CN202396048U - 基于物联网的太阳能路灯智能监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于物联网的太阳能路灯智能监控系统，该系统包括至少一个太阳能路灯智能控制终端，太阳能路灯智能控制终端通过无线传输模块与监控中心通信；所述智能控制终端包括微处理器，微处理器分别与太阳能电池板监控模块，蓄电池监控模块，LED灯控制模块，若干传感器模块相连。本实用新型能够将有效提升路灯的充电效率和蓄电池的寿命，并实现对每盏路灯的自动监测与控制，节能效果显著；另外可以实时了解路灯的工作状况，并可单独控制每盏路灯的开关与亮度，可进一步达到节能的效果，并实现路灯个性化的管理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种路灯监控系统，特别是一种采用物联网技术的太阳能路灯监控系统。
背景技术
在全球能源短缺的情况下，大力发展新能源和节约能源是我们必须要采取的开源节流的有效手段。
太阳能路灯是利用太阳能光伏发电模块作为电源的路灯，其直接利用了太阳能；而LED发光产品作为第四代照明光源，其发光效率非常高。所以，太阳能LED路灯集合了两者的优点，在目前的能源窘状下有非常深远的发展前景。
但是，在目前实际应用中，则经常会出现太阳能LED路灯充电效率过低，蓄电池寿命过短，以及不能有效监控到每一盏路灯的工作状况，如工作时间、老化程度、工作电流等。这大大增加了路灯的维护成本，还将降低市政的管理效率。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于物联网的太阳能智能路灯监控系统，能够将有效提升路灯的充电效率和蓄电池的寿命，并实现对每盏路灯的自动监测与控制。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
基于物联网的太阳能路灯智能监控系统，该系统包括至少一个太阳能路灯智能控制终端，太阳能路灯智能控制终端通过无线传输模块与监控中心通信；所述智能控制终端包括微处理器，微处理器分别与太阳能电池板监控模块，蓄电池监控模块，LED灯控制模块，若干传感器模块相连。
所述太阳能电池板监控模块包括电压检测电路以及电流检测电路，电压检测电路以及电流检测电路分别与太阳能电池板连接。
所述蓄电池监控模块包括充放电控制电路，电压电流检测电路以及温度补偿电路；所述充放电控制电路，电压电流检测电路以及温度补偿电路分别与蓄电池连接。
所述LED灯控制模块包括LED灯驱动电路以及供电切换电路。
所述若干传感器模块包括监测周围环境温度的温度传感器和监测周围环境光照强度的光照传感器。
工作原理：
所述智能终端在微处理器的控制下，实时地采集太阳能电池板的电压与电流参数，来判断光照情况，控制对蓄电池的充电状态的开启与关闭，并决定路灯的开关；实时采集蓄电池的电压与电流参数，反映蓄电池的电池容量，从而确定采用蓄电池对路灯供电还是采用市电对路灯进行供电，同时蓄电池充电控制电路也可以根据采集到的蓄电池的电压与电流参数精确太阳能电池板对蓄电池不同状态的充电方式，提高充电效率，并延长蓄电池的使用寿命；蓄电池温度补偿电路会根据采集到的温度信息对蓄电池的过充与过放点进行补偿，从而进一步保护蓄电池；蓄电池放电电路与LED驱动电路一起对LED路灯进行供电，并根据微处理器的命令，控制路灯的亮度；温度传感器模块与光照强度传感器模块辅助监测环境的温度与光照强度；而无线自组网模块则与周围的路灯智能控制终端组成一个无线网络，将每一盏路灯的编号信息，开关状态，太阳能电池板的工作状况，蓄电池的工作状态，LED灯的工作状况，以及环境温度，环境光照情况等数据发送给监控中心，同时与其他节点进行无线通讯，作为中继节点，中继其他终端节点发送给监控中心的数据，另外还通过无线自组网模块接收监控中心的命令，决定路灯的工作状况。
而监控中心，将记录每一盏太阳能路灯的工作状况，包括开关状态，电池容量，太阳能电池板的工作状况，当路灯发生故障时，可以发出报警，并根据路灯的编号信息快速定位，提高管理效率。同时，还可以对每一盏路灯发布命令，控制路灯的工作状态，包括开关状态和亮度等，并可以根据当地的环境特征和季节特性单独设定路灯的开关时间，最终可节省大量的能源。同时还可以根据需要实现不同的路灯开关组合，实现市政管理的智能化与艺术化。
本实用新型的有益效果是：
1、能够有效提升路灯的充电效率和蓄电池的寿命，节能效果显著，并可对大面积区域内的每盏路灯进行自动监测与控制，
2、可以实时了解路灯的工作状况，并可单独控制每盏路灯的开关与亮度，可进一步达到节能的效果，并实现路灯个性化的管理。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
其中：101太阳能路灯智能控制终端，102监控中心，103太阳能电池板监控模块，104蓄电池监控模块，105LED灯控制模块，106无线自组网模块，107传感器模块，108微处理器,201LED路灯，202LED驱动电路，203供电切换电路，204电压检测电路，205电流检 测电路，206充放电控制电路，207电压电流检测电路，208温度补偿电路，209蓄电池，210光照强度传感器，211温度传感器，212无线传输芯片，213外围匹配电路，300太阳能电池板。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型包括太阳能路灯智能控制终端101与监控中心102。
