一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，包括：處理器模塊、輔助電源模塊、電壓電流檢測模塊、RS232串口通信模塊、PWM驅(qū)動(dòng)電路、LED驅(qū)動(dòng)電路、卸荷電路、保護(hù)電路，處理器模塊通過RS232串口通信模塊與藍(lán)牙控制模塊連接，通過智能手機(jī)的監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對路燈狀態(tài)的監(jiān)控；同時(shí)與WIFI模塊連接，通過WIFI模塊與路燈監(jiān)控中心的通信實(shí)現(xiàn)路燈的統(tǒng)一監(jiān)控和管理。本發(fā)明還公開了一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器的控制方法，包括以下步驟：步驟一、檢測風(fēng)機(jī)電壓；步驟二、檢測蓄電池電壓；步驟三、檢測蓄電池狀態(tài)采用不同的充電方法。具有監(jiān)控性好，便于管理，減少了維護(hù)的工作量和降低了維護(hù)成本等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]可再生資源的利用是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要途徑，風(fēng)能和太陽能具有無污染、資源豐富的特點(diǎn)，因此得到了重視。風(fēng)光互補(bǔ)路燈，利用風(fēng)能和太陽能發(fā)電技術(shù)，將兩者產(chǎn)生的能量存儲于蓄電池中，對路燈供電。同時(shí)，LED路燈相比于高壓鈉燈，具有功率消耗低、使用壽命長、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此，使用風(fēng)光互補(bǔ)LED路燈取代普通路燈成為了道路照明節(jié)能改造的重要方法?，F(xiàn)有的風(fēng)光互補(bǔ)路燈存在一些缺陷:監(jiān)控性差，無法對路燈狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)故障，維護(hù)的工作量大；沒有通訊接口，無法對路燈進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理；米用風(fēng)電光電一體控制方法，光伏電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電能通過同一個(gè)DC/DC變換器后與蓄電池相連，容易出現(xiàn)故障。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有的風(fēng)光互補(bǔ)路燈存在的故障率高，監(jiān)控性差，維護(hù)困難等問題，提供一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，該控制器通過單片機(jī)與WIFI模塊連接，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)路燈與監(jiān)控中心的通信，路燈管理人員通過監(jiān)控中心的主機(jī)可以監(jiān)控WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)所有路燈的狀態(tài)。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種控制可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器的控制方法，該控制方法通過藍(lán)牙控制模塊的通信功能實(shí)現(xiàn)RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無線數(shù)據(jù)傳輸，并通過智能手機(jī)的監(jiān)控軟件監(jiān)控風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器的相關(guān)數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警，降低了維護(hù)成本，減少了維護(hù)工作量。
[0005]本發(fā)明的首要目的可以由下述的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，包括:處理器模塊、輔助電源模塊、電壓電流檢測模塊、RS232串口通信模塊、PWM驅(qū)動(dòng)電路、LED驅(qū)動(dòng)電路、卸荷電路、保護(hù)電路。所述輔助電源模塊與處理器模塊連接，采用單端反激式電源為處理器模塊的控制芯片和各控制電路提供穩(wěn)定的電源；所述電壓電流檢測模塊與處理器模塊連接，用來檢測路燈的運(yùn)行狀態(tài)并通過處理器模塊采集電壓電流數(shù)據(jù)從而產(chǎn)生控制信號，包括對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓、光伏電池板的輸出電壓、蓄電池電壓、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電流和光伏電池板的輸出電流進(jìn)行檢測；所述處理器模塊與WIFI模塊連接，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)路燈與監(jiān)控中心的通信；所述藍(lán)牙控制模塊通過RS232串口通信模塊與處理器模塊連接，藍(lán)牙控制模塊包括I/O模塊、MCU芯片、DSP芯片和RAM芯片，電壓電流檢測電路將檢測的電壓信號和電流信號進(jìn)入單片機(jī)，信號經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后，通過RS232串口通信模塊進(jìn)入藍(lán)牙控制模塊的I/O接口，信號通過藍(lán)牙控制模塊轉(zhuǎn)換為藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)發(fā)送出去，同時(shí)，智能手機(jī)采用基于Android系統(tǒng)的監(jiān)控軟件，接收藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)，從而通過監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對風(fēng)光互補(bǔ)路燈的電壓電流狀態(tài)監(jiān)控功能；所述PWM驅(qū)動(dòng)電路與處理器模塊連接，包括兩個(gè)PWM驅(qū)動(dòng)電路，分別用來驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)兩路DC/DC變換器，PWM驅(qū)動(dòng)信號由單片機(jī)產(chǎn)生，產(chǎn)生的PWM信號控制DC/DC變換器的MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而給蓄電池充電；所述LED驅(qū)動(dòng)電路與處理器模塊連接，采用恒流驅(qū)動(dòng)芯片及其外圍電路用來驅(qū)動(dòng)LED路燈；所述卸荷電路與處理器模塊連接，當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)異常情況時(shí)將多余的能量卸放掉，卸荷電路采用PWM卸荷電路，電壓電流檢測電路檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓，當(dāng)輸出電壓達(dá)到設(shè)定點(diǎn)時(shí)，單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號控制MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而控制大功率電阻接入風(fēng)機(jī)電路的時(shí)間，大功率電阻具有消耗能量的功能，能夠?qū)⒍嘤嗟哪芰亢纳⒌?；所述保護(hù)電路與處理器模塊連接，包括蓄電池過充過放保護(hù)電路、蓄電池反接保護(hù)電路、太陽能電池組反接保護(hù)電路。
[0006]所述的一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，所述的處理器模塊包括單片機(jī)及其最小系統(tǒng)，單片機(jī)采用ATmega8芯片。
[0007]所述的一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，所述的輔助電源模塊采用單端反激式電源，為單片機(jī)和各控制電路提供穩(wěn)定的電源。
[0008]所述的一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，所述的電壓電流檢測模塊包括電壓檢測電路和電流檢測電路，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓、光伏電池板的輸出電壓、蓄電池電壓、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電流和光伏電池板的輸出電流進(jìn)行檢測。
[0009]所述的一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，所述的藍(lán)牙控制模塊包括I/O模塊、MCU芯片、DSP芯片和RAM芯片；其中DSP芯片采用TI公司的CC2540，所述的LED驅(qū)動(dòng)電路由LED驅(qū)動(dòng)芯片及其外圍電路構(gòu)成。
[0010]所述的一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，所述的卸荷電路采用PWM卸荷電路，單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號經(jīng)推挽電路放大后驅(qū)動(dòng)MOS管，大功率電阻與MOS管串聯(lián)，起到消耗多余能量的作用。
[0011]所述的一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，所述的保護(hù)電路包括蓄電池過充過放保護(hù)電路、蓄電池反接保護(hù)電路、太陽能電池組反接保護(hù)電路。
[0012]所述的一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，還包括智能手機(jī)和基于Android平臺的手機(jī)監(jiān)控軟件，通過藍(lán)牙控制模塊將處理器模塊檢測處理后的電壓電流數(shù)據(jù)發(fā)送至智能手機(jī)，再通過監(jiān)控軟件對風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器的狀態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)控。
[0013]所述的一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，處理器模塊與WIFI模塊連接，所述的WIFI模塊與路燈監(jiān)控中心通過WIFI網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信，將電壓電流檢測電路檢測的電壓電流信號經(jīng)過單片機(jī)處理后發(fā)送至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過WIFI網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的所有路燈進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)控。
[0014]本發(fā)明的另一目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種控制所述可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器的控制方法，包括以下步驟:
[0015]步驟一、對單片機(jī)進(jìn)行初始化操作，并檢測風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出電壓，當(dāng)電壓值超過卸荷限定值時(shí)，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓的值來調(diào)整卸荷電路開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號的PWM占空t匕,啟動(dòng)卸荷電路；
[0016]步驟二、檢測蓄電池的狀態(tài)，當(dāng)檢測到蓄電池的電壓處于過充或者過放狀態(tài)，則啟動(dòng)過充過放保護(hù)電路，切斷負(fù)載；檢測到蓄電池處于充電的初級階段，則采用MPPT限流充電方式，MPPT即最大功率跟蹤方法，使光伏太陽能電池板工作在最大功率點(diǎn)；
[0017]步驟三、檢測蓄電池狀態(tài)，當(dāng)蓄電池容量達(dá)到90 %時(shí)，采用恒壓充電方式，同時(shí)檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓，根據(jù)輸出電壓值判斷是否需要啟動(dòng)卸荷電路，當(dāng)檢測到蓄電池的充電電流小于1/100C，所述C為蓄電池容量，表明蓄電池已經(jīng)充滿，然后進(jìn)入浮充階段，即使蓄電池兩端電壓保持在一個(gè)固定值。
