基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明的基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)，包括太陽能光伏組件、控制器、蓄電池以及照明路燈，控制器的輸入端連接有用光敏探頭和攝像頭；控制器以時(shí)間、光照強(qiáng)度和能見度作為控制照明路燈關(guān)閉和開啟的觸發(fā)條件。本發(fā)明的控制方法，包括a).判斷所處時(shí)間段；b).判斷光照強(qiáng)度；c).采集灰度值圖像；d).判斷能見度，如果V小于Vi，則執(zhí)行步驟e)；e).開啟路燈。本發(fā)明的太陽能路燈控制系統(tǒng)及控制方法，不僅可從時(shí)間上對(duì)照明路燈的開啟狀態(tài)進(jìn)行控制，而且當(dāng)外界的光照強(qiáng)度、能見度低于設(shè)定值時(shí)，也可開啟照明路燈，實(shí)現(xiàn)了陰雨、大霧、霧霾天氣的照明，避免了交通事故的發(fā)生。
【專利說明】基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能路燈控制系統(tǒng)及方法，更具體的說，尤其涉及一種基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]路燈照明是城市建設(shè)中重要的公共設(shè)施的組成部分，城市規(guī)模的日益擴(kuò)大，如何將節(jié)約能源與保證路燈照明質(zhì)量之間取得有效平衡成為我國城市發(fā)展的一個(gè)重要課題。路燈因?yàn)榫嚯x較長使用低壓線路輸電的方法存在巨大的線損，是城市公共設(shè)施的耗電大戶。太陽能不但是一次能源，也是可再生能源，無需運(yùn)輸沒有任何污染，因此利用太陽能路燈照明成為城市節(jié)能降耗的有效手段。
[0003]近些年，我國在路燈節(jié)能控制的研究中取得了很多優(yōu)秀的成果，這些優(yōu)秀的成果推動(dòng)了我國在城市建設(shè)中的路燈管理與監(jiān)控的智能化與自動(dòng)化。例如太陽能路燈普遍采用的光控加時(shí)控的開關(guān)模式。光敏探頭檢測環(huán)境照度，當(dāng)環(huán)境照度低于設(shè)定值時(shí)控制電路再檢測時(shí)間參數(shù)是否達(dá)到設(shè)定開關(guān)值，光強(qiáng)和時(shí)間同時(shí)達(dá)到設(shè)定值后太陽能照明開光即打開。但是在惡劣環(huán)境下依據(jù)時(shí)間、光照線性控制的方法過于單一，加上光敏的控制容易受到粉塵與雨雪的污染，造成路燈開關(guān)的控制方式和準(zhǔn)確率無法達(dá)到要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問題的缺點(diǎn)，提供了一種基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)及方法。
[0005]本發(fā)明的基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)，包括太陽能光伏組件、控制器、蓄電池以及照明路燈，所述太陽能光伏組件的輸出經(jīng)控制器與蓄電池的電源端相連接，太陽能光伏組件和蓄電池經(jīng)控制器給照明路燈提供電能，控制器具有采集、運(yùn)算和控制作用；其特別之處在于:所述控制器的輸入端連接有用于光照強(qiáng)度采集的光敏探頭以及進(jìn)行圖像采集的攝像頭；控制器通過判斷攝像頭所采集的遠(yuǎn)處標(biāo)示物的清晰程度，來判斷能見度的大小，控制器以時(shí)間、光照強(qiáng)度和能見度作為控制照明路燈關(guān)閉和開啟的觸發(fā)條件。
[0006]本發(fā)明的基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)的控制方法，其特別之處在于，通過以下步驟來實(shí)現(xiàn):a).判斷所處時(shí)間段，控制器判斷當(dāng)前時(shí)間段是處于路燈開啟時(shí)間段內(nèi)還是處于路燈關(guān)閉時(shí)間段內(nèi)，如果處于路燈開啟時(shí)間段內(nèi)，則執(zhí)行步驟e);如果處于路燈關(guān)閉時(shí)間段內(nèi)，則執(zhí)行步驟b) ；b).判斷光照強(qiáng)度，控制器通過光敏探頭檢測外界的光照強(qiáng)度值，并判斷光照強(qiáng)度值是否低于路燈開啟的光照強(qiáng)度閥值Lx，如果低于光照強(qiáng)度閥值Lx，則執(zhí)行步驟e);如果高于照強(qiáng)度閥值Lx，則執(zhí)行步驟c) ；c).采集圖像，控制器通過攝像頭采集標(biāo)志物的灰度值圖像，并求出采集圖像中所有像素灰度值的平均值；d).判斷能見度，控制器判斷圖像所有像素灰度值的平均值V，是否低于路燈需開啟的能見度條件下標(biāo)示物圖像灰度值的平均值Vi，如果V小于Vi，則執(zhí)行步驟e);如果V大于ViJlJ執(zhí)行步驟a) ；e).開啟路燈，控制器接通蓄電池與照明路燈的連接，開啟路燈照明，延時(shí)一段時(shí)間后執(zhí)行步驟a)。
