一種節(jié)能的鋰電型太陽(yáng)能路燈智能控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種節(jié)能的鋰電型太陽(yáng)能路燈智能控制系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能電池板、LED燈、鋰電池組、智能控制盒和遠(yuǎn)程控制終端，其中，鋰電池組采用多節(jié)鋰電池串聯(lián)連接組成，太陽(yáng)能電池板、LED燈以及鋰電池組均與智能控制盒電連接，智能控制盒包括封裝殼體和設(shè)置在封裝殼體內(nèi)部的集中控制器，集中控制器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程控制終端；集中控制器包括控制主板、電池管理模塊、LED燈恒流驅(qū)動(dòng)模塊、LED燈亮度控制模塊、電池板電壓檢測(cè)模塊和GPRS通信模塊，電池管理模塊、LED燈恒流驅(qū)動(dòng)模塊、LED燈亮度控制模塊、電池板電壓檢測(cè)模塊和GPRS通信模塊均與控制主板相連接。本系統(tǒng)可延長(zhǎng)鋰電池組的使用壽命并能實(shí)現(xiàn)LED路燈亮燈功率及亮燈時(shí)間的智能控制，節(jié)約成本且方便維護(hù)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及太陽(yáng)能路燈照明系統(tǒng)
，尤其涉及一種利用太陽(yáng)能發(fā)電、鋰電池進(jìn)行蓄電的節(jié)能鋰電型LED太陽(yáng)能路燈用智能控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著我國(guó)公路交通網(wǎng)絡(luò)不斷完善，LED路燈越來(lái)越多的作為城市公共照明設(shè)備而鋪設(shè)在公路兩旁。由于太陽(yáng)能電池板的成本已大大降低，并可廣泛應(yīng)用，加之LED路燈省電，因此太陽(yáng)能LED路燈發(fā)展成為現(xiàn)實(shí)。與太陽(yáng)能LED路燈配套使用的儲(chǔ)能裝置是路燈系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，一般采用常規(guī)的價(jià)格較低的鉛酸電池，用于將太陽(yáng)能電池板的收集的電能存儲(chǔ)起來(lái)，供系統(tǒng)在晚間或陰雨天使用。相比于太陽(yáng)能LED路燈系統(tǒng)，鉛酸電池的使用壽命不長(zhǎng)，影響了整個(gè)路燈系統(tǒng)的使用壽命。而具有高效率、高容量、小體積且長(zhǎng)使用壽命等特點(diǎn)的鋰電池正好可以彌補(bǔ)鉛酸電池的缺陷，其充放電次數(shù)可達(dá)3000次，使用壽命與LED燈以及太陽(yáng)能電池板的使用壽命更接近，盡管鋰電池成本較高，使得LED路燈系統(tǒng)一次性投入成本高，但長(zhǎng)期使用，它的投入?yún)s要比鉛酸電池的低。因此在現(xiàn)有的太陽(yáng)能LED路燈系統(tǒng)中采用鋰電池作為儲(chǔ)能裝置已逐漸成為主流。路燈控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和使用一直備受關(guān)注，其有利于提高道路照明質(zhì)量，降低能耗，實(shí)現(xiàn)照明的高效管理。目前，大部分的LED路燈系統(tǒng)都是實(shí)行統(tǒng)一開(kāi)啟和關(guān)閉的亮燈照明規(guī)則，而沒(méi)有考慮到地段、時(shí)間、氣候及人流密度等多方面的因素，這樣不僅造成了相當(dāng)一部分電力資源的浪費(fèi)，而且在一定程度上降低了LED路燈系統(tǒng)的使用壽命，造成LED路燈提前報(bào)廢而影響使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種節(jié)能的鋰電型太陽(yáng)能路燈智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于鋰電池的管理與對(duì)LED燈亮度的智能控制，達(dá)到延長(zhǎng)鋰電池使用壽命并能增長(zhǎng)連續(xù)陰雨天情況下LED路燈的照明時(shí)間，整體上有效提高了LED路燈系統(tǒng)的使用壽命及照明效果。