專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能led路燈監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)的人類(lèi)面臨的三大主要問(wèn)題是能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)，能源和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題日益成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，人類(lèi)當(dāng)前所使用的礦物能源日趨耗盡，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，在嚴(yán)峻的能源替代形勢(shì)和人類(lèi)生態(tài)環(huán)境逐漸惡化的雙重壓力下，開(kāi)發(fā)新能源成為世界各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)，開(kāi)發(fā)可再生而且不污染環(huán)境的清潔能源的任務(wù)已經(jīng)迫在眉睫。太陽(yáng)能作為一種取之不盡、用之不竭的無(wú)污染的潔凈能源，已被公認(rèn)為未來(lái)解決能源危機(jī)的最有效能源；LED燈具有壽命長(zhǎng)、高效節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。因此，把太陽(yáng)能與LED 路燈有機(jī)地結(jié)合在一起開(kāi)發(fā)出的太陽(yáng)能LED路燈是當(dāng)今路燈發(fā)展的趨勢(shì)所向。目前市場(chǎng)上路燈多是高壓鈉燈，園區(qū)路燈有些是LED路燈、有些是太陽(yáng)能LED路燈，然而，都沒(méi)有對(duì)蓄電池以及LED燈的顯示進(jìn)行有效的管理和監(jiān)控，如無(wú)法根據(jù)日照強(qiáng)度來(lái)控制蓄電池是蓄電或是放電；在夜間，路燈無(wú)法遙感有沒(méi)有人或車(chē)靠近，一直處于常開(kāi)狀態(tài)，浪費(fèi)蓄電池的電量。總體而言，傳統(tǒng)太陽(yáng)能LED路燈的能源利用率不高，可靠性不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有太陽(yáng)能LED路燈的不足，提供一種太陽(yáng)能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)太陽(yáng)能LED路燈的顯示無(wú)法得到有效的管理和監(jiān)控，無(wú)法根據(jù)日照強(qiáng)度來(lái)控制蓄電池是蓄電或是放電；在夜間，路燈無(wú)法遙感有沒(méi)有人或車(chē)靠近，一直處于常開(kāi)狀態(tài)，浪費(fèi)蓄電池的電量，蓄電池電量低時(shí)無(wú)法自動(dòng)切換至市電電源，能源利用率低及可靠性
差等缺點(diǎn)。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的太陽(yáng)能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，它包括太陽(yáng)能電池組件、系統(tǒng)控制器、光傳感器、供電電源、至少一個(gè)LED路燈、紅外線(xiàn)光感應(yīng)器件和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊，太陽(yáng)能電池組件、光傳感器和紅外線(xiàn)光感應(yīng)器件的輸出分別與系統(tǒng)控制器連接，每個(gè)LED路燈分別與系統(tǒng)控制器的輸出連接；所述的供電電源包括一個(gè)市電電源和一個(gè)蓄電池，市電電源和蓄電池的輸出分別與系統(tǒng)控制器的電源端子連接，系統(tǒng)控制器的一個(gè)充電輸出還與蓄電池連接；所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊包括電力載波模塊或 GPRS模塊，系統(tǒng)控制器通過(guò)電力載波模塊與市電線(xiàn)路連接，系統(tǒng)控制器通過(guò)GPRS模塊與 GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。本發(fā)明還包括一個(gè)時(shí)鐘電路，時(shí)鐘電路的輸出與系統(tǒng)控制器連接。本發(fā)明所述的系統(tǒng)控制器包括信號(hào)處理電路、A/D采樣電路、主電路和微處理器， 信號(hào)處理電路、A/D采樣電路和主電路分別與微處理器連接，主電路由雙向DC-DC變換器和充放電切換回路組成。本發(fā)明的有益效果是
(I)光傳感器傳感日照度，夜晚日照度降低至IOlux左右時(shí)控制蓄電池對(duì)LED路燈放電，蓄電池為L(zhǎng)ED路燈提供供電電源；系統(tǒng)控制器根據(jù)夜晚不同的時(shí)間段人們對(duì)照度的不同要求，監(jiān)控太陽(yáng)能LED路燈的輸入功率，根據(jù)太陽(yáng)能電池白天吸收能量的大小，監(jiān)控太陽(yáng)能LED路燈的輸出功率，節(jié)能減耗且提高了監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性；
