CN210532254U - 一种太阳能智慧路灯 - Google Patents

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Abstract

公开了一种太阳能智慧路灯，包括：太阳能供电系统、智慧灯头和灯杆；所述太阳能供电系统包括太阳能光伏板、光伏板支架和锂离子电池组；所述光伏板支架用于固定太阳能光伏板，所述锂离子电池组设置在光伏板支架上；所述智慧灯头包括：第一集成模块、第二集成模块、第三集成模块和LED光源模组；所述第一集成模块包括第一模块衬板和视频监控装置，所述第一模块衬板上设有开口，所述视频监控装置嵌入所述第一模块衬板的开口并用于采集视频数据；所述第二集成模块包括：第二模块衬板和智能控制装置；所述第三集成模块包括：第三模块衬板和音频播放装置。本实用新型的太阳能智慧路灯散热效率高、可更好的实现道路配光、满足产业标准、可直接进行改造。

Description

一种太阳能智慧路灯
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，具体涉及一种太阳能智慧路灯。
背景技术
2017年国家半导体照明工程研发及产业联盟主持制定的CSA016-2015 《LED照明应用与接口要求：非集成式LED模块的道路灯具/隧道灯具》标准，通过该标准的设定，实现LED道路照明的光源模块标准化，产品满足互换性的要求。满足这一标准需求的光源模组所采用的是以1W或3W灯珠形成的阵列为基础的标准化光源模组，采用这种光源模组的优势是光源分散，散热性能好，但是缺陷是配光难度高，对于对道路配光要求日益渐长的今天是不小的影响。
基于传统灯珠阵列构成的LED光源模组所存在的弊端，我公司聚焦于 COB封装技术形成的大功率光源，可以实现很好的配光效果，满足道路需求。但是采用COB光源需要解决光源集中导致的散热要求高问题，因此公司的第一代光源模组产品针对COB光源采用太阳花散热器结构进行散热处理，整个光源模组为直径160mm的圆形模组，额定功率为60W～75W。采用这一类LED光源模组在推广和应用方面与目前行业内的标准难以匹配。路灯更换项目大多会采用CSA016标准，该标准主要体现在LED光源模组的结构尺寸及互换性上，目前市面上最常见的太阳花散热器结构的模组并不符合该标准。
另外，目前大多数LED光源模组直径比较大，一般灯壳只能容纳下2-3 个LED光源模组，如果用到4个LED光源模组将采用双光源腔体的灯壳，灯壳选择余地比较小，成本高。因此，为了满足标准要求，更好的推广产品的市场接受程度，有必要开发一款能够满足CSA016标准的LED光源模组，同时使其散热器满足散热均匀、散热效果好、使用的材料少、整体重量和体积小、成本低、节省空间、便携性好、更换方便等特点。
智慧城市是城市信息化的高级形态，是工业化、城市化和信息化深度融合并向更高阶迈进的表现，是涉及以物联网、云计算、移动互联以及大数据等新兴热点技术为核心和代表信息技术的创新应用。智慧城市是城市发展的新兴模式，它的结果是城市生产、生活方式的变革、提升和完善。
智慧城市的搭建是通过在城市的各个角落分布视频、图像、红外、温度、压力、微波等传感器，获取相关信息，传回到控制平台，形成一张巨大的城市感知网。各种智能系统多是单独搭建，并未形成统一的组网平台。建设高度信息化和智慧化的新型城市，就是要将上述各种智能系统整合到一个平台上，需要花费大量人力物力重新组网，这样便需要对城市进行改建，铺设线路，在实际实施过程中极为不便。
为了能增强对城市的了解，在传统的城市监测手段基础上，需要新增数量更多、功能更丰富、智能化程度更高的信息感知终端。如何布局这些信息感知终端，是智慧城市建设的一个难题。
路灯是人类出行必不可少的照明工具，它是城市基础设施的重要一环。传统路灯主要是高压钠灯，一盏路灯的功率大约为100W～400W，为了解决路灯耗能高的问题，需要将高压钠灯进行改造成太阳能路灯。同时，随着现代化城市的发展，智能硬件和云计算大数据时代的到来，路灯的革新可以为城市带来更多其他功能上的升级。作为新一代绿色光源，LED具有响应快、可调控的优势，LED照明被成为智慧公共照明管理平台、智能路灯或智慧路灯，通过以智能LED照明为载体，与传感器、摄像头结合起来，构建无处不在的物联网网络，形成完整覆盖整个城市的感知节点。
本申请人在公开号为CN109210439A的发明申请中，阐述了一种AI智慧灯头，其所采用的光源是单个功率为60W的COB集中光源，所采用的散热器是太阳花散热器，这种光源模组不满足2017年国家半导体照明工程研发及产业联盟主持制定的CSA016～2015《LED照明应用与接口要求：非集成式 LED模块的道路灯具/隧道灯具》标准，难以满足产品互换性的要求。在进行高压钠灯路灯改造的过程中，不能直接进行改造。
因此，亟需设计出一种改进的、散热效率高、可以更好的实现道路配光的、满足产业标准的、可以直接进行改造的智慧路灯。
发明内容
为了解决现阶段智慧路灯的不便于直接进行改造、配光差、LED光源模组的散热器体积大。散热效果差等问题，本发明提供一种改进的太阳能智慧路灯。本发明的技术方案如下：
本发明提供一种太阳能智慧路灯，其特征在于，其包括：
太阳能供电系统、智慧灯头和灯杆；
所述太阳能供电系统包括太阳能光伏板、光伏板支架和锂离子电池组；所述光伏板支架用于固定太阳能光伏板，所述锂离子电池组设置在光伏板支架上；
