CN116518324B - 一种风光互补的智能路灯及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风光互补的智能路灯及系统，涉及照明设备技术领域，现提出如下方案，包括环境监测单元、中央处理器、辅助电源、防反充阻断单元和充放电控制单元，所述环境监测单元用于对智能路灯所处的地理环境、天气状况和时间段进行实时数据监测处理，并将采集的实时数据信息发送给中央处理器。本发明通过充放电控制单元进行充电控制和放电处理，通过饱和检测单元对蓄电单元进行电量饱和度的检测保护处理，通过辅助电源进行备用电源的输出处理，使得本发明平时不仅可以通过风能和光能进行蓄电处理，同时可以通过辅助电源对特殊天气进行照明处理，有效的提高了风光互补智能路灯的使用效果。

Description

一种风光互补的智能路灯及系统
技术领域
本发明涉及照明设备技术领域，尤其涉及一种风光互补的智能路灯及系统。
背景技术
风光互补路灯是一种利用风能发电和太阳能光伏发电，把电能储存于蓄电池中，然后通过蓄电池发电供LED灯照明的路灯，风光互补路灯理论上可以不用铺设电力电缆，减少供电线路建设的成本，不需要使用外部电力，减少碳排量，这样风光互补路灯理想上在一些市郊、边远地区比普通的路灯有优势，而实际上由于风能和太阳能是随天气和季节变化的，当遇上较差的天气，例如连续多日、十数日的雨天和大雾天，这时候由于风能和太阳能都少，导致LED灯的电能供应不足，当蓄电池电量用完时，路灯就无法工作，同时也存在当夏天日照强度大，导致电池蓄电超负荷对电池的损伤，为此，我们提出了一种风光互补的智能路灯及系统。
发明内容
本发明提出的一种风光互补的智能路灯及系统，以解决现有技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种风光互补的智能路灯及系统，包括环境监测单元、中央处理器、辅助电源、防反充阻断单元和充放电控制单元，所述环境监测单元用于对智能路灯所处的地理环境、天气状况和时间段进行实时数据监测处理，并将采集的实时数据信息发送给中央处理器；
所述中央处理器用于对通过环境监测单元实时采集的地理环境、当时天气状况和所处时间的数据，通过中央处理器进行数据的分析判断控制处理，通过中央处理器对光能采集单元、风能采集单元交流负荷单元和直流负荷单元进行运行控制处理；
所述辅助电源为风光互补智能路灯备用电源，当通过环境监测单元监测到当天没有太阳光照蓄电、且没有风力蓄电的天气时，通过中央处理器控制辅助电源进行路灯照明的供电处理；
所述防反充阻断单元用于当判断充电完成后，避免电流反向供电，直接截止以切断电池与电路的连通；
所述充放电控制单元用于对采集的风能和太阳能转换的电能进行充电和放电的控制管理，通过充放电控制单元进行蓄电充电和路灯照明放电处理。
进一步地，还包括风能采集单元、整流单元、光能采集单元、逆变器、交流负荷单元、直流负荷单元、蓄电单元和饱和检测单元；
所述风能采集单元用于对自然风的快速实时捕捉，并将实时捕捉风通过机械能转换成电能，同时将转换后的电能发送给整流单元，通过整流单元对风能采集单元采集到的交流电进行直流电的改变处理，并将转换后的直流电发送给充放电控制单元，通过充放电控制单元将采集的电流输送到蓄电单元；
所述光能采集单元用于对太阳光的光照进行实时采集，并将采集的光照进行电能的转换处理，同时将采集的电能通过防反充阻断单元发送给充放电控制单元；
所述逆变器用于将存储的直流电转变成交流电，并将转换后的交流电发送给交流负荷单元；
所述蓄电单元用于对风能采集单元和光能采集单元采集的电能进行统一存储处理；
所述直流负荷单元用于对路灯照明进行直流供电处理；
所述交流负荷单元用于将辅助单元存储的直流电源进行交流电的转换处理；
所述饱和检测单元用于对蓄电单元的电量饱和度进行实时监测分析处理，当蓄电单元的电量饱和后将多余的电量发送给辅助电源。