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為，一種節(jié)能的鋰電型太陽(yáng)能路燈智能控制系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能電池板、LED燈、鋰電池組、智能控制盒和遠(yuǎn)程控制終端，所述鋰電池組采用多節(jié)鋰電池串聯(lián)連接組成，所述太陽(yáng)能電池板、LED燈以及鋰電池組均與智能控制盒電連接，所述智能控制盒包括封裝殼體和設(shè)置在封裝殼體內(nèi)部的集中控制器，所述集中控制器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程控制終端；所述集中控制器包括控制主板、電池管理模塊、LED燈恒流驅(qū)動(dòng)模塊、LED燈亮度控制模塊、電池板電壓檢測(cè)模塊和GPRS通信模塊，所述電池管理模塊、LED燈恒流驅(qū)動(dòng)模塊、LED燈亮度控制模塊、電池板電壓檢測(cè)模塊和GPRS通信模塊均與控制主板相連接。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)， 所述電池管理模塊包括電池組電壓均衡單元、電池組智能充放電單元、電池組狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元、過(guò)壓保護(hù)單元、過(guò)溫保護(hù)單元和電流檢測(cè)單元，所述電池組電壓均衡單元與電池組智能充放電單元相連，所述電池組狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元與電池組智能充放電單元相連，所述過(guò)壓保護(hù)單元與電池組電壓均衡單元相連，所述過(guò)溫保護(hù)單元與電池組智能充放電單元相連，所述電流檢測(cè)單元與電池組智能充放電單元相連，所述電池組電壓均衡單元中設(shè)有多個(gè)電壓均衡芯片、分流放電支路電阻和與分流放電支路電阻串聯(lián)的分流放電支路控制開(kāi)關(guān)器件，所述電池組智能充放電單元中設(shè)有具有PWM控制端口的PIC芯片、充電控制開(kāi)關(guān)器件和放電控制開(kāi)關(guān)器件，所述過(guò)壓保護(hù)單元中設(shè)有TI 二級(jí)過(guò)壓保護(hù)芯片，所述電流檢測(cè)單元中設(shè)有電流傳感器，所述過(guò)溫保護(hù)單元中設(shè)有溫度傳感器。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)， 所述分流放電支路控制開(kāi)關(guān)器件采用N溝道MOS管，所述充電控制開(kāi)關(guān)器件采用PNP三極管，所述放電控制開(kāi)關(guān)器件采用Ｎ溝道MOS管；所述電壓均衡芯片的型號(hào)為S8209A，所述充電控制開(kāi)關(guān)器件連接電壓均衡芯片的CO管腳，所述放電控制開(kāi)關(guān)器件連接電壓均衡芯片的DO管腳，所述分流放電支路控制開(kāi)關(guān)器件連接電壓均衡芯片的CB管腳，所述分流放電支路電阻連接在N溝道MOS管的漏極端。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)，所述LED燈恒流驅(qū)動(dòng)模塊采用由TI的非同步升壓控制器構(gòu)成的BOOST升壓模塊，用于對(duì)LED燈進(jìn)行高功率因數(shù)的恒流驅(qū)動(dòng)供電；所述LED燈亮度控制模塊采用PWM調(diào)光，決定PWM調(diào)光信號(hào)大小的因素包括：鋰電池組的當(dāng)前剩余容量、鋰電池組的日存儲(chǔ)記錄以及通過(guò)遠(yuǎn)程控制終端設(shè)定的預(yù)置亮燈策略表；所述電池板電壓檢測(cè)模塊采用MOS場(chǎng)效應(yīng)管和取樣電阻構(gòu)成的電壓檢測(cè)電路，用于判斷外部環(huán)境的亮度，以確定白天與黑夜；所述控制主板是包括有PIC主控芯片最小系統(tǒng)和RS485串行通信模塊的路燈信息記錄及信息輸出的電路板，所述控制主板通過(guò)GPRS通信模塊與遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行無(wú)線信息交互。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)， 所述遠(yuǎn)程控制終端可以為以移動(dòng)終端為載體的監(jiān)控客戶端和/或以PC機(jī)為載體的監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)，所述移動(dòng)終端和PC機(jī)上均設(shè)有無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，所述移動(dòng)終端采用具有無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)功能的手機(jī)和/或掌上電腦。