CN210183020U - 智慧路灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智慧路灯，包括灯杆及安装于所述灯杆上的灯具、装设于所述灯杆上的发电并网装置、视频监控装置及显示装置，发电并网装置包括垂直轴风机、配电箱以及并网逆变器，配电箱内设有电网交流电源、交流/直流转换稳压器和控制器，所述并网逆变器用于将垂直轴风机的电能经由交流/直流转换稳压器转换后接入配电箱，控制器根据所述垂直轴风机的发电量与所述智慧路灯负载用电量的大小，控制所述智慧路灯于不同的电能调度模式之间切换，负载包括所述视频监控装置、灯具及显示装置，所述视频监控装置用于拍摄图像数据供所述控制器结合当前车流调节所述灯具亮度，所述显示装置用于显示所述智慧路灯能耗的相关数据。

Description

智慧路灯

技术领域

本实用新型涉及智慧城市建设技术领域，特别涉及一种智慧路灯。

背景技术

随着物联网、下一代互联网、云计算等新一代信息技术的广泛应用，智慧城市已成为必然趋势。近年来，智慧城市新政频出，我国多个城市掀起了智慧城市建设高潮。

其中智慧路灯是指通过应用先进、高效、可靠的电力线载波通信技术和无线GPRS/CDMA通信技术等，实现对路灯的远程集中控制与管理的路灯，智慧路灯具有根据车流量自动调节亮度，实现远程照明控制，大幅节省电力资源，还可以提供信息采集、环境监控、信息发布等多种功能。目前，智慧路灯的发展方向主要有两个，一个是能耗水平的降低，一个是功能的多样化。功能多样化主要是给路灯增加诸如拍照、摄像等附加功能。功能多样化的优势在于能够有效降低设备的架设成本，提高土地的利用率，使城市生活更加美好，然而，功能多样化对于能耗降低提出了新的挑战，市场上目前能耗降低的方案主要是降低产品本身的功耗，整体能耗的提升效果并不明显。

实用新型内容

为了解决现有存在的技术问题，本实用新型实施例提供一种能够有效降低能耗水平且功能多样化的智慧路灯。

本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

一种智慧路灯，包括灯杆及安装于所述灯杆上的灯具，所述智慧路灯还包括装设于所述灯杆上的发电并网装置、视频监控装置及显示装置，所述发电并网装置包括位于所述灯杆顶端的垂直轴风机、位于所述灯杆底部的配电箱以及设置于所述配电箱上的并网逆变器，所述配电箱内设有电网交流电源、交流/直流转换稳压器和控制器，所述并网逆变器用于将所述垂直轴风机的电能经由所述交流/直流转换稳压器转换后接入所述配电箱，所述控制器根据所述垂直轴风机的发电量与所述智慧路灯负载用电量的大小，控制所述智慧路灯于不同的电能调度模式之间切换，所述负载包括所述视频监控装置、所述灯具及所述显示装置，所述视频监控装置用于拍摄图像数据供所述控制器结合当前车流调节所述灯具亮度，所述显示装置用于显示所述智慧路灯能耗的相关数据。

其中，所述控制器与所述电网交流电源之间连接有第一检测器，所述并网逆变器与第二检测器和第一控制开关串联连接于所述电网交流电源与所述垂直轴风机之间，所述垂直轴风机与所述控制器之间连接有第三检测器。

其中，所述交流/直流转换稳压器包括连接于所述电网交流电源与负载之间的第一交流/直流转换稳压器、以及连接于所述垂直轴风机与负载之间的第二交流/直流转换稳压器。

其中，所述电网交流电源与第二交流/直流转换稳压器之间还连接有第二控制开关；所述垂直轴风机与第二交流/直流转换稳压器之间还连接有第三控制开关和第四检测器。

其中，所述智慧路灯还包括光敏检测器，所述光敏检测器与所述控制器连接。

其中，所述控制器根据所述光敏检测器所检测到的光强度、当前车流以及当前所属时段，调节所述灯具的光照功率。

其中，所述电能调度模式包括将垂直轴风机的电能经由所述并网逆变器转换后并入电网的第一调度模式、垂直轴风机的电能经由所述交流/直流转换稳压器向负载供电的第二调度模式、所述电网交流电源向负载提供所述垂直轴风机供电不足部分电能的第三调度模式以及所述垂直轴风机将多余电能经由所述并网逆变器转换后并入电网的第四调度模式。