进一步地所述风能采集单元的输出端与整流单元的输入端相连接，所述整流单元的输出端与充放电控制单元的输入端相连接，所述光能采集单元的输出端与防反充阻断单元的输入端相连接，所述防反充阻断单元的输入端与充放电控制单元的输入端相连接，所述充放电控制单元的输出端分别与逆变器和直流负荷单元的输入端相连接，所述逆变器的输出端与交流负荷单元的输入端相连接，所述风能采集单元、光能采集单元交流负荷单元、直流负荷单元和辅助电源与中央处理器之间分别实现双向连接，所述环境监测单元的输出端与中央处理器的输入端相连接，所述充放电控制单元与蓄电单元之间实现双向连接，所述蓄电单元的输出端与饱和检测单元的输入端相连接，所述饱和检测单元的输出端与辅助电源的输入端相连接。
一种风光互补的智能路灯，其适用于上述任意一项所述的一种风光互补的智能路灯系统，包括路灯主体，所述风能采集单元安装于路灯主体的一侧上方，所述风能采集单元包括与路灯主体固定连接的第一支撑杆，所述第一支撑杆的上方转动连接有传输杆，所述传输杆上固定连接有两个第一吹动板，所述第一吹动板的横截面为弧形，通过弧形结构的设计有利于进行风力的捕捉处理，提高风力发电的效果，两个所述第一吹动板之间固定连接有第二吹动板。
进一步地，所述光能采集单元安装于第一支撑杆的上方，所述光能采集单元包括与第一支撑杆固定连接的固定板，所述固定板上固定连接有多个太阳能光伏板，通过多个太阳能光伏板进行太阳光照的热能吸收并转换成电能。
进一步地，所述环境监测单元安装于路灯主体的另一侧，所述环境监测单元包括与路灯主体固定连接的第二支撑杆，所述第二支撑杆的一端转动连接有红外监控探头，通过红外监控探头进行所处时间段天气、光照和风力的监控检测处理。
进一步地，所述路灯主体的一侧下方固定连接有两个支撑架，两个所述支撑架之间固定连接有显示屏，所述显示屏用于路标导航展示和检修时数据显示查看处理。
进一步地，所述路灯主体的顶端底部固定连接有LED灯，所述路灯主体的一侧下方固定连接有控制箱，所述中央处理器、辅助电源、防反充阻断单元和充放电控制单元均固定安装于控制箱的内部，所述路灯主体的底部固定连接有底座。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过充放电控制单元进行充电控制和放电处理，通过饱和检测单元对蓄电单元进行电量饱和度的检测保护处理，通过辅助电源进行备用电源的输出处理，使得本发明平时不仅可以通过风能和光能进行蓄电处理，同时可以通过辅助电源对特殊天气进行照明处理，有效的提高了风光互补智能路灯的使用效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种风光互补的智能路灯及系统的风光互补智能路灯系统的整体系统框图；
图2为本发明提出的一种风光互补的智能路灯及系统的风光互补智能路灯的整体第一俯视立体结构示意图；
图3为本发明提出的一种风光互补的智能路灯及系统的风光互补智能路灯的整体第二俯视立体结构示意图；
图4为本发明提出的一种风光互补的智能路灯及系统的风光互补智能路灯的整体第一仰视立体结构示意图；
图5为本发明提出的一种风光互补的智能路灯及系统的风光互补智能路灯的整体第二仰视立体结构示意图；
图6为本发明提出的一种风光互补的智能路灯及系统的风光互补智能路灯的第一吹动板和第二吹动板的俯视立体结构示意图；
图7为本发明提出的一种风光互补的智能路灯及系统的俯视结构示意图。
附图标记说明：
1、路灯主体；2、第一支撑杆；3、传输杆；4、第一吹动板；5、第二吹动板；6、固定板；7、太阳能光伏板；8、第二支撑杆；9、红外监控探头；10、支撑架；11、显示屏；12、LED灯；13、控制箱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
实施例1
参照图1：一种风光互补的智能路灯及系统，包括环境监测单元、中央处理器、辅助电源、防反充阻断单元和充放电控制单元，环境监测单元用于对智能路灯所处的地理环境、天气状况和时间段进行实时数据监测处理，并将采集的实时数据信息发送给中央处理器；