所述智慧灯头包括：第一集成模块、第二集成模块、第三集成模块和LED 光源模组；所述第一集成模块包括第一模块衬板和视频监控装置，所述第一模块衬板上设有开口，所述视频监控装置嵌入所述第一模块衬板的开口，所述视频监控装置用于采集视频数据；所述第二集成模块包括：第二模块衬板和智能控制装置；所述第三集成模块包括：第三模块衬板和音频播放装置。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述LED光源模组包括：
散热器，所述散热器包括：散热基板和至少一组散热翅片；所述散热翅片位于所述散热基板同一侧且垂直于所述散热基板；每组散热翅片包括3个以上散热翅片；每组散热翅片中，各散热翅片互相平行设置；每组散热翅片中，在垂直于所述散热基板的方向上，不同散热翅片长度从中间向两端逐渐降低；
1个以上光源芯片；
与所述光源芯片数量相等的玻璃透镜；
PCB连接板；
所述光源芯片与所述散热器连接，所述PCB连接板与所述光源芯片和所述散热器连接，所述玻璃透镜固定在所述PCB连接板上。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，在所述玻璃透镜的边缘压有压盖，所述压盖固定在所述玻璃透镜的边缘。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述光源芯片为COB 封装芯片。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述各光源芯片的功率为30～40W。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述压盖为压铸压盖。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述玻璃透镜和所述压盖之间设置有防水密封圈；
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述散热器通过防水接头连接电源线。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述散热器表面涂覆有包含石墨烯的氟树脂复合材料。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述光源芯片通过贴合在所述散热器上的导热硅脂与所述散热器连接。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述导热硅脂为包含石墨烯的导热硅脂。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例从中间向两端逐渐减小，且所述比例为 85％～98％。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例从中间向两端逐渐减小，且所述比例为 90～95％。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例从中间向两端逐渐减小，且所述比例为 93～95％。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例相同，为85％～98％。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例相同，为90～95％。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例相同，为93～95％。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，每组散热翅片由11～17 个散热翅片构成。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，每组散热翅片由13～15 个散热翅片构成。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，每组散热翅片由14 个或15个散热翅片构成。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述散热基板相对两侧具有散热器边缘部件，所述散热器边缘部件上开设有连接孔。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述散热基板为长方形，其中所述散热基板的长边为220～260mm，优选为240mm；所述散热基板的短边为60～80mm，优选为70mm；所述散热翅片在垂直于所述散热基板的方向上长度为43～47mm，优选为45mm。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，分别位于所述散热器两个边缘部件上的相互对称的两个连接孔之间的距离为266～306mm，优选为 286mm。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，同一个边缘部件上开设有至少两个连接孔，同一个边缘部件上两个连接孔之间的距离为 28～32mm，优选为30mm。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，其中，所述第一模块衬板、所述第二模块衬板、所述第三模块衬板和所述LED光源模组并排设置。