航标灯的制作方法

本发明涉及一种航标灯。

背景技术：

目前大多数航标灯供电方式由太阳能电池结合蓄电池供电以及市电直接供电，太阳能供电极易受天气因素制约，使得航标灯供电的可靠性削弱。而市电会增加化石燃料的使用，带来众多环境问题，增加了环境治理的难度与成本。而对于航标灯而言，其所处的航道有较为丰富的风力资源以及充沛流水的动能，风能、水能较之化石燃料具有清洁无污染的特征，并且可以再生。同时风力发电技术和水力发电技术较为成熟，在我国已经得到广泛的应用，将风力发电与水力发电相结合应用于航标灯的供电，既可以保证供电的可靠性，亦可实现清洁无污染的供电。

对于水质的检测，目前相关部门需要派遣人员乘船到河道里取水采样来进行检测。这不仅耗费了大量人力资源，并且不能实现对水质的实时检测，对于突发的水体污染事件，相关部门很难及时对污染水域进行处理来保证该区域人民群众的饮水用水的安全。而目前各种可以采集的水质、水文信息的传感器已经得到应用，将传感器技术与功能模块相结合，便可以实现对水文水质的实时监测。而将通信模块与改良后的航标灯相结合亦可实现对航道的预警，维护航道的航行安全。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种航标灯，能够保证航标灯供电的稳定性和可靠性。

为解决上述问题，本发明提供一种航标灯，包括：

灯体，

设置于灯体上的能量系统，所述能量系统包括发电系统和储能系统，所述发电系统包括水轮机和风力发电机，所述储能系统包括整流模块和蓄电池，其中，所述整流模块一端分别与所述水轮机和风力发电机连接，另一端与所述蓄电池连接。

进一步的，在上述航标灯中，所述航标灯还包括设置于所述灯体上的检测与告警系统，所述检测与告警系统包括与所述蓄电池、水轮机和风力发电机连接的传感器簇，当传感器簇检测到蓄电池电量高于或等于电量给定值时，控制水轮机和风力发电机分别与整流模块保持断开；当传感器簇检测到蓄电池电量低于电量给定值时，控制水轮机与风力发电机与整流模块导通开始发电，并经整流模块向蓄电池充电，直至传感器簇检测到蓄电池电量充满后，控制水轮机与风力发电机与整流模块断开，并保持开路状态，直到传感器簇再次检测到蓄电池再次低于电量给定值时，水轮机与风力发电机与整流模块导通，来给蓄电池充电。

进一步的，在上述航标灯中，所述航标灯系统还包括航道信息处理终端，所述检测与告警系统还包括LED红黄双色灯、卫星定位模块、无线通信模块，所述LED红黄双色灯分别与传感器簇和卫星定位模块连接，所述无线通信模块分别与卫星定位模块和航道信息处理终端连接，当所述传感器簇检测光照高于或等于光照给定值时，LED红黄双色灯的总开关保持断开状态；当传感器簇检测光照低于光照给定值时，LED红黄双色灯的总开关闭合，卫星定位模块开始将现在航标灯平台所在位置与位置给定值相比较，判断位置偏移量是否小于位置偏移量给定值，若所述位置偏移量小于或等于位置偏移量给定值，LED红黄双色灯的红色LED灯开关闭合并且黄色LED灯开关保持断开状态；若位置偏移量大于位置偏移量给定值，LED红黄双色灯的黄色LED灯开关闭合红色LED灯开关保持断开状态，并且卫星定位模块将当前位置坐标通过无线通信模块传送至航道信息处理终端。

进一步的，在上述航标灯中，所述检测与告警系统还包括指令处理模块，所述指令处理模块分别与LED红黄双色灯和无线通信模块连接，当航道上出现危险状况，威胁到航行安全时，航道部门通过航道信息处理终端将航道告警指令发送至无线通信模块，无线通信模块将航道告警指令发送至指令处理模块，指令处理模块根据接收到的航道告警指令控制所述LED红黄双色灯总开关打开，红色LED灯与黄色LED交替闪烁，直至无线通信模块接收到告警停止的指令。

进一步的，在上述航标灯中，所述检测与告警系统还包括与所述传感器簇和无线通信模块连接的水文信息采集模块和水质检测模块，水文信息采集模块和水质检测模块通过传感器簇实时收集到水文、水质信息，所述水文信息采集模块和水质检测模块通过无线通信模块将所述水文、水质信息传送至航道信息处理终端。

进一步的，在上述航标灯中，所述检测与告警系统还包括分别与所述传感器簇和无线通信模块连接的故障检测模块，所述故障检测模块通过传感器簇对水轮机、风力发电机、整流模块、蓄电池以及LED红黄双色灯等进行监测，若检测到故障信号，故障检测模块便将故障信息通过无线通信模块传送至航道信息处理终端。

与现有技术相比，本发明采用水轮机和风力发电机互补形成的发电系统发电，产生的电能经整流模块给蓄电池充电，充分利用航道的上的风能与流水的动能，这既保证航标灯供电的稳定性和可靠性，亦实现了电能的生产清洁、环保、无污染。另外，本发明在航标灯船的舱体上装上功能模块及其必要的传感器簇，充分的利用航标灯船这一浮动平台，实现了水质、水文的监测与航标灯的故障的检测，赋予了航标灯预警功能，提高了航道航行的安全性。

