一種具有智能監(jiān)測功能的太陽能路燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能路燈設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種具有智能監(jiān)測功能的太陽能路 燈。
【背景技術(shù)】
[0002] 在強(qiáng)風(fēng)地區(qū)，道路上的結(jié)構(gòu)件如太陽能路燈容易遭受到強(qiáng)風(fēng)的影響。對太陽能路 燈進(jìn)行風(fēng)振時(shí)域分析可以更全面地了解太陽能路燈的風(fēng)振響應(yīng)特性，方便維護(hù)人員進(jìn)行監(jiān) 測和定時(shí)維護(hù)，且對其他道路上的結(jié)構(gòu)件提供相關(guān)信息參考。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種具有智能監(jiān)測功能的太陽能路燈，便于維護(hù)人員 對太陽能路燈進(jìn)行安全監(jiān)控和維護(hù)。
[0004] 本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0005] -種具有智能監(jiān)測功能的太陽能路燈，包括燈桿、路燈、太陽能電池、蓄電池和安 裝在燈桿的風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置，所述太陽能電池安裝在燈桿的頂部，所述路燈安裝在 燈桿上部，所述快速模擬裝置包括：
[0006] (1)結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測模塊，沿?zé)魲U高度方向?qū)⑻柲苈窡魟澐侄鄠€(gè)間隔相同的測試 層，在燈桿中部位置同時(shí)安裝所述數(shù)據(jù)采集裝置，選擇測試層的正中位置處作為一個(gè)風(fēng)速 時(shí)程的模擬點(diǎn)，且在每個(gè)測試層布設(shè)所述風(fēng)速儀和溫度傳感器；
[0007] (2)平均風(fēng)速計(jì)算模塊，其利用風(fēng)速儀監(jiān)測出每測試層的風(fēng)速總量，橫向角和豎向 風(fēng)速，取0.2s為采樣時(shí)間間隔，進(jìn)行平均風(fēng)速的計(jì)算時(shí)，引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q:
[0009]每測試層在一個(gè)采用時(shí)間的平均風(fēng)速的計(jì)算公式為：
[0011] 其中，A為風(fēng)速總量w在X方向的分量值的極大值和極小值之和，B為風(fēng)速總量w在y 方向分量值的極大值和極小值之和，戶為當(dāng)?shù)仄骄鶜鈮?，F(xiàn)為當(dāng)?shù)仄骄鶞囟?，PwatS當(dāng)?shù)仄?均水汽壓，F(xiàn) b為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)壓系數(shù)；
[0012] (3)各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊，包括生成所述各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程 的脈動(dòng)風(fēng)速功率譜，進(jìn)行脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的模擬時(shí)，引入溫度修正系數(shù)
其 中To為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度，T為由所述溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測得到的平均溫度值，則
[0013] T 2 To時(shí)，所述脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0015] IXTo時(shí)，所述脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0017]其中，λ為根據(jù)太陽能路燈結(jié)構(gòu)選擇的地面粗糙度系數(shù)，g為根據(jù)平均風(fēng)速W⑴選取 的頻率截取上限值；
[0018] (4)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊，包括微處理器，所述微處理器利用諧波疊加法對相同位置 處的平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行疊加，得到各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程；
[0019] (5)風(fēng)速模擬顯示模塊，包括依次連接的隔離放大器和數(shù)字顯示屏，所述隔離放大 器的輸入端與所述微信處理器連接。
[0020] 其中，所述頻率截取上限值的范圍為3hZ~5hZ。
[0021 ]其中，所述標(biāo)準(zhǔn)溫度值的設(shè)定范圍為23°C~27°C。
[0022] 本發(fā)明的有益效果為：
[0023] 1、在太陽能路燈上安裝了風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置，可以自動(dòng)及時(shí)獲取太陽能路燈 風(fēng)速時(shí)程特征，便于維護(hù)人員對太陽能路燈進(jìn)行安全監(jiān)控和維護(hù)；
[0024] 2、采用風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行風(fēng)速時(shí)程模擬數(shù)據(jù)的監(jiān)測和采 集，取代了傳統(tǒng)技術(shù)人工激勵(lì)和昂貴的激振設(shè)備，降低了成本，實(shí)用便捷；
[0025] 3、所述模擬裝置基于諧波疊加法的基礎(chǔ)上，對平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速的計(jì)算公式進(jìn) 行優(yōu)化，減少了計(jì)算的工作量，提高了風(fēng)速時(shí)程模擬的效率；
[0026] 4、在計(jì)算平均風(fēng)速時(shí)引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q，計(jì)算脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程時(shí)引入溫度修 正系數(shù)K，使得太陽能路燈的風(fēng)速時(shí)程模擬更加精確。
【附圖說明】