其中，所述垂直轴风机的发电量大于所述智慧路灯负载用电量时，所述智慧路灯的电能调度模式为所述第一调度模式或第四调度模式；所述垂直轴风机的发电量等于所述智慧路灯负载用电量，所述智慧路灯的电能调度模式为所述第二调度模式；所述垂直轴风机的发电量小于所述智慧路灯负载用电量时，所述智慧路灯的电能调度模式为所述第三调度模式。

其中，所述显示装置上显示的所述智慧路灯能耗的相关数据包括所述垂直轴风机的累计发电电能。

其中，所述灯具为LED灯具。

本申请实施例所提供的智慧路灯，通过增加垂直轴风机、配电箱以及并网逆变器，控制器根据垂直轴风机的发电量与智慧路灯负载用电量的大小，控制智慧路灯于不同的电能调度模式之间切换，通过垂直轴风机发出电能，电网电能自动单路或并联为路灯负载供电，同时如果垂直轴风机发出电能超过路灯系统需要，多余的电能自动送入电网，实现全自动控制，能够有效降低能耗水平且保持路灯系统的功能多样化。

附图说明

图1为本申请实施例提供的智慧路灯的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的智慧路灯的系统组成示意图；

图3为本申请实施例提供的智慧路灯的工作原理示意图；

图4为本申请实施例提供的智慧路灯的电路结构意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本申请技术方案做进一步的详细阐述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型的实现方式。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

请参阅图1和图2，为本实用新型实施例所提供的一种智慧路灯的结构示意图，该智慧路灯包括灯杆10、安装于所述灯杆10上的灯具11、装设于所述灯杆10上的发电并网装置、视频监控装置12及显示装置13。所述发电并网装置包括位于所述灯杆10顶端的垂直轴风机141、位于所述灯杆10底部的配电箱142以及设置于所述配电箱142上的并网逆变器143，所述配电箱142内设有电网交流电源144、交流/直流转换稳压器和控制器145，所述并网逆变器143用于将所述垂直轴风机141的电能经由所述交流/直流转换稳压器转换后接入所述配电箱142，所述控制器145根据所述垂直轴风机141的发电量与所述智慧路灯负载用电量的大小，控制所述智慧路灯于不同的电能调度模式之间切换，所述负载包括所述视频监控装置12、所述灯具11及所述显示装置13，所述视频监控装置12用于拍摄图像数据供所述控制器145根据当前车流调节所述灯具11亮度，所述显示装置13用于显示所述智慧路灯能耗的相关数据。

其中，所述显示装置13可以为液晶显示面板。所述智慧路灯能耗的相关数据可包括垂直轴风机141的累计发电电能。为了更加直观的了解垂直轴风机141的工作状态，智慧路灯能耗的相关数据还可以包括垂直轴风机141并网发电的瞬时功率、垂直轴风机141向路灯的负载供电的累计供电电能、电网向路灯的负载供电的累计消耗电能以及垂直轴风机141并入电网的累计并入电能、以及路灯消耗总功率、累计消耗总电能等。作为一可选的实施例，所述显示装置13还可以显示时间。

所述视频监控系统可以包括装设于灯杆10上的摄像头，摄像头的拍摄方向针对道路，通过拍摄道路的照片供图像识别分析确定车流量的大小，根据成车流的大小，再结合当前环境的亮度以及当前所属时段而调节灯具11的亮度，实现对智慧路灯的智能调节能耗的全自动控制。作为一种可选的实施例，智慧路灯可以根据时间段控制路灯功率，如，根据需要设定路灯在上半夜全功率亮度照明、下半夜半功率亮度照明；和/或智慧路灯可以根据车流量控制路灯功率，路上车辆较多时则增大路灯功率，路上车辆较少时降低路灯功率；和/或根据光照顾调节路灯功率，当环境光照度较强时降低路灯功率，环境光照度较弱时增大路灯功率。通过多方式多途径的智能实时调控路灯功率，大大降低了单个智慧路灯杆10的用电量，提升能效，进一步节约电能消耗。

上述实施例中，智慧路灯通过增加垂直轴风机141、配电箱142以及并网逆变器143，控制器145根据垂直轴风机141的发电量与智慧路灯负载用电量的大小，控制智慧路灯于不同的电能调度模式之间切换，通过垂直轴风机141发出电能，电网电能自动单路或并联为路灯负载供电，同时如果垂直轴风机141发出电能超过路灯系统需要，多余的电能自动送入电网，实现全自动控制，能够有效降低能耗水平且保持路灯系统的功能多样化。