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述智慧灯头还包括灯壳，所述第一集成模块、所述第二集成模块和所述第三集成模块设置在所述灯壳中。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述灯壳包括灯壳上盖和灯壳底座。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述灯壳上盖包括后侧盖。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述智慧灯头包括2 个以上LED光源模组。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述智慧灯头包括2～4 个LED光源模组。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述锂离子电池组提供第一直流电源和第二直流电源，其中，第一直流电源用于给LED光源模组供电，第二直流电源用于给所述智能控制装置、所述音频播放装置和所述视频监控装置供电。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述视频监控装置为摄像头。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述视频监控装置为旋转摄像头。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述第一模块衬板固定在所述灯壳底座上，所述第一模块衬板上固定设置摄像头支架，所述摄像头固定在所述摄像头支架上，所述灯壳底座上设有开口，所述摄像头通过所述灯壳底座上的开口探出灯壳底座。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，
所述灯壳、优选所述灯壳上盖、更优选所述灯壳上盖的后侧盖设置有集成天线盒；
所述集成天线盒包括天线，所述天线包括用于接收地面传感器的窄带和对云传递信息的宽带；
所述智能控制装置中安装有智能模块，所述集成天线盒的天线与所述智能模块连接。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述智能控制装置包括1个以上智能模块，每个智能模块在所述智能控制装置上都单独设置一个天线接口，所述集成天线盒的天线通过所述天线接口与所述智能模块连接。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，
所述智能控制装置包括4个智能模块：Wi-Fi模块、Lora网关模块、IP 功放数据模块和4G模块；所述Wi-Fi模块用于实现有效范围内的Wi-Fi连网，所述Lora网关模块用于实现组网，所述IP功放数据模块用于收集所述音频播放装置的信息，所述4G模块用于实现4G连网。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，
所述智能控制装置上设置3个天线接口，所述集成天线盒包括3根天线；
所述3个天线接口分别为Lora网关接口，4G接口和Wi-Fi接口，所述3 根天线分别通过Lora网关接口，4G接口和Wi-Fi接口与所述Lora网关模块、所述4G模块和所述Wi-Fi模块连接。
根据本发明的一个实施方式，太阳能智慧路灯中，所述视频监控装置采集的视频数据通过宽带传输出去。
发明的效果
本发明提供的太阳能智慧路灯，(1)由于其使用本发明所述的散热器，其散热均匀、散热效果好、使用的材料少、整体重量和体积小、成本低、节省空间、更换方便，且满足CSA016标准。(2)散热器的相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例从中间向两端逐渐减小，且为85％～98％，使得散热器散热好，将该比例设置为93％～95％时，散热器的散热效果最好。 (3)在本发明所述散热器表面涂覆有包含石墨烯的氟树脂复合材料，可以提升散热效率。普通散热器表面加入包含石墨烯的氟树脂复合材料涂层后辐射系数增加，对外辐射和散热大大增强。(4)使用COB封装芯片，该类芯片光源集中度高，便于更好的实现道路配光。(5)在光源芯片与散热器之间贴合有包含石墨烯的导热硅脂，使散热器与光源芯片之间的温差控制在2℃以内，极大提高光源芯片的热传导效率，延长了光源的使用寿命。(6)采用玻璃透镜更容易通过结构实现精准配光，满足户外照明需求。散热器表面由包含石墨烯的氟树脂复合材料涂层，增强红外辐射，提升散热效率。(7)将视频采集装置、音频播放装置、包括智能模块的集成式智慧盒安装在智慧灯头上，可以更好的实现各个装置的标准模块化，满足产品互换性的要求。在进行高压钠灯路灯改造的过程中，可以进行直接改造。(8)采用本发明中所述的LED光源模组，当智慧灯头设置视频监控装置和不设置监控装置时，配光数据差别不明显，配光效果良好。
附图说明
图1本发明一个具体实施方式的LED光源模组的分解结构示意图。
图2本发明一个具体实施方式的LED光源模组的组装结构示意图。
图3(a)本发明一个具体实施方式的LED光源模组的连接有光源芯片的散热基板的结构示意图。
图3(b)本发明一个具体实施方式的LED光源模组的散热器的结构示意图。
图4(a)本发明一个具体实施方式的LED光源模组的连接有LED灯珠的散热基板的结构示意图。
