路面路燈自供電系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明系統(tǒng)，尤其涉及一種自供電形式的路燈照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]路燈照明系統(tǒng)為車輛的安全行駛保駕護航，目前路燈大都有市電供給，需要鋪設(shè)大量的路燈供電線路，特別是偏遠路段，浪費資源。在路燈的開關(guān)方式上，一般采用定時開啟或關(guān)閉，但這種開光方式需要根據(jù)季節(jié)調(diào)整開關(guān)時間，費時費力，并且在特殊天氣條件下不能智能開啟，會對路面行車安全造成影響;也有路燈開關(guān)方式采用光感傳感器控制，雖然智能化程度高，不需要實時調(diào)節(jié)，會根據(jù)光線強度自行開啟或者關(guān)閉，但是路燈在開啟后，無論路面是否有車，都呈常亮狀態(tài)，浪費電力資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種節(jié)能環(huán)保，自動化程度高的路燈系統(tǒng)。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:路面路燈自供電系統(tǒng)，路面上設(shè)有壓電陶瓷，所述壓電陶瓷輸出電能經(jīng)壓電換能器、穩(wěn)壓電路輸送至儲能單元，所述儲能單元為路燈光源供電。
[0005]系統(tǒng)設(shè)有光線強度傳感器并將采集的光線強度信號輸送至控制器，所述壓電陶瓷輸出端設(shè)有電信號采集單元并輸出電能信號至控制器，所述儲能單元與路燈光源之間的供電線路上設(shè)有第一繼電器，所述第一繼電器由控制器控制通斷。
[0006]每個路燈光源設(shè)有獨立的路面路燈自供電系統(tǒng)，每個路燈光源的路面路燈自供電系統(tǒng)中的電信號采集單元采集的是所在道路側(cè)位于來車方向上另一個路面路燈自供電系統(tǒng)中的壓電陶瓷的電信號。
[0007]所述儲能單元為超級電容，所述路燈光源為LED光源，所述壓電陶瓷預(yù)埋在瀝青路面中。
[0008]所述的路燈光源配有副燈，所述副燈通過第二繼電器連接儲能單元，所述的第二繼電器由控制器控制通斷。
[0009]所述儲能單元設(shè)有電量監(jiān)測單元，所述電量監(jiān)測單元輸出剩余電量信號至控制器，所述控制器輸出切換信號至電源切換單元，所述電源切換單元的一個輸入端連接儲能單元，另一個輸入端連接市電，所述電源切換單元的輸出端連接第一繼電器和第二繼電器。
[0010]基于路面路燈自供電系統(tǒng)的控制方法，系統(tǒng)啟動后，當控制器接收光線強度信號小于預(yù)設(shè)閾值，且接收到接收壓電陶瓷的電信號時，使第一繼電器通路點亮路燈光源額定時間。
[0011]若控制器接收光線強度信號小于預(yù)設(shè)閾值，且接收到接收壓電陶瓷的電信號時第一繼電器處于導(dǎo)通狀態(tài)，則延長第一繼電器導(dǎo)通時間，延長的導(dǎo)通時間等于額定時間。
[0012]系統(tǒng)啟動后，當控制器接收光線強度信號小于預(yù)設(shè)閾值，則使第二繼電器通路點亮副燈，當控制器接收光線強度信號大于等于預(yù)設(shè)閾值，則使第二繼電器斷路關(guān)閉副燈。
[0013]若控制器監(jiān)測儲能單元的剩余電量低于預(yù)設(shè)下線電量閾值，則控制電源切換單元轉(zhuǎn)由市電供電，若控制器監(jiān)測到儲能單元的剩余電量大于預(yù)設(shè)上限電量閾值，則控制電源切換單元轉(zhuǎn)由儲能單元供電，所述預(yù)設(shè)下線電量閾值小于預(yù)設(shè)上限電量閾值。
[0014]本發(fā)明利用壓電材料制作的壓電發(fā)電裝置具有環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易于實現(xiàn)等優(yōu)點，能夠有效的節(jié)約道路照明系統(tǒng)的建設(shè)和使用成本，提高了道路照明的自動化程度，保證路段行車安全。
【附圖說明】
[0015]下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達的內(nèi)容簡要說明:
[0016]圖1為路面路燈自供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0017]隨著人類的發(fā)展，人們對可靠的不間斷電力能源的需求不斷增加，同時人們的環(huán)保意識也日益增強，對清潔、環(huán)保、可靠、廉價的新能源研究成了新的研究熱點。近年來利用壓電材料進行能量收集的研究越來越受到人們關(guān)注，其節(jié)能環(huán)保的特性也備受人們的青睞。利用壓電材料制作的壓電發(fā)電裝置具有環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易于實現(xiàn)等優(yōu)點。
[0018]如圖1所示，路面路燈自供電系統(tǒng)通過壓電陶瓷發(fā)電，壓電陶瓷是一種常用的、具有壓電效應(yīng)的多晶體壓電材料，在機械外力的作用下而產(chǎn)生形變，使帶電粒子發(fā)生相對位移，從而在晶體表面激發(fā)正負束縛電荷。壓電陶瓷預(yù)埋在瀝青路面中，當車輛經(jīng)過埋有壓電陶瓷材料的路面上時，產(chǎn)生壓力以及震動，壓電振子作為壓電換能器的核心部件，在材料極化方向和激勵作用一定的情況下，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，通過整流電路，將壓電換能器的來的電能轉(zhuǎn)化為直流電，經(jīng)過穩(wěn)壓電路，將電路電壓調(diào)整至發(fā)光二極管可點亮的范圍內(nèi)。
[0019]壓電陶瓷輸出電能經(jīng)壓電換能器、穩(wěn)壓電路輸送至儲能單元存儲，儲能單元優(yōu)選超級電容，儲能單元為路燈光源供電。儲能單元與路燈光源之間的供電線路上設(shè)有第一繼電器，即第一繼電器的輸出端串聯(lián)在儲能單元與路燈光源之間的供電線路上，第一繼電器由控制器控制通斷，從而可以控制路燈光源電點亮或關(guān)閉。若路上車輛不多時，為了節(jié)約電能，可以不必點亮耗電量大的路燈光源，可以在每個路燈上設(shè)置一個副燈，相對功率較小一些，副燈通過第二繼電器連接儲能單元，即第二繼電器的輸出端串聯(lián)在儲能單元與副燈之間的供電線路上，第二繼電器由控制器控制通斷。
[0020]為了方便控制路燈點亮時機，在光線不足時，能夠自動點亮，系統(tǒng)設(shè)有光線強度傳感器并將采集的光線強度信號輸送至控制器，光線強度傳感器優(yōu)選固定在路燈頂端，優(yōu)選在光線強度傳感器的周圍設(shè)置隔光護罩，僅上部開口，用于接收外部光線強度，從而避免車燈、城市其他照明設(shè)施對光線強度傳感器的靈敏度產(chǎn)生影響。
[0021]為了進一步控制點亮時機，只有在有車來來時才點亮路燈光源，則壓電陶瓷輸出端設(shè)有電信號采集單元并輸出電能信號至控制器。壓電陶瓷產(chǎn)生電能則說明有車經(jīng)過，則可以利用控制器使第一繼電器導(dǎo)通，道路上每一個路燈均為一個獨立的路面路燈自供電系統(tǒng)，為了具有一定的預(yù)判性能，每個路燈光源