所述太阳能路灯智能控制终端101包括太阳能电池板监控模块103，蓄电池监控模块104，LED灯控制模块105，监视不同环境参数的若干传感器模块107，以及可分别与每个所述智能终端相匹配无线自组网模块106，这些模块分别与微处理器108相连，并受其控制。
如图1所示，太阳能电池板监控模块103与太阳能电池板300连接，其包括电压检测电路204与电流检测电路205，实时地采集太阳能电池板300的电压与电流参数，来辅助判断光照情况，控制对蓄电池209的充电状态的开启与关闭，并决定路灯的开关。电压与电流检测电路都是通过电阻采样，采样值经过运放之后，由微处理器本身的A/D完成模数转换并记录。
如图1所示，蓄电池监控模块104连接太阳能电池板300和蓄电池209，其包括充放电控制电路206，电压电流检测电路207以及温度补偿电路208。微处理器108不断检测蓄电池端的电压，并根据检测到的电压量来控制充电电路的通断。在蓄电池209充电初期，微处理器108通过控制电路允许太阳能电池板300对蓄电池209持续充电，而当蓄电池209电压升高至浮充点时，微处理器108将发送PWM信号给充放电控制电路206，从而实现太阳能电池板300对蓄电池209的脉冲式充电。当蓄电池电压升高至过充点时，微处理器108将通过控制电路，关断充电回路。而温度补偿电路208则根据采集到的温度信息对蓄电池209的过充点与过放点进行补偿，保护蓄电池209。
如图1所示，LED灯控制模块105连接LED路灯201，其包括供电切换电路203和LED灯驱动电路202。当路灯打开时，微处理器108会根据采集到的蓄电池209的电压、电流等信息来确定蓄电池209的容量，当蓄电池209容量不足时，微处理器108会将电源切换到市电上，保证路灯的正常工作，该供电切换电路203主要由MOS开关和继电器构成。同时微处理器108将通过LED灯驱动电路202决定路灯的开关，并对路灯的亮度进行调节。
如图1所示，监视不同环境参数的若干传感器模块107主要包括温度传感器211和光照强度传感器210，由此可以得到周围环境比较精确的温度值和光照强度值，为监控终端的 智能控制提供参考。
如图1所示，与每个智能终端相匹配的无线自组网模块106包括无线传输芯片212及外围匹配电路213。该模块可与周围的路灯智能控制终端组成一个无线网络，将每一盏路灯的编号信息，开关状态，太阳能电池板300的工作状况，蓄电池209的工作状态，LED路灯201的工作状况，以及环境温度，环境光照情况等数据发送给监控中心，同时与其他智能终端节点进行无线通讯，作为中继节点，中继其他终端节点发送给监控中心的数据，另外还通过无线自组网模块106接收监控中心的命令，决定路灯的工作状况。
监控中心102包括，与整个太阳能智能路灯网络进行通信的无线传输模块和以PC机为基础的包含数据库的路灯监控软件。监控中心将通过物联网将记录每一盏太阳能路灯的工作状况，包括开关状态，电池容量，太阳能电池板300的工作状况，如果工作状况发生异常时，可以迅速发出报警，并根据路灯的编号信息快速定位，可以减少相应地人员成本，并提高管理效率。同时，还可以对每一盏路灯发布命令，控制路灯的工作状态，包括开关状态和亮度等，并可以根据当地的环境特征和季节特性单独设定路灯的开关时间，最终可节省大量的能源。同时还可以根据需要实现不同的路灯开关组合，实现市政管理的智能化与艺术化。
通过以上可知，本实用新型能够有效提升路灯的充电效率和蓄电池的寿命，节能效果显著，并可对大面积区域内的每盏路灯进行自动监测与控制，可以实时了解路灯的工作状况，并可单独控制每盏路灯的开关与亮度，可进一步达到节能的效果，并实现路灯个性化的管理。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (5)
1.基于物联网的太阳能路灯智能监控系统，其特征是，该系统包括至少一个太阳能路灯智能控制终端，太阳能路灯智能控制终端通过无线传输模块与监控中心通信；所述智能控制终端包括微处理器，微处理器分别与太阳能电池板监控模块，蓄电池监控模块，LED灯控制模块，若干传感器模块相连。
2.如权利要求书1所述的基于物联网的太阳能路灯智能监控系统，其特征是，所述太阳能电池板监控模块包括电压检测电路以及电流检测电路，电压检测电路以及电流检测电路分别与太阳能电池板连接。
3.如权利要求书1所述的基于物联网的太阳能路灯智能监控系统，其特征是，所述蓄电池监控模块包括充放电控制电路，电压电流检测电路以及温度补偿电路；所述充放电控制电路，电压电流检测电路以及温度补偿电路分别与蓄电池连接。
4.如权利要求书1所述的基于物联网的太阳能路灯智能监控系统，其特征是，所述LED灯控制模块包括LED灯驱动电路以及供电切换电路。
5.如权利要求书1所述的基于物联网的太阳能路灯智能监控系统，其特征是，所述若干传感器模块包括监测周围环境温度的温度传感器和监测周围环境光照强度的光照传感器。
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