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)， 所述遠(yuǎn)程控制終端上設(shè)有人機(jī)交互接口，所述人機(jī)交互接口實(shí)時(shí)提供鋰電池組信息、LED燈信息、太陽(yáng)能電池板信息、集中控制器運(yùn)行狀態(tài)信息、故障檢測(cè)報(bào)警信息以及具有亮度決策預(yù)置窗口和存儲(chǔ)記錄讀取窗口。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)，所述電池組智能充放電單元采用型號(hào)為PIC12F615的PIC芯片，所述電流傳感器采用MAX472ESA芯片，所述溫度傳感器采用DS18B20，所述LED燈恒流驅(qū)動(dòng)模塊采用TI的TPS40211中端電壓控制器，所述控制主板采用型號(hào)為PIC16F1829的PIC主控芯片。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下：整個(gè)路燈系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，易于實(shí)現(xiàn)且易于組裝維修和更換，智能化程度高，不僅能夠?qū)︿囯姵亟M實(shí)現(xiàn)安全高效的充放電管理，同時(shí)也能夠根據(jù)鋰電池組的狀態(tài)以及預(yù)置亮燈策略表自動(dòng)調(diào)整LED燈亮燈功率及亮燈時(shí)長(zhǎng)，從而能有效延長(zhǎng)鋰電池組使用壽命并能增長(zhǎng)連續(xù)陰雨天情況下LED路燈的照明時(shí)間，整體上有效提高了LED路燈系統(tǒng)的使用壽命及照明效果。另外，通過(guò)遠(yuǎn)程控制終端實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)LED路燈或任意組合的成批LED路燈的運(yùn)行控制、故障檢測(cè)報(bào)警控制、照明控制以及定時(shí)控制等遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)LED路燈管控的系統(tǒng)智能化，降低人工巡檢維護(hù)成本。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專利技術(shù)系統(tǒng)的LED燈亮燈照明決策圖。圖3為本專利技術(shù)優(yōu)選實(shí)施例的電池組電壓均衡單元電路圖。圖4為本專利技術(shù)優(yōu)選實(shí)施例的過(guò)壓保護(hù)單元電路圖。具體實(shí)施方式為了加深對(duì)本專利技術(shù)的理解和認(rèn)識(shí)，下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步描述和介紹。一種節(jié)能的鋰電型太陽(yáng)能路燈智能控制系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1-2，一方面對(duì)鋰電池組進(jìn)行保護(hù)及均衡管理，實(shí)現(xiàn)智能化充放電，以充分發(fā)揮鋰電池組的長(zhǎng)壽命作用，同時(shí)為進(jìn)一步節(jié)約成本，通過(guò)當(dāng)前的鋰電池組狀態(tài)、鋰電池組的日存儲(chǔ)記錄以及預(yù)置亮燈策略表來(lái)進(jìn)行LED路燈的智能亮度控制。該系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板、LED燈、鋰電池組、智能控制盒和遠(yuǎn)程控制終端，其中，所述鋰電池組采用多節(jié)18650鋰電池串聯(lián)連接組成的鋰電池包，具有體積小、重量輕、性能好、充放電循環(huán)使用壽命長(zhǎng)及易于安裝等優(yōu)點(diǎn)。所述太陽(yáng)能電池板、LED燈以及鋰電池組均與智能控制盒電連接，所述智能控制盒包括封裝殼體和設(shè)置在封裝殼體內(nèi)部的集中控制器，所述集中控制器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程控制終端。