專利名稱：節(jié)能照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型有關(guān)于照明，尤其有關(guān)于用綠色能源和智能供電管理的照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程。
背景技術(shù)：
全球暖化和能量消耗的問題已經(jīng)越來越引起政府和工業(yè)界的關(guān)注。節(jié)約能源和利用綠色能源在很多領(lǐng)域中都有實際的應(yīng)用來解決上述問題。在所有的能量消耗中照明占有很大的比例，而不當(dāng)?shù)恼彰鳎瑫速M能源并且可能會對環(huán)境和人體產(chǎn)生不良影響。例如，過渡照明即無意義的照明是對能源的浪費。黑暗中的強(qiáng)光，也會使人的視覺受到影響，可能會引發(fā)交通事故，也可能會對人的視力造成永久性損傷。過度照明和黑暗中的強(qiáng)光在廣義上講都是一種光污染。目前，許多節(jié)省能源的方法都逐一用在照明產(chǎn)品的開發(fā)中。例如，在能源方面，可再生能源也就是綠色能源，和綠色電池都在被使用；在照明設(shè)施方面，開發(fā)了節(jié)能照明燈泡以及發(fā)光二極管；在能量管理方面，光電傳感器，被動式紅外感應(yīng)器以及定時器都用來控制能量消耗?？稍偕茉窗ㄌ柲埽L(fēng)能，水能，生物質(zhì)能，地?zé)崮?，海洋能等非化石能源?？稍偕茉词且环N干凈的能源不會產(chǎn)生廢物和污染。現(xiàn)在隨著科技的進(jìn)步可再生能源，如太陽能，風(fēng)能，生物質(zhì)能等，已經(jīng)被廣泛的用做綠色能源。當(dāng)然，可再生能源的獲取與轉(zhuǎn)換與外界條件以及設(shè)備等都有關(guān)。太陽能是一種干凈并且廉價的能量，它不會產(chǎn)生廢料以及造成污染，而且在陽光充足的地方它可以通過一些裝置可以很方便的獲得，如單晶或雙晶太陽能轉(zhuǎn)換板/太陽能電池，太陽能聚熱板，太陽能聚焦板等?，F(xiàn)在，太陽能被廣泛的應(yīng)用于很多節(jié)能領(lǐng)域中，特別是在沒有發(fā)電設(shè)備的邊遠(yuǎn)偏僻的地方。但是，太陽能具有不穩(wěn)定性，它會受到季節(jié)，天氣，晝夜，地理位置，海拔等自然條件的限制，為大規(guī)模應(yīng)用增加難度。而且由于太陽能的不穩(wěn)定性，為了使太陽能成為連續(xù)穩(wěn)定的能源，需要有效的能量存儲技術(shù)在陽光充足的時候盡可能多地把太陽能存儲起來以備夜間或陰天使用。但是目前太陽能存儲技術(shù)比較薄弱。另外， 太陽能的轉(zhuǎn)換裝置也存在效率低的問題，導(dǎo)致成本增加。綠色電池(儲能器)是另一個節(jié)能的方向。近來，綠色電池的發(fā)展很快。與傳統(tǒng)的鉛鋅電池相比，綠色電池既安全又高效，并且還無污染。但是，綠色電池對能量管理如充電和放電的控制要求很高。不當(dāng)?shù)某潆娀蚍烹姇p傷電池。而有效的能量管理可以在很大程度上提高綠色電池的壽命和效率。目前，傳統(tǒng)的鉛鋅電池或深度循環(huán)鉛鋅電池仍然在廣泛應(yīng)用。由于發(fā)光二極管的能量消耗比同光效的普通的白熾燈少80%以及具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性等特點，愈來愈多的發(fā)光二極管被用作節(jié)能照明燈泡。光衰以及散熱的問題是發(fā)光二極管用在節(jié)能照明領(lǐng)域中非常突出的一個問題。光衰的具體表現(xiàn)就是發(fā)光二極管在工作一段時間后，亮度開始衰減的一種現(xiàn)象。光衰的是大功率發(fā)光二極管路燈不能在過熱環(huán)境長期工作的主要原因。 利用光電感應(yīng)器或者紅外感應(yīng)器來檢測環(huán)境的情況，如有無人體或物體的移動， 來決定是否接通照明設(shè)備從而達(dá)到節(jié)省能源的目的。也可以用定時器來設(shè)置接通照明部分的時間來節(jié)省能量，但定時器比較缺乏靈活性。另外，從人類自身來講，人類通過調(diào)節(jié)瞳孔的大小來保持適量的光線進(jìn)入眼睛，從而在視網(wǎng)膜上形成清晰的圖像。當(dāng)環(huán)境剛開始變暗時，瞳孔會變大，這時需要比較強(qiáng)的光線才能形成清晰的圖像。之后，隨著環(huán)境逐漸變暗，瞳孔會縮小，人的眼睛對環(huán)境的亮度已經(jīng)漸漸適應(yīng)了，即使適當(dāng)降低照明光線的亮度，人的眼睛還是可以在視網(wǎng)膜上形成清晰的圖像。因此，利用人類眼睛惰性的生理因素，即當(dāng)人眼適應(yīng)了一定的亮度后，適當(dāng)降低照明光線的亮度來進(jìn)一步節(jié)省能量。然而，目前人眼的這一特性并沒有被廣泛地用來節(jié)省能量。因為，絕大多數(shù)驅(qū)動照明系統(tǒng)的方式都是持續(xù)不間斷地提供能量，而且亮度也是維持不變的。 這樣就會浪費30% -50%的能量。綜上所述，目前在照明領(lǐng)域仍然缺乏一個集成智能型能量管理的照明系統(tǒng)來同時兼顧可再生能源的獲得與利用，綠色電池的能量管理，以及環(huán)境監(jiān)測等方面以達(dá)到有效的利用可再生能源提供持續(xù)穩(wěn)定的照明的同時節(jié)省能源的目的。在目前現(xiàn)有的照明系統(tǒng)中也缺乏一個完整的解決方案來控制調(diào)并控制照明系統(tǒng)中各個部分的工作，來達(dá)到系統(tǒng)各部分之間的合作以及對能量消耗的智能管理，并且可以根據(jù)不同的應(yīng)用以及需求來實現(xiàn)更新與升級。

實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的在于提供一種節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程，其中該節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程可以有效的管理能量和資源的消耗。本實用新型的另一目的在于提供一種節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程，其中該節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程利用多種能源包括可再生能源。本實用新型的另一目的在于提供一種節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程，其中該節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程使用保護(hù)環(huán)境的燈的裝置。本實用新型的另一目的在于提供一種節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程，其中該節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程有智能的感應(yīng)器用來感應(yīng)環(huán)境從而更好地管理能量。本實用新型的另一目的在于提供一種節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程，其中該節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程具有無線遙控和無線通訊的功能。本實用新型的另一目的在于提供一種節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程，其中該節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程可以用于提高安防系統(tǒng)功能的目的。本實用新型的另一目的在于提供一種節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程，其中該節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程可以廣泛地應(yīng)用于其它領(lǐng)域。為達(dá)上述目的，本實用新型提供了一種節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程，該過程包括以下步驟(a)感應(yīng)環(huán)境狀況和能量供給狀態(tài)并且產(chǎn)生控制能量的參考信號；(b)根據(jù)上述參考信號選擇能量供給方式從而保證電力供應(yīng)并且最大程度的節(jié)約能源；[0023](c)根據(jù)參考信息和上述的能量供給方式來決定等的輸出；以及，(d)驅(qū)動發(fā)光的裝置。上 述的節(jié)能照明是在一個系統(tǒng)中實現(xiàn)的，該系統(tǒng)包括一個能量感應(yīng)部分用來接收上述系統(tǒng)所處環(huán)境條件的信息并且針對這些信息產(chǎn)生相應(yīng)的信號；一個供電部分用來為上述系統(tǒng)提供電力，這個部分還包括一個可再生能源供電元件將太陽能，風(fēng)能，水能，生物質(zhì)能，地?zé)崮芑蚝Ｑ竽苻D(zhuǎn)換成電能為上述系統(tǒng)提供電力；一個可充電電池元件在沒有可再生能源的情況下為上述系統(tǒng)提供電力，其中上述可再生能源供電元件對可充電電池進(jìn)行充電；和/或一個交流電源供電元件為上述系統(tǒng)提供電力；—個照明部分與上述供電部分電連接并產(chǎn)生亮光；和一個微處理器與上述能量感應(yīng)部分電連接，根據(jù)上述能量感應(yīng)部分得到的環(huán)境信息來控制上述供電部分和上述照明部分。上述微處理器控制上述供電部分對可充電電池元件的可充電電池來充電，并且通過可充電電池的放電對上述系統(tǒng)來提供電力，其中上述可充電電池的充電和放電由微處理器來控制。上述的可充電電池可以是鋰聚合物電池，鎳鎘電池，鎳氫電池，鋰離子電池，和磷酸鐵鋰電池。上述能量感應(yīng)部分包括能量傳感器定義檢測區(qū)域并且檢測該區(qū)域內(nèi)的能量產(chǎn)生能量信號；一個光線感應(yīng)器用來測量預(yù)先確定區(qū)域的光線的量，根據(jù)這個信息上述微處理器來控制上述系統(tǒng)的能量輸出；一個溫度感應(yīng)器用來測量環(huán)境溫度和照明部分的溫度，根據(jù)這個信息上述微處理器來控制上述系統(tǒng)的能量輸出；一個無線通訊模塊用來接收微處理器發(fā)出的指令和與其他系統(tǒng)進(jìn)行通訊并實現(xiàn)無線遙控。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)還包括多個照明部分分布在不同的位置；多個可充電電池其中每一個上述的可充電電池都與一個照明部分電連接；一個可再生能源供電裝置可以為上述系統(tǒng)和可充電電池提供電力。優(yōu)選地，上述可再生能源供電元件包括一個能將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的太陽能板和 /或一個能將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的風(fēng)力發(fā)電裝置本實用新型的這些和其它目的，特征和優(yōu)點將從以下的詳細(xì)描述，附圖以及所附權(quán)力要求書體現(xiàn)得更明顯。

圖1為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的方塊圖。圖2為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的一種較佳實施例的透視圖。圖3為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的能量信號檢測系統(tǒng)的方塊圖。圖4為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的能量信號檢測方法的流程圖。圖5為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例利用脈沖寬度解調(diào)的方法改變占空比的示意圖。圖6為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的照明部分的電壓/電流變化的示意圖。圖7為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的一種較佳實施例的電路圖。[0042]圖8A為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的系統(tǒng)安裝的透視圖。圖8B為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的節(jié)能系統(tǒng)的安裝在玻璃窗上的太陽能板的透視圖。圖9為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的的上述較佳實施例中混合型發(fā)光二極管矩陣，其中，遠(yuǎn)紅外發(fā)光二極管和可見光發(fā)光二極管按照預(yù)先設(shè)定好的方式安排。圖10為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的一種較佳實施例的安裝的透視圖。圖11為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例在理想情況下的溫度和功耗的關(guān)系示意圖圖12為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的環(huán)境溫度與啟用脈沖寬度調(diào)制方法的關(guān)系示意圖。圖13為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例利用脈沖寬度解調(diào)的方法平衡熱量的示意圖。圖14A為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的恒定功耗的示意圖。圖14B為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例隨溫度變化功耗的示意圖。圖15為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的多個照明部分的無線通訊示意圖。圖16為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的一種較佳實施例的主板設(shè)計示意圖。