[0007]本發(fā)明的基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)的控制方法，步驟b)中所述的路燈開啟的光照強(qiáng)度閥值LX=50LUX。
[0008]本發(fā)明的基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)的控制方法，步驟d)中所述的圖像灰度值的平局值Vi通過以下步驟來獲取:d-l).安放標(biāo)示物，將標(biāo)示物設(shè)置于攝像頭可拍攝的位置處；d-2).采集對(duì)比圖像，在外界能見度為150?200m的情況下，控制器通過攝像頭采集標(biāo)示物的灰度值圖像；d-3).計(jì)算對(duì)比平均值，對(duì)于步驟d-2)中所述的灰度值圖像，控制器計(jì)算所有像素灰度值的平均值，該平均值即為Vi。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的太陽能路燈控制系統(tǒng)及控制方法，通過設(shè)置與控制器相連接的光敏探頭和攝像頭，有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)外界光照強(qiáng)度和能見度的檢測，不僅可從時(shí)間上對(duì)照明路燈的開啟狀態(tài)進(jìn)行控制，而且當(dāng)外界的光照強(qiáng)度、能見度低于設(shè)定值時(shí)，也可開啟照明路燈，實(shí)現(xiàn)了陰雨、大霧、霧霾天氣的照明，避免了交通事故的發(fā)生，保證了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，有益效果顯著，便于應(yīng)用推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)的原理圖。
[0011]圖中:1太陽能光伏組件，2控制器，3照明路燈，4蓄電池，5光敏探頭，6攝像頭，7監(jiān)控中心，8標(biāo)示物。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013]如圖1所示，給出了發(fā)明的基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)的原理圖，其包括太陽能光伏組件1、控制器2、照明路燈3、蓄電池4、光敏探頭5、攝像頭6、監(jiān)控中心7、標(biāo)示物8 ;所示的控制器2具有信號(hào)采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算和控制輸出的作用，太陽能光伏組件I通過控制器2與蓄電池4連接，用于將太陽能光伏組件I化為的電能存儲(chǔ)在蓄電池4中。蓄電池4的電源端經(jīng)控制器2與照明路燈3的電源端相連接，在控制器2的控制作用下，控制照明路燈3是否開啟。
[0014]所示的光敏探頭5和攝像頭6均與控制器2的輸入端相連接，控制器2通過光敏探頭5檢測外界的光照強(qiáng)度，當(dāng)光照強(qiáng)度過低時(shí)則開啟照明路燈3進(jìn)行照明?？刂破?通過攝像頭6采集標(biāo)示物8的灰度值圖像，并根據(jù)圖像中所有像素灰度值的平均值的大小，來判斷外界能見度的高度，在能見度較低時(shí)，則開啟照明路燈3進(jìn)行照明。
[0015]本發(fā)明的基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)的控制方法，通過以下步驟來實(shí)現(xiàn):
a).判斷所處時(shí)間段，控制器判斷當(dāng)前時(shí)間段是處于路燈開啟時(shí)間段內(nèi)還是處于路燈關(guān)閉時(shí)間段內(nèi)，如果處于路燈開啟時(shí)間段內(nèi)，則執(zhí)行步驟e);如果處于路燈關(guān)閉時(shí)間段內(nèi)，則執(zhí)行步驟b)；
b).判斷光照強(qiáng)度，控制器通過光敏探頭檢測外界的光照強(qiáng)度值，并判斷光照強(qiáng)度值是否低于路燈開啟的光照強(qiáng)度閥值Lx，如果低于光照強(qiáng)度閥值Lx，則執(zhí)行步驟e);如果高于照強(qiáng)度閥值Lx，則執(zhí)行步驟c)；
