CN220235009U - 一种基于红外检测的节能路灯系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于红外检测的节能路灯系统，包括红外传感器、控制模块、照明模块和电源模块；所述红外传感器的输入端监测行人通过情况并将模拟信号转换为数字信号，输出端将数字信号传输至控制模块；所述控制模块的输入端接收数字信号并产生相应的调光指令，输出端将调光指令传输至照明模块；所述照明模块的输入端接收调光指令，输出端根据调光指令调控并输出光源；所述电源模块用于为红外传感器、控制模块和照明模块供电。本实用新型通过红外传感器传感的信号自动调节照明模块的光强大小，在人流稀少或密集时合理地分配照明强度，减少了不必要的能源损耗，提高了道路能见度。
Description
技术领域
本实用新型涉及节能路灯领域，具体涉及一种基于红外检测的节能路灯系统。
背景技术
国内路灯种类多种多样，常见路灯有钠灯路灯，氙气路灯，LED路灯等。一些地区还采用了智慧型路灯，含有无线WIFI，充电设施等融合型智能设施。节能路灯中以新光源为代表的有LED、三基色扁叶灯、无极灯等，通过配光设计达到道路照明的相关标准，而且必须配合高反射率反光器使光效得到高利用。但是目前市面上还没有引进根据人流量和特定时刻调节路灯光强的功能，从而导致了能源的大量浪费，同时也没用达到节能环保的目的。基于此，本实用新型提供一种基于红外检测的节能路灯系统，以实现调节路灯光强从而达到节能环保的目的。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种基于红外检测的节能路灯系统。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于红外检测的节能路灯系统，包括红外传感器、控制模块、照明模块和电源模块；所述红外传感器的输入端监测行人通过情况并将模拟信号转换为数字信号，输出端输出数字信号至控制模块；所述控制模块的输入端接收数字信号并产生相应的调光指令，输出端输出调光指令至照明模块；所述照明模块的输入端接收调光指令，输出端根据调光指令调控并输出光源；所述电源模块用于为红外传感器、控制模块和照明模块供电；
其中，所述红外传感器包括红外发射管、红外接收管以及ADC采样芯片，所述红外发射管用于发射红外光源，所述接收管为基极放置光敏电阻的三极管电路结构，红外接收管用于接收反射回来的红外光源，根据接收到的红外反射光强度产生不同的电压及电流，进而辨识出行人距路灯的大致位置，所述ADC采样芯片通过芯片内部的信号处理电路如：滤波、放大、调理、整流，将模拟信号转换为数字信号并将其传输至控制模块。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，所述路灯系统还包括存储模块，所述存储模块接收太阳能并将其转化为电能后传输至电源模块。
进一步地，所述存储模块为包含太阳能电池板的蓄电池，所述太阳能电池板内置PN结，当阳光照射到PN结上时，产生电子-空穴对和光伏打效应，其内部的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流，根据当地当天光照强度的不同可产生30-50ma的驱动电流，其工作电压为12-24V，通过NPN三极管增大其驱动电流，增大后驱动电流可达310-490ma。
进一步地，所述控制模块包括单片机、GPRS芯片和PC机，单片机包含固定程序、时钟、复位、转换及相应电路，所述单片机的输入端接收红外传感器传输的数字信号并生成相应的调光指令，输出端输出调光指令至GPRS芯片；所述GPRS芯片的输出端输出调光指令至照明模块；所述PC机用于调控单片机中生成调光指令的调光程序。
进一步地，所述照明模块包括继电器、AC220V调光电路和LED光珠，所述AC220V调光电路的输入端接收控制模块传输的由数字信号构成的调光指令并将其转换成由模拟信号构成的调光指令，输出端输出由模拟信号构成的调光指令至继电器；所述继电器的输入端接收来自AC220V调光电路的调光指令，输出端输出电流至LED光珠，使LED光珠通电发光。
进一步地，所述LED光珠为GaN基功率型蓝光LED与黄色合成的高效白光光珠。
进一步地，所述路灯系统还包括辅助照明装置，所述辅助照明装置监测通过继电器的电流并在电流达到峰值时开启。
进一步地，所述电源模块为LED低压直流供电电源。