圖17A為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的主從式照明系統(tǒng)組成的照明網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中包括一個可充電電池，一個可再生能源元件，和一個交流電源為照明網(wǎng)絡(luò)提供能量。圖17B為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的主從式照明系統(tǒng)組成的照明網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中每一個系統(tǒng)都包括一個可充電電池；一個中央可再生能源元件和一個中央交流電源為照明網(wǎng)絡(luò)提供能量。圖17C為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的主從式照明系統(tǒng)組成的照明網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中每一個系統(tǒng)都包括一個可充電電池，一個可再生能源元件，和一個交流電源為照明網(wǎng)絡(luò)提供能量。圖18為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的一種較佳實施例的透視圖。圖19為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的原理圖。圖20為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的可再生能源供電部分安裝的透視圖。圖21為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的照明部分限流限壓電路圖。圖22為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的照明部分的亮度變化的示意圖。[0061]圖23為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的上述較佳實施例的可再生能源供電部分安裝的透視圖。圖24為本實用新型之節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的流程圖。
具體實施方式
參見圖1，為節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程的方塊圖。該節(jié)能照明系統(tǒng)和實現(xiàn)過程在提供照明的同時又可以智能地選擇能源供應(yīng)方式并且節(jié)約能源。在本較佳實施例中，節(jié)能照明系統(tǒng)包括能量感應(yīng)部分10用來接收環(huán)境條件的信息并且產(chǎn)生相應(yīng)的參考信息，這些環(huán)境條件包括系統(tǒng)和外界的溫度，環(huán)境的光線，人體/物體的移動以及內(nèi)部供電系統(tǒng)的狀態(tài)等；供電部分20為系統(tǒng)的運行提供能量；照明部分40用來產(chǎn)生亮光并提供照明；微處理器部分30接收從能量感應(yīng)部分10發(fā)來的有關(guān)環(huán)境條件的參考信息，同時控制供電裝置20的運行，并且驅(qū)動照明部分40。在本較佳實施例中，參見圖1，節(jié)能照明系統(tǒng)的供電部分20為系統(tǒng)提供能量，其中包括一個可再生能源供電元件21，一個可充電電池元件22，和/或一個交流電供電元件23?？稍偕茉窗ㄌ柲?，風(fēng)能，水能，生物質(zhì)能，地?zé)崮?，海洋能等非化石能源。?dāng)利用太陽能作為可再生能源時，上述可再生能源供電元件21將太陽光轉(zhuǎn)換成電力來供電并給電池充電。當(dāng)利用風(fēng)能作為可再生能源時，上述可再生能源供電元件21將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電力來供電并給電池充電?？稍偕茉词且环N干凈的能源不會產(chǎn)生廢物和污染?，F(xiàn)在隨著科技的進(jìn)步可再生能源，如太陽能，風(fēng)能，生物質(zhì)能等，已經(jīng)被廣泛的用做綠色能源。當(dāng)然， 可再生能源的獲取也與外界條件有關(guān)，例如，太陽能供電就非常依賴于時間和天氣，風(fēng)能資源受地形影響較大?？稍偕茉垂╇娫?1包括一個太陽能板211用來吸收太陽光或者其它形式的光來產(chǎn)生電力，和/或一個風(fēng)力發(fā)電裝置212用來把風(fēng)能轉(zhuǎn)變成電磁能，和/或其它能量吸收和轉(zhuǎn)換的裝置用來將可再生能源轉(zhuǎn)換成電能。太陽能板211和/或風(fēng)力發(fā)電裝置212以及其它能量吸收和轉(zhuǎn)換裝置與照明系統(tǒng)電連接，并且放置在可以最有效地利用可再生能源的位置。而且可再生能源的供電元件21根據(jù)實際條件和具體需求是可以選擇和替換的，例如可以選擇用太陽能板211來吸收太陽光或其它形式的光作為供電元件，或者選擇風(fēng)力發(fā)電裝置212來把風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能作為供電元件，或者太陽能板211和風(fēng)力發(fā)電裝置212 同時使用作為可再生能源的供電元件21。參見圖2，可充電的電池元件22做為可再生能源供電元件21的附屬物來使用?？沙潆婋姵卦?2在能量充足的時候儲存額外的電能，并且當(dāng)沒有其它能量源的時候提供電能。可充電的電池元件22還包括一個可充電電池221與照明部分電連接并且在需要的時候提供電能，一個充/放電的單元222與可充電電池221和供電部分20來對可充電電池221進(jìn)行充電和放電，其中充電和放電是由微處理器30來控制的。本實用新型可以用很多種可充電電池，例如，鎳鎘電池，鎳氫電池，鋰離子電池，鋰聚合物電池，和磷酸鐵鋰電池等。在本實用新型的較佳實施例中，使用到鋰聚合物電池。鋰聚合物電池是環(huán)保型的電池。它安全可靠，并且有高的能量密度，長的生命周期，并且無污染。當(dāng)然，其它類型的電池也可以被應(yīng)用于本實用新型中。[0070]可充電電池221的工作效率和生命周期很大程度上都依賴于充電和放電的方式。 對于不同種類的可充電電池，有很多的充電方法來優(yōu)化效率，來確保安全性，延長電池的壽命。在本實用新型中，微處理器30控制可充電電池221的充電和放電。參見圖1，供電部分20是充電器的充電電源。微處理器30控制充電時間，充電電壓，充電方式，以及對可充電電池221充電結(jié)束條件。在本實用新型中，充電器使用脈沖充電的方式對可充電電池221進(jìn)行充電，也就是說充電的電壓是脈沖序列的形式。微處理器30通過改變脈沖的寬度來控制充電頻率。理想脈沖寬度約為1秒。在充電過程中，兩個脈沖之間的間歇時間理想為20到30毫秒，在這段時間內(nèi)，通過平衡大量的電極反應(yīng)使得在下一次充電前電池內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡。這使得化學(xué)反應(yīng)與輸入的電能保持同步。這個方法也減少了在電極表面不需要的化學(xué)反應(yīng)， 如氣體的形成，晶體的增長與鈍化。在這個間歇時間內(nèi)，能量傳感器部分10測量電池的開路電壓并且通知微處理器30，然后微處理器30決定下一個脈沖的電壓和寬度，或者停止充 H1^ ο—旦電池充電完全后，充電電路必須斷開。否則，所產(chǎn)生的熱和氣對電池有損害。 能量傳感器部分10可以檢測化學(xué)物質(zhì)重建完成的時間，微處理器30能夠在造成損害前就可以停止充電同時在任何時候都可以保持電池的溫度在安全范圍內(nèi)。檢測到斷開的點并停止充電在保持電池壽命方面非常關(guān)鍵。在本較佳實施例中，一個預(yù)先設(shè)定好的電壓上限提供給微處理器30來決定結(jié)束充電?？沙潆婋姵?21的放電也由微處理器30來控制優(yōu)化電池電量的使用并且延長電池的壽命。過量放電，或者使得電池工作在推薦的電壓以下都會縮短電池的壽命。微處理器30在放電的過程中會檢測電池的狀態(tài)。一旦放電達(dá)到預(yù)先設(shè)定好的程度，如果在太陽能和交流電能都沒有的情況下，微處理器30會根據(jù)照明系統(tǒng)的具體用途來調(diào)低照明部分40 的亮度，減少電池放電的比率。當(dāng)放電達(dá)到預(yù)先設(shè)定好的程度并且沒有替代的電源，根據(jù)照明系統(tǒng)的具體用途，微處理器30會停止供電，熄滅照明部分40，以避免可充電電池221過度放電。交流電供電元件23在本實用新型中是一個可選的。如果選擇該元件，那么交流電供電元件23就與民用電網(wǎng)相連接，當(dāng)可再生能源不足和可充電電池221的電量不足時就會啟用交流電供電元件23來提供電力。供電部分20被能量感應(yīng)部分10監(jiān)測同時被微處理器30控制。微處理器30為系統(tǒng)選擇最佳的能量來源。當(dāng)有充足的陽光或風(fēng)能或其它形式的可再生能源時，提供可再生能源的可再生能源供電部分21就會被微處理器30選中并對照明部分提供電力以 及對電池充電。當(dāng)可再生能源不足和電池電量不夠的情況下，交流電供電元件23會被選用。在本實用新型中，節(jié)能照明系統(tǒng)包括能量感應(yīng)部分10用于監(jiān)測環(huán)境和系統(tǒng)的狀態(tài)，并且為微處理器30提供參考信息。參見圖1，能量感應(yīng)部分10包括一個能量感應(yīng)器 12，這是一個位移感應(yīng)器用于監(jiān)測人或其它物體的移動的信息來幫助微處理器30決定是否需要亮燈；一個亮度感應(yīng)器13用于測量預(yù)先確定的區(qū)域內(nèi)光線的強(qiáng)度并且把該信息反饋給微處理器30來計算照明部分的輸出的亮度；一個溫度感應(yīng)器14用于測量系統(tǒng)和環(huán)境的溫度并且把該信息反饋給微處理器30，并由微處理器30來根據(jù)溫度動態(tài)地改變供電電壓脈沖的寬度。在本實用新型中，能量感應(yīng)部分還可以包括其它的感應(yīng)器，比如，速度，位置，距離等感應(yīng)器。能量感應(yīng)器12是一種能量信號檢測設(shè)備用來檢測感應(yīng)范圍內(nèi)的移動，例如人體 /物體的移動。當(dāng)這種移動被檢測到后，能量感應(yīng)器12就會將該信息傳送給微處理器30。 微處理器30會根據(jù)能量感應(yīng)器12發(fā)來的參考信息利用位移檢測過程和系統(tǒng)來區(qū)分噪聲和有用信號來提高位移檢測的敏感度，性能，和可靠性，并由此提高位移檢測過程和系統(tǒng)精確
**+、- ο ο參見圖3，為本實用新型的能量信號檢測過程的方塊圖。能量感應(yīng)器12用于定義一個檢測區(qū)域和根據(jù)輸入能量產(chǎn)生的參考信息。在本較佳實施例中，能量信號檢測系統(tǒng)的能量感應(yīng)器12由一個熱釋電傳感器實現(xiàn)，熱釋電傳感器是個適于感應(yīng)能量輻射的熱釋電感應(yīng)元件，在本較佳實施例中，能量指的是在一個檢測區(qū)域內(nèi)的紅外能量。熱釋電傳感器是具有兩個或多個被動檢測能量的感應(yīng)元件，當(dāng)各個感應(yīng)元件檢測到的能量有所不同時，會產(chǎn)生一個相關(guān)的參考信號。紅外輻射能量10’照射到能量感應(yīng)器12，紅外輻射能量10’作為輸入信號11’通過能量感應(yīng)器12的信號轉(zhuǎn)換模塊12’轉(zhuǎn)換為輸出信號13’，其中輸出信號13’包括低頻的實際信號和混合在一起的噪聲信號，而只有實際信號是需要用來檢測位移的。為了增加靈敏度減少報錯率，去掉噪聲的通常做法是使用不同帶寬的濾波器在最有效的帶寬頻率中選擇有用的實際信號，但是同時，經(jīng)過濾波過程，有用的實際信號強(qiáng)度也被大大減少了，而且部分噪聲也沒有被濾掉。因此之后需要用放大過程來放大實際的信號來檢測位移，而經(jīng)過這個放大過程，在濾波階段沒有被濾掉的噪聲也同時被放大了。因此很容易在以后的處理中產(chǎn)生錯誤信息。在本實用新型中，能量感應(yīng)器12輸出的能量信號13’可以先進(jìn)行濾波處理濾掉噪聲信號和通過放大電路來增加低頻實際信號的幅值等處理過程之后，再將經(jīng)過處理的信號輸入到微處理器30中，或者直接將未經(jīng)處理的輸入的能量信號直接輸入到微處理器30中。微處理器30由一集成電路實現(xiàn)，比如一個ZiLOG公司的Z8 XP系列的8個管腳的小外形集成電路封裝(SOIC)的芯片，其中ZiLOG是生產(chǎn)廠商標(biāo)志，Z8是產(chǎn)品線標(biāo)志，XP是微處理器家庭標(biāo)志。微處理器30具有A/D轉(zhuǎn)換器31，其將熱釋電傳感器20的輸出信號23 轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)樣本供數(shù)據(jù)處理用。在本較佳實施例中，采用sigma delta技術(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器31的分辨率為單端方式 10位或差分方式11位(增加了符號位)。在ZiLOG公司的Z8XP系列的8個管腳的小外形集成電路封裝(SOIC)的芯片上的A/D轉(zhuǎn)換器31返回14個數(shù)據(jù)位，一個符號位，和一個溢出位。通常，14位數(shù)據(jù)的4個高位(從11位到14位)，因為噪聲信號的關(guān)系在數(shù)據(jù)處理中是沒有用處的。sigma delta的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器可以犧牲轉(zhuǎn)換速度以提供更高的準(zhǔn)確度。在內(nèi)部，數(shù)據(jù)保證有10位(從1位到10位)的精確度，從11位到14位是噪聲位，通過采樣多個樣本，例如，8個，16個，32個，64個等，同時采用一個預(yù)先設(shè)計好的方法構(gòu)造他們，并且利用這些采樣的多個樣本來求樣本的平均值來去掉噪聲，這樣這幾個數(shù)據(jù)位的高位分辨率位就變得有用。sigmadelta的A/D轉(zhuǎn)換器31就返回單端方式14位或者差分方式15位的數(shù)據(jù)，再加上一位溢出位，這樣本實用新型使用的sigma delta的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率為 16位。目前，大多數(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器31的分辨率為8位或10位，有一些是12位。