CN214381529U - 一种新能源智慧路灯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能路灯技术领域，具体为一种新能源智慧路灯系统，表现为电池组连接光伏发电模组、风力发电模组、开关以及第二直流斩波器DC/DC2；电池组负极连接电流采样电路；电流采样电路、光伏发电模组的负极、风力发电模组的负极与公共地连接；AFE电路连接MCU电路；MCU连接无线通信模块、与门驱动电路（8）输入端；与门驱动电路输入端还连接光敏组件，与门驱动电路输出端连接开关；开关连接第一直流斩波器DC/DC1的输入端；DC/DC1输出端连接光源。本实用新型有效地实现了路灯网络的智能化和节能化。

Description

一种新能源智慧路灯系统

技术领域

本实用新型涉及智能路灯技术领域，尤其是指一种新能源智慧路灯系统。

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。政府出台了一系列政策措施推进智慧城市建设，智慧路灯作为智慧城市建设中的重要组成部分，也必将成为国家重点发展的对象之一。

另一方面，近年来全球气候问题日益严重，二氧化碳排放量过大所导致的温室效应开始引起人们的重视，因此国家大力发展清洁、无污染、可再生的能源技术，将其作为能源发展战略的重要组成部分，以此来解决传统能源消耗所存在的问题，其中光伏、风电将成为一次能源最好的替代形式。因此采用可再生能源为路灯供电能够对能源问题、环境问题以及未来的碳中和愿景起到积极作用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种新能源智慧路灯系统，有效地实现了路灯网络的智能化和节能化。

本实用新型的技术方案是：

一种新能源智慧路灯系统，包括电池组、AFE电路和MCU电路，所述电池组正极连接光伏发电模组的正极、风力发电模组的正极、开关（以及第二直流斩波器DC/DC2的输入端；所述电池组负极连接电流采样电路；所述电流采样电路与公共地连接，所述光伏发电模组的负极与公共地连接，所述风力发电模组的负极与公共地连接；所述 AFE电路连接MCU电路；所述MCU电路第一路通信接口连接AFE电路通信接口，第二路通信接口连接无线通信模块，一个IO口连接与门驱动电路输入端；所述与门驱动电路（8）输入端还连接光敏组件，所述与门驱动电路输出端连接开关；所述开关连接第一直流斩波器DC/DC1的输入端；所述第一直流斩波器DC/DC1输出端连接光源。

优选的，所述 AFE电路还连接温度传感器。

进一步优选的，所述AFE电路的各电压采样通道分别与电池组的各单节电池的正负两端连接，电流采样通道与电流采样电路两端连接，温度采样通道与温度传感器连接，通信接口与MCU电路的通信接口连接。

优选的，所述MCU电路第三路通信接口连接4G通信模块。

优选的，所述第二直流斩波器DC/DC2的输出端与AFE电路电源输入、MCU电路电源输入、与门驱动电路电源输入、光敏组件电源输入、无线通信模块电源输入连接。

优选的，所述开关为功率开关。

有益效果

（1）本实用新型属于纯新能源体系，整个系统完全不需要外供电，节能且无污染；

（2）本实用新型的各路灯节点间完全不需要布线（包含电源线和信号线），节省成本；

（3）本实用新型的主站能够实时监控每个路灯节点状态，便于管理和维护；

（4）在本实用新型的系统上可以根据需要很方便地增加红外感知、安防监控、信号基站、物联网传感器等外设，可扩展性好。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理框图；

图中：（1）电池组，（2）AFE电路，（3）MCU电路，（4）光伏发电模组，（5）风力发电模组，（6）温度传感器，（7）4G通信模块，（8）与门驱动电路，（9）光敏组件，（10）无线通信模块，（11）第一直流斩波器DC/DC1，（12）第二直流斩波器DC/DC2，（13）电流采样电路，（14）开关，（15）光源。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

一种新能源智慧路灯系统，如图1所示，电池组1正极连接光伏发电模组4的正极、风力发电模组5的正极、开关14以及第二直流斩波器DC/DC212的输入端；电池组1负极连接电流采样电路13；

第二直流斩波器DC/DC212的输出端与AFE电路2电源输入、MCU电路3电源输入、与门驱动电路8电源输入、光敏组件9电源输入、无线通信模块10电源输入连接；

电流采样电路13与公共地连接，光伏发电模组4的负极与公共地连接，风力发电模组5的负极与公共地连接；

AFE电路2的各电压采样通道分别与电池组1的各单节电池的正负两端连接，电流采样通道与电流采样电路13两端连接，温度采样通道与温度传感器6连接，通信接口与MCU电路3的通信接口连接；