进一步地，所述路灯系统还包括定时装置，所述定时装置的输入端接收来自控制模块的定时信号，输出端输出定时信号控制照明模块的照明时段。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的红外发射管发射红外光源，红外接收管接收经人体反射回来的红外光源并产生模拟信号，ADC采样芯片将模拟信号转换为数字信号并将其传输至单片机，单片机的输入端接收红外传感器传输的数字信号并生成相应的调光指令，单片机根据大小不同的模拟信号产生不同的调光指令，输出端传输调光指令至GPRS芯片，GPRS芯片的输出端输出调光指令至AC220V调光电路，AC220V调光电路的输入端接收控制模块传输的由数字信号构成的调光指令并将其转换成由模拟信号构成的调光指令，输出端输出由模拟信号构成的调光指令至继电器；继电器的输入端接收来自AC220V调光电路的调光指令，输出端输出电流至LED光珠，使LED光珠通电发光。本实用新型路灯系统还包括辅助照明装置和定时装置，辅助照明装置监测通过继电器的电流并在电流达到峰值时开启，定时装置的输入端接收来自控制模块的定时信号，输出端输出定时信号控制照明模块的照明时段。
本实用新型通过红外传感器传感的信号自动调节照明模块的光强大小，在人流稀少或密集时合理地分配照明强度，减少了不必要的能源损耗，提高了道路能见度，减小行人因能见度过低发生事故的风险。同时解决了路灯与路灯间隙能见度较差的问题，并通过错峰调节，更加节能环保。
附图说明
图1为本实用新型的各模块的结构示意图；
图2为若干个路灯组成的节能路灯系统；
图3为单个路灯的结构示意图；
图4为节能路灯系统工作的流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于红外检测的节能路灯系统，包括红外传感器、控制模块、照明模块、电源模块和存储模块；所述红外传感器的输入端监测行人通过情况并将模拟信号转换为数字信号，输出端输出数字信号至控制模块；所述控制模块的输入端接收数字信号并产生相应的调光指令，输出端输出调光指令至照明模块；所述照明模块的输入端接收调光指令，输出端根据调光指令调控并输出光源；所述电源模块为LED低压直流供电电源，所述电源模块用于为红外传感器、控制模块和照明模块供电；所述存储模块为包含太阳能电池板的蓄电池，所述存储模块接收太阳能并将其转化为电能后传输至电源模块。
所述红外传感器包括红外发射管、红外接收管以及ADC采样芯片，所述红外传感器安装在路灯顶部(图3)，采用850nm红外发射管发射红外光源，通常情况下在相同电流下，波长值越高正向降压VF值越低，在20ma的电流条件下，850nm红外接收管的VF值约为1.35-15.55v，红外线发射距离可达到10-20m。经过330-660微秒后与人体进行反射；所述红外接收管为基极放置光敏电阻的三极管电路结构，PD红外接收管用于接收反射回来的红外光源，根据接收到的红外反射光强度产生不同的电压及电流，进而辨识出行人距路灯的大致位置，PD红外接收管大小为20x20cm，达到效益最大化；所述ADC转换芯片为PCF8591型，所述ADC采样芯片通过芯片内部的信号处理电路如：滤波、放大、调理、整流，将模拟信号转换为数字信号并将其传输至控制模块。
所述控制模块包括单片机、GPRS芯片和PC机，单片机为带有双UART的MEGA128型，单片机包含固定程序、时钟、复位、转换及相应电路，所述单片机的输入端接收红外传感器传输的数字信号并生成相应的调光指令，输出端传输调光指令至GPRS芯片；所述GPRS芯片的输出端输出调光指令至照明模块；所述PC机为LenovoW4090V型，所述PC机用于调控单片机中生成调光指令的调光程序。
所述照明模块包括继电器、AC220V调光电路和LED光珠，所述AC220V调光电路的输入端接收控制模块传输的由数字信号构成的调光指令并将其转换成由模拟信号构成的调光指令，输出端输出由模拟信号构成的调光指令至继电器；所述继电器的输入端接收来自AC220V调光电路的调光指令，输出端输出电流至LED光珠，使LED光珠通电发光；所述LED光珠为GaN基功率型蓝光LED与黄色合成的高效白光光珠，该LED光珠的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率高达80％～90％，比普通节能灯还要节能1/4，供电电路中采用了自恢复保险丝，确保流过LED光珠的电流不超过其极限值，防止LED光珠过流损坏，所述LED光珠用于提供光源。