图4(b)本发明一个具体实施方式的LED光源模组的散热器的结构示意图。
图5本发明一个具体实施方式的智慧灯头的结构示意图。
图6本发明一个具体实施方式的智慧灯头的内部电路连接图(虚线框内为智慧灯头内部)。
图7本发明一个具体实施方式的智能控制装置的结构示意图。
图8本发明一个具体实施方式的太阳能智慧路灯整体结构示意图。
图9本发明一个具体实施方式的光伏板支架和蓄电池的分解结构示意图。
符号说明
1 灯壳上盖 2 摄像头支架 3 摄像头
4 智能控制装置 5 第一模块衬板5 6 集成天线盒
7 喇叭安装盒 8 喇叭 9 LED光源模组
10 喇叭盖 11 智能控制装置上盖 12 智能控制装置盒体
13 透明显示窗口 14 智能模块 15 智能控制装置底盖
16 第二模块衬板 17 第三模块衬板 19 第一直流电源
20 第二直流电源 21 灯壳底座 22 监控系统
23 数据交换机 24 太阳能供电系统 25 天线接口
26 电源线 27 防水接头 28 散热器
29 导热硅脂 30 光源芯片 31 PCB连接板
32 盘头螺钉 33 防水密封圈 34 玻璃透镜
35 压盖 36 圆柱头螺钉 37 散热翅片
38 散热器边缘部件 39 散热基板 40 光源测试点(1#)
41 散热翅片点(2#) 42 连接孔 43 光源测试点(3#)
44 散热翅片点(4#) 45 LED灯珠 46 智慧灯头
47 灯杆 48 太阳能光伏板 49 锂离子电池组
50 光伏板支架
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
图1为本发明一个具体实施方式的太阳能智慧路灯的LED光源模组的分解结构示意图，如图所示，所述LED光源模组包括：散热器28、1个以上光源芯片30、与所述光源芯片30数量相等的玻璃透镜34、PCB连接板31和压盖35。具体地，所述光源芯片30可为1个、2个、3个等。所述散热器28 包括：散热基板39和至少一组散热翅片37；所述散热翅片37位于所述散热基板39同一侧且垂直于所述散热基板39；每组散热翅片37包括3个以上散热翅片37，具体可包括3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、 11个、12个、13个、14个15个、16个、17个等散热翅片1；每组散热翅片37中，各散热翅片37互相平行设置；每组散热翅片37中，在垂直于所述散热基板39的方向上，不同散热翅片37长度从中间向两端逐渐降低。所述光源芯片30与所述散热器28连接；所述PCB连接板31通过螺钉与所述光源芯片30和所述散热器28连接，所述玻璃透镜34固定在所述PCB连接板 31上，在所述玻璃透镜34的边缘压有所述压盖35，所述压盖35通过螺钉固定在所述玻璃透镜34的边缘。具体地，所述螺钉可为盘头螺钉32或圆柱头螺钉36。所述散热器28通过防水接头27连接电源线26，可实现电路连接时的防水。
在一个具体的实施方式中，所述散热器28中，所述光源芯片30为2个 COB封装芯片，所述各光源芯片30的功率为30～40W，所述玻璃透镜34为 2个，所述压盖35为压铸压盖，2个玻璃透镜34和压盖35之间设置有防水密封圈33，所述光源芯片30通过贴合在所述散热器28上的导热硅脂29与所述散热器28连接，例如，所述导热硅脂29为包含石墨烯的导热硅脂。
上述实施方式中，所述光源芯片30选择COB封装芯片，该类芯片光源集中度高，便于更好的实现道路配光。由于光源集中，对散热要求较高，因此在光源芯片30与散热器28之间设置包含石墨烯的导热硅脂，使散热器28 与光源芯片30之间的温差控制在2℃以内，极大提高LED芯片的热传导效率，使光源芯片30温度得以保持在一个良好的范围内，减小了光源芯片30 的光衰，延长了LED的使用寿命。采用玻璃透镜34更容易通过结构实现精准配光，满足户外照明需求，而且杜绝了普通PC聚合物透镜在高温下发黄的问题，光学玻璃耐腐蚀性较好，可以长期让光线无阻碍地通过，降低维护成本，延长灯具的使用寿命。
在一个优选的实施方式中，所述散热器28表面涂覆有包含石墨烯的氟树脂复合材料(也可以称为RLCP石墨烯氟树脂复合材料)，涂覆上述复合材料可以增强红外辐射，提升散热效率。所述包含石墨烯的氟树脂复合材料在申请人之前的专利CN201310089504.0中已经公开，在此不再详述。涂覆上述复合材料可以增强红外辐射，提升散热效率。
在一个优选的实施方式中，每组散热翅片37由11～17个散热翅片37构成，进一步优选为由13～15个散热翅片37构成，更优选为由14个或15个散热翅片37构成。
在一个具体实施方式中，对于每组散热翅片37，从中间到两端，相邻两个散热翅片37中较短的长度与较长的长度的比例逐渐减小，相邻两个散热翅片37中较短的与较长的长度比例为85％～98％，具体可为85％，86％，87％， 88％，89％，90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％等，优选为90～95％，更优选为93～95％。
在一个可选的实施方式中，对于每组散热翅片37，从中间到两端，相邻两个散热翅片37中较短的长度与较长的长度的比例相同，相邻两个散热翅片 37中较短的与较长的长度比例在85％～98％之间，具体可为85％，86％，87％，88％，89％，90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％等，优选为90～95％，更优选为93～95％。