[0018]在步驟三中，通過藍(lán)牙控制模塊和智能手機(jī)監(jiān)控軟件對路燈的所述蓄電池狀態(tài)進(jìn)行檢測，其具體檢測方法包括如下步驟:
[0019]步驟A、對藍(lán)牙控制模塊進(jìn)行初始化，直到初始化過程完成，接收數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)是來自處理器模塊的單片機(jī)，還是來自藍(lán)牙控制模塊；即判斷是電壓電流檢測模塊采樣的電壓電流經(jīng)過單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)，還是智能手機(jī)通過藍(lán)牙控制模塊寫入的數(shù)據(jù)；
[0020]步驟B、如果數(shù)據(jù)來自單片機(jī)串口，則將數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，取出有效數(shù)據(jù)，然后封包成藍(lán)牙數(shù)據(jù)發(fā)送至智能手機(jī)；如果數(shù)據(jù)來自藍(lán)牙射頻，即智能手機(jī)通過藍(lán)牙發(fā)送的數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)解析，取出有效數(shù)據(jù)，然后封包成RS232數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機(jī)串口。
[0021 ] 本發(fā)明的有益效果是:改進(jìn)了現(xiàn)有的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器風(fēng)電光電一體控制的方式，采用兩個(gè)PWM驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)兩路DC/DC變換器分開控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)，保證了路燈的穩(wěn)定性和可靠性。通過藍(lán)牙控制方式將采集到的電壓電流數(shù)據(jù)發(fā)送到智能手機(jī)，并通過智能手機(jī)的監(jiān)控軟件監(jiān)控路燈的狀態(tài)；通過WIFI模塊與處理器模塊連接，路燈監(jiān)控中心通過WIFI網(wǎng)絡(luò)與路燈進(jìn)行通信，便于統(tǒng)一管理和監(jiān)控，一旦出現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警，降低了維護(hù)成本，減少了維護(hù)工作量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1虛線框中是本發(fā)明的可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器的結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器的控制流程圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器藍(lán)牙控制模塊的控制流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0026]實(shí)施例
[0027]如圖1所示，一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，包括:處理器模塊1、輔助電源模塊2、電壓電流檢測模塊3、RS232串口通信模塊8、PWM驅(qū)動(dòng)電路5、LED驅(qū)動(dòng)電路4、卸荷電路6、保護(hù)電路7。所述處理器模塊I采用AtmegaS單片機(jī)作為控制芯片構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)，所述處理器模塊I與WIFI模塊連接，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)路燈與監(jiān)控中心的通信。所述輔助電源模塊2與處理器模塊I連接，采用UC3844芯片為主控芯片構(gòu)成單端反激式電源，為處理器模塊的控制芯片和各控制電路提供穩(wěn)定的電源。所述電壓電流檢測模塊3與處理器模塊I連接，用來檢測路燈的運(yùn)行狀態(tài)并通過處理器模塊I采集電壓電流數(shù)據(jù)從而產(chǎn)生控制信號，電壓電流檢測模塊3包括對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓、光伏電池板的輸出電壓、蓄電池電壓、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電流和光伏電池板的輸出電流進(jìn)行檢測；其中，電壓檢測電路采用霍爾電壓傳感器采集電壓，在霍爾電壓傳感器的輸出端與電源地之間接入一個(gè)采樣電阻，經(jīng)過采樣電阻獲取的電壓信號，通過電壓跟隨器，再通過兩個(gè)電阻分壓后進(jìn)入單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換；電流檢測電路采用霍爾電流傳感器采集電流，在霍爾電流傳感器與電源地之間接入一個(gè)采樣電阻，將通過霍爾電流傳感器的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)過電壓跟隨器進(jìn)行阻抗變換，電壓跟隨器輸出的電壓信號經(jīng)過兩個(gè)電阻分壓后進(jìn)入單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。所述藍(lán)牙控制模塊9通過RS232串口通信模塊8與處理器模塊I連接，藍(lán)牙控制模塊9包括I/O模塊、MCU芯片、DSP芯片和RAM芯片，其中DSP芯片采用TI公司的CC2540，電壓電流檢測電模塊3將檢測到的電壓信號和電流信號進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，通過RS232串口通信模塊8進(jìn)入藍(lán)牙控制模塊9的I/O接口，信號通過藍(lán)牙控制模塊9轉(zhuǎn)換為藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)發(fā)送出去，同時(shí)，智能手機(jī)采用基于Android系統(tǒng)的智能手機(jī)監(jiān)控軟件，接收藍(lán)牙控制模塊9發(fā)出的藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)，通過監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對風(fēng)光互補(bǔ)路燈的電壓電流狀態(tài)監(jiān)控功能；基于Android系統(tǒng)的智能手機(jī)監(jiān)控軟件，包括以下兩個(gè)方面的功能:1:通過藍(lán)牙控制模塊9和監(jiān)控軟件采集光伏太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓和輸出電流、蓄電池的端電壓和電流數(shù)據(jù)，并進(jìn)行顯示；2:電壓電流檢測模塊3采集并通過藍(lán)牙控制模塊9發(fā)送到智能手機(jī)的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析判斷當(dāng)前路燈的狀態(tài)是否異常，一旦發(fā)生異常就會產(chǎn)生報(bào)警信號。