(2)系統(tǒng)控制器控制蓄電池的充電和放電過(guò)程，起到保護(hù)蓄電池的作用，蓄電池充放電采用最大功率點(diǎn)跟蹤算法提升了太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率；采用具有MPPT的脈寬調(diào)制三段式監(jiān)控法監(jiān)控蓄電池剩余荷電容量SOC的充電/放電算法，有效避免了蓄電池過(guò)充和過(guò)放，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命；
(3)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的時(shí)間，如夜間10點(diǎn)或11點(diǎn)以后，路上行人和車(chē)輛較少，熄滅LED路燈，一旦有人員或車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)進(jìn)入感應(yīng)區(qū)，紅外線(xiàn)光感應(yīng)器件將感應(yīng)到的信號(hào)傳輸給系統(tǒng)控制器，點(diǎn)亮LED路燈；人員或車(chē)輛經(jīng)過(guò)以后，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后熄滅LED路燈，大幅度減少了蓄電池的電量消耗，提高了能源利用率；
(4)可通過(guò)電力載波或GPRS方式實(shí)時(shí)上傳系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并解決問(wèn)題，為遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了方便。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案如圖I所示，太陽(yáng)能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，它包括太陽(yáng)能電池組件、系統(tǒng)控制器、光傳感器、供電電源、至少一個(gè)LED路燈、 紅外線(xiàn)光感應(yīng)器件和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述的系統(tǒng)控制器包括信號(hào)處理電路、A/D采樣電路、主電路和微處理器，主電路由雙向DC-DC變換器和充放電切換回路組成，雙向DC-DC變換器為分時(shí)復(fù)用電路，白天作為太陽(yáng)能電池組件與蓄電池之間的充電回路、夜晚作為蓄電池和LED路燈之間的放電回路；信號(hào)處理電路及A/D采樣電路中的電流采樣電路為分時(shí)復(fù)用電路，白天用作充電電流采樣、夜晚用作放電電流采樣。，太陽(yáng)能電池組件、光傳感器和紅外線(xiàn)光感應(yīng)器件的輸出分別與系統(tǒng)控制器連接，每個(gè)LED路燈的輸入分別與系統(tǒng)控制器的輸出連接。所述的供電電源包括一個(gè)市電電源和一個(gè)蓄電池，市電電源和蓄電池的輸出分別與系統(tǒng)控制器的電源端子連接，系統(tǒng)控制器的一個(gè)充電輸出還與蓄電池連接。所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊包括電力載波模塊或GPRS模塊，系統(tǒng)控制器通過(guò)電力載波模塊與市電線(xiàn)路連接，系統(tǒng)控制器通過(guò)GPRS模塊與GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。它還包括一個(gè)時(shí)鐘電路，時(shí)鐘電路的輸出與系統(tǒng)控制器連接。本發(fā)明的工作原理如下太陽(yáng)能電池組件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成電能并對(duì)蓄電池充電， 充電控制和照明控制主要由系統(tǒng)控制器來(lái)完成。充電時(shí)，系統(tǒng)控制器對(duì)蓄電池充電過(guò)程中的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)蓄電池的狀態(tài)選擇充電方式，以及防止蓄電池過(guò)充。放電時(shí)，系統(tǒng)控制器對(duì)蓄電池放電過(guò)程中的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到蓄電池電量過(guò)低時(shí)，立即停止蓄電池對(duì)負(fù)載的LED路燈供電并切換到市電電源，起到保護(hù)蓄電池的作用。蓄電池充放電采用最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)算法，提升了太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率；采用具有MPPT的脈寬調(diào)制三段式監(jiān)控法去監(jiān)控蓄電池剩余荷電容量(SOC)的充電/放電算法，有效避免了過(guò)充和過(guò)放，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命。