本发明中，本领域技术人员可以根据散热器的大小和形状，以及光源的功率和发热量，合理设计和分布散热片，以达到最优的散热效果。
图2为本发明一个具体实施方式的太阳能智慧路灯的LED光源模组的组装结构示意图，如图所示，所述散热基板39的与散热翅片37所在侧的相反侧安装有光源芯片30(图中未示出)和玻璃透镜34。其中，一组散热翅片 37分别对应一个光源芯片30和一个玻璃透镜34。
图3(a)为本发明一个具体实施方式的太阳能智慧路灯的LED光源模组的连接有光源芯片的散热基板的结构示意图。图3(b)为本发明一个具体实施方式的太阳能智慧路灯的LED光源模组的散热器的结构示意图。如图所示，散热基板39与光源芯片30连接。散热基板39为长方形，散热基板39的长边为220～260mm，优选为240mm；散热基板39的短边为60～80mm，优选为 70mm；散热基板39上包括两组散热翅片37；散热基板39相对两侧具有散热器边缘部件38，所述散热器边缘部件38上开设有连接孔42；所述散热翅片37在垂直于所述散热基板39的方向上长度为43～47mm，优选为45mm。分别位于所述两个散热器边缘部件38上的相互对称的两个连接孔42之间的距离为266～306mm，优选为286mm。在一个优选的实施方式中，同一个散热器边缘部件38上开设有至少两个连接孔42，同一个散热器边缘部件38上两个连接孔42之间的距离为28～32mm，优选为30mm。
图4(a)为一个具体实施方式的太阳能智慧路灯的LED光源模组的连接有 LED灯珠的散热基板的结构示意图。图4(b)为本发明一个具体实施方式的 LED光源模组的散热器的结构示意图。如图4(b)所示，该实施方式中的LED 光源模组的散热器28结构与图3(b)所示的本发明具体实施方式的LED光源模组的散热器28结构相同。如图4(a)所示，散热基板39上连接有LED灯珠 45阵列。
图5为本发明一个具体实施方式的太阳能智慧路灯的智慧灯头的结构示意图。如图所示，所述智慧灯头包括灯壳上盖1、灯壳底座32、摄像头支架 2、摄像头3、智能控制装置4、第一模块衬板5、第二模块衬板27、第三模块衬板28、集成天线盒6、喇叭安装盒7、喇叭8、喇叭盖10、LED光源模组9。组装智慧灯头时，第一集成模块、第二集成模块和第三集成模块设置在所述灯壳中，第一模块衬板5、第二模块衬板16、第三模块衬板17固定在灯壳底座21上。所述摄像头3嵌入所述第一模块衬板5的开口中，可选地，所述摄像头3可为旋转摄像头。第一模块衬板5上固定设置摄像头支架2，摄像头3固定在摄像头支架2上，灯壳底座21上设有开口，摄像头3从灯壳底座21上的开口探出灯壳底座21。第二模块衬板16上固定有智能控制装置 4。第三衬板模块17上固定有喇叭8、喇叭8上下两端分别设置有喇叭安装盒7和喇叭盖10。所述集成天线盒6内包括天线。
在上述具体的实施方式中，所述LED光源模组9、摄像头3、智能控制装置4通过所述智慧灯头外部的太阳能供电系统24进行供电，该具体实施方式中，智慧灯头的内部电路连接图如图6所示，位于所述智慧灯头外部的太阳能供电系统24提供第一直流电源19和第二直流电源20，其中第一直流电源19用于给所述LED光源模组9供电，具体可为DC50V电源；第二直流电源20用于给所述摄像头3和所述智能控制装置4供电，具体可为DC12V 电源。摄像头3连接到DC12V电源。所述智能控制装置4的第一侧面包含： 2个与DC12V电源连接的电源接口和1个与摄像头3连接的网线接口，其中，所述2个电源接口用于为智能控制装置4供电，所述网线接口用于数据传输；所述智能控制装置4的第二侧面包含：2个网线接口和1个喇叭接口，其中，所述2个网线接口分别与所述智慧灯头外部的监控系统22以及智慧灯头外部的数据交换机23联网，所述喇叭接口与喇叭8连接，用于提供音频信号。其中，所述监控系统22用于智慧路灯的后台监控。
在一个优选的实施方式中，所述集成天线盒6内包括用于接收地面传感器的窄带天线和对云传递信息的宽带的天线。
图7为本发明一个具体实施方式的太阳能智慧路灯的智能控制装置的结构示意图。如图所示，所述智能控制装置4由智能控制装置上盖11、智能控制装置底盖15、智能控制装置盒体12以及位于智能控制装置盒体12内的智能模块14构成。
在一个具体实施方式中，所述智能控制装置4的第一侧面包含：2个与 DC12V电源连接的电源接口和1个与摄像头3连接的网线接口，其中，所述 2个电源接口用于为集成式智慧盒4供电，所述网线接口用于数据传输；所述智能控制装置4的第二侧面包含：2个网线接口和1个喇叭接口，其中，所述2个网线接口分别与所述智慧灯头外部的监控系统22以及智慧灯头外部的数据交换机23联网，所述喇叭接口与喇叭8连接，用于提供音频信号。所述智能控制装置4的第三侧面上设置有透明显示窗口13；所述智能控制装置 4的第四侧面设置1个以上天线接口25，所述集成天线盒6中的天线通过所述天线接口25与所述智能模块14连接。
本发明中，可以根据需要设置所述智能模块14。在一个具体实施方式中，所述智能模块14包含：Wi-Fi模块、Lora网关模块、IP功放数据模块和4G 模块，所述Wi-Fi模块用于实现有效范围内的Wi-Fi连网，所述Lora网关模块用于实现组网，所述IP功放数据模块用于收集所述音频播放装置的信息，所述4G模块用于实现4G连网。所述智能控制装置4上设置3个天线接口 25，所述集成天线盒6包括3根天线；所述3个天线接口分别为Lora网关接口，4G接口和Wi-Fi接口，所述3根天线分别通过Lora网关接口，4G接口和Wi-Fi接口与所述集成式智慧盒4内的Lora网关模块、4G模块和Wi-Fi 模块连接。