MCU电路3第一路通信接口连接AFE电路2通信接口，第二路通信接口连接无线通信模块10，第三路通信接口连接4G通信模块7，一个IO口连接与门驱动电路8输入端；

与门驱动电路8输入端还连接光敏组件9，与门驱动电路8输出端连接开关14；

开关14的过流端口分别连接第一直流斩波器DC/DC111的输入端和电池组1的正极；

第一直流斩波器DC/DC111输出端连接光源15，光源为路灯。

实施例，在不需要点亮路灯时，电池组1用于存储发电模组生成的电能，需要点亮路灯时电池组1通过DC/DC111向路灯提供电能；

AFE电路2用于实时监测电池组1各单节电池状态、电流状态、各温度测试点的测试等信息，并传输至MCU电路3；

MCU电路3根据AFE电路2采样状态向功率开关发出控制信号，同时通过无线通信模块10向临近路灯节点通知本节点状态；

光伏发电模组4将太阳能转化成电能向系统供电；

风力发电模组5将风能转化成电能向系统供电；

温度传感器6可以按需放置多个，用于监控电池组1温度、发电模组温度以及环境温度等；

4G通信模块7用于与主站（PC端或APP端）进行信息交互，可以直接替代无线通信模组10，如果在成本要求较高的场合，每个路灯覆盖区域（片区）可以仅一个主节点安装4G通信模块7，汇总该片区内所有路灯节点的信息后向主站上报；

与门驱动电路8两个输入端将光敏组件9输出的驱动信号和MCU电路3输出的驱动信号相与，仅当两者均对功率开关进行驱动时才有效；

当白天或光线充足时光敏组件9不输出驱动信号，夜晚或黑暗时输出驱动信号；

每个路灯覆盖区域（片区）中的各个路灯节点都有唯一的地址信息，无线通信模块10向临近节点传输本节点状态时会附带地址信息，另一节点接收到后将信息发至MCU电路3，MCU电路3处理后再由无线通信模块10上传，从而自动组成一个包含片区内每个路灯节点的智能局域网络，最终统一汇总到带有4G通信模块7的节点，一并上传。工作人员则可根据收到的信息实时监测每个路灯节点的状态，便于管理和维护；

DC/DC111的输出用于给路灯灯泡提供电能，功率开关导通时有效；

DC/DC212的输出用于给AFE电路2、MCU电路3、与门驱动电路8、光敏组件9、无线通信模块10等需要供电的单元提供电能；

电流采样电路13用于采集流经电池组1的电流；

功率开关用于对路灯灯泡供电回路的通断控制，自身受控。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种新能源智慧路灯系统，包括电池组（1）、AFE电路（2）和MCU电路（3），其特征在于，所述电池组（1）正极连接光伏发电模组（4）的正极、风力发电模组（5）的正极、开关（14）以及第二直流斩波器DC/DC2（12）的输入端；所述电池组负极连接电流采样电路（13）；所述电流采样电路（13）与公共地连接，所述光伏发电模组（4）的负极与公共地连接，所述风力发电模组（5）的负极与公共地连接；所述 AFE电路（2）连接MCU电路（3）；所述MCU电路（3）第一路通信接口连接AFE电路（2）通信接口，第二路通信接口连接无线通信模块（10），一个IO口连接与门驱动电路（8）输入端；所述与门驱动电路（8）输入端还连接光敏组件（9），所述与门驱动电路（8）输出端连接开关（14）；所述开关（14）连接第一直流斩波器DC/DC1（11）的输入端；所述第一直流斩波器DC/DC1（11）输出端连接光源（15）。

2.根据权利要求1所述新能源智慧路灯系统，其特征在于，所述 AFE电路（2）还连接温度传感器（6）。

3.根据权利要求2所述新能源智慧路灯系统，其特征在于，所述AFE电路（2）的各电压采样通道分别与电池组（1）的各单节电池的正负两端连接，电流采样通道与电流采样电路（13）两端连接，温度采样通道与温度传感器（6）连接，通信接口与MCU电路（3）的通信接口连接。

4.根据权利要求1所述新能源智慧路灯系统，其特征在于，所述MCU电路（3）第三路通信接口连接4G通信模块（7）。

5.根据权利要求1所述新能源智慧路灯系统，其特征在于，所述第二直流斩波器DC/DC2（12）的输出端与AFE电路（2）电源输入、MCU电路（3）电源输入、与门驱动电路（8）电源输入、光敏组件（9）电源输入、无线通信模块（10）电源输入连接。

6.根据权利要求1所述新能源智慧路灯系统，其特征在于，所述开关（14）为功率开关。

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