系統(tǒng)控制器分時(shí)、分壓進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)夜晚不同的時(shí)間段人們對(duì)照度的不同要求， 監(jiān)控太陽(yáng)能LED路燈的輸入功率，以及根據(jù)太陽(yáng)能電池白天吸收能量的大小，監(jiān)控太陽(yáng)能 LED路燈的輸出功率，根據(jù)蓄電池剩余荷電容量(SOC)的數(shù)學(xué)模型實(shí)時(shí)對(duì)蓄電池的剩余容量的檢測(cè)，進(jìn)而自動(dòng)調(diào)整LED負(fù)載，根據(jù)SOC以及照明的需求對(duì)于LED進(jìn)行調(diào)光監(jiān)控可以進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能的效果。夜色降臨時(shí)，光傳感器傳感到夜晚的日照度低至IOlux左右，系統(tǒng)控制器控制蓄電池對(duì)LED路燈進(jìn)行放電，蓄電池為L(zhǎng)ED路燈提供供電電源，LED路燈被點(diǎn)亮，一直到夜間 10點(diǎn)或11點(diǎn)，路上沒(méi)有行人了，為了節(jié)約能源，熄滅LED路燈，一旦有行人或車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)，進(jìn)入紅外線(xiàn)光感應(yīng)器件的感應(yīng)區(qū)域，紅外線(xiàn)光感應(yīng)器件將感應(yīng)到的信號(hào)傳輸給系統(tǒng)控制器， 點(diǎn)亮LED路燈,為行人或車(chē)輛提供光照；行人或車(chē)輛經(jīng)過(guò)后，通過(guò)一定的延時(shí)后熄滅LED路燈。電力載波模塊或GRPS模塊即時(shí)將系統(tǒng)中每個(gè)太陽(yáng)能電池組件的電壓和電流數(shù)據(jù)，以及蓄電池的工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程控制端，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并解決問(wèn)題，為系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了方便。
權(quán)利要求
1.太陽(yáng)能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于它包括太陽(yáng)能電池組件、系統(tǒng)控制器、光傳感器、供電電源、至少一個(gè)LED路燈、紅外線(xiàn)光感應(yīng)器件和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊，太陽(yáng)能電池組件、光傳感器和紅外線(xiàn)光感應(yīng)器件的輸出分別與系統(tǒng)控制器連接，每個(gè)LED路燈分別與系統(tǒng)控制器的輸出連接；所述的供電電源包括一個(gè)市電電源和一個(gè)蓄電池，市電電源和蓄電池的輸出分別與系統(tǒng)控制器的電源端子連接，系統(tǒng)控制器的一個(gè)充電輸出還與蓄電池連接；所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊包括電力載波模塊或GPRS模塊，系統(tǒng)控制器通過(guò)電力載波模塊與市電線(xiàn)路連接，系統(tǒng)控制器通過(guò)GPRS模塊與GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于它還包括一個(gè)時(shí)鐘電路，時(shí)鐘電路的輸出與系統(tǒng)控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)控制器包括信號(hào)處理電路、A/D米樣電路、主電路和微處理器,信號(hào)處理電路、A/D米樣電路和主電路分別與微處理器連接，主電路由雙向DC-DC變換器和充放電切換回路組成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，它包括太陽(yáng)能電池組件、系統(tǒng)控制器、光傳感器、供電電源、LED路燈、紅外線(xiàn)光感應(yīng)器件和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊，太陽(yáng)能電池組件、光傳感器和紅外線(xiàn)光感應(yīng)器件的輸出分別與系統(tǒng)控制器連接，每個(gè)LED路燈分別與系統(tǒng)控制器的輸出連接；供電電源包括市電電源和蓄電池；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊包括電力載波模塊或GPRS模塊，系統(tǒng)控制器通過(guò)電力載波模塊與市電線(xiàn)路連接，系統(tǒng)控制器通過(guò)GPRS模塊與GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。本發(fā)明控制器保護(hù)蓄電池，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命；無(wú)人時(shí)關(guān)閉路燈，紅外線(xiàn)光感應(yīng)器件感應(yīng)到行人或車(chē)輛再點(diǎn)亮路燈，具有蓄電池電量消耗低，能源利用率高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102595716SQ20121001711
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者吳開(kāi)強(qiáng), 李志 , 李梅, 武志學(xué), 趙陽(yáng), 韓輝鵬 申請(qǐng)人:成都國(guó)騰實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司