所述集中控制器包括控制主板、電池管理模塊、LED燈恒流驅(qū)動(dòng)模塊、LED燈亮度控制模塊、電池板電壓檢測(cè)模塊和G本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種節(jié)能的鋰電型太陽(yáng)能路燈智能控制系統(tǒng)，其特征在于：包括太陽(yáng)能電池板、LED燈、鋰電池組、智能控制盒和遠(yuǎn)程控制終端，所述鋰電池組采用多節(jié)鋰電池串聯(lián)連接組成，所述太陽(yáng)能電池板、LED燈以及鋰電池組均與智能控制盒電連接，所述智能控制盒包括封裝殼體和設(shè)置在封裝殼體內(nèi)部的集中控制器，所述集中控制器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程控制終端；所述集中控制器包括控制主板、電池管理模塊、LED燈恒流驅(qū)動(dòng)模塊、LED燈亮度控制模塊、電池板電壓檢測(cè)模塊和GPRS通信模塊，所述電池管理模塊、LED燈恒流驅(qū)動(dòng)模塊、LED燈亮度控制模塊、電池板電壓檢測(cè)模塊和GPRS通信模塊均與控制主板相連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種節(jié)能的鋰電型太陽(yáng)能路燈智能控制系統(tǒng)，其特征在于：包括太陽(yáng)能電池板、LED燈、鋰電池組、智能控制盒和遠(yuǎn)程控制終端，所述鋰電池組采用多節(jié)鋰電池串聯(lián)連接組成，所述太陽(yáng)能電池板、LED燈以及鋰電池組均與智能控制盒電連接，所述智能控制盒包括封裝殼體和設(shè)置在封裝殼體內(nèi)部的集中控制器，所述集中控制器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程控制終端；所述集中控制器包括控制主板、電池管理模塊、LED燈恒流驅(qū)動(dòng)模塊、LED燈亮度控制模塊、電池板電壓檢測(cè)模塊和GPRS通信模塊，所述電池管理模塊、LED燈恒流驅(qū)動(dòng)模塊、LED燈亮度控制模塊、電池板電壓檢測(cè)模塊和GPRS通信模塊均與控制主板相連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能的鋰電型太陽(yáng)能路燈智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電池管理模塊包括電池組電壓均衡單元、電池組智能充放電單元、電池組狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元、過(guò)壓保護(hù)單元、過(guò)溫保護(hù)單元和電流檢測(cè)單元，所述電池組電壓均衡單元與電池組智能充放電單元相連，所述電池組狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元與電池組智能充放電單元相連，所述過(guò)壓保護(hù)單元與電池組電壓均衡單元相連，所述過(guò)溫保護(hù)單元與電池組智能充放電單元相連，所述電流檢測(cè)單元與電池組智能充放電單元相連，所述電池組電壓均衡單元中設(shè)有多個(gè)電壓均衡芯片、分流放電支路電阻和與分流放電支路電阻串聯(lián)的分流放電支路控制開(kāi)關(guān)器件，所述電池組智能充放電單元中設(shè)有具有PWM控制端口的PIC芯片、充電控制開(kāi)關(guān)器件和放電控制開(kāi)關(guān)器件，所述過(guò)壓保護(hù)單元中設(shè)有TI 二級(jí)過(guò)壓保護(hù)芯片，所述電流檢測(cè)單元中設(shè)有電流傳感器，所述過(guò)溫保護(hù)單元中設(shè)有溫度傳感器。3.如權(quán)利要求2所述的一種節(jié)能的鋰電型太陽(yáng)能路燈智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述分流放電支路控制開(kāi)關(guān)器件采用N溝道MOS管，所述充電控制開(kāi)關(guān)器件采用PNP三極管，所述放電控制開(kāi)關(guān)器件采用Ｎ溝道MOS管；所述電壓均衡芯片的型號(hào)為S8209A，所述充電控制開(kāi)關(guān)器件連接電壓均衡芯片的CO管腳，所述放電控制開(kāi)關(guān)器件連接電壓...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙欣泰，辛哲東，徐海君，戴筠，聞云，方道琴，趙新志，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽朗越能源股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：安徽;34