在一个具体实施方式中，所述智能模块14由上集成电路板和下集成电路板构成，其中，上集成电路板为IP功放数据模块，下集成电路板包括：Wi-Fi 模块、Lora网关模块和4G模块。
在一个具体实施方式中，所述Wi-Fi模块可以通过宽带将数据传输出去，所述视频监控装置采集的视频数据也可以通过宽带传输出去。
在本发明一个具体实施方式中，如图8和图9所示，太阳能智慧路灯包括：太阳能光伏板48、光伏板支架50、锂离子电池组49、智慧灯头46和灯杆47。
图9为本发明一个具体实施方式的光伏板支架和锂离子电池组的分解结构示意图。如图所示，锂离子电池组49设置在用于固定太阳能光伏板48的光伏板支架50上，采用螺钉固定连接。
实施例
实施例1
本实施例的太阳能智慧路灯包括太阳能供电系统24、智慧灯头36和灯杆47。
太阳能供电系统24包括太阳能光伏板48、光伏板支架50和锂离子电池组49；所述光伏板支架50用于固定太阳能光伏板48，所述锂离子电池组49 设置在光伏板支架50上。
智慧灯头36包括：第一集成模块，所述第一集成模块包括第一模块衬板 5和摄像头3，所述第一模块衬板5上设有开口，所述摄像头3嵌入所述第一模块衬板5的开口；第二集成模块，所述第二集成模块包括：第二模块衬板 16和智能控制装置4；第三集成模块，所述第三集成模块包括：第三模块衬板17和喇叭8；以及LED光源模组9、灯壳上盖1、灯壳底座32、摄像头支架2、集成天线盒6、喇叭安装盒7和喇叭盖10。组装智慧灯头36时，第一集成模块、第二集成模块和第三集成模块设置在所述灯壳中，第一模块衬板 5、第二模块衬板16、第三模块衬板17固定在灯壳底座21上。所述摄像头3 为旋转摄像头。第一模块衬板5上固定设置摄像头支架2，摄像头3固定在摄像头支架2上，灯壳底座21上设有开口，摄像头3从灯壳底座21上的开口探出灯壳底座21。第二模块衬板16上固定有智能控制装置4。第三衬板模块17上固定有喇叭8、喇叭8上下两端分别设置有喇叭安装盒7和喇叭盖10。所述集成天线盒6内包括天线。所述LED光源模组9、摄像头3、智能控制装置4通过所述智慧灯头36外部的太阳能供电系统24进行供电。
本实施例的LED光源模组9包括：散热器28、2个光源芯片30、2个玻璃透镜34、PCB连接板31和压盖35。光源芯片30为COB封装芯片，各光源芯片30的功率为30W。
所述散热器28包括：散热基板39和两组散热翅片37，一组散热翅片37 对应一个光源芯片30和一个玻璃透镜34，每组散热翅片37由13个散热翅片37构成，所述散热翅片37位于所述散热基板39同一侧且垂直于所述散热基板3。每组散热翅片中各散热翅片37互相平行设置。在垂直于所述散热基板39的方向上，每组散热翅片37中，不同散热翅片37之间的长度从中间向两端逐渐降低，且两边的散热翅片37相对于中间的散热翅片37对称分布；每组散热翅片37中，在垂直于所述散热基板39的方向上，相邻两个散热翅片37中较短的长度与较长的长度比例从中间向两端逐渐减小，且所述比例为 85％～89％。散热基板39为长方形，散热基板39的长边为240mm；散热基板39的短边为70mm；散热基板39相对两侧具有散热器边缘部件38，所述散热器边缘部件38上开设有连接孔42；所述散热翅片37在垂直于所述散热基板39的方向上长度为45mm。分别位于所述两个散热器边缘部件38上的相互对称的两个连接孔42之间的距离为286mm。同一个散热器边缘部件38 上开设有两个连接孔42，且该两个连接孔42之间的距离为30mm。所述散热器表面涂覆有包含石墨烯的氟树脂复合材料。
所述光源芯片30与所述散热器28连接；所述PCB连接板31通过螺钉与所述光源芯片30和所述散热器28连接，所述玻璃透镜34固定在所述PCB 连接板31上，在所述玻璃透镜34的边缘压有所述压盖35，2个玻璃透镜34 和压盖35之间设置有防水密封圈33，所述压盖35通过螺钉固定在所述玻璃透镜34的边缘。所述散热器28通过防水接头27连接电源线26。
实施例2
实施例2与实施例1相比区别仅在于：LED光源模组9中，相邻两个散热翅片37中较短的长度与较长的长度比例为90％～92％。
实施例3
实施例3与实施例1相比区别仅在于：LED光源模组9中，相邻两个散热翅片37中较短的长度与较长的长度比例为93％～95％。
实施例4
实施例4与实施例1相比区别仅在于：LED光源模组9中，相邻两个散热翅片37中较短的长度与较长的长度的比例均为95％。
实施例5
实施例4与实施例1相比区别仅在于：LED光源模组9中，相邻两个散热翅片37中较短的长度与较长的长度的比例均为87％。
实施例6
实施例6与实施例3相比区别仅在于：LED光源模组9中，光源芯片30 通过贴合在散热器28上的导热硅脂29与散热器28连接，所述导热硅脂29 为包含石墨烯的导热硅脂。
对比例1
对比例1与实施例1相比区别仅在于：将光源芯片30替换为传统LED 灯珠45，共排布60颗，每颗1W；将两个玻璃透镜34替换为一个PC树脂透镜。
对比例2