但是這些A/D轉(zhuǎn)換器31都屬于逐次求進(jìn)寄存器類型而不是sigma delta技術(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器31。 相比于低分辨率的逐次求進(jìn)寄存器類型的A/D轉(zhuǎn)換器31，本實用新型使用的sigma delta 技術(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器31可以提供額外的數(shù)據(jù)位，這對于數(shù)據(jù)處理非常重要，因此sigma delta 技術(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器31提供的數(shù)據(jù)精度更高同時噪聲也更小，并且也不需要預(yù)先處理的任何繁瑣而復(fù)雜的硬件。A/D轉(zhuǎn)換器31的分辨率在1個2伏特范圍內(nèi)可以是16384步。當(dāng)數(shù)據(jù)樣本被輸入和緩存時，最大和最小的樣本值被跟蹤。這樣做是為了減低算術(shù)浮點運算的要求。通過保留最小值和最大值讀數(shù)，數(shù)據(jù)樣本可以歸一化回到8位整數(shù)而不會損失分辨率，同時允許使用更少的內(nèi)存將余下的重的數(shù)據(jù)緩存完成。如果所有數(shù)據(jù)被作為浮點數(shù)留下，那技術(shù)是不可能在如此低價型微處理器30上實現(xiàn)的。微處理器接收能量傳感器傳來的環(huán)境條件的信息，利用內(nèi)部包含的A/D轉(zhuǎn)換器31 將輸入的能量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)樣本，其中大量的數(shù)據(jù)樣本被實時地作平均處理去形成構(gòu)造樣本的預(yù)先確定數(shù)目的構(gòu)造樣本窗，為每一個上述構(gòu)造樣本窗確立一個控制范圍，通過比較上述連續(xù)的創(chuàng)建好的樣本窗口之間的關(guān)系，微處理器30能確定是否有觸發(fā)情形。參見圖4，在本較佳實施例中，能量信號檢測過程包括以下步驟(a)接收大量由微處理器的A/D轉(zhuǎn)換器31轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)樣本和及時生成一個預(yù)先確定數(shù)目的構(gòu)造樣本的樣本窗；(b)為每一個構(gòu)造的樣本窗確定控制范圍；(c)通過比較連續(xù)的創(chuàng)建好的樣本窗口之間的關(guān)系確定是否有觸發(fā)條件；以及，(d)當(dāng)觸發(fā)條件符合時，產(chǎn)生一個輸出信號。上述步驟(a)又包括以下步驟(al)采集來自A/D轉(zhuǎn)換器31的數(shù)據(jù)樣本；(a2)構(gòu)造上述數(shù)據(jù)樣本去創(chuàng)立上述數(shù)據(jù)樣本；以及，(a3)緩存上述構(gòu)造的樣本去及時形成1個或多個上述的構(gòu)造樣本。在上述步驟(a2)中的原始數(shù)據(jù)樣本經(jīng)過實時統(tǒng)計處理，以及為濾除噪聲和增加分辨率構(gòu)造的樣本是從原始數(shù)據(jù)樣本構(gòu)造而來。在本較佳實施例中，大量的原始數(shù)據(jù)樣本經(jīng)過平均處理形成一個構(gòu)造樣本。換言之，任何轉(zhuǎn)換信號都不會單獨地被采取作為準(zhǔn)確測量。在本較佳實施例中，比如，18個原始數(shù)據(jù)經(jīng)過平均處理形成一個構(gòu)造樣本。應(yīng)該注意到的是當(dāng)4個數(shù)據(jù)樣本經(jīng)過平均處理產(chǎn)生一個構(gòu)造樣本時，它給出另外1位輸入分辨率，當(dāng)16個數(shù)據(jù)樣本經(jīng)過平均處理產(chǎn)生這個構(gòu)造樣本時，它給出另外2位輸入分辨率。所以，對數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理形成構(gòu)造樣本進(jìn)一步提高了輸入分辨率2位并且因而使本實用新型之能量信號檢測過程和系統(tǒng)的輸入分辨率由 11位變?yōu)?3位。在本較佳實施例中，在上述步驟(a3)，因為所有的來自能量感應(yīng)器12的輸出信號轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)樣本被做平均處理形成構(gòu)造樣本，噪聲也被作為信號的一部分對待。所以這些含有噪聲部分和信號數(shù)據(jù)的信號以控制范圍方式應(yīng)該被同等對待和分析。對一個構(gòu)造窗口控制范圍的實時計算包括預(yù)先確定數(shù)目的連續(xù)的構(gòu)造樣本，比如26個。在上述步驟(a3)，用于計算控制范圍的大量預(yù)先需要的因素是由每一個購造樣本窗決定的。這些因素是購造樣本窗范圍也就是構(gòu)造樣本最大值(MAX)，構(gòu)造樣本最小值(MIN)，以及構(gòu)造樣本平均值(AVE)，此平均值也就是構(gòu)造樣本總和除以構(gòu)造樣本數(shù)。在上述步驟(b)，為了確定每一個上述購造樣本窗的控制范圍，每一個購造樣本窗的UCL和LCL可以由構(gòu)造樣本平均值(AVE)加上或減去購造樣本范圍乘以一個A2因子來計算，其中該A2因子是一個基于購造樣本窗大小的系數(shù)，也就是放在該購造樣本窗內(nèi)的購造樣本的數(shù)目。這只對正態(tài)分布的數(shù)據(jù)有效，換言之此A2因子是一個計算標(biāo)準(zhǔn)偏差的快速而且有效的方法，例如3個標(biāo)準(zhǔn)偏差。這只能被用于呈正態(tài)分布的數(shù)據(jù)(也就是高斯/貝爾分布曲線)。一個大小在20的購造樣本窗的A2因子是0.16757。計算A2因子的公式是 A2因子=1. 7621* (購造樣本窗大小)"(0. 7854)。換言之，決定觸發(fā)反應(yīng)的先決條件不是基于原始數(shù)據(jù)或單個購造樣本數(shù)據(jù)，而是基于購造樣本窗的控制上限和控制下限，如圖9所示，其中對每個購造樣本窗的UCL和LCL 計算如下UCL = AVE+A2 χ購造樣本范圍LCL = AVE-A2 χ購造樣本范圍為了使用實時的控制上限和控制下限，本實用新型提供在不同時間段的大量控制極限，以便可以使用上述控制極限(UCL/LCL)來比較兩個或多個購造樣本窗的控制極限 (UCL/LCL)之間的關(guān)系從而決定觸發(fā)先決條件。這要求本實用新型能夠緩存一定數(shù)量的數(shù)據(jù)也就是購造樣本。這是將原始數(shù)據(jù)從浮點數(shù)歸一化回到8位數(shù)據(jù)值的原因。值得欣慰的是所用的微處理器30，也就是ZiLOG Ζ8 XP 8 Pin SOIC芯片，有1000字節(jié)的內(nèi)存。上述步驟(c)又包括以下步驟(Cl)編組一個預(yù)先確定數(shù)目的上述連續(xù)的購造樣本窗去形成一個窗口群以便比較上述窗口群的上述連續(xù)的購造樣本窗之間的關(guān)系，在上述每個連續(xù)樣本群之間形成一個預(yù)先確定數(shù)目的購造樣本的間隔。在本較佳實施例中，四個連續(xù)的構(gòu)造樣本窗被編組在一起形成一個窗群，在兩個連續(xù)的構(gòu)造樣本窗之間的間隔傾向由1到2個構(gòu)造樣本組成。(c2)分析出現(xiàn)在窗口群內(nèi)的購造樣本窗的位于UCL和LCL之間的控制極限范圍的任何統(tǒng)計上的重要變化去區(qū)分噪音和實際信號以便確定是否有觸發(fā)先決條件。在上述步驟(c2)，為了有一個重大警報事件，在窗口群內(nèi)的所有連續(xù)的購造樣本窗必須跟隨相同的趨向變動方向。上述步驟(C)在步驟(C2)之后還包括步驟(C3)，即通過構(gòu)造樣本窗的傾斜或趨向辨認(rèn)在上述樣本窗群內(nèi)的多個構(gòu)造樣本窗間的交叉來確定是否有由噪聲或?qū)嶋H信號產(chǎn)生的警報先決條件。在上述步驟(C3)，對于正常能量信號檢測，第一傾斜檢測被處理。根據(jù)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的大小，一個預(yù)先確定數(shù)目的樣本窗口群被分析一次作為樣本窗口群的傾斜方向，以及微處理器30被預(yù)先統(tǒng)計地設(shè)定確定警報條件，當(dāng)?shù)谝活A(yù)先確定數(shù)目的樣本窗口群在上述的預(yù)先確定數(shù)目的緩沖區(qū)樣本窗口群的上述同樣方向的趨向外面，該趨向是指下降趨向或上升趨向。在本較佳實施例中，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)在任意時候都有100個或更多的構(gòu)造數(shù)據(jù)樣本輸入，因而24個緩沖區(qū)樣本窗口群被分析以及，在任意時候，這24個緩沖區(qū)樣本窗口群中必須至少17個趨向在同樣的方向，為了符合進(jìn)入觸發(fā)情形的警報先決條件，當(dāng)中立趨向是正確的時候要沒有反向趨向。當(dāng)緩沖區(qū)樣本窗口群中的任何一個樣本窗口群趨向和同樣的方向不一致時，放棄該整個緩沖區(qū)樣本窗口群。
11[0110]應(yīng)該注意的是，當(dāng)任何一個樣本窗口群和緩沖區(qū)樣本窗口群有相反的趨向發(fā)生時，那一定是系統(tǒng)有什么錯誤，并且這反映檢測區(qū)域沒有實際狀況。然后，這個過程被重新設(shè)置。為快速的能量信號檢測，上述步驟(C3)進(jìn)一步處理另外一個傾斜檢測。每次當(dāng)一個新的構(gòu)造樣本被輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)時，微處理器30重新計算所有條件，包括樣本窗口群的傾斜響應(yīng)以及控制極限來確定構(gòu)造樣本窗的下降趨向或上升趨向是否是一個快速的趨向。當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個快速趨向時，例如一個人在一個PIR移動傳感器(能量信號檢測系統(tǒng)) 前跑的情形，編組一個預(yù)先確定數(shù)目的快速構(gòu)造的樣本窗，其中每一個快速構(gòu)造的樣本窗包含有一個預(yù)先確定數(shù)目的連續(xù)的構(gòu)造樣本，例如4個。在本較佳實施例中，例如形成1個快速樣本窗群要求有3個快速的構(gòu)造樣本窗以便確定傾斜趨向，其中在兩個連續(xù)的快速構(gòu)造樣本窗之間的間隔傾向由1到2個構(gòu)造樣本組成。為了能考慮任意一個快速的樣本窗群，所有在快速的樣本窗群內(nèi)的快速的構(gòu)造樣本群必須在同樣上升趨向或下降趨向方式。在本較佳實施例中，為確定是否有警報先決條件，至少需要5個以上升趨向或下降趨向傾斜的連續(xù)快速樣本窗群來啟動一個周期測量過程。當(dāng)有5個或更多個快速樣本窗群在一特定預(yù)先確定的時間段內(nèi)趨向一個方向時， 這表明這兒有一個有效的傾斜而且系統(tǒng)將會在合格的時間段內(nèi)尋找任意有效傾斜?？刂茦O限UCL/LCL的傾斜極大地幫助確定信號的本質(zhì)。從技術(shù)上講，快速移動總是產(chǎn)生頻率組分因而時間周期被測量。如果時間周期特短或特長，這表明這個頻率在系統(tǒng)感興趣的頻率之外，系統(tǒng)應(yīng)丟棄它。在5個或更多個快速樣本窗群趨向一個最初的方向或者上升趨向或者下降趨向第一次發(fā)生后，第一個定時器開始為隨后的5個快速樣本窗群趨向一個相反的方向的第二發(fā)生計數(shù)，從而觸發(fā)第二個定時器在第一個定時器停止計數(shù)時開始計數(shù)。第二個定時器開始為另5個快速樣本窗群趨向最初方向的隨后第三發(fā)生計數(shù)。接著第二個定時器停止計數(shù)，第一個定時器開始為隨后的5個快速樣本窗群趨向最初方向的相反方向的隨后第四發(fā)生計數(shù)。然后第一個定時器再次停止計數(shù)，第二個定時器又開始為隨后的5個快速樣本窗群趨向最初方向的第五發(fā)生計數(shù)。在本較佳實施例中，上述檢測過程被設(shè)置工作于具有3個循環(huán)的周期檢測，為了觸發(fā)觸發(fā)條件，該周期檢測包括3個向上趨向和3個向下趨向。換言之，其中每個半循環(huán)在預(yù)先確定時間周期內(nèi)具有5個快速樣本窗群趨向相同方向，表明一個警報條件以及將上述觸發(fā)先決條件合格為觸發(fā)條件。在上述步驟(d)，當(dāng)確定了一個觸發(fā)條件時，根據(jù)本較佳實施例，系統(tǒng)產(chǎn)生一個輸出信號在預(yù)先確定時間內(nèi)將輸出狀態(tài)從恢復(fù)改變?yōu)榫瘓?，發(fā)給和本能量檢測系統(tǒng)相連接的對應(yīng)設(shè)備一個至少一秒鐘的警報脈沖。本實用新型極大地提供了一種最經(jīng)濟(jì)和最創(chuàng)新的方法來解決白光的問題，通過簡單地利用在各種能量信號檢測系統(tǒng)比如一個移動感應(yīng)器中包含的發(fā)光二極管發(fā)光二極管來顯示移動發(fā)生了以及告知走過的使用者感應(yīng)器是在開或關(guān)的狀態(tài)，而不需安裝任何另外的零件或元件。發(fā)光二極管可以被用做指示器(發(fā)光)和光線檢測器(檢測照射在發(fā)光二極管上的光線及其強(qiáng)度)。照射在發(fā)光二極管上的光線(手電筒，鐳射照射器)被檢測到后可以用