其中，所述灯具11可以为LED灯具11。请结合参阅图3，控制器145分别与路灯的各个组成连接。其中，交流/直流转换稳压器包括连接于电网交流电源144和灯具11之间的第一交流/直流转换稳压器146以及垂直轴风机141和灯具11之间的第二交流/直流转换稳压器147。所述控制器145根据所述垂直轴风机141的发电量与所述智慧路灯负载用电量的大小，控制所述智慧路灯于不同的电能调度模式之间切换。可选的，所述电能调度模式包括将垂直轴风机141的电能经由所述并网逆变器143转换后并入电网的第一调度模式、垂直轴风机141的电能经由所述交流/直流转换稳压器向负载供电的第二调度模式、所述电网交流电源144向负载提供所述垂直轴风机141供电不足部分电能的第三调度模式以及所述垂直轴风机141将多余电能经由所述并网逆变器143转换后并入电网的第四调度模式。所述垂直轴风机141的发电量大于所述智慧路灯负载用电量时，所述智慧路灯的电能调度模式为所述第一调度模式或第四调度模式；所述垂直轴风机141的发电量等于所述智慧路灯负载用电量，所述智慧路灯的电能调度模式为所述第二调度模式；所述垂直轴风机141的发电量小于所述智慧路灯负载用电量时，所述智慧路灯的电能调度模式为所述第三调度模式。

具体的，不同电能调度模式主要是通过以下3条路线之一或其中二者的组合来定义。如，第一调度模式，当白天有风时(此时灯具11无需开启)垂直轴风机141发出的电能，经并网逆变器143将所述垂直轴风机141的低压交流电转换为220V高压交流电后馈入电网，如路线1所示。第二调度模式，当夜晚有风时(此时灯具11需要开启)垂直轴风机141发出的电能受控制器145的控制，经过第二交流/直流转换稳压器147变成直流电后供给灯具11及智慧路灯的其它负载，灯具11点亮照明，如路线2所示。第三调度模式，当夜晚风力不足，垂直轴风机141发出的电能不足以保证灯具11照明，受智能控制器145控制交流电源经过AC/DC转换稳压后变成直流电同垂直轴风机141发出的电能一起给路灯系统供电，确保路灯系统中负载所需的功率，电网电能提供垂直轴风机141发电的不足部分，如下路径2和3所示。第四调度模式，当风力增大时风能发电足够路灯负载使用，电网交流电则自动停止供电，如果垂直轴风机141发出的电能超过路灯使用的电能时，剩余部分电能受控制器145控制经并网逆变器143逆变后变成交流电送入电网，如下图路径1和2所示。

其中，控制器145实现对智慧路灯的能耗智能调节、全自动控制过程中，还包括通过多个检测器检测相应数据。请参阅图4，所述控制器145与所述电网交流电源144之间连接有第一检测器J1，所述并网逆变器143与第二检测器J2和第一控制开关串联连接于所述电网交流电源144与所述垂直轴风机141之间，所述垂直轴风机141与所述控制器145之间连接有第三检测器J3。第一交流/直流转换稳压器146连接于所述电网交流电源144与负载之间，所述第二交流/直流转换稳压器147连接于所述垂直轴风机141与负载之间，电网交流电源144和垂直轴风机141共同形成并联供电电路向所述负载供电。所述电网交流电源144与第二交流/直流转换稳压器147之间还连接有第二控制开关；所述垂直轴风机141与第二交流/直流转换稳压器147之间还连接有第三控制开关和第四检测器J4。所述智慧路灯还包括与控制器145连接的光敏检测器J5。

以上第一检测器J1、第二检测器J2、第三检测器J3、第四检测器J4及光敏检测器J5共同形成四组检测信号输入和一组代表光线强度的光敏电压信号输入，共五组输入信号输入所述控制器145。其中，所述第三检测器J3用于检测垂直轴风机141的发电参数，垂直轴风机141的输出通过第三检测器J3输出信号V31和V32表征发电情况；且垂直轴风机141与电网交流电源144之间连接有第一控制开关、并网逆变器143和第二检测器J2，所述第二检测器J2用于检测经由所述并网逆变器143转换后输入电网的电流电压参数，所述并网逆变器143的输出通过所述第二检测器J2输出信号V21和V22测算计量馈入电网的电能情况。所述第一检测器J1和第二控制开关串联连接于电网交流电源144和第一交流/直流转换稳压器146之间，所述第一检测器J1用于检测电网交流电源144向负载提供的电能参数，电网交流电源144的输出通过所述第一检测器J1输出信号V11和V12表征电网输出电能情况。所述第四检测器J4和第三控制开关串联连接于所述垂直轴风机141和所述第二交流/直流转换稳压器147之间，所述第四检测器J4用于检测垂直轴风机141向所述负载提供的电能参数，垂直轴风机141通过所述第四检测器J4输出信号V41和V42表征向负载输出电能的情况。光敏检测器J5用于提供环境光线亮度信号K6。

