專利名稱：太陽能led路燈監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術：
進入21世紀的人類面臨的三大主要問題是能源、環(huán)境和經(jīng)濟，能源和經(jīng)濟問題日益成為制約社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，人類當前所使用的礦物能源日趨耗盡，環(huán)境污染日益嚴重，在嚴峻的能源替代形勢和人類生態(tài)環(huán)境逐漸惡化的雙重壓力下，開發(fā)新能源成為世界各國關注的焦點，開發(fā)可再生而且不污染環(huán)境的清潔能源的任務已經(jīng)迫在眉睫。太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的無污染的潔凈能源，已被公認為未來解決能源危機的最有效能源；LED燈具有壽命長、高效節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢。因此，把太陽能與LED 路燈有機地結合在一起開發(fā)出的太陽能LED路燈是當今路燈發(fā)展的趨勢所向。目前市場上路燈多是高壓鈉燈，園區(qū)路燈有些是LED路燈、有些是太陽能LED路燈，然而，都沒有對蓄電池以及LED燈的顯示進行有效的管理和監(jiān)控，如無法根據(jù)日照強度來控制蓄電池是蓄電或是放電；在夜間，路燈無法遙感有沒有人或車靠近，一直處于常開狀態(tài)，浪費蓄電池的電量?？傮w而言，傳統(tǒng)太陽能LED路燈的能源利用率不高，可靠性不強。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有太陽能LED路燈的不足，提供一種太陽能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)太陽能LED路燈的顯示無法得到有效的管理和監(jiān)控，無法根據(jù)日照強度來控制蓄電池是蓄電或是放電；在夜間，路燈無法遙感有沒有人或車靠近，一直處于常開狀態(tài)，浪費蓄電池的電量，蓄電池電量低時無法自動切換至市電電源，能源利用率低及可靠性
差等缺點。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的太陽能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，它包括太陽能電池組件、系統(tǒng)控制器、光傳感器、供電電源、至少一個LED路燈、紅外線光感應器件和遠程數(shù)據(jù)傳輸模塊，太陽能電池組件、光傳感器和紅外線光感應器件的輸出分別與系統(tǒng)控制器連接，每個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市電電源和一個蓄電池，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)控制器的一個充電輸出還與蓄電池連接；所述的遠程數(shù)據(jù)傳輸模塊包括電力載波模塊或 GPRS模塊，系統(tǒng)控制器通過電力載波模塊與市電線路連接，系統(tǒng)控制器通過GPRS模塊與 GPRS無線網(wǎng)絡連接。本發(fā)明還包括一個時鐘電路，時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)控制器包括信號處理電路、A/D采樣電路、主電路和微處理器， 信號處理電路、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左右時控制蓄電池對LED路燈放電，蓄電池為LED路燈提供供電電源；系統(tǒng)控制器根據(jù)夜晚不同的時間段人們對照度的不同要求，監(jiān)控太陽能LED路燈的輸入功率，根據(jù)太陽能電池白天吸收能量的大小，監(jiān)控太陽能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程，起到保護蓄電池的作用，蓄電池充放電采用最大功率點跟蹤算法提升了太陽能電池板的光電轉換效率；采用具有MPPT的脈寬調制三段式監(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充和過放，延長了蓄電池的使用壽命；
(3)根據(jù)系統(tǒng)設置的時間，如夜間10點或11點以后，路上行人和車輛較少，熄滅LED路燈，一旦有人員或車輛經(jīng)過時進入感應區(qū)，紅外線光感應器件將感應到的信號傳輸給系統(tǒng)控制器，點亮LED路燈；人員或車輛經(jīng)過以后，經(jīng)過一定延時后熄滅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)可通過電力載波或GPRS方式實時上傳系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，便于及時發(fā)現(xiàn)故障并解決問題，為遠程監(jiān)控提供了方便。


圖I為本發(fā)明結構示意框圖。