所述PWM驅(qū)動(dòng)電路5與處理器模塊I連接，包括兩個(gè)PWM驅(qū)動(dòng)電路，分別用來驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)兩路DC/DC變換器，驅(qū)動(dòng)電路采用變壓器耦合驅(qū)動(dòng)器，變壓器的原邊采用二極管和電容構(gòu)成復(fù)位電路防止磁芯飽和，單片機(jī)產(chǎn)生的PWM信號的電平高低，導(dǎo)致變壓器原邊電壓的極性不同，從而控制變壓器副邊主開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)閉。所述LED驅(qū)動(dòng)電路4與處理器模塊I連接，采用LT3791驅(qū)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)LED路燈。所述卸荷電路6與處理器模塊I連接，當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)異常情況時(shí)將多余的能量卸放掉，卸荷電路6采用PWM卸荷電路，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電經(jīng)過三相整流橋后變?yōu)橹绷麟姡cMOS管和大功率電阻相連，電壓電流檢測模塊3通過檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)經(jīng)整流后的輸出電壓，當(dāng)輸出電壓達(dá)到設(shè)定點(diǎn)時(shí)，單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號控制MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而控制大功率電阻接入風(fēng)機(jī)電路的時(shí)間，大功率電阻具有消耗能量的功能，從而將多余的能量耗散掉；所述保護(hù)電路7與處理器模塊I連接，包括蓄電池過充過放保護(hù)電路、蓄電池反接保護(hù)電路、太陽能電池組反接保護(hù)電路。
[0028]如圖2所示，是控制本發(fā)明的可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器的控制方法，包括以下步驟:
[0029]步驟一、對單片機(jī)進(jìn)行初始化操作，并檢測風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出電壓，當(dāng)電壓超過卸荷限定值時(shí)，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓的值來調(diào)整卸荷電路開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號的PWM占空t:匕,啟動(dòng)卸荷電路；
[0030]步驟二、檢測蓄電池的狀態(tài)，當(dāng)檢測到蓄電池的電壓處于過充或者過放狀態(tài)，則啟動(dòng)過充過放保護(hù)電路，切斷負(fù)載；檢測到蓄電池處于充電的初級階段，則采用MPPT限流充電方式，MPPT即最大功率追蹤方法，使光伏太陽能電池板工作在最大功率點(diǎn)；
[0031]步驟三、檢測蓄電池狀態(tài)，當(dāng)蓄電池容量達(dá)到90%時(shí)，采用恒壓充電方式，同時(shí)檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓，根據(jù)輸出電壓值判斷是否需要啟動(dòng)卸荷電路，當(dāng)檢測到蓄電池的充電電流小于1/100C，所述C為蓄電池容量，表明蓄電池已經(jīng)充滿，然后進(jìn)入浮充階段，即使蓄電池兩端電壓保持在一個(gè)固定值。
[0032]如圖3所示，在步驟三中，通過藍(lán)牙控制模塊和智能手機(jī)監(jiān)控軟件對路燈蓄電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，其具體監(jiān)測方法包括如下步驟:
[0033]步驟A、對藍(lán)牙控制模塊進(jìn)行初始化，直到初始化過程完成，接收數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)是來自處理器模塊的單片機(jī)，還是來自藍(lán)牙控制模塊；即判斷是電壓電流檢測模塊采樣的電壓電流經(jīng)過單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)，還是智能手機(jī)通過藍(lán)牙控制模塊寫入的數(shù)據(jù)；
[0034]步驟B、如果數(shù)據(jù)來自單片機(jī)串口，則將數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，取出有效數(shù)據(jù)，然后封包成藍(lán)牙數(shù)據(jù)發(fā)送至智能手機(jī)；如果數(shù)據(jù)來自藍(lán)牙射頻，即智能手機(jī)通過藍(lán)牙發(fā)送的數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)解析，取出有效數(shù)據(jù)，然后封包成RS232數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機(jī)串口。