12做微處理器30的輸入信號來改變終端設(shè)備的功能。典型的終端設(shè)備包括煙霧檢測器以及入侵檢測器。典型的功能包括分別激活步行試驗以及自檢試驗。發(fā)光二極管是一種特殊的二極管，當(dāng)電流以正確的方向流過發(fā)光二極管時，它就會發(fā)光。必須要注意避免有很強(qiáng)的電流流過發(fā)光二極管(或任何二極管)，因為過電流會損壞設(shè)備。限制發(fā)光二極管的電流通常是由一系列經(jīng)過計算的電阻來實現(xiàn)的，限制流過一個發(fā)光二極管的電流在1到20毫安的范圍內(nèi)。發(fā)光二極管比白熾燈(例如典型的燈泡)更有效率并且不會燒壞。發(fā)光二極管是非?？煽康脑O(shè)備。另一個關(guān)于發(fā)光二極管鮮為人知的特性是當(dāng)有燈光照在發(fā)光二極管上時，它會產(chǎn)生一個電壓。這個事實上是發(fā)光二極管標(biāo)準(zhǔn)功能的反向原理。根據(jù)照射在發(fā)光二極管上的燈光的強(qiáng)度，發(fā)光二極管產(chǎn)生的電壓會很容易超過1伏。這就意味著發(fā)光二極管即可被用于光源(例如指示器)又可被用于光強(qiáng)度檢測器(例如光的測量儀)。在本實用新型中，照明部分40利用發(fā)光二極管矩陣41作為發(fā)光光源。微處理器 30利用脈沖寬度調(diào)制的方法來控制照明部分40的亮度。脈沖寬度調(diào)制方法是調(diào)整一系列驅(qū)動電子器件的脈沖電源的輸出的幅值以及占空比。參見圖5，脈沖幅度從最高下降到最低然后保持這個最低幅度直到下一次脈沖達(dá)到最高幅度，稱為一個周期。在這個周期內(nèi)，脈沖幅度從最高下降到最低的時間與脈沖周期的時間比稱作占空比。這個脈沖可以是矩形波， 方波，鋸齒波或其它任何波形。微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制的方法控制供電部分20使得輸出的電壓是脈沖序列的形式，也就是說，流過發(fā)光二極管矩陣41的電流是脈沖序列的形式在一定時間內(nèi)從最大幅值降到最小幅值，然后再從最小幅值上升到另一個最大幅值，重復(fù)以上過程。流過發(fā)光二極管矩陣41的電流幅值越高，那么發(fā)光二極管矩陣41發(fā)的光就越亮，功耗就越大；流過發(fā)光二極管矩陣41的電流幅值越低，發(fā)光二極管矩陣41發(fā)的光就越弱，功耗就越小。這樣，微處理器30就通過利用脈沖寬度調(diào)制方法改變通過發(fā)光二極管矩陣41的電流從而調(diào)節(jié)發(fā)光二極管矩陣41的亮度并且控制功耗。參見圖6，在過程a中，微處理器30控制供電部分20輸出的電壓值最大，從而流過發(fā)光二極管矩陣41的電流值最大，所以發(fā)光二極管矩陣41發(fā)的光最強(qiáng)，功耗也最大，這時人眼看到的發(fā)光二極管矩陣41的亮度最亮；在過程b和過程c中，微處理器30控制供電部分20減小輸出的電壓值，同時流過發(fā)光二極管矩陣41的電流值也隨之減小，發(fā)光二極管矩陣41的亮度會逐漸變暗，功耗也隨之降低。但由于人眼對強(qiáng)光具有惰性的生理因素，而并不能察覺這一亮度變暗的過程；在過程d中，微處理器30控制供電部分20繼續(xù)減小流過發(fā)光二極管矩陣41的電流值至0或最低值，發(fā)光二極管矩陣41的亮度也逐漸變暗，功耗也會隨之下降至最低。這個電流最小幅值的值需要綜合考慮，當(dāng)最小幅值偏大時，就不能最大程度的節(jié)省能源；當(dāng)最小幅值為0時，微處理器30會斷開照明部分40，就會造成電磁干擾和電磁兼容性的“噪聲”，對人的身體和環(huán)境都有壞處。之后，微處理器30會瞬間增大流過發(fā)光二極管矩陣41的電流，并重復(fù)上述過程a， b，c，d。需要指出的是，這個光線由強(qiáng)變?nèi)醯倪^程周期很短也就是說頻率很高。由于人眼對高頻率光具有惰性的生理因素，在這個過程中并不能明顯的覺察到亮度的變化。微處理器 30利用脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法控制照明部分40提供足夠的亮度同時又能夠最大程度的既省能源。[0125]微處理器30控制流過發(fā)光二極管矩陣41的電流變化的過程中，電流的最大幅值和最小幅值以及脈沖的頻率是可以根據(jù)照明的時間，環(huán)境條件以及能量狀況變化的。在本實用新型中，在開始接通照明部分40的時候，供電部分20提供最大的能量，這時流過發(fā)光二極管矩陣41的電流脈沖的最大幅值的值最大，同時發(fā)光二極管矩陣41提供的照明最亮； 過了這個時期以后，微處理器30就會有意降低供電部分20提供的能量就來延長電池的壽命，這時流過發(fā)光二極管矩陣41的電流脈沖的最大幅值就會減小，發(fā)光二極管矩陣41發(fā)的光就會減弱；在第三個階段中，微處理器30就會持續(xù)降低供電部分20提供的能量，流過發(fā)光二極管矩陣41的電流脈沖的最大幅值也會繼續(xù)減小，直到照明部分40既有足夠的亮度來照明又可以最大程度地節(jié)省能源消耗和延長電池的壽命。之后，微處理器30控制照明部分40保持這個亮度，直到環(huán)境條件或其它因素發(fā)生改變而引起幅值改變?yōu)橹埂＿@樣做，電池的壽命比沒有用脈沖寬度調(diào)制方法會延長100%以上。供電部分20的輸出電壓和電流的幅值會根據(jù)環(huán)境條件以及人體/物體的移動而改變，環(huán)境條件包括環(huán)境光線的強(qiáng)度和環(huán)境溫度等。參見圖20，當(dāng)照明部分從剛開始的最大亮度開始逐漸下降，一旦能量感應(yīng)部分10感應(yīng)到人體/物體移動時，微處理器30就會馬上將輸出能量調(diào)到最大，同時發(fā)光二極管矩陣的亮度最大。經(jīng)過一段時間后，微處理器30就會將輸出能量恢復(fù)到能量感應(yīng)部分10感應(yīng)到人體/物體移動之前的能量輸出水平，然后再按照預(yù)先設(shè)置來逐漸降低能量輸出直到照明部分40既有足夠的亮度來照明又可以最大程度地節(jié)省能源消耗和延長電池的壽命。例如，在照明部分點亮的0到4分鐘之內(nèi)，能量輸出為100 % ；在4到8分鐘之內(nèi)，產(chǎn)生90%的能量輸出；在8到12分鐘之內(nèi)，能量輸出為80%，在12到16分鐘之內(nèi)，能量輸出為70%;這時能量感應(yīng)部分10感應(yīng)到人體/物體移動，能量輸出在瞬間就會提高到100%， 并且在16到20分鐘之內(nèi)都維持100%的能量輸出水平；然后，在20到24分鐘內(nèi)，恢復(fù)之前的能量輸出70%;在24到28分鐘內(nèi)能量輸出為60%;在28到32分鐘之內(nèi)，能量輸出為 50 % ；在32到36分鐘之內(nèi)，能量輸出為40 % ；在36分鐘以后，能量輸出為30 %，并且一直保持這個亮度。本實用新型所描述的技術(shù)用于節(jié)能照明燈中，參看圖2，在本較佳實施例中，節(jié)能照明燈包括一個能量感應(yīng)部分10用來接收環(huán)境條件的信息并且針對這些信息產(chǎn)生相應(yīng)的信號，這些環(huán)境條件包括外界的光線和物體的移動以及內(nèi)部供電系統(tǒng)的狀態(tài)；一個供電部分20用來提供系統(tǒng)運行的能量；照明的部分40用來產(chǎn)生亮光；微處理器部分30用來接收從能量傳感器10發(fā)來的環(huán)境條件的參考信息，控制供電裝置20的運行，并且驅(qū)動照明部分40。參見圖8A，在本較佳實施例中，采用一個太陽能板211或/和一個風(fēng)力發(fā)電裝置 212同時作為可再生能源供電元件的一部分用來吸收太陽光或者其它形式的光以及風(fēng)能來產(chǎn)生電力。太陽能板211與照明部分電連接并且可以安置在陽光充足遠(yuǎn)離照明系統(tǒng)的地方，同時，風(fēng)力發(fā)電裝置212也與照明部分電連接并且安置在遠(yuǎn)離照明部分最大吸收風(fēng)能的地方。在本較佳實施例中，可再生能源供電元件21的太陽能板211在本實用新型中安裝在市內(nèi)的靠近窗臺的地方。同樣地，參見圖8B太陽能板211和風(fēng)力發(fā)電裝置212被放置在室外，如在建筑物的屋頂或墻壁上。在本較佳實施例中，照明部分40使用發(fā)光二極管矩陣。近來，發(fā)光二極管因為它本身固有的優(yōu)越性很快地被用做光源。第一，發(fā)光二極管每瓦的功耗產(chǎn)生的光比用在電池驅(qū)動和節(jié)能設(shè)備中常見的白熾燈泡要多。第二，發(fā)光二極管是固態(tài)的不容易被外部干擾損壞，這個特性非常適合于室外的照明；同時發(fā)光二極管壽命也比一般白熾燈泡長100到 1000倍。第三，發(fā)光二極管像熒光燈一樣不含有汞。第四，發(fā)光二極管在毫秒內(nèi)就會快速點亮，并且在頻繁開關(guān)的情況下工作不受影響，這個特性非常適合于對更準(zhǔn)確更可控制的數(shù)字控制。在本較佳實施例中，微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制方法來調(diào)節(jié)供電部分20輸出的能量來最大程度地節(jié)省能量，因此，發(fā)光二極管矩陣41的亮度由微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制方法來精確并且平穩(wěn)地控制。當(dāng)脈沖頻率足夠高時，人類的眼睛是分辨不出來發(fā)光二極管是閃爍的并且會覺得發(fā)光二極管是一直亮著的。在本實施例中脈沖的頻率為15KHZ 到25KHZ的范圍內(nèi)。能量感應(yīng)部分10將接收到的環(huán)境信息如光線，人體/物體移動以及內(nèi)部供電系統(tǒng) 20的情況提供給微處理器30。微處理器30根據(jù)這些信息利用脈沖寬度調(diào)制的方法決定供電部分20的能量輸出以及發(fā)光二極管矩陣41的亮度。當(dāng)能量感應(yīng)部分10接收到的環(huán)境光線足夠暗和有物體移動的信息時，微處理器 30會通供電部分20并且利用脈沖寬度調(diào)制的方法來控制供電部分20輸出的能量同時流過發(fā)光二極管矩陣41的電流是脈沖序列的形式來最大程度地節(jié)省能源。微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制的方法控制供電部分20使得流過發(fā)光二極管矩陣 41的電流是從最大幅值降到最小幅值，然后再從最小幅值上升到另一個最大幅值周期變化的。流過發(fā)光二極管矩陣41的電流幅值越高，發(fā)光二極管矩陣41發(fā)的光就越亮；電流的幅值越低，發(fā)光二極管矩陣41發(fā)的光就越弱。這樣，微處理器30就通過利用脈沖寬度調(diào)制方法改變通過發(fā)光二極管矩陣41的電流。微處理器30控制供電部分20在開始的時候，提供最大的能量，同時發(fā)光二極管矩陣41發(fā)的光最亮。之后，供電部分20的輸出能量就會逐漸降低來延長電池的壽命，發(fā)光二極管矩陣41的亮度也逐漸減弱直到即有足夠的亮度來照明又可以最大程度地節(jié)省能源消耗和延長電池的壽命的平衡點后持續(xù)這個亮度的照明。在這個過程中，如果能量感應(yīng)部分 10接收到人體/物體移動信息，微處理器30會瞬間增大供電部分20輸出的能量至最大，然后持續(xù)一段時間后恢復(fù)人體/物體移動感應(yīng)之前的能量輸出狀態(tài)。這個持續(xù)時間可以由用戶自己來設(shè)定，并且在這段間內(nèi)如果能量感應(yīng)部分10感應(yīng)到人體/物體移動，那么這個預(yù)先設(shè)定的時間就會自動延長。當(dāng)能量感應(yīng)部分10接收到外界光線足夠強(qiáng)時，節(jié)能照明燈進(jìn)入深度睡眠狀態(tài)。即使能量感應(yīng)部分10接收到物體移動的信息，微處理器30也不會控制照明部分40使其發(fā)光。這樣就更進(jìn)一步節(jié)省能源，延長電池的使用壽命。在上述較佳實施例中，發(fā)光二極管矩陣41的亮度也可以通過控制發(fā)光二極管的數(shù)量來調(diào)節(jié)。較少地發(fā)光二極管發(fā)出較弱的光，反之亦然。點亮發(fā)光二極管矩陣上的所有二極管就會得到最大的亮度。發(fā)光二極管矩陣41包括多種類型的發(fā)光二極管產(chǎn)生不同波長的光。參見圖9，在上述較佳實施例中，發(fā)光二極管矩陣有兩種類型可見光發(fā)光二極管411，和紅外線發(fā)光二極管412。在光線差的地方，保安監(jiān)視器需要遠(yuǎn)紅外的光源來提高圖像拍攝的質(zhì)量。但是遠(yuǎn)紅外的光源能量消耗非常大。本實用新型作為監(jiān)視器的光源能有效的控制能量的消耗并且確保提供足夠的光源。然而因為遠(yuǎn)紅外光為不可視的光線，所以被這個光所照到的對象本身是不會知道的。同時點亮可見光發(fā)光二極管可以作為警告。同時，人對光線的第一反應(yīng)是看光源，這樣監(jiān)視器就有很好的機(jī)會捕捉到這個人的臉作為有力的證據(jù)。當(dāng)發(fā)光二極管矩陣41只包含紅外發(fā)光二極管412時，紅外發(fā)光二極管發(fā)出不可見的光。在一些安防系統(tǒng)中，遠(yuǎn)紅外發(fā)光二極管可以被用于提高中央電視監(jiān)控系統(tǒng)在完全黑暗或光線很暗的情況下捕捉到清晰圖片的能力。上述實施例非常有創(chuàng)意的將單一的遠(yuǎn)紅外發(fā)光二極管或/和可見光的二極管混合使用并同時與移動監(jiān)測器共同用在這個系統(tǒng)中，將可再生資源用于安防/生命安全系統(tǒng)中。本較佳實施例在不同的情況下有多種用途例如，本較佳實施例用于夜燈時，微處理器30利用可充電電池221來提供能量，當(dāng)能量感應(yīng)部分10將接收到的環(huán)境光線的信息傳送給微處理器30后，微處理器30會判斷當(dāng)時的環(huán)境光線強(qiáng)度。如果環(huán)境光線強(qiáng)度高于需要照明的光線強(qiáng)度時，微處理器30不會接通供電部分20，因此，發(fā)光二極管矩陣41在這種情況下不會提供照明。如果環(huán)境光線強(qiáng)度等于或低于需要照明的光線強(qiáng)度閾值時，微處理器30會接通供電部分20，利用可充電電池221提供電力，同時微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制的方法控制發(fā)光二極管矩陣41的亮度。在開始的時候，微處理器30會將發(fā)光二極管矩陣41的電壓脈沖幅值調(diào)整到最大，也就是流過發(fā)光二極管矩陣41的電流最大，這時發(fā)光二極管矩陣41 的功耗也最大，因此發(fā)光二極管矩陣41在開始的時候最亮；過了這個時期以后，微處理器 30就會按照預(yù)先設(shè)定的方式來降低發(fā)光二極管矩陣41的功耗從而延長電池的壽命，這時流過發(fā)光二極管矩陣41的電流就會減小，發(fā)光二極管矩陣41發(fā)的光就會減弱；繼續(xù)降低發(fā)光二極管矩陣41的電流，從而減小流過發(fā)光二極管矩陣41的亮度，直到達(dá)到動態(tài)的平衡點即保持應(yīng)急燈的亮度在一個既可以節(jié)省能源消耗和延長電池的壽命，同時又有足夠的亮度來照明的狀態(tài)。如果能量感應(yīng)器12檢測到有人體/物體的移動，那么微處理器30就會迅速地將流過發(fā)光二極管矩陣41的電流調(diào)整到最大，因此這時發(fā)光二極管矩陣41最亮。維持一段時間后，微處理器30就會按照上述過程逐漸減弱發(fā)光二極管矩陣41的亮度從而降低功耗以及延長電池的壽命，達(dá)到夜燈照明亮度與能源消耗的平衡點后維持這個亮度的照明直到能量感應(yīng)器12檢測到有人體/物體的移動，或者亮度感應(yīng)器13接收到的環(huán)境光線強(qiáng)度足夠亮而不需要照明的時候或者可充電電池221的電量低于正常工作值或特定的預(yù)留值后， 微處理器30就會切斷供電系統(tǒng)20同時發(fā)光二極管矩陣41會自動熄滅。