中央处理器用于对通过环境监测单元实时采集的地理环境、当时天气状况和所处时间的数据，通过中央处理器进行数据的分析判断控制处理，通过中央处理器对光能采集单元、风能采集单元交流负荷单元和直流负荷单元进行运行控制处理；
辅助电源为风光互补智能路灯备用电源，当通过环境监测单元监测到当天没有太阳光照蓄电、且没有风力蓄电的天气时，通过中央处理器控制辅助电源进行路灯照明的供电处理；
防反充阻断单元用于当判断充电完成后，避免电流反向供电，直接截止以切断电池与电路的连通；
充放电控制单元用于对采集的风能和太阳能转换的电能进行充电和放电的控制管理，通过充放电控制单元进行蓄电充电和路灯照明放电处理。
本发明中，还包括风能采集单元、整流单元、光能采集单元、逆变器、交流负荷单元、直流负荷单元、蓄电单元和饱和检测单元；
风能采集单元用于对自然风的快速实时捕捉，并将实时捕捉风通过机械能转换成电能，同时将转换后的电能发送给整流单元，通过整流单元对风能采集单元采集到的交流电进行直流电的改变处理，并将转换后的直流电发送给充放电控制单元，通过充放电控制单元将采集的电流输送到蓄电单元；
光能采集单元用于对太阳光的光照进行实时采集，并将采集的光照进行电能的转换处理，同时将采集的电能通过防反充阻断单元发送给充放电控制单元；
逆变器用于将存储的直流电转变成交流电，并将转换后的交流电发送给交流负荷单元；
蓄电单元用于对风能采集单元和光能采集单元采集的电能进行统一存储处理；
直流负荷单元用于对路灯照明进行直流供电处理；
交流负荷单元用于将辅助单元存储的直流电源进行交流电的转换处理；
饱和检测单元用于对蓄电单元的电量饱和度进行实时监测分析处理，当蓄电单元的电量饱和后将多余的电量发送给辅助电源。
本发明中，风能采集单元的输出端与整流单元的输入端相连接，整流单元的输出端与充放电控制单元的输入端相连接，光能采集单元的输出端与防反充阻断单元的输入端相连接，防反充阻断单元的输入端与充放电控制单元的输入端相连接，充放电控制单元的输出端分别与逆变器和直流负荷单元的输入端相连接，逆变器的输出端与交流负荷单元的输入端相连接，风能采集单元、光能采集单元交流负荷单元、直流负荷单元和辅助电源与中央处理器之间分别实现双向连接，环境监测单元的输出端与中央处理器的输入端相连接，充放电控制单元与蓄电单元之间实现双向连接，蓄电单元的输出端与饱和检测单元的输入端相连接，饱和检测单元的输出端与辅助电源的输入端相连接。
实施例2
参照图2-图7：本实施例在实施例一的基础上提供了一种技术方案：一种风光互补的智能路灯，其适用于上述任意一项一种风光互补的智能路灯系统，包括路灯主体1，风能采集单元安装于路灯主体1的一侧上方，风能采集单元包括与路灯主体1固定连接的第一支撑杆2，第一支撑杆2的上方转动连接有传输杆3，传输杆3上固定连接有两个第一吹动板4，第一吹动板4的横截面为弧形，通过弧形结构的设计有利于进行风力的捕捉处理，提高风力发电的效果，两个第一吹动板4之间固定连接有第二吹动板5。
本发明中，光能采集单元安装于第一支撑杆2的上方，光能采集单元包括与第一支撑杆2固定连接的固定板6，固定板6上固定连接有多个太阳能光伏板7，通过多个太阳能光伏板7进行太阳光照的热能吸收并转换成电能。
本发明中，环境监测单元安装于路灯主体1的另一侧，环境监测单元包括与路灯主体1固定连接的第二支撑杆8，第二支撑杆8的一端转动连接有红外监控探头9，通过红外监控探头9进行所处时间段天气、光照和风力的监控检测处理。
本发明中，路灯主体1的一侧下方固定连接有两个支撑架10，两个支撑架10之间固定连接有显示屏11，显示屏11用于路标导航展示和检修时数据显示查看处理。
本发明中，路灯主体1的顶端底部固定连接有LED灯12，路灯主体1的一侧下方固定连接有控制箱13，中央处理器、辅助电源、防反充阻断单元和充放电控制单元均固定安装于控制箱13的内部，路灯主体1的底部固定连接有底座。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风光互补的智能路灯系统，包括环境监测单元、中央处理器、辅助电源、防反充阻断单元和充放电控制单元，其特征在于；