优选的，本实施例中的基于红外检测的节能路灯系统还包括辅助照明装置(图2)和定时装置，所述辅助照明装置(地灯)监测通过继电器的电流并在电流达到峰值时开启；所述定时装置的输入端接收来控制模块的定时信号，输出端输出定时信号控制照明模块的照明时段。
本实用新型的工作原理如下：
如图4所示，红外发射管发射红外光源，红外接收管接收经人体反射回来的红外光源并产生模拟信号，平均一人可反射约0.25cm2-0.36cm2的红外线，ADC采样芯片将模拟信号转换为数字信号并将其传输至单片机，单片机的输入端接收红外传感器传输的数字信号并生成相应的调光指令，输出端传输调光指令至GPRS芯片，GPRS芯片的输出端输出调光指令至AC220V调光电路，AC220V调光电路的输入端接收控制模块传输的由数字信号构成的调光指令并将其转换成由模拟信号构成的调光指令，输出端输出由模拟信号构成的调光指令至继电器；继电器的输入端接收来自AC220V调光电路的调光指令，输出端输出电流至LED光珠，使LED光珠通电发光。
通过路灯的人数在10人时，电源输出功率30W，继电器输出310-490ma的驱动电流；
通过路灯的人数在20人时，电源输出功率60W，继电器输出620-980ma的驱动电流；
通过路灯的人数在30人及以上时，电源输出功率100W，继电器输出970-1490ma的驱动电流。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于红外检测的节能路灯系统，其特征在于，包括红外传感器、控制模块、照明模块和电源模块；所述红外传感器的输入端监测行人通过情况并将模拟信号转换为数字信号，输出端输出数字信号至控制模块；所述控制模块的输入端接收数字信号并产生相应的调光指令，输出端输出调光指令至照明模块；所述照明模块的输入端接收调光指令，输出端根据调光指令调控并输出光源；所述电源模块用于为红外传感器、控制模块和照明模块供电；
其中，所述红外传感器包括红外发射管、红外接收管以及ADC采样芯片，所述红外发射管用于发射红外光源，所述红外接收管用于接收反射回来的红外光源并产生模拟信号，所述ADC采样芯片用于将模拟信号转换为数字信号并将其传输至控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外检测的节能路灯系统，其特征在于，所述路灯系统还包括存储模块，所述存储模块接收太阳能并将其转化为电能后传输至电源模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于红外检测的节能路灯系统，其特征在于，所述存储模块为包含太阳能电池板的蓄电池。
4.根据权利要求1所述的一种基于红外检测的节能路灯系统，其特征在于，所述控制模块包括单片机、GPRS芯片和PC机，所述单片机的输入端接收红外传感器传输的数字信号并生成相应的调光指令，输出端输出调光指令至GPRS芯片；所述GPRS芯片的输出端输出调光指令至照明模块；所述PC机用于调控单片机中生成调光指令的调光程序。
5.根据权利要求1所述的一种基于红外检测的节能路灯系统，其特征在于，所述照明模块包括继电器、AC220V调光电路和LED光珠，所述AC220V调光电路的输入端接收控制模块传输的由数字信号构成的调光指令并将其转换成由模拟信号构成的调光指令，输出端输出由模拟信号构成的调光指令至继电器；所述继电器的输入端接收来自AC220V调光电路的调光指令，输出端输出电流至LED光珠，使LED光珠通电发光。
6.根据权利要求5所述的一种基于红外检测的节能路灯系统，其特征在于，所述LED光珠为GaN基功率型蓝光LED与黄色合成的高效白光光珠。
7.根据权利要求5所述的一种基于红外检测的节能路灯系统，其特征在于，所述路灯系统还包括辅助照明装置，所述辅助照明装置监测通过继电器的电流并在电流达到峰值时开启。
8.根据权利要求1所述的一种基于红外检测的节能路灯系统，其特征在于，所述电源模块为LED低压直流供电电源。
9.根据权利要求1所述的一种基于红外检测的节能路灯系统，其特征在于，所述路灯系统还包括定时装置，所述定时装置的输入端接收来自控制模块的定时信号，输出端输出定时信号控制照明模块的照明时段。
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