例如，本較佳實施例在突然中斷電力供應(yīng)情況下用做應(yīng)急燈，當(dāng)本較佳實施例用于應(yīng)急燈時，不論本較佳實施例工作狀態(tài)二例如設(shè)置在自動工作方式，或關(guān)閉狀態(tài)下，都需要將應(yīng)急功能設(shè)置在開的狀態(tài)，同時要接入交流供電元件23。微處理器30實時監(jiān)控交流供電元件23的狀態(tài)，一旦微處理器30檢測到交流供電元件23斷開，應(yīng)急功能就會啟動當(dāng)能量感應(yīng)部分10將接收到的環(huán)境光線的信息傳送給微處理器30后，微處理器30會判斷當(dāng)時的環(huán)境光線強(qiáng)度。如果環(huán)境光線強(qiáng)度高于需要照明的光線強(qiáng)度時，微處理器30不會接通供電部分20，因此，本較佳實施例在這種情況下不會提供照明。如果環(huán)境光線強(qiáng)度等于或低于需要照明的光線強(qiáng)度閾值時，微處理器30會接通供電部分20，利用可充電電池221提供電力，同時微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制的方法控制發(fā)光二極管矩陣41的亮度從開始的最大亮度逐漸減小直到達(dá)到動態(tài)的平衡點即保持應(yīng)急燈的亮度在一個既可以節(jié)省能源消耗和延長電池的壽命，同時又有足夠的亮度來照明的狀態(tài)。如果能量感應(yīng)器12沒有檢測到人體/物體的移動，那么微處理器30會維持發(fā)光二極管矩陣41在平衡點的亮度，直到可充電電池221的電量低于正常的工作值或特定的預(yù)留值后，微處理器30就會切斷供電系統(tǒng)20同時發(fā)光二極管矩陣41會自動熄滅?；蛘弋?dāng)微處理器30檢測到交流供電元件23恢復(fù)供電，那么本較佳實施例就會恢復(fù)應(yīng)急燈在交流供電元件23斷開之前的工作狀態(tài)。如果能量感應(yīng)器12檢測到有人體/物體的移動，那么微處理器30就會迅速地將流過發(fā)光二極管矩陣41的電流調(diào)整到最大，因此這時發(fā)光二極管矩陣41最亮。維持一段時間后，微處理器30就會按照上述過程逐漸減弱發(fā)光二極管矩陣41的亮度從而降低功耗以及延長電池的壽命，達(dá)到應(yīng)急燈的照明亮度與能源消耗的平衡點后維持這個亮度的照明直到能量感應(yīng)器12檢測到有人體/物體的移動，或者微處理器30檢測到交流供電元件23 恢復(fù)供電或者可充電電池221的電量低于正常工作值或特定的預(yù)留值后，微處理器30就會切斷供電系統(tǒng)20同時發(fā)光二極管矩陣41會自動熄滅。在發(fā)光二極管矩陣41工作期間，微處理器30 —直利用人眼的惰性來逐漸減弱光的強(qiáng)度，因為光的強(qiáng)度循序減弱，對于人眼來說，并不會察覺照明亮度的明顯變化。這樣， 微處理器30就利用脈沖寬度調(diào)制的方法智能地管理供電系統(tǒng)20的能量供應(yīng)，盡可能地延長照明時間。當(dāng)電力供應(yīng)長時間不能恢復(fù)時，本較佳實施例可以利用可再生能源供電系統(tǒng) 20利用太陽能或者風(fēng)能對可充電電池221進(jìn)行充電使得發(fā)光二極管矩陣41能夠繼續(xù)提供照明。本較佳實施例可以在停電的情況下如颶風(fēng)，地震，暴風(fēng)雪等突發(fā)事件中作為應(yīng)急燈使用。例如，本較佳實施例可以用于安防系統(tǒng)的照明以及觸發(fā)裝置。本較佳實施例可以安裝在靠近CCTV的地方，當(dāng)能量感應(yīng)器12檢測到有人體/物體的移動時，會將該信息傳給微處理器30，微處理器30經(jīng)過能量檢測過程判斷符合觸發(fā)條件后，并且判斷供電系統(tǒng)20有足夠的能量后，就會點亮照明系統(tǒng)，使得CCTV能夠更好的捕捉到入侵者清晰的照片。同時，利用無線通訊模塊15可以實現(xiàn)不同照明裝置之間的無線通訊。無線通訊模塊15利用無線電頻率(RF)或微波技術(shù)可以與其它系統(tǒng)發(fā)送接送信號從而達(dá)到通訊的目的。當(dāng)一個照明裝置的微處理器30接收到觸發(fā)信號后，同時會通過無線通訊模塊15將觸發(fā)信號發(fā)送給其它無線發(fā)送范圍內(nèi)的裝有無線通訊模塊15的照明裝置，形成觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)，在幫助CCTV更好捕捉到入侵者清晰照片的同時也增加嚇阻的功能。本實用新型所描述的技術(shù)用于節(jié)能路燈照明系統(tǒng)中，參看圖10，在本較佳實施例中，節(jié)能路燈照明系統(tǒng)包括一個能量感應(yīng)部分10用來接收環(huán)境條件的信息并且針對這些信息產(chǎn)生相應(yīng)的信號，這些環(huán)境條件包括外界的光線和物體的移動以及內(nèi)部供電系統(tǒng)的狀態(tài)；一個可再生能源的供電部分20用來提供系統(tǒng)運行的能量；照明的部分40用來產(chǎn)生亮光；微處理器部分30用來接收從能量傳感器10發(fā)來的環(huán)境條件的參考信息，控制供電裝置20的運行，并且驅(qū)動照明部分40。參見圖10，在本較佳實施例中，可再生能源供電元件包括一個太陽能板211和/或一個風(fēng)力發(fā)電裝置212同時作為可再生能源供電元件的一部分用來吸收太陽光或者其它形式的光以及風(fēng)能來產(chǎn)生電力。太陽能板211與照明系統(tǒng)電連接并且可以安置在陽光充足遠(yuǎn)離照明系統(tǒng)的地方，同時，風(fēng)力發(fā)電裝置212也與照明系統(tǒng)電連接并且安置在遠(yuǎn)離照明系統(tǒng)最大吸收風(fēng)能的地方。光衰是指載流子密度迅速增加，電導(dǎo)率急速上升，形成光導(dǎo)電壓，電荷迅速消失， 光導(dǎo)體表面電位也迅速下降。光衰的具體表現(xiàn)就是發(fā)光二極管在工作若干小時候，亮度開始衰減的一種現(xiàn)象。光衰的是大功率發(fā)光二極管路燈不能在過熱環(huán)境長期工作的主要原因。改進(jìn)大功率發(fā)光二極管路燈的散熱問題是降低光衰的重要方法。采用恒壓電源供電會使得發(fā)光二極管的結(jié)溫升高，由發(fā)光二極管的伏安特性可知，結(jié)溫的升高會導(dǎo)致正向電流增加，從而使得功率增加。增加的功率幾乎全部轉(zhuǎn)換成熱量，而這部分熱量不能散出去就會導(dǎo)致發(fā)光二極管的光衰加大，壽命縮短。這也是目前所有發(fā)光二極管燈源的通病，而解決的辦法主要是利用散熱裝置來降溫。在本較佳實施例中，微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制方法與一定的溫度反饋補(bǔ)償機(jī)制來動態(tài)的改變流過發(fā)光二極管矩陣41的脈沖電流的占空比從而解決節(jié)能路燈照明系統(tǒng)散熱以及光衰的問題。能量感應(yīng)部分10接收到環(huán)境溫度并且將這個信息傳給微處理器30。微處理器30 根據(jù)環(huán)境溫度其中包括燈體發(fā)光二極管矩陣信息決定流過發(fā)光二極管矩陣41的電流的占空比來達(dá)到控制溫度的目的。能量感應(yīng)部分10感應(yīng)到的熱量來源于節(jié)能路燈所處的環(huán)境和發(fā)光二極管矩陣41由于發(fā)光而產(chǎn)生的熱量以及其它元器件工作時所發(fā)出的熱量。參見圖11，在理想的反饋控制下，當(dāng)溫度升高時，能量消耗應(yīng)該減少；當(dāng)溫度降低時，能量消耗應(yīng)該增加。也就是說溫度與能量消耗應(yīng)該成反比。參見圖12，能量感應(yīng)部分 10接收到環(huán)境溫度并且將這個信息傳給微處理器30，當(dāng)環(huán)境溫度超過一個門檻閾值時，微處理器30就會利用脈沖寬度調(diào)制的方法來減小供電部分20輸出電壓的占空比，發(fā)光二極管矩陣41的功耗就會減小，同時發(fā)光二極管矩陣41產(chǎn)生的熱就會減小，這樣就有效地避免有散熱不當(dāng)引起節(jié)能路燈照明系統(tǒng)損壞的問題。當(dāng)環(huán)境溫度降低到一個門檻閾值時，微處理器30就會利用脈沖寬度調(diào)制的方法增大供電部分20輸出電壓的占空比，也就是說增大流過發(fā)光二極管矩陣41的電流的占空比來平衡發(fā)光二極管矩陣41的亮度?？傮w上來講，微處理器30利用脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法來控制供電部分20輸出電壓的占空比以及幅值，在節(jié)省能源的同時，又利用溫度反饋控制的方法來解決光發(fā)光二極管矩陣41光衰以及散熱的問題。當(dāng)然這一原理并不局限于可再生能源的節(jié)能照明系統(tǒng)中，也可以用于由交流電供電的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光二極管照明燈源等。參見圖14A，微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制的方法來改變流過發(fā)光二極管矩陣41 的電流脈沖的占比，當(dāng)這個占空比恒定時，那么發(fā)光二極管矩陣41和其它元器件由于工作所發(fā)出的熱量是恒定的。參見圖14B，微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制的方法來改變流過發(fā)光二極管矩陣41 的電流脈沖的占空比，當(dāng)這個占空比是隨環(huán)境溫度動態(tài)改變時，發(fā)光二極管矩陣41和其它元器件由于工作所發(fā)出的熱量不是恒定的，是隨環(huán)境溫度改變的。當(dāng)環(huán)境溫度升高到一個閾值時，微處理器30會減少占空比，降低功耗，發(fā)光二極管矩陣41和其它元器件由于工作所發(fā)出的熱量就會減少。當(dāng)環(huán)境溫度降低到一個閾值時，微處理器30就會提高占空比，提高發(fā)光二極管矩陣41的亮度，增加功耗，同時發(fā)光二極管矩陣41和其它元器件由于工作所發(fā)出的熱量就會增加。微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制的方法，根據(jù)環(huán)境溫度動態(tài)改變脈沖寬度，在延長電池壽命節(jié)省能源的同時又平衡熱量，避免發(fā)光二極管矩陣由于環(huán)境溫度過高不能很好的散熱而被燒壞或大大降低使用壽命。在本較佳實施例中，參見圖1，節(jié)能路燈照明系統(tǒng)包括一個無線通訊模塊15。無線通訊模塊15利用無線電頻率(RF)或微波技術(shù)可以與其它系統(tǒng)發(fā)送接送信號從而達(dá)到通訊的目的。本較佳實施例利用數(shù)據(jù)總線連接微處理器30，無線通訊模塊15，GSM手機(jī)通訊模塊等實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。同時，本較佳實施例也利用USB接口與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。通過GSM手機(jī)通訊模塊實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制節(jié)能路燈照明系統(tǒng)工作。參見圖15，當(dāng)一個節(jié)能路燈的能量感應(yīng)部分10接收到人體/物體移動的信息并傳送給微處理器30后，微處理器30就會利用脈沖寬度調(diào)制的方法將發(fā)光二極管矩陣的亮度調(diào)到最亮。同時，通過無線通訊模塊15傳遞信息并通知其它的節(jié)能路燈。這些節(jié)能路燈的微處理器30也會將發(fā)光二極管矩陣41的亮度調(diào)到最大，為這個人或車的通過作準(zhǔn)備，從而形成一個照明網(wǎng)絡(luò)。一段時間后，如果能量感應(yīng)部分10沒有接收到物體移動的信息，那么微處理器30就會利用脈沖寬度調(diào)制的方法將發(fā)光二極管矩陣41的亮度降低以最大程度的節(jié)省能源。當(dāng)感應(yīng)部分10接收到的環(huán)境光線足夠強(qiáng)的時候，微處理器30會切斷供電系統(tǒng)，這樣節(jié)能照明路燈就不會再提供照明，直到環(huán)境光線變得不夠強(qiáng)。參見圖16，本較佳實施例的主板設(shè)計示意圖包括端口 50用來與能量感應(yīng)部分 10，供電部分20，照明部分40，以及其它照明路燈主板連接并把參考信息傳給微處理器30， 并且實現(xiàn)用通用串行端口裝載軟件選擇系統(tǒng)工作模式，更新系統(tǒng)，故障分析，系統(tǒng)分析，以及對系統(tǒng)所處環(huán)境的分析等；功能選擇開關(guān)60設(shè)置節(jié)能路燈照明系統(tǒng)的工作模式并且用戶可以設(shè)置節(jié)能路燈照明系統(tǒng)在不同工作模式下的參數(shù)；散熱裝置70使得系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量及時地排放。端口 50包括一個與能量感應(yīng)部分10連接的端口 A 51，一個與供電部分20連接的端口 B 52，一個與照明部分40連接的端口 C 53來驅(qū)動大功率發(fā)光二極管矩陣，一個用來更新軟件以及分析上述較佳實施例系統(tǒng)的端口 54，和一個用來與其它上述較佳實施例系統(tǒng)或其它系統(tǒng)連接的端口 55。端口 A 51包括與感應(yīng)移動的能量感應(yīng)器12連接的端口接收來自外界環(huán)境中人類或物體移動的信息，并且產(chǎn)生參考信息傳送給微處理器30 ；與感應(yīng)環(huán)境光線強(qiáng)弱的亮度感應(yīng)器13連接的端口測量環(huán)境亮度，同時將產(chǎn)生的參考信息傳送給微處理器30 ；與溫度感應(yīng)器14連接的端口測量系統(tǒng)和環(huán)境的溫度，產(chǎn)生的參考信息傳送給微處理器30 ；與發(fā)光二極管指示器或聲音指示器連接的端口，當(dāng)微處理器30檢測到電池電量不足、系統(tǒng)有問題以及人類/物體移動等信息時發(fā)出視覺上以及聲音上的警告信息；與射頻傳送/接收模塊或微波傳送/接收模塊或其它外界信息來源連接的端口以滿足系統(tǒng)多種需求。在這種大功率的照明系統(tǒng)中，可充電電池需要的容量要比較大，例如6安培小時， 同時流過照明部分40的電流也很大，這樣就會引起可充電電池221以及照明部分40的散熱問題。