[0035]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，其特征在于:包括處理器模塊、輔助電源模塊、電壓電流檢測模塊、RS232串口通信模塊、PWM驅(qū)動(dòng)電路、LED驅(qū)動(dòng)電路、卸荷電路和保護(hù)電路；所述輔助電源模塊、電壓電流檢測模塊、LED驅(qū)動(dòng)電路、卸荷電路、保護(hù)電路分別與處理器模塊連接；所述處理器模塊通過RS232串口通信模塊與藍(lán)牙控制模塊連接，同時(shí)與WIFI模塊連接；所述PWM驅(qū)動(dòng)電路與處理器模塊連接，所述PWM驅(qū)動(dòng)電路包括第一 PWM驅(qū)動(dòng)電路和第二 PWM驅(qū)動(dòng)電路，所述第一 PWM驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的DC/DC變換器，所述第二 PWM驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的DC/DC變換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，其特征在于:所述的處理器模塊包括單片機(jī)及其最小系統(tǒng)，單片機(jī)采用ATmegaS芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，其特征在于:所述的輔助電源模塊采用單端反激式電源，為單片機(jī)和各控制電路提供穩(wěn)定的電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，其特征在于:所述的電壓電流檢測模塊包括電壓監(jiān)測電路和電流檢測電路，用于對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓、光伏電池板的輸出電壓、蓄電池電壓、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電流和光伏電池板的輸出電流進(jìn)行檢測。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，其特征在于:所述的藍(lán)牙控制模塊包括I/o模塊、MCU芯片、DSP芯片和RAM芯片；其中DSP芯片采用TI公司的CC2540，所述的LED驅(qū)動(dòng)電路包括LED驅(qū)動(dòng)芯片及其外圍電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，其特征在于:所述的卸荷電路采用PWM卸荷電路；單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號經(jīng)推挽電路放大后驅(qū)動(dòng)MOS管，MOS管與大功率電阻串聯(lián)，大功率電阻用于消耗能量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，其特征在于:所述保護(hù)電路包括蓄電池過充過放保護(hù)電路、蓄電池反接保護(hù)電路、太陽能電池組反接保護(hù)電路；所述WIFI模塊包括WIFI芯片及其接口電路，所述WIFI模塊與監(jiān)控中心通過WIFI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通?目。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，其特征在于:還包括智能手機(jī)和基于Android平臺的手機(jī)監(jiān)控軟件，通過藍(lán)牙控制模塊將處理器模塊檢測處理后的電壓電流數(shù)據(jù)發(fā)送至智能手機(jī)，再通過監(jiān)控軟件對風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器的狀態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)控。
9.一種控制權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器的控制方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一、對單片機(jī)進(jìn)行初始化操作，并檢測風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出電壓，當(dāng)電壓值超過卸荷限定值時(shí)，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓的值來調(diào)整卸荷電路開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號的PWM占空比，啟動(dòng)卸荷電路； 步驟二、檢測蓄電池的狀態(tài)，當(dāng)檢測到蓄電池的電壓處于過充或者過放狀態(tài)，則啟動(dòng)過充過放保護(hù)電路，切斷負(fù)載；檢測到蓄電池處于充電的初級階段，則采用MPPT限流充電方式，MPPT即最大功率跟蹤控制方法，使光伏太陽能電池板工作在最大功率點(diǎn)； 步驟三、檢測蓄電池狀態(tài)，當(dāng)蓄電池容量達(dá)到90%時(shí)，采用恒壓充電方式，同時(shí)檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓，根據(jù)輸出電壓值判斷是否需要啟動(dòng)卸荷電路，當(dāng)檢測到蓄電池的充電電流小于1/100C，所述C為蓄電池容量，表明蓄電池已經(jīng)充滿，然后進(jìn)入浮充階段，即使蓄電池兩端電壓保持在一個(gè)固定值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，在步驟三中，通過藍(lán)牙控制模塊和智能手機(jī)監(jiān)控軟件對路燈的蓄電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，其具體監(jiān)測方法包括如下步驟: 步驟A、對藍(lán)牙控制模塊進(jìn)行初始化，直到初始化過程完成，接收數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)是來自處理器模塊的單片機(jī)，還是來自藍(lán)牙控制模塊；即判斷是電壓電流檢測模塊采樣的電壓電流經(jīng)過單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)，還是智能手機(jī)通過藍(lán)牙控制模塊寫入的數(shù)據(jù)； 步驟B、如果數(shù)據(jù)來自單片機(jī)串口，則將數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，取出有效數(shù)據(jù)，然后封包成藍(lán)牙數(shù)據(jù)發(fā)送至智能手機(jī)；如果數(shù)據(jù)來自藍(lán)牙射頻，即智能手機(jī)通過藍(lán)牙發(fā)送的數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)解析，取出有效數(shù)據(jù)，然后封包成RS232數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機(jī)串口。
【文檔編號】H05B37/02GK104333941SQ201410486077
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】吳玉香, 唐一純, 文尚勝 申請人:華南理工大學(xué)