控制器145根据五组输入信号，相应分别输出两组电压调节信号K4、K5至第一交流/直流转换稳压器146和第二交流/直流转换稳压器147，用于控制对应的交流/直流转换稳压器的输出电压，以实现对灯具11的全功率照明、半功率照明以及熄灭控制。在第一模式下，控制器145可以输出第一控制信号K1至第一控制开关，将白天垂直轴风机141的电能经由并网逆变器143转换后馈入电网，同样，也可以在晚上把垂直轴风机141发出的超过负载的多余电能经由并网逆变器143转换后馈入电网。在第三模式下，控制器145可以输出第二控制信号K2至第二控制开关，将晚上无风或风力较小时，把电网交流电源144的电能切入灯具11，确保无风或风力较小时智慧灯具11的照明。其次，控制器145还可以根据光敏检测器J5所检测到的光强度，结合根据视频监控装置12的监测数据所确定的当前车流以及当前所属时段，调节所述灯具11的光照功率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智慧路灯，包括灯杆及安装于所述灯杆上的灯具，其特征在于，所述智慧路灯还包括装设于所述灯杆上的发电并网装置、视频监控装置及显示装置，所述发电并网装置包括位于所述灯杆顶端的垂直轴风机、位于所述灯杆底部的配电箱以及设置于所述配电箱上的并网逆变器，所述配电箱内设有电网交流电源、交流/直流转换稳压器和控制器，所述并网逆变器用于将所述垂直轴风机的电能经由所述交流/直流转换稳压器转换后接入所述配电箱，所述控制器根据所述垂直轴风机的发电量与所述智慧路灯负载用电量的大小，控制所述智慧路灯于不同的电能调度模式之间切换，所述负载包括所述视频监控装置、所述灯具及所述显示装置，所述视频监控装置用于拍摄图像数据供所述控制器结合当前车流调节所述灯具亮度，所述显示装置用于显示所述智慧路灯能耗的相关数据。

2.如权利要求1所述的智慧路灯，其特征在于，所述控制器与所述电网交流电源之间连接有第一检测器，所述并网逆变器与第二检测器和第一控制开关串联连接于所述电网交流电源与所述垂直轴风机之间，所述垂直轴风机与所述控制器之间连接有第三检测器。

3.如权利要求2所述的智慧路灯，其特征在于，所述交流/直流转换稳压器包括连接于所述电网交流电源与负载之间的第一交流/直流转换稳压器、以及连接于所述垂直轴风机与负载之间的第二交流/直流转换稳压器。

4.如权利要求3所述的智慧路灯，其特征在于，所述电网交流电源与第二交流/直流转换稳压器之间还连接有第二控制开关；所述垂直轴风机与第二交流/直流转换稳压器之间还连接有第三控制开关和第四检测器。

5.如权利要求1所述的智慧路灯，其特征在于，所述智慧路灯还包括光敏检测器，所述光敏检测器与所述控制器连接。

6.如权利要求5所述的智慧路灯，其特征在于，所述控制器根据所述光敏检测器所检测到的光强度、当前车流以及当前所属时段，调节所述灯具的光照功率。

7.如权利要求1所述的智慧路灯，其特征在于，所述电能调度模式包括将垂直轴风机的电能经由所述并网逆变器转换后并入电网的第一调度模式、垂直轴风机的电能经由所述交流/直流转换稳压器向负载供电的第二调度模式、所述电网交流电源向负载提供所述垂直轴风机供电不足部分电能的第三调度模式以及所述垂直轴风机将多余电能经由所述并网逆变器转换后并入电网的第四调度模式。

8.如权利要求7所述的智慧路灯，其特征在于，所述垂直轴风机的发电量大于所述智慧路灯负载用电量时，所述智慧路灯的电能调度模式为所述第一调度模式或第四调度模式；所述垂直轴风机的发电量等于所述智慧路灯负载用电量，所述智慧路灯的电能调度模式为所述第二调度模式；所述垂直轴风机的发电量小于所述智慧路灯负载用电量时，所述智慧路灯的电能调度模式为所述第三调度模式。

9.如权利要求1所述的智慧路灯，其特征在于，所述显示装置上显示的所述智慧路灯能耗的相关数据包括所述垂直轴风机的累计发电电能。

10.如权利要求1所述的智慧路灯，其特征在于，所述灯具为LED灯具。

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