[0027] 利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限 制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得 其它的附圖。
[0028] 圖1是本發(fā)明的風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置各模塊的連接示意圖。
[0029] 附圖標(biāo)記：
[0030] 結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測模塊1、平均風(fēng)速計(jì)算模塊2、各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊3、 風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊4、風(fēng)速模擬顯示模塊5。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 結(jié)合以下實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0032] 實(shí)施例一
[0033] 參見圖I，本實(shí)施例的太陽能路燈包括燈桿、路燈、太陽能電池、蓄電池和安裝在燈 桿的風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置，所述快速模擬裝置包括：
[0034] (1)結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測模塊1，其包括風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置，沿?zé)魲U高度 方向?qū)⑻柲苈窡魟澐侄鄠€(gè)間隔相同的測試層，在燈桿中部位置同時(shí)安裝所述數(shù)據(jù)采集裝 置，選擇測試層的正中位置處作為一個(gè)風(fēng)速時(shí)程的模擬點(diǎn)，且在每個(gè)測試層布設(shè)所述風(fēng)速 儀和溫度傳感器；
[0035] (2)平均風(fēng)速計(jì)算模塊2,其利用風(fēng)速儀監(jiān)測出每測試層的風(fēng)速總量，橫向角和豎 向風(fēng)速，取0.2s為采樣時(shí)間間隔，進(jìn)行平均風(fēng)速的計(jì)算時(shí)，引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q:
[0037]每測試層在一個(gè)采用時(shí)間的平均風(fēng)速的計(jì)算公式為：
[0039] 其中，A為風(fēng)速總量w在X方向的分量值的極大值和極小值之和，B為風(fēng)速總量w在y 方向分量值的極大值和極小值之和，歹為當(dāng)?shù)仄骄鶜鈮海琭為當(dāng)?shù)仄骄鶞囟?，PwatS當(dāng)?shù)仄?均水汽壓，F(xiàn) b為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)壓系數(shù)；
[0040] (3)各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊3,包括生成所述各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程 的脈動(dòng)風(fēng)速功率譜，進(jìn)行脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的模擬時(shí)，引入溫度修正系數(shù)
其 中Tq為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度，T為由所述溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測得到的平均溫度值，則 [0041 ] T 2 To時(shí)，所述脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0043] T〈TQ時(shí)，所述脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0045]其中，λ為根據(jù)太陽能路燈結(jié)構(gòu)選擇的地面粗糙度系數(shù)，g為根據(jù)平均風(fēng)速W⑴選取 的頻率截取上限值；
[0046] (4)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊4,包括微處理器，所述微處理器利用諧波疊加法對相同位 置處的平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行疊加，得到各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程；
[0047] (5)風(fēng)速模擬顯示模塊5,包括依次連接的隔離放大器和數(shù)字顯示屏，所述隔離放 大器的輸入端與所述微信處理器連接。
[0048] 本實(shí)施例的太陽能路燈在太陽能路燈上安裝了風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置，可以自動(dòng) 及時(shí)獲取太陽能路燈風(fēng)速時(shí)程特征，便于維護(hù)人員對太陽能路燈進(jìn)行安全監(jiān)控和維護(hù);采 用風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行風(fēng)速時(shí)程模擬數(shù)據(jù)的監(jiān)測和采集，取代了傳統(tǒng) 技術(shù)人工激勵(lì)和昂貴的激振設(shè)備，降低了成本，實(shí)用便捷;所述模擬裝置基于諧波疊加法的 基礎(chǔ)上，對平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速的計(jì)算公式進(jìn)行優(yōu)化，減少了計(jì)算的工作量，提高了風(fēng)速時(shí) 程模擬的效率;在計(jì)算平均風(fēng)速時(shí)引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q，計(jì)算脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程時(shí)引入溫度 修正系數(shù)K，使得太陽能路燈的風(fēng)速時(shí)程模擬更加精確，其中設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫度To為23°C，設(shè)定 截取頻率上限值為3hZ，最后得到的各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程的模擬精度提高到95.8%。
[0049] 實(shí)施例二
[0050] 參見圖1，本實(shí)施例的太陽能路燈包括燈桿、路燈