组件(3)包括用于检测所述蓄电单元电量的电压检测模块(31)，向输出所述中央处理器(5)输出电压检测信号，所述中央处理器(5)接受所述电压检测信号，并将其与基准电压相比较，输出照明模式控制结果；

所述控制组件(4)基于所述照明模式控制结果控制所述二级照明设备的亮灭。

6.根据权利要求5所述的室内照明供电管理系统，其特征在于，所述供电检测组件(3)还包括：

光伏检测模块(32)，配置为与所述中央处理器(5)信号连接，用于实时获取室外的光伏资源信息；

风能检测模块(33)，配置为与所述中央处理器(5)信号连接，用于实时获取室外的风能资源信息。

7.根据权利要求6所述的室内照明供电管理系统，其特征在于，所述供电检测组件(3)还包括天气条件获取模块(34)，用于获取预判的光伏资源信息以及风能资源信息。

8.根据权利要求1所述的室内照明供电管理系统，其特征在于，所述室内照明供电管理系统还包括：

现场预警组件(6)，配置为设置于室内的触摸显示屏和/或声光报警器，所述触摸显示屏和/或声光报警器与所述中央处理器(5)数据连接；和/或

远程输出组件(7)，配置为设置于所述中央处理器(5)中的通信模块(71)以及与之通信连接的供指令信息录入或显示的显示终端(72)。

9.一种室内照明供电管理方法，其特征在于，基于权利要求4-7中任意一项所述的室内照明供电管理系统，包括以下步骤：

建立并存储用电量与不同照明模式的照明时间之间的第一关联关系；

实时获取蓄电单元的存储电量；

获取照明时间内的预计供电量；

基于所述存储电量，结合所述第一关联关系，控制照明组件(1)的工作模式；

基于所述预计供电量，结合所述第一关联关系，控制供电组件(2)的供电方式。

10.根据权利要求9所述的室内照明供电管理方法，其特征在于，所述基于所述存储电量，结合所述第一关联关系，控制照明组件(1)的工作模式包括：

若存储电量大于非供电区间用电量，开启一级照明设备与二级照明设备；

若存储电量小于等于非供电区间用电量且大于零时，开启一级照明设备，关闭二级照明设备；

若存储电量为零时，调整供电模式为市电供电模式。