具體實施例方式下面結合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案如圖I所示，太陽能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，它包括太陽能電池組件、系統(tǒng)控制器、光傳感器、供電電源、至少一個LED路燈、 紅外線光感應器件和遠程數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述的系統(tǒng)控制器包括信號處理電路、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變換器為分時復用電路，白天作為太陽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；信號處理電路及A/D采樣電路中的電流采樣電路為分時復用電路，白天用作充電電流采樣、夜晚用作放電電流采樣。，太陽能電池組件、光傳感器和紅外線光感應器件的輸出分別與系統(tǒng)控制器連接，每個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市電電源和一個蓄電池，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)控制器的一個充電輸出還與蓄電池連接。所述的遠程數(shù)據(jù)傳輸模塊包括電力載波模塊或GPRS模塊，系統(tǒng)控制器通過電力載波模塊與市電線路連接，系統(tǒng)控制器通過GPRS模塊與GPRS無線網(wǎng)絡連接。它還包括一個時鐘電路，時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能電池組件將太陽能轉變成電能并對蓄電池充電， 充電控制和照明控制主要由系統(tǒng)控制器來完成。充電時，系統(tǒng)控制器對蓄電池充電過程中的狀態(tài)進行監(jiān)測，根據(jù)蓄電池的狀態(tài)選擇充電方式，以及防止蓄電池過充。放電時，系統(tǒng)控制器對蓄電池放電過程中的狀態(tài)進行監(jiān)測，當檢測到蓄電池電量過低時，立即停止蓄電池對負載的LED路燈供電并切換到市電電源，起到保護蓄電池的作用。蓄電池充放電采用最大功率點跟蹤(MPPT)算法，提升了太陽能電池板的光電轉換效率；采用具有MPPT的脈寬調制三段式監(jiān)控法去監(jiān)控蓄電池剩余荷電容量(SOC)的充電/放電算法，有效避免了過充和過放，延長了蓄電池的使用壽命。
系統(tǒng)控制器分時、分壓進行監(jiān)控，根據(jù)夜晚不同的時間段人們對照度的不同要求， 監(jiān)控太陽能LED路燈的輸入功率，以及根據(jù)太陽能電池白天吸收能量的大小，監(jiān)控太陽能 LED路燈的輸出功率，根據(jù)蓄電池剩余荷電容量(SOC)的數(shù)學模型實時對蓄電池的剩余容量的檢測，進而自動調整LED負載，根據(jù)SOC以及照明的需求對于LED進行調光監(jiān)控可以進一步達到節(jié)能的效果。夜色降臨時，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LED路燈進行放電，蓄電池為LED路燈提供供電電源，LED路燈被點亮，一直到夜間 10點或11點，路上沒有行人了，為了節(jié)約能源，熄滅LED路燈，一旦有行人或車輛經(jīng)過時，進入紅外線光感應器件的感應區(qū)域，紅外線光感應器件將感應到的信號傳輸給系統(tǒng)控制器， 點亮LED路燈,為行人或車輛提供光照；行人或車輛經(jīng)過后，通過一定的延時后熄滅LED路燈。電力載波模塊或GRPS模塊即時將系統(tǒng)中每個太陽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)上傳至遠程控制端，便于及時發(fā)現(xiàn)故障并解決問題，為系統(tǒng)的遠程監(jiān)控提供了方便。
權利要求
1.太陽能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于它包括太陽能電池組件、系統(tǒng)控制器、光傳感器、供電電源、至少一個LED路燈、紅外線光感應器件和遠程數(shù)據(jù)傳輸模塊，太陽能電池組件、光傳感器和紅外線光感應器件的輸出分別與系統(tǒng)控制器連接，每個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市電電源和一個蓄電池，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)控制器的一個充電輸出還與蓄電池連接；所述的遠程數(shù)據(jù)傳輸模塊包括電力載波模塊或GPRS模塊，系統(tǒng)控制器通過電力載波模塊與市電線路連接，系統(tǒng)控制器通過GPRS模塊與GPRS無線網(wǎng)絡連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的太陽能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于它還包括一個時鐘電路，時鐘電路的輸出與系統(tǒng)控制器連接。
3.根據(jù)權利要求I所述的太陽能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)控制器包括信號處理電路、A/D米樣電路、主電路和微處理器,信號處理電路、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)明公開了一種太陽能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)，它包括太陽能電池組件、系統(tǒng)控制器、光傳感器、供電電源、LED路燈、紅外線光感應器件和遠程數(shù)據(jù)傳輸模塊，太陽能電池組件、光傳感器和紅外線光感應器件的輸出分別與系統(tǒng)控制器連接，每個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)控制器通過電力載波模塊與市電線路連接，系統(tǒng)控制器通過GPRS模塊與GPRS無線網(wǎng)絡連接。本發(fā)明控制器保護蓄電池，延長了蓄電池的使用壽命；無人時關閉路燈，紅外線光感應器件感應到行人或車輛再點亮路燈，具有蓄電池電量消耗低，能源利用率高等特點。
文檔編號H05B37/02GK102595716SQ20121001711
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權日2012年1月19日
發(fā)明者吳開強, 李志 , 李梅, 武志學, 趙陽, 韓輝鵬 申請人:成都國騰實業(yè)集團有限公司