與溫度感應(yīng)器14連接的端口用來測量可充電電池元件22、照明部分40、以及系統(tǒng)所處環(huán)境的溫度反饋給微處理器30，同時微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制的方法避免可充電電池221以及照明部分40過熱。在本較佳實施例中微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制方法與一定的溫度反饋補(bǔ)償機(jī)制來動態(tài)的改變流過發(fā)光二極管矩陣41的脈沖電流的占空比從而解決節(jié)能路燈照明系統(tǒng)散熱以及光衰的問題。能量感應(yīng)部分10接收到環(huán)境溫度并且將這個信息傳給微處理器30。微處理器30 根據(jù)環(huán)境溫度其中包括燈體發(fā)光二極管矩陣信息決定流過發(fā)光二極管矩陣41的電流的占空比來達(dá)到控制溫度的目的。能量感應(yīng)部分10感應(yīng)到的熱量來源于節(jié)能路燈所處的環(huán)境和發(fā)光二極管矩陣41由于發(fā)光而產(chǎn)生的熱量以及其它元器件工作時所發(fā)出的熱量。參見圖11，在理想的反饋控制下，當(dāng)溫度升高時，能量消耗應(yīng)該減少；當(dāng)溫度降低時，能量消耗應(yīng)該增加。也就是說溫度與能量消耗應(yīng)該成反比。參見圖12，能量感應(yīng)部分 10接收到環(huán)境溫度并且將這個信息傳給微處理器30，當(dāng)環(huán)境溫度超過一個門檻閾值時，微處理器30就會利用脈沖寬度調(diào)制的方法來減小供電部分20輸出電壓的占空比，發(fā)光二極管矩陣41的功耗就會減小，同時發(fā)光二極管矩陣41產(chǎn)生的熱就會減小，這樣就有效地避免有散熱不當(dāng)引起節(jié)能路燈照明系統(tǒng)損壞的問題。當(dāng)環(huán)境溫度降低到一個門檻閾值時，微處理器30就會利用脈沖寬度調(diào)制的方法增大供電部分20輸出電壓的占空比，也就是說增大流過發(fā)光二極管矩陣41的電流的占空比來平衡發(fā)光二極管矩陣41的亮度?？傮w上來講，微處理器30利用脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法來控制供電部分20輸出電壓的占空比以及幅值，在節(jié)省能源的同時，又利用溫度反饋控制的方法來解決光發(fā)光二極管矩陣41光衰以及散熱的問題。當(dāng)然這一原理并不局限于可再生能源的節(jié)能照明系統(tǒng)中，也可以用于由交流電供電的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光二極管照明燈源等。參見圖13，能量感應(yīng)部分10將接收到的環(huán)境的光線和溫度的信息發(fā)送給微處理器30，微處理器30就利用脈沖寬度調(diào)制的方法使得電流以脈沖的形式流過發(fā)光二極管矩陣41。當(dāng)環(huán)境溫度上升并且達(dá)到一定閾值時，微處理器30就會動態(tài)地減小流過發(fā)光二極管矩陣41的電流的占空比，從而減小功耗，同時也減小發(fā)光二極管矩陣41由于發(fā)光所產(chǎn)生的熱量以及其它元器件工作產(chǎn)生的熱量，最終達(dá)到熱量的平衡；當(dāng)微處理器30接收到的環(huán)境溫度降低到另一個門檻閾值時，微處理器30就會利用脈沖寬度調(diào)制的方法提高占空比，增加發(fā)光二極管矩陣41的亮度，這樣功耗就會增加，同時發(fā)光二極管矩陣41所產(chǎn)生的熱量就會增加，因此環(huán)境溫度就會提高。從而有效地平衡熱量和發(fā)光二極管矩陣的亮度，同時也避免發(fā)光二極管矩陣41因為溫度過高而被燒壞或大大降低使用壽命。參見圖14A，微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制的方法來改變流過發(fā)光二極管矩陣41 的電流脈沖的占空比，當(dāng)這個占空比恒定時，那么發(fā)光二極管矩陣41和其它元器件由于工作所發(fā)出的熱量是恒定的。參見圖14B，微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制的方法來改變流過發(fā)光二極管矩陣41的電流脈沖的占空比，當(dāng)這個占空比是隨環(huán)境溫度動態(tài)改變時，發(fā)光二極管矩陣41和其它元器件由于工作所發(fā)出的熱量不是恒定的，是隨環(huán)境溫度改變的。當(dāng)環(huán)境溫度升高到一個閾值時，微處理器30會減少占空比，降低功耗，發(fā)光二極管矩陣41和其它元器件由于工作所發(fā)出的熱量就會減少。當(dāng)環(huán)境溫度降低到一個閾值時，微處理器30 就會提高占空比，提高發(fā)光二極管矩陣41的亮度，增加功耗，同時發(fā)光二極管矩陣41和其它元器件由于工作所發(fā)出的熱量就會增加。微處理器30利用脈沖寬度調(diào)制的方法，根據(jù)環(huán)境溫度動態(tài)改變脈沖寬度，在延長電池壽命節(jié)省能源的同時又平衡熱量，避免發(fā)光二極管矩陣由于環(huán)境溫度過高不能很好的散熱而被燒壞或大大降低使用壽命。在上述較佳實施例中，參見圖16，通過安裝散熱裝置70也可以將系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量以物理的方式散出。同時發(fā)光二極管矩陣41的背面也可以使用鋁制材料來幫助照明部分物理散熱。端口 B 52與上述較佳實施例的供電部分20連接，其中包括可再生能源21、可充電電池元件22、以及交流電源23等。供電部分20被能量感應(yīng)器部分10監(jiān)測的同時又被微處理器30控制。微處理器30為系統(tǒng)選擇最佳節(jié)約的能量來源。當(dāng)有充足的陽光或風(fēng)能或其它形式的可再生能源時，提供可再生能源的部分21就會被微處理器30選中并對照明部分提供電力和對電池充電。當(dāng)可再生能源不足和電池電量不夠的情況下，交流電部分M會被選用；當(dāng)交流電部分23因為天氣、事故、或其它原因而斷電的時候，微處理器30就會選擇可再生能源提供電力并對可充電電池進(jìn)行充電。這樣，當(dāng)連續(xù)的陰雨天沒有充足的陽光來提供太陽能或者是沒有足夠的風(fēng)能或其它可再生能源來提供電力時，微處理器30就會選擇交流電來為照明部分提供電力并對可充電電池進(jìn)行充電；當(dāng)由于天氣、突發(fā)事故、或其它原因而斷電的時候，可再生能源作為交流電的備用能源來為照明部分提供電力并對可充電電池進(jìn)行充電。微處理器30的這種智能的能量選擇方式可以實現(xiàn)能量的雙向替代即交流電能替代可再生能源和可再生能源替代交流電能以滿足不同環(huán)境條件下系統(tǒng)的應(yīng)用。端口 M可以用來更新以及分析系統(tǒng)。上述較佳實施例是基于微處理器30來接收從能量傳感器10發(fā)來的環(huán)境條件的參考信息，控制供電裝置20的運行，并且驅(qū)動照明部分 40。微處理器30可以由匯編語言或者高級編程語言來操作而實現(xiàn)以上的功能接收從能量傳感器10發(fā)來的環(huán)境條件的參考信息；控制供電裝置20的運行；驅(qū)動照明部分40。當(dāng)這些功能需要做修改時，可以通過端口 M來更新系統(tǒng)軟件。當(dāng)分析系統(tǒng)以及在調(diào)試系統(tǒng)功能的時候，也可以通過端口討來實現(xiàn)。在上述較佳實施例中，通過端口 55與其它節(jié)能路燈照明系統(tǒng)連接組成主從式的照明系統(tǒng)。參見圖17A，多個照明系統(tǒng)通過端口 55連接組成主從式的照明網(wǎng)絡(luò)，并且中央可充電電池，中央可再生能源，以及中央交流電源為主從式照明系統(tǒng)提供電力并且對中央可充電電池221進(jìn)行充電。參見圖17B，多個照明系統(tǒng)通過端口 55連接組成主從式的照明系統(tǒng)，其中每一個照明系統(tǒng)都包括一個可充電電池；一個中央可再生能源和一個中央交流電源提供電力并且對每一個可充電電池221進(jìn)行充電。參見圖17C，多個照明系統(tǒng)通過端口 55連接組成主從式的照明系統(tǒng)，其中每一個照明系統(tǒng)都包括一個可充電電池，一個中央可再生能源和一個中央交流電源來提供電力并且對每一個可充電電池221進(jìn)行充電。在上述較佳實施例中，主從式的節(jié)能路燈照明系統(tǒng)中的任意一個系統(tǒng)都可以作為主系統(tǒng)與其它從系統(tǒng)協(xié)同工作，也可以作為從系統(tǒng)與主系統(tǒng)以及其它從系統(tǒng)協(xié)同工作。當(dāng)上述較佳實施例工作在主從式的節(jié)能路燈照明系統(tǒng)方式下，工作模式開關(guān)61需要做相應(yīng)的設(shè)置。而且各個系統(tǒng)之間的連接可以是有線方式也可以通過無線傳送/接收模塊來實現(xiàn)。[0183]本較佳實施例可以工作在不同的工作模式，如能量感應(yīng)模式、常開模式、有感應(yīng)功能的常開模式、多系統(tǒng)組合模式、智能能量管理模式、以及其它模式等。模式選擇可以通過設(shè)置功能選擇開關(guān)60來實現(xiàn)或者通過通用串行端口裝入軟件的方式來實現(xiàn)。功能選擇開關(guān)60包括模式設(shè)置開關(guān)61和工作參數(shù)設(shè)置開關(guān)62。模式設(shè)置開關(guān)61 可以將系統(tǒng)設(shè)置在不同的工作模式下能量感應(yīng)模式、常開模式、有感應(yīng)功能的常開模式、 多系統(tǒng)組合模式、智能能量管理模式、以及其它模式。其中，每一個工作模式都有開和閉的選擇功能。當(dāng)一個工作模式選擇在開的狀態(tài)時，系統(tǒng)就會工作在該模式下。當(dāng)一個工作模式選擇在閉的狀態(tài)時，系統(tǒng)就不會工作在該模式下。當(dāng)然，系統(tǒng)可以同時工作在兩種或兩種以上的模式組合下，例如，系統(tǒng)可以同時工作在常開模式和智能能量管理模式，系統(tǒng)也可以同時工作在能量感應(yīng)模式，多系統(tǒng)組合模式、以及智能能量管理模式下。系統(tǒng)也可以同時工作在其它多種的工作模式組合方式下。在上述較佳實施例中，當(dāng)系統(tǒng)工作在能量感應(yīng)模式下時，系統(tǒng)具有能量感應(yīng)和光線感應(yīng)的功能。當(dāng)能量感應(yīng)器12接收到物體移動的信號時，產(chǎn)生參考信息并且把參考信息傳送給微處理器30。在點亮發(fā)光二極管矩陣41之前，能量感應(yīng)部分10的亮度感應(yīng)器13會將環(huán)境亮度的將信息傳送給微處理器30。微處理器30會判斷當(dāng)時的環(huán)境光線強(qiáng)度。如果環(huán)境光線強(qiáng)度低于或等于需要照明的光線強(qiáng)度時，微處理器30就會接通供電部分20，并且用脈沖寬度調(diào)制方法來調(diào)節(jié)驅(qū)動發(fā)光二極管矩陣41的電流占空比從而達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)光二極管矩陣41亮度的目的。如果節(jié)能路燈照明系統(tǒng)所處的環(huán)境光線強(qiáng)度高于需要照明的光線強(qiáng)度時，微處理器30會將供電部分20與照明部分40斷開，這時候節(jié)能路燈的照明部分40不會點亮。如果環(huán)境光線亮度等于或低于需要照明的光線強(qiáng)度時，微處理器30就會接通供電部分20和照明部分40，發(fā)光二極管矩陣41就會被點亮。在剛開始點亮發(fā)光二極管矩陣 41時，提供的能量最強(qiáng)，也就是說在這個時候發(fā)光二極管矩陣41最亮。如果能量感應(yīng)部分 10在延遲時間內(nèi)沒有檢測到物體的移動，微處理器30就利用脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法將發(fā)光二極管矩陣41的亮度降低，來延長電池的壽命并節(jié)省能量。當(dāng)有物體移動時，被能量感應(yīng)部分10檢測到后就會將信息發(fā)送給微處理器30，微處理器30會根據(jù)能量感應(yīng)部分10發(fā)來的信息，利用脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法提高發(fā)光二極管矩陣41的亮度。這樣就有效地避免當(dāng)系統(tǒng)所處的環(huán)境不夠黑或沒有物體移動的時候仍就提供最大的亮度所浪費的能源。在本較佳實施例中，環(huán)境光線暗度的閾值以及延遲時間都可以通過工作參數(shù)開關(guān) 62來調(diào)節(jié)。同時，檢測范圍等工作參數(shù)也可以通過工作參數(shù)開關(guān)62來調(diào)節(jié)。環(huán)境光線閾值是指當(dāng)環(huán)境光線的暗度達(dá)到該閾值時，微處理器30會控制供電部分20提供電力并接通照明部分40使其發(fā)光。當(dāng)環(huán)境光線的暗度沒有達(dá)到該閾值時，微處理器30會斷開照明部分40，系統(tǒng)保持熄滅的狀態(tài)。環(huán)境光線閾值可以由用戶根據(jù)需要以及能量狀態(tài)來設(shè)置。延遲時間是指能量感應(yīng)器12接收到物體移動的信號后，照明部分40持續(xù)照明的時間。在這段時間內(nèi)，如果能量感應(yīng)器12又接收到物體移動的信號，那么延遲時間就可以順延，直到完全沒有物體移動后，照明部分40持續(xù)照明到延遲的時間后會自動熄滅。延遲時間可以由用戶根據(jù)需要以及能量狀態(tài)來設(shè)置。檢測范圍是指在這個范圍內(nèi)的物體移動會被能量感應(yīng)器12檢測到，檢測范圍也就是能量感應(yīng)器12的靈敏度。當(dāng)檢測范圍比較大，也就是靈敏度較高時，系統(tǒng)的用電量也會增加。反之，系統(tǒng)的用電量也會減少。用戶可以根據(jù)具體的需要以及能量狀態(tài)等信息來設(shè)置靈敏度。在上述較佳實施例中，當(dāng)系統(tǒng)工作在有感應(yīng)功能的常開模式下時，當(dāng)環(huán)境光線的暗度達(dá)到一定閾值時，微處理器30控制供電元件20為照明部分40供電。