所述环境监测单元用于对智能路灯所处的地理环境、天气状况和时间段进行实时数据监测处理，并将采集的实时数据信息发送给中央处理器；
所述中央处理器用于对通过环境监测单元实时采集的地理环境、当时天气状况和所处时间段的数据，通过中央处理器进行数据的分析判断控制处理；
所述辅助电源为风光互补智能路灯备用电源；
所述防反充阻断单元用于当判断充电完成后，避免电流反向供电，直接截止以切断电池与电路的连通；
所述充放电控制单元用于对采集的风能和太阳能转换的电能进行充电和放电的控制管理；
还包括风能采集单元、整流单元、光能采集单元、逆变器、交流负荷单元、直流负荷单元、蓄电单元和饱和检测单元；
所述风能采集单元用于对自然风的快速实时捕捉，并将实时捕捉风通过机械能转换成电能，同时将转换后的电能发送给整流单元；
所述整流单元用于对通过风能采集单元采集到的交流电进行直流电的改变处理，并将转换后的直流电发送给充放电控制单元；
所述光能采集单元用于对太阳光的光照进行实时采集，并将采集的光照进行电能的转换处理，同时将采集的电能通过防反充阻断单元发送给充放电控制单元；
所述逆变器用于将存储的直流电转变成交流电，并将转换后的交流电发送给交流负荷单元；
所述蓄电单元用于对风能采集单元和光能采集单元采集的电能进行统一存储处理；
所述直流负荷单元用于对路灯照明进行直流供电处理；
所述交流负荷单元用于将辅助电源存储的直流电源进行交流电的转换处理；
所述饱和检测单元用于对蓄电单元的电量饱和度进行实时监测分析处理，当蓄电单元的电量饱和后将多余的电量发送给辅助电源；
所述风能采集单元的输出端与整流单元的输入端相连接，所述整流单元的输出端与充放电控制单元的输入端相连接，所述光能采集单元的输出端与防反充阻断单元的输入端相连接，所述防反充阻断单元的输入端与充放电控制单元的输入端相连接，所述充放电控制单元的输出端分别与逆变器和直流负荷单元的输入端相连接，所述逆变器的输出端与交流负荷单元的输入端相连接，所述风能采集单元、光能采集单元、交流负荷单元、直流负荷单元和辅助电源与中央处理器之间分别实现双向连接，所述环境监测单元的输出端与中央处理器的输入端相连接，所述充放电控制单元与蓄电单元之间实现双向连接，所述蓄电单元的输出端与饱和检测单元的输入端相连接，所述饱和检测单元的输出端与辅助电源的输入端相连接。
2.一种风光互补的智能路灯，其包括如权利要求1所述的一种风光互补的智能路灯系统，包括路灯主体（1），其特征在于，风能采集单元安装于路灯主体（1）的一侧上方，风能采集单元包括与路灯主体（1）固定连接的第一支撑杆（2），所述第一支撑杆（2）的上方转动连接有传输杆（3），所述传输杆（3）上固定连接有两个第一吹动板（4），两个所述第一吹动板（4）之间固定连接有第二吹动板（5）。
3.根据权利要求2所述的一种风光互补的智能路灯，其特征在于，光能采集单元安装于第一支撑杆（2）的上方，光能采集单元包括与第一支撑杆（2）固定连接的固定板（6），所述固定板（6）上固定连接有多个太阳能光伏板（7）。
4.根据权利要求2所述的一种风光互补的智能路灯，其特征在于，环境监测单元安装于路灯主体（1）的另一侧，环境监测单元包括与路灯主体（1）固定连接的第二支撑杆（8），所述第二支撑杆（8）的一端转动连接有红外监控探头（9）。
5.根据权利要求2所述的一种风光互补的智能路灯，其特征在于，所述路灯主体（1）的一侧下方固定连接有两个支撑架（10），两个所述支撑架（10）之间固定连接有显示屏（11）。
6.根据权利要求2所述的一种风光互补的智能路灯，其特征在于，所述路灯主体（1）的顶端底部固定连接有LED灯（12），所述路灯主体（1）的一侧下方固定连接有控制箱（13），中央处理器、辅助电源、防反充阻断单元和充放电控制单元均固定安装于控制箱（13）的内部，所述路灯主体（1）的底部固定连接有底座。
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