該步驟中，所述的路燈開啟的光照強(qiáng)度閥值LX=50LUX。
[0016]c).采集圖像，控制器通過攝像頭采集標(biāo)志物的灰度值圖像，并求出采集圖像中所有像素灰度值的平均值；
d).判斷能見度，控制器判斷圖像所有像素灰度值的平均值V，是否低于路燈需開啟的能見度條件下標(biāo)示物圖像灰度值的平均值Vi，如果V小于Vi，則執(zhí)行步驟e);如果V大于Vi，則執(zhí)行步驟a)；
該步驟中，所述的圖像灰度值的平局值Vi通過以下步驟來獲取: d-Ι).安放標(biāo)示物，將標(biāo)示物設(shè)置于攝像頭可拍攝的位置處；
d-2).采集對(duì)比圖像，在外界能見度為150?200m的情況下，控制器通過攝像頭采集標(biāo)示物的灰度值圖像；
d-3).計(jì)算對(duì)比平均值，對(duì)于步驟d-2)中所述的灰度值圖像，控制器計(jì)算所有像素灰度值的平均值，該平均值即為Vi。
[0017]e).開啟路燈，控制器接通蓄電池與照明路燈的連接，開啟路燈照明，延時(shí)一段時(shí)間后執(zhí)行步驟a)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)，包括太陽能光伏組件(I)、控制器(2)、蓄電池(4)以及照明路燈(3)，所述太陽能光伏組件的輸出經(jīng)控制器與蓄電池的電源端相連接，太陽能光伏組件和蓄電池經(jīng)控制器給照明路燈提供電能，控制器具有采集、運(yùn)算和控制作用；其特征在于:所述控制器的輸入端連接有用于光照強(qiáng)度采集的光敏探頭(5)以及進(jìn)行圖像采集的攝像頭(6);控制器通過判斷攝像頭所采集的遠(yuǎn)處標(biāo)示物(8)的清晰程度，來判斷能見度的大小，控制器以時(shí)間、光照強(qiáng)度和能見度作為控制照明路燈關(guān)閉和開啟的觸發(fā)條件。
2.一種基于權(quán)利要求1所述的基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，通過以下步驟來實(shí)現(xiàn): a).判斷所處時(shí)間段，控制器判斷當(dāng)前時(shí)間段是處于路燈開啟時(shí)間段內(nèi)還是處于路燈關(guān)閉時(shí)間段內(nèi)，如果處于路燈開啟時(shí)間段內(nèi)，則執(zhí)行步驟e);如果處于路燈關(guān)閉時(shí)間段內(nèi)，則執(zhí)行步驟b)； b).判斷光照強(qiáng)度，控制器通過光敏探頭檢測外界的光照強(qiáng)度值，并判斷光照強(qiáng)度值是否低于路燈開啟的光照強(qiáng)度閥值Lx，如果低于光照強(qiáng)度閥值Lx，則執(zhí)行步驟e);如果高于照強(qiáng)度閥值Lx，則執(zhí)行步驟c)； c).采集圖像，控制器通過攝像頭采集標(biāo)志物的灰度值圖像，并求出采集圖像中所有像素灰度值的平均值； d).判斷能見度，控制器判斷圖像所有像素灰度值的平均值V，是否低于路燈需開啟的能見度條件下標(biāo)示物圖像灰度值的平均值Vi，如果V小于Vi，則執(zhí)行步驟e);如果V大于Vi，則執(zhí)行步驟a)； e).開啟路燈，控制器接通蓄電池與照明路燈的連接，開啟路燈照明，延時(shí)一段時(shí)間后執(zhí)行步驟a)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:步驟b)中所述的路燈開啟的光照強(qiáng)度閥值LX=50LUX。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于時(shí)間、照度和能見度的太陽能路燈控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，步驟d)中所述的圖像灰度值的平局值Vi通過以下步驟來獲取: d-Ι).安放標(biāo)示物，將標(biāo)示物設(shè)置于攝像頭可拍攝的位置處； d-2).采集對(duì)比圖像，在外界能見度為150?200m的情況下，控制器通過攝像頭采集標(biāo)示物的灰度值圖像； d-3).計(jì)算對(duì)比平均值，對(duì)于步驟d-2)中所述的灰度值圖像，控制器計(jì)算所有像素灰度值的平均值，該平均值即為Vi。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104302051SQ201410520378
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】張紀(jì)同, 安百盈, 李玉恒, 公勛, 孫昌健 申請(qǐng)人:山東新帥克能源科技有限公司