與常開模式相似， 在開始的時候，發(fā)光二極管矩陣41的電壓脈沖幅值最大，也就是流過發(fā)光二極管矩陣41的電流最大，因此發(fā)光二極管矩陣41在開始的時候最亮；過了這個時期以后，微處理器30就會按照預(yù)先設(shè)定的方式來降低能量從而延長電池的壽命，這時電壓最大幅值就會減小，發(fā)光二極管矩陣41發(fā)的光就會減弱；繼續(xù)降低發(fā)光二極管矩陣41的電壓幅值，從而減小流過發(fā)光二極管矩陣41的電流直到達(dá)到動態(tài)的平衡點即保持系統(tǒng)的亮度在一個既可以節(jié)省能源消耗又延長電池的壽命，同時又有足夠的亮度來照明的狀態(tài)。達(dá)到這個平衡點后維持在這點的亮度直到感應(yīng)器部分10接收到的環(huán)境光線足夠亮或者可充電電池的電量低于正常工作值或特定的預(yù)留值后，微處理器30切斷供電系統(tǒng)并且發(fā)光二極管矩陣41自動熄滅。與常開模式不同的是，在系統(tǒng)的亮度由開始的最大逐漸減弱并維持在平衡點的這個過程中時，一旦感應(yīng)器部分10接收到人體/物體移動的信息時，系統(tǒng)的亮度瞬間就會提高到最大，持續(xù)一段時間后，就會恢復(fù)到有人體/物體移動前的亮度并且繼續(xù)之前的亮度衰減或維持的過程。在此期間一直利用人眼的惰性，即使光的強(qiáng)度循序減弱，對于人眼來說，也并不會察覺節(jié)能照明燈亮度的變化。在本較佳實施例中，環(huán)境光線暗度的閾值可以通過工作參數(shù)開關(guān)62來調(diào)節(jié)。同時，延遲時間和檢測范圍等工作參數(shù)也可以通過工作參數(shù)開關(guān)62來調(diào)節(jié)。在上述較佳實施例中，當(dāng)系統(tǒng)工作在多系統(tǒng)組合模式下時，每個系統(tǒng)的模式設(shè)置開關(guān)61的多系統(tǒng)組合模式都要選擇在開的狀態(tài)，同時，主系統(tǒng)模式設(shè)置開關(guān)61的能量感應(yīng)模式要選擇在開的狀態(tài)，從系統(tǒng)的模式設(shè)置開關(guān)61的能量感應(yīng)模式要選擇在閉的狀態(tài)。然后各個系統(tǒng)通過端口陽連接在一起組成主從式的節(jié)能路燈照明系統(tǒng)。連接的方式可以通過電纜或?qū)Ь€等的有線方式，也可以通過射頻傳送或接收模塊或者微波技術(shù)實現(xiàn)無線通訊連接。當(dāng)系統(tǒng)工作在多系統(tǒng)組合模式下時，任意一個系統(tǒng)都可以作為主系統(tǒng)與其它從系統(tǒng)協(xié)同工作，也可以作為從系統(tǒng)與主系統(tǒng)以及其它從系統(tǒng)協(xié)同工作。當(dāng)主系統(tǒng)的能量感應(yīng)器12接收到物體移動的信號時，如果主系統(tǒng)的微處理器30 接收到的環(huán)境光線暗度沒有達(dá)到一定的閾值，主系統(tǒng)和從系統(tǒng)的微處理器30會將各自的供電部分20與各自的照明部分40斷開，這時候主系統(tǒng)和從系統(tǒng)的照明部分40都不會點當(dāng)主系統(tǒng)的能量感應(yīng)器12接收到物體移動的信號時，如果主系統(tǒng)的微處理器30 接收到的環(huán)境光線暗度達(dá)到一定的閾值，主系統(tǒng)和從系統(tǒng)的微處理器30就會接通各自的供電部分20和各自的照明部分40，主系統(tǒng)和從系統(tǒng)的發(fā)光二極管矩陣41就會被點亮。在剛開始點亮發(fā)光二極管矩陣41時，各個系統(tǒng)提供的能量最強(qiáng)，也就是說在這個時候發(fā)光二極管矩陣41最亮。如果主系統(tǒng)的能量感應(yīng)器12在延遲時間內(nèi)沒有檢測到物體的移動，主系統(tǒng)和從系統(tǒng)的微處理器30就利用脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法將各自的發(fā)光二極管矩陣41的
23亮度降低，來延長電池的壽命，避免光衰并節(jié)省能量。在本較佳實施例中，環(huán)境光線暗度的閾值可以通過工作參數(shù)開關(guān)62來調(diào)節(jié)。同時，延遲時間和檢測范圍等工作參數(shù)也可以通過工作參數(shù)開關(guān)62來調(diào)節(jié)。在上述較佳實施例中，當(dāng)系統(tǒng)工作在多系統(tǒng)組合模式時，也可以同時選擇工作在常開模式或有能量檢測功能的常開模式，以及其它的工作模式下。例如，選擇同時工作在有能量檢測功能的常開模式下時，每個系統(tǒng)的模式設(shè)置開關(guān)61的多系統(tǒng)組合模式都要選擇在開的狀態(tài)，同時，主系統(tǒng)模式設(shè)置開關(guān)61的有能量感應(yīng)的常開模式要選擇在開的狀態(tài)， 從系統(tǒng)的模式設(shè)置開關(guān)61的有能量感應(yīng)的常開模式要選擇在閉的狀態(tài)。然后各個系統(tǒng)通過端口 55連接在一起組成主從式的節(jié)能路燈照明系統(tǒng)。連接的方式可以通過電纜或?qū)Ь€等的有線方式，也可以通過射頻傳送或接收模塊或者微波技術(shù)實現(xiàn)無線通訊連接。當(dāng)系統(tǒng)工作在多系統(tǒng)組合模式下時，任意一個系統(tǒng)都可以作為主系統(tǒng)與其它從系統(tǒng)協(xié)同工作，也可以作為從系統(tǒng)與主系統(tǒng)以及其它從系統(tǒng)協(xié)同工作。類似的，如果系統(tǒng)工作在多系統(tǒng)組合模式的同時可以選擇工作在常開模式。每個系統(tǒng)的模式設(shè)置開關(guān)61的多系統(tǒng)組合模式都要選擇在開的狀態(tài)，同時，主系統(tǒng)模式設(shè)置開關(guān)61的常開模式要選擇在開的狀態(tài)，從系統(tǒng)的模式設(shè)置開關(guān)61的常開模式要選擇在閉的狀態(tài)。然后各個系統(tǒng)通過端口陽連接在一起組成主從式的節(jié)能路燈照明系統(tǒng)。連接的方式可以通過電纜或?qū)Ь€等的有線方式，也可以通過射頻傳送或接收模塊或者微波技術(shù)實現(xiàn)無線通訊連接。當(dāng)系統(tǒng)工作在多系統(tǒng)組合模式下時，任意一個系統(tǒng)都可以作為主系統(tǒng)與其它從系統(tǒng)協(xié)同工作，也可以作為從系統(tǒng)與主系統(tǒng)以及其它從系統(tǒng)協(xié)同工作。在上述較佳實施例中，當(dāng)系統(tǒng)工作在智能型能量管理模式下時，微處理器30會將可再生能源作為主要的能量供應(yīng)方式來為照明部分40提供電力并且對可充電電池進(jìn)行充電，交流電源作為備用能源與可再生能源配合使用。當(dāng)連續(xù)的陰雨天沒有充足的陽光來提供太陽能或者是沒有足夠的風(fēng)能或其它可再生能源來提供電力時，微處理器30就會選擇交流電源來為照明部分40提供電力并對可充電電池221進(jìn)行充電。微處理器30的這種智能型的能量選擇方式可以實現(xiàn)能量的雙向替代即交流電能替代可再生能源和可再生能源替代交流電能以實現(xiàn)系統(tǒng)在不同環(huán)境條件下的應(yīng)用，并且增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和耐用性。在上述較佳實施例中，模式設(shè)置開關(guān)61有預(yù)留的模式設(shè)置功能以方便系統(tǒng)功能擴(kuò)展以及與其它外接設(shè)備連接來實現(xiàn)各種功能。在本較佳實施例中，能量感應(yīng)元件10接收到環(huán)境溫度并且將這個信息傳給微處理器30。微處理器30根據(jù)環(huán)境溫度其中包括燈體發(fā)光二極管矩陣信息決定流過發(fā)光二極管矩陣41的電流的占空比來達(dá)到控制溫度的目的。能量感應(yīng)部分10感應(yīng)到的熱量來源于節(jié)能路燈所處的環(huán)境和發(fā)光二極管矩陣41由于發(fā)光而產(chǎn)生的熱量以及其它元器件工作時所發(fā)出的熱量，從而解決節(jié)能路燈照明系統(tǒng)散熱和光衰的問題。本實用新型所描述的技術(shù)用于節(jié)能園林照明系統(tǒng)中，參見圖18和32，在本較佳實施例中，節(jié)能園林照明系統(tǒng)包括一個能量感應(yīng)部分10用來接收環(huán)境條件的信息并且針對這些信息產(chǎn)生相應(yīng)的信號，這些環(huán)境條件包括外界的光線和物體的移動以及內(nèi)部供電系統(tǒng)的狀態(tài)；一個可再生能源供電部分20用來提供系統(tǒng)運行的能量；照明的部分40用來產(chǎn)生亮光；微處理器部分30用來接收從能量傳感器10發(fā)來的環(huán)境條件的參考信息，控制供電裝置20的運行，并且驅(qū)動照明部分40。在本較佳實施例中，照明部分40使用發(fā)光二極管矩陣 41來提供足夠的亮度。在本較佳實施例中，發(fā)光二極管矩陣41的亮度也可以通過控制發(fā)光二極管的數(shù)量來調(diào)節(jié)。較少地發(fā)光二極管發(fā)出較弱的光，反之亦然。點亮發(fā)光二極管矩陣上的所有二極管就會得到最大的亮度。參見圖20，在本較佳實施例中，可再生能源供電元件包括一個太陽能板211和/或一個風(fēng)力發(fā)電裝置212同時作為可再生能源供電元件的一部分用來吸收太陽光或者其它形式的光以及風(fēng)能來產(chǎn)生電力。太陽能板211與照明系統(tǒng)電連接并且可以安置在陽光充足遠(yuǎn)離照明部分的地方，同時，風(fēng)力發(fā)電裝置212也與照明系統(tǒng)電連接并且安置在遠(yuǎn)離照明系統(tǒng)最大吸收風(fēng)能的地方。在本較佳實施例中，基于微處理器30的脈沖寬度調(diào)制方法被用來控制發(fā)光二極管矩陣的亮度。微處理器30通過改變流過發(fā)光二極管矩陣的脈沖電流的占空比來改變，微處理器30就可以改變通過發(fā)光二極管矩陣41的電流來控制發(fā)光二極管矩陣41的亮度。當(dāng)每一個脈沖電壓都恒定時，在一定時間內(nèi)的總能量隨著占空比改變。所以，發(fā)光二極管矩陣 41的亮度是改變的。這個脈沖可以是矩形波，方波，鋸齒波或其它任何適用于脈沖寬度調(diào)節(jié)方法的波形。發(fā)光二極管矩陣41的亮度可以由微處理器30精確并且平穩(wěn)地控制。微處理器30 利用脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法控制供電部分20使得流過發(fā)光二極管矩陣41的電流是變化的， 維持最高幅值一段時間后降到最小幅值，然后保持最小幅值二段時間，后再從最小幅值上升到最大幅值，循環(huán)這個過程。流過發(fā)光二極管矩陣41的電流幅值越高，發(fā)光二極管矩陣 41發(fā)的光就越亮；電壓的幅值越低，發(fā)光二極管矩陣41發(fā)的光就越弱。這樣，微處理器30 就通過利用脈沖寬度調(diào)制方法改變通過發(fā)光二極管矩陣41的電流。當(dāng)每一個脈沖電壓都恒定時，在一定時間內(nèi)的總能量隨著這個比率改變。所以，發(fā)光二極管矩陣41的亮度是改變的。當(dāng)脈沖頻率足夠高時，人類的眼睛是分辨不出來發(fā)光二極管是閃爍的并且會覺得發(fā)光二極管是一直亮著的。節(jié)能園林照明系統(tǒng)的特點在于微處理器30控制供電部分20輸出一定的電壓和電流來驅(qū)動遠(yuǎn)距離的多個照明部分40，每個照明部分40兩端的電流由限流電路控制以確保不會超過一定的閾值。參見圖21，微處理器部分30利用兩個電阻組成一個分壓電路，從這個電路輸出的電壓和電流是一定的。電壓的范圍在12V-13V之間，這個電壓的范圍會根據(jù)具體的應(yīng)用而改變。在本較佳實施例中，微處理器電路的輸出作為提供一定的電壓和電流的電壓源。并聯(lián)的幾個發(fā)光二極管矩陣41兩端的電壓相同，電流由一個限流電路來控制流過每一個發(fā)光二極管矩陣41電流。發(fā)光二極管矩陣是由一些發(fā)光二極管用并聯(lián)或串聯(lián)或者這兩種連接方式的混合方式組合成矩陣。例如，參見圖20，在本較佳實施例中，發(fā)光二極管D1，D2，D3，D4串聯(lián)組成發(fā)光二極管矩陣。通過圖18所示的控制發(fā)光二極管兩端的電壓和電流的電路，從微處理器控制電路輸出的電壓加在發(fā)光二極管矩陣兩端，通過調(diào)節(jié)電阻Rl的阻值使得流過LED的電流在一個合適的范圍內(nèi)，例如，在本較佳實施例中，調(diào)節(jié)電阻Rl的阻值為30歐姆，使得流過發(fā)光二極管的電流為20毫安。每一個發(fā)光二極管矩陣都有一個控制電路使得通過該發(fā)光二極管矩
25陣兩端電壓和電流在一定范圍內(nèi)。能量感應(yīng)部分10的亮度感應(yīng)器13會將系統(tǒng)所在的環(huán)境亮度信息傳送給微處理器 30，微處理器30會根據(jù)這個信息決定發(fā)光二極管矩陣41的亮度。如果節(jié)能園林照明燈所處的環(huán)境還能夠提供足夠的光線時，微處理器30會將供電部分20與照明部分40斷開，這時候節(jié)能園林照明燈是不會工作的。當(dāng)環(huán)境光線不足時，微處理器30就會接通供電部分20 并且利用脈沖寬度調(diào)制的方法來控制發(fā)光二極管矩陣41的亮度。參見圖22，在剛開始點亮發(fā)光二極管矩陣41時，提供的能量最強(qiáng)，也就是說在這個時候發(fā)光二極管矩陣41最亮。如果能量感應(yīng)部分10在一段時間內(nèi)沒有檢測到物體的移動，微處理器30就利用脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法將發(fā)光二極管矩陣41的亮度隨著時間逐漸降低至一個光線很弱的水平，來延長電池的壽命并節(jié)省能量。當(dāng)有物體移動時，被能量感應(yīng)部分10檢測到后就會將信息發(fā)送給微處理器30，微處理器30會根據(jù)能量感應(yīng)部分10發(fā)來的信息，利用脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法迅速地提高發(fā)光二極管矩陣41的亮度到最亮，與剛開始亮燈的時候亮度相同，并維持這個亮度一段時間。當(dāng)沒有檢測到物體移動時，微處理器30 就會利用脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法快速的降低到之前的光線亮度的水平。發(fā)光二極管是由半導(dǎo)體的化合物做成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。對于不同的半導(dǎo)體，電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，這樣就產(chǎn)生了發(fā)出不同顏色光的發(fā)光二極管。在本較佳實施例中，照明部分40可以采用多路發(fā)光二極管推動器組成的裝置去推動不同顏色的發(fā)光二極管矩陣，這樣既可以美化環(huán)境，又可以根據(jù)實際需要選用不同顏色的園林燈。在本實用新型中，微處理器30協(xié)調(diào)各個不同部分之間的工作來達(dá)到節(jié)能照明。首先，微處理器30收集感應(yīng)器部分10產(chǎn)生的參考信息來檢測節(jié)能燈所工作的環(huán)境和條件。這些參考信息包括環(huán)境亮度，溫度，人體的活動，電源的情況，以及電池的狀態(tài)。第二，微處理器30根據(jù)這些信息并且根據(jù)發(fā)明中的應(yīng)用從供電部分選擇電源。節(jié)能照明系統(tǒng)的應(yīng)用包括備用的應(yīng)急燈；在安防方面利用可見光發(fā)光二極管和紅外線發(fā)光二極管作為可視的警告和中央監(jiān)視系統(tǒng)的錄像；用于商業(yè)，工業(yè)，民用的節(jié)能照明燈；用于遠(yuǎn)程照明。例如，當(dāng)這個系統(tǒng)內(nèi)做為替代現(xiàn)有高消耗路燈或備用應(yīng)急燈時，當(dāng)有充足的光線時，微處理器30會選擇用太陽能作為能源來源來照明并且對電池充電。當(dāng)陽光不足而使得電池的充電持續(xù)不足而下降至一定標(biāo)準(zhǔn)時，微處理器會選擇交流電來充電并且確保電池一直處于充滿電的狀態(tài)。在緊急的情況下并且沒有交流電時，電池就可以給燈供電了?；蛘咴谔鞖夂玫臅r候或不同季節(jié)可自動使用不同能源。第三，微處理器30根據(jù)電源的狀態(tài)和可充電電池221的情況來充放電。微處理器 30選擇最優(yōu)的方法對電池進(jìn)行充放電從而最有效的利用能源同時最大程度的延長電池的