对比例2与实施例1相比区别在于：采用专利公开号为CN109519740A 中所述的LED光源模组，其包括：散热器、光源芯片、玻璃透镜、光源安装平台、压圈、密封胶圈和后盖，设定玻璃透镜功率为60W。散热器的中空部分通过光源安装平台和后盖封住，光源芯片固定在光源安装平台上，玻璃透镜与密封胶圈扣合，压圈通过螺丝与光源安装平台固定，将玻璃透镜和密封胶圈紧密贴合在光源安装平台上。散热器为中空的辐射状翅片结构，中空部分容纳有石墨烯相变材料，光源安装平台盖合于散热器中空部分上部，设置整个圆柱体散热器的直径为240mm，圆柱体高为70mm，辐射状分布的各散热翅片沿辐射方向上的长度设为45mm，采用含有石墨烯的氟树脂复合材料喷涂在散热器的外表面。
实验数据分析
1.散热效果对比
采用TP-X高精度多路温度巡检仪：多路温度巡检仪是一种适用于多点温度同时实时监控跟踪的仪表。具备测量方便、精度高、热电偶测试点可重复利用的优点。配备软件可将整个温升变化过程全部以曲线方式记录下来，便于保存分析，交流。是用于家电、电机、电热器具、温控器、变压器、烘箱、热保护器等行业的制造厂家及质检部门对多点温度场的检测，电动工具、照明灯具等日用电器产品的温升测试理想工具。
热线法：多路温度巡检仪热电偶分别连接在各实施例的LED光源模组9 的光源测试点温度(1#)、散热翅片点(2#)、对比例1的LED光源模组的光源测试点(3#)、散热翅片点(4#)、对比例2的LED光源模组的光源测试点(5#)、散热翅片点(6#)(翅片中心点)处进行温度测试。点亮各路灯样品，持续90分钟，设定每隔10分钟记录当前温度，记录结果见表1。
测试条件：环境温度：20℃，环境湿度：55％。
表1
Figure DEST_PATH_GDA0002388285940000171
根据上表1，由于实施例1～6采用了本发明的太阳能智慧路灯、太阳能智慧路灯中的智慧灯头，以及智慧灯头中的散热器，其光源测试点温度明显低于对比例1和2，且其光源测试点与散热翅片间温差也小于对比例1的温差和对比例2的温差。
实施例1～3中，控制相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度比例从中间向两端逐渐减小；实施例4和5中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例相同；实施例6在实施例3的基础上，使用了包含石墨烯的导热硅脂。
因此，由于散热翅片的分布不同，实施例1～3的光源测试点温度低于实施例4和5，且其光源测试点与散热翅片间温差也小于实施例4的温差和实施例5的温差。又由于实施例3控制相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度比例为93％～95％，因此，在实施例1～3中，实施例3的光源测试点温度最低，且其光源测试点与散热翅片间温差也最小。
由于使用包含石墨烯的导热硅脂，实施例6的光源测试点温度又进一步低于实施例3，且其光源测试点与散热翅片间温差控制在2℃以内，小于实施例3的温差，极大提高光源芯片的热传导效率，延长了光源芯片的使用寿命。
2.光效和透光率对比
采用HPG1900卧式分布光度计，实施例1与对比例1分别在环境25℃下，测试其LED光源模组在带透镜和不带透镜情况下的光效，并计算其透光率，测试的参数设置和结果见表2。
表2
Figure DEST_PATH_GDA0002388285940000181
从上表2可以看出，采用本发明提供的太阳能智慧路灯的LED光源模组可以保证更高光效和透光率。
3.配光数据对比
由于摄像头与光源模组紧邻设置，因此需要考虑该设置对智慧路灯配光的影响。实施例1和对比例1分别在相同的位置处安置摄像头，利用分布式广度测试仪进行实施例1与对比例1的配光曲线的测量，进行配光数据对比，对比结果如表3所示。
表3
Figure DEST_PATH_GDA0002388285940000191
从表3可以看出，实施例1中，采用本发明提供的太阳能智慧路灯，当设置摄像头和不设置摄像头时，配光数据差别不明显，配光效果良好；而采用对比例1中1W灯珠阵列的LED光源模组的太阳能智慧路灯，由于单颗灯珠更难以配光，因此安装摄像头后，配光效果不好，影响使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (26)

1.一种太阳能智慧路灯，其特征在于，其包括：
太阳能供电系统、智慧灯头和灯杆；
所述太阳能供电系统包括太阳能光伏板、光伏板支架和锂离子电池组；所述光伏板支架用于固定太阳能光伏板，所述锂离子电池组设置在光伏板支架上；
所述智慧灯头包括：第一集成模块、第二集成模块、第三集成模块和LED光源模组；所述第一集成模块包括第一模块衬板和视频监控装置，所述第一模块衬板上设有开口，所述视频监控装置嵌入所述第一模块衬板的开口，所述视频监控装置用于采集视频数据；所述第二集成模块包括：第二模块衬板和智能控制装置；所述第三集成模块包括：第三模块衬板和音频播放装置。
2.根据权利要求1所述的太阳能智慧路灯，其中，所述LED光源模组包括：
散热器，所述散热器包括：散热基板和至少一组散热翅片；所述散热翅片位于所述散热基板同一侧且垂直于所述散热基板；每组散热翅片包括3个以上散热翅片；每组散热翅片中，各散热翅片互相平行设置；每组散热翅片中，在垂直于所述散热基板的方向上，不同散热翅片长度从中间向两端逐渐降低；
1个以上光源芯片；
与所述光源芯片数量相等的玻璃透镜；
PCB连接板；
所述光源芯片与所述散热器连接，所述PCB连接板与所述光源芯片和所述散热器连接，所述玻璃透镜固定在所述PCB连接板上。