壽命ο第四，微處理器30控制照明部分40的亮度。根據(jù)從感應(yīng)器10收集到的系統(tǒng)的信息，微處理器30會決定是否要接通照明部分40，燈的亮度，以及驅(qū)動照明部分40的方法。例如，在本較佳實施例中，移動監(jiān)測器將移動信號送給微處理器30。微處理器30就會分析這些信息，如果檢測到人的移動并且環(huán)境很暗，那么微處理器30就會接通照明部分40來照亮這個區(qū)域。如果沒有再檢測到人的移動或者過了一定時間的延遲后，微處理器30就會斷開照明部分40來節(jié)省能源。微處理器30也能根據(jù)預(yù)先確定的照明區(qū)域的光線來控制照明部分40的亮度。對于不同的應(yīng)用，預(yù)先確定的照明區(qū)域的光線強(qiáng)度的要求是不同的。根據(jù)光感應(yīng)器檢測到的預(yù)先確定的照明區(qū)域光線強(qiáng)度，微處理器30會計算照明部分40需要的亮度然后驅(qū)動照明部分40發(fā)光。在本較佳實施例中，照明部分40包括發(fā)光二極管矩陣，微處理器30用脈沖寬度調(diào)制的方法來控制亮度。微處理器30也可以根據(jù)可充電電池221的條件來調(diào)節(jié)照明部分的亮度。當(dāng)可充電電池電量水平很低就會降低照明部分的亮度避免過放電。第五，微處理器30控制其它的功能。在另一個實施例中，節(jié)能照明系統(tǒng)包括一個無線通訊器件。無線通訊器件可以與其它系統(tǒng)發(fā)送接送信號。例如，當(dāng)一個系統(tǒng)檢測到有人靠近時，照明部分40就會點亮。同時，下一個系統(tǒng)也會為這個人點亮照明部分。在本實用新型的另一個實施例中，微處理器還會處理用戶的指令。例如，通過遙控，用戶可以調(diào)節(jié)照明部分40的亮度。用戶也可以讓照明部分在預(yù)先設(shè)定的一段時間內(nèi)持續(xù)照明。參見圖對，本實用新型的節(jié)能照明系統(tǒng)包括以下步驟(a)接受環(huán)境條件和電源的狀態(tài)產(chǎn)生能量控制信息；(b)管理電力的來源并保證電源的供給同時節(jié)省能源。電力的來源包括太陽能，可充電電池，以及交流電；(c)根據(jù)參考信息決定亮度的輸出和電力的來源從而產(chǎn)生所需的最小的亮度；和(d)驅(qū)動發(fā)光裝置。步驟(a)又包括以下步驟(al)感應(yīng)環(huán)境亮度從而決定預(yù)先確定需要照明的區(qū)域所需的光線強(qiáng)度；(a2)感應(yīng)電力來源的狀態(tài)從而決定所能提供的光線強(qiáng)度；(a3)感應(yīng)在預(yù)先確定的區(qū)域內(nèi)是否有移動從而決定是否需要照明；(a4)感應(yīng)環(huán)境溫度從而決定驅(qū)動發(fā)光二極管矩陣的電流脈沖寬度；在步驟(al)中，檢測到環(huán)境亮度。根據(jù)環(huán)境的亮度照明系統(tǒng)所需要的光線強(qiáng)度就可以計算出來，從而確保僅僅使用必需的能源。這就會很大程度的節(jié)省能源，從而達(dá)到實際使用的目的。在步驟(a2)中，檢測電力來源狀況。電力來源的狀況也會被用來決定照明系統(tǒng)所能提供的光線強(qiáng)度。當(dāng)沒有足夠的電力來源時，較低的亮度水平也是可以接受，因為至少可以提供一定的照明亮度并且平衡整體連續(xù)工作的功耗比。在步驟(a!3)中，移動監(jiān)測器可以檢測預(yù)定區(qū)域內(nèi)任何的移動。當(dāng)人的活動沒有被檢測到時，就認(rèn)為不需要照明或需要較少的照明。所以照明元件可以被關(guān)掉或者設(shè)置在較低的亮度水平以節(jié)省電池提供的能源和功耗。當(dāng)檢測到人的活動時，照明元件就會被設(shè)置在照明的狀態(tài)用來照明。步驟(b)又包括以下步驟(bl)選擇電力來源；(b2)當(dāng)需要時控制可充電電池的充電；和[0246](b3)當(dāng)需要時控制可充電電池的放電。在步驟(bl)中，節(jié)能照明系統(tǒng)在有足夠的可再生能源的情況下首先選擇可再生能源。否則就會選擇可充電電池。如果有交流電，那么當(dāng)可再生能源和可充電電池都不可以時就會選擇交流電。在步驟( )中，節(jié)能照明系統(tǒng)當(dāng)可充電電池沒有完全充滿電時可控制電池的充放電。根據(jù)系統(tǒng)所使用的可充電電池的種類不同，可使用不同的控制方法。在本較佳實施例中，使用鋰聚合物電池和動態(tài)混合脈沖充電的方法給電池提供脈沖的充電電壓和電流值。 充電的比率通過改變脈沖的寬度來控制。這個過程也決定了當(dāng)電池是充滿的狀態(tài)時會停止充電從而防止電池過充電。從根本上來講，就是最大程度上確保充電系統(tǒng)有最高的效率。溫度和上限電壓都被考慮來保護(hù)電池。在步驟(b3)中，電池放電也要控制來優(yōu)化電池電量的使用，同時也延長電池的壽命。避免過放電或?qū)㈦姵刂劣诮ㄗh電壓以下。在這個步驟中，一旦放電到了一定預(yù)先設(shè)置的程度時，太陽能和交流電都沒有時，系統(tǒng)的輸出能量就會降低來減少電池的放電比率。當(dāng)放電程度達(dá)到一定程度并且沒有其它電源時，電池能量的輸出就會被斷開防止過放電。在步驟(c)中，步驟(al)，(a2)和(a3)所產(chǎn)生的參考信息會被用來決定什么時候接通/切斷照明部分和所需要的能量的輸出。在本較佳實施例中，照明系統(tǒng)可以按照預(yù)先設(shè)置來接通斷開照明部分?？梢杂脮r間和日期來設(shè)置。例如，照明系統(tǒng)可以設(shè)置在工作日從晚上9點到早上6點照明。例如，照明系統(tǒng)也可以設(shè)置在一段特殊的時間內(nèi)持續(xù)工作即使沒有檢測到移動，如在聚會時。在另一個實施例中，步驟(C)還包括以下步驟(cl)接收指令來控制照明系統(tǒng)。用戶還可以通過輸入指令來改變系統(tǒng)的設(shè)置。這些指令包括設(shè)置開關(guān)的時間和日期；設(shè)置照明的亮度及照明時間；設(shè)置感應(yīng)器的靈敏度。在本較佳實施例中，步驟(Cl)接收來自遙控裝置的指令來設(shè)置更多的功能和特征。例如，用戶可以用遙控器來預(yù)設(shè)定時間/功能與特征啟動照明系統(tǒng)。在另一個實施例中，步驟(C)包括(c2)與其它的系統(tǒng)無線通信。在步驟(c2)中，通過無線方式系統(tǒng)與其它系統(tǒng)進(jìn)行通信。在一個實施例中，例如， 當(dāng)一個系統(tǒng)監(jiān)測到有人移動的時候，系統(tǒng)就會點亮燈，并且通知下一個或周圍一定范圍內(nèi)的系統(tǒng)在這個人來之前將燈點亮。在步驟(d)中，驅(qū)動照明設(shè)備使其照明在步驟(C)中決定。在本實施例中，照明設(shè)備使用發(fā)光二極管矩陣作為燈源。為了控制發(fā)光二極管矩陣，照明過程使用脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法。脈沖寬度調(diào)制方法是調(diào)整一系列驅(qū)動電子器件的脈沖電源輸出能量的寬度而不是高度。為了控制發(fā)光二極管矩陣的亮度，電源部分以固定的頻率接通和斷開。通過改變這個接通和斷開的比率，通過發(fā)光二極管矩陣的電流(平均電流)就會改變。在本實施例中， 脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法被用在各步驟動態(tài)過程來確保所需要的能量提供最佳的性能和最大程度的節(jié)省電池的壽命。在本實用新型的實施例中，該過程使得發(fā)光二極管矩陣產(chǎn)生不同波長的光。在本較佳實施例中，混合波長包括紅外線和發(fā)光二極管發(fā)出的可見光。紅外線只有當(dāng)監(jiān)測到人的移動的時候才產(chǎn)生以節(jié)省能源。發(fā)光二極管發(fā)出的可見光是為了警告以及吸引人的注
辰、ο在本實用新型的實施例中，系統(tǒng)可以被用于安防系統(tǒng)用純紅外線發(fā)光二極管和/ 或者可見光的發(fā)光二極管以及移動探測技術(shù)或/和太陽能技術(shù)來提高安全性。熟悉該項技術(shù)的人會理解以上對本實用新型的圖和描述僅僅是典型事例，本技術(shù)不局限于此。因此可見本實用新型的目的可以完全并有效地實現(xiàn)。本實施例是以顯示本實用新型功能和結(jié)構(gòu)原理為目的的。今后的改變不會背離這些原理。因此，該發(fā)明包括所有在以下權(quán)利要求和精神以內(nèi)的改變。
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權(quán)利要求1.節(jié)能照明系統(tǒng)，包括一個能量感應(yīng)部分用來接收上述系統(tǒng)所處環(huán)境條件的信息并且針對這些信息產(chǎn)生相應(yīng)的信號；一個供電部分用來為上述系統(tǒng)提供電力，這個部分還包括一個可再生能源供電元件將太陽能，風(fēng)能，水能，生物質(zhì)能，地?zé)崮芑蚝Ｑ竽苻D(zhuǎn)換成電能為上述系統(tǒng)提供電力；一個可充電電池元件在沒有可再生能源的情況下為上述系統(tǒng)提供電力，其中上述可再生能源供電元件對可充電電池進(jìn)行充電；和/或一個交流電源供電元件為上述系統(tǒng)提供電力；一個照明部分與上述供電部分電連接并產(chǎn)生亮光；和一個微處理器與上述能量感應(yīng)部分電連接，根據(jù)上述能量感應(yīng)部分得到的環(huán)境信息來控制上述供電部分和上述照明部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于上述微處理器控制上述供電部分對可充電電池元件的可充電電池來充電，并且通過可充電電池的放電對上述系統(tǒng)來提供電力，其中上述可充電電池的充電和放電由微處理器來控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于上述的可充電電池可以是鋰聚合物電池，鎳鎘電池，鎳氫電池，鋰離子電池，和磷酸鐵鋰電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于能量感應(yīng)部分包括能量傳感器定義檢測區(qū)域并且檢測該區(qū)域內(nèi)的能量產(chǎn)生能量信號；一個光線感應(yīng)器用來測量預(yù)先確定區(qū)域的光線的量，根據(jù)這個信息上述微處理器來控制上述系統(tǒng)的能量輸出；一個溫度感應(yīng)器用來測量環(huán)境溫度和照明部分的溫度，根據(jù)這個信息上述微處理器來控制上述系統(tǒng)的能量輸出；一個無線通訊模塊用來接收微處理器發(fā)出的指令和與其他系統(tǒng)進(jìn)行通訊并實現(xiàn)無線遙控。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于包括多個照明部分分布在不同的位置；多個可充電電池其中每一個上述的可充電電池都與一個照明部分電連接；一個可再生能源供電裝置可以為上述系統(tǒng)和可充電電池提供電力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于上述可再生能源供電元件包括一個能將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的太陽能板和/或一個能將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的風(fēng)力發(fā)電裝置。
專利摘要一種節(jié)能照明系統(tǒng)，包括一個能量感應(yīng)部分用來接收上述系統(tǒng)所處環(huán)境條件的信息并且針對這些信息產(chǎn)生相應(yīng)的信號；一個供電部分用來為上述系統(tǒng)提供電力，這個部分還包括一個可再生能源供電元件將太陽能，風(fēng)能，水能，生物質(zhì)能，地?zé)崮芑蚝Ｑ竽苻D(zhuǎn)換成電能為上述系統(tǒng)提供電力；一個可充電電池元件在沒有可再生能源的情況下為上述系統(tǒng)提供電力，其中上述可再生能源供電元件對可充電電池進(jìn)行充電；和/或一個交流電源供電元件為上述系統(tǒng)提供電力；一個照明部分與上述供電部分電連接并產(chǎn)生亮光；和一個微處理器與上述能量感應(yīng)部分電連接，根據(jù)上述能量感應(yīng)部分得到的環(huán)境信息來控制上述供電部分和上述照明部分。
文檔編號F21S9/00GK202065872SQ20102018599
公開日2011年12月7日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者汪任, 詹姆斯·帕克爾 申請人:美國雙E電子系統(tǒng)集團(tuán)有限公司