3.根据权利要求2所述的太阳能智慧路灯，其中，在所述玻璃透镜的边缘压有压盖，所述压盖固定在所述玻璃透镜的边缘。
4.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例从中间向两端逐渐减小，且所述比例为85％～98％。
5.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例从中间向两端逐渐减小，且所述比例为90～95％。
6.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例从中间向两端逐渐减小，且所述比例为93～95％。
7.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例相同，为85％～98％。
8.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例相同，为90～95％。
9.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，相邻两个散热翅片中较短的长度与较长的长度的比例相同，为93～95％。
10.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，每组散热翅片由11～17个散热翅片构成。
11.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，每组散热翅片由13～15个散热翅片构成。
12.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，每组散热翅片由14个或15个散热翅片构成。
13.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，所述散热基板相对两侧具有散热器边缘部件，所述散热器边缘部件上开设有连接孔。
14.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，所述散热基板为长方形，其中所述散热基板的长边为220～260mm，所述散热基板的短边为60～80mm；所述散热翅片在垂直于所述散热基板的方向上长度为43～47mm。
15.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，分别位于所述散热器两个边缘部件上的相互对称的两个连接孔之间的距离为266～306mm。
16.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，同一个边缘部件上开设有至少两个连接孔，同一个边缘部件上两个连接孔之间的距离为28～32mm。
17.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，所述散热器通过防水接头连接电源线。
18.根据权利要求2或3所述的太阳能智慧路灯，其中，所述光源芯片通过贴合在所述散热器上的导热硅脂与所述散热器连接。
19.根据权利要求1～3中任一项所述的太阳能智慧路灯，其中，所述智慧灯头还包括灯壳，所述第一集成模块、所述第二集成模块、所述第三集成模块和所述LED光源模组并排设置在所述灯壳中。
20.根据权利要求19所述的太阳能智慧路灯，其中，所述灯壳包括灯壳上盖和灯壳底座，所述灯壳上盖包括后侧盖。
21.根据权利要求1～3中任一项所述的太阳能智慧路灯，其中，所述锂离子电池组提供第一直流电源和第二直流电源，其中，第一直流电源用于给LED光源模组供电，第二直流电源用于给所述智能控制装置、所述音频播放装置和所述视频监控装置供电。
22.根据权利要求20所述的太阳能智慧路灯，其中，所述视频监控装置为摄像头，所述第一模块衬板固定在所述灯壳底座上，所述第一模块衬板上固定设置摄像头支架，所述摄像头固定在所述摄像头支架上，所述灯壳底座上设有开口，所述摄像头通过所述灯壳底座上的开口探出灯壳底座。
23.根据权利要求19所述的太阳能智慧路灯，其中，
所述灯壳设置有集成天线盒；
所述集成天线盒包括天线，所述天线包括用于接收地面传感器的窄带和对云传递信息的宽带；
所述智能控制装置中安装有智能模块，所述集成天线盒的天线与所述智能模块连接。
24.根据权利要求23所述的太阳能智慧路灯，其中，所述智能控制装置包括1个以上智能模块，每个智能模块在所述智能控制装置上都单独设置一个天线接口，所述集成天线盒的天线通过所述天线接口与所述智能模块连接。
25.根据权利要求24所述的太阳能智慧路灯，其中，
所述智能控制装置包括4个智能模块：Wi-Fi模块、Lora网关模块、IP功放数据模块和4G模块；所述Wi-Fi模块用于实现有效范围内的Wi-Fi连网，所述Lora网关模块用于实现组网，所述IP功放数据模块用于收集所述音频播放装置的信息，所述4G模块用于实现4G连网。
26.根据权利要求25所述的太阳能智慧路灯，其中，
所述智能控制装置上设置3个天线接口，所述集成天线盒包括3根天线；
所述3个天线接口分别为Lora网关接口，4G接口和Wi-Fi接口，所述3根天线分别通过Lora网关接口，4G接口和Wi-Fi接口与所述Lora网关模块、所述4G模块和所述Wi-Fi模块连接。
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