附图说明

图1是本发明一实施例的航标灯系统的结构图；

图2是本发明一实施例的航标灯系统的流程图；

图3是本发明一实施例的航标灯的结构图；

其中，1-能量系统，11-发电系统，111-水轮机，112-风力发电机，储能系统12，121-整流模块，122-蓄电池，2-检测与告警系统，21-水文信息采集模块，22-水质检测模块，23-卫星定位模块，24-故障检测模块，25-LED红黄双色灯，26-无线通信模块，27-指令处理模块，28-传感器簇，3-航道信息处理终端。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至3所示，，本发明提供一种航标灯系统，包括：

灯体，

设置于灯体上的能量系统，所述能量系统包括发电系统和储能系统，所述发电系统包括水轮机和风力发电机，所述储能系统包括整流模块和蓄电池，其中，所述整流模块一端分别与所述水轮机和风力发电机连接，另一端与所述蓄电池连接。具体的，如图1所示，能量系统1由发电系统11、储能系统12组成，发电系统11包括水轮机111、风力发电机112，储能系统12包括整流模块121、蓄电池122，本发明采用水轮机和风力发电机互补形成的发电系统发电，产生的电能经整流模块给蓄电池充电，充分利用航道的上的风能与流水的动能，这既保证航标灯供电的稳定性和可靠性，亦实现了电能的生产清洁、环保、无污染。

优选的，如图1至3所示，所述航标灯还包括设置于所述灯体上的检测与告警系统2，所述检测与告警系统2包括与所述蓄电池、水轮机和风力发电机连接的传感器簇，当传感器簇28检测到蓄电池122电量高于或等于电量给定值时，控制水轮机111和风力发电机112分别与整流模块121保持断开；当传感器簇28检测到蓄电池122电量低于电量给定值时，控制水轮机111与风力发电机112与整流模块121导通开始发电，并经整流模块121向蓄电池122充电，直至传感器簇28检测到蓄电池122电量充满后，控制水轮机111与风力发电机112与整流模块121断开，并保持开路状态，直到传感器簇28再次检测到蓄电池122再次低于电量给定值时，水轮机111与风力发电机112与整流模块121导通，来给蓄电池122充电。如此运行，保证了安全、可靠、清洁无污染的给航标灯平台供电。

优选的，如图1至3所示，所述航标灯系统还包括航道信息处理终端3，所述检测与告警系统还包括LED红黄双色灯25、卫星定位模块23、无线通信模块26，所述LED红黄双色灯25分别与传感器簇28和卫星定位模块23连接，所述无线通信模块26分别与卫星定位模块23和航道信息处理终端3连接，当所述传感器簇28检测光照高于或等于光照给定值时，LED红黄双色灯25的总开关保持断开状态；当传感器簇28检测光照低于光照给定值时，LED红黄双色灯25的总开关闭合，卫星定位模块23开始将现在航标灯平台所在位置与位置给定值相比较，判断位置偏移量是否小于位置偏移量给定值，若所述位置偏移量小于或等于位置偏移量给定值，LED红黄双色灯25的红色LED灯开关闭合并且黄色LED灯开关保持断开状态；若位置偏移量大于位置偏移量给定值，LED红黄双色灯25的黄色LED灯开关闭合红色LED灯开关保持断开状态，并且卫星定位模块23将当前位置坐标通过无线通信模块26传送至航道信息处理终端3，以便航道部门找到位置发生偏移的航标灯，并将航标灯复位。在航标灯上使用LED红黄双色灯来替代现有的航标灯灯泡，红黄两色LED的使用，将位置发生严重偏移的航标灯船与规定范围的航标灯船区别出来，保证了航标灯能够实现较为准确的标志作用。

优选的，如图1至3所示，所述检测与告警系统还包括指令处理模块27，所述指令处理模块27分别与LED红黄双色灯25和无线通信模块26连接，当航道上出现危险状况，威胁到航行安全时，航道部门通过航道信息处理终端3将航道告警指令发送至无线通信模块26，无线通信模块26将航道告警指令发送至指令处理模块27，指令处理模块27根据接收到的航道告警指令控制所述LED红黄双色灯25总开关打开，红色LED灯与黄色LED交替闪烁，直至无线通信模块26接收到告警停止的指令，实现航道的及时告警，保证了航道的航行安全。当航道的某一区域发生威胁到该航段的航行安全的事故时，航道的相关部门可以通过航道信息处理终端向该区域的航标灯船发出预警信息，航标灯进入红黄交替的闪烁模式，向该航段的船只发出预警信号，维护了本航段的航行安全。

优选的，如图1至3所示，所述检测与告警系统2还包括与所述传感器簇28和无线通信模块连接的水文信息采集模块21和水质检测模块22，水文信息采集模块21和水质检测模块22通过传感器簇28实时收集到水文、水质信息，所述水文信息采集模块21和水质检测模块22通过无线通信模块26将所述水文、水质信息传送至航道信息处理终端3，以便实现航道部门对航道的水文、水质的实时监测。特别是近年来有毒、有污染的物质泄露至航道中，对人们饮用水的安全产生了严重的威胁，具有水质检测功能的航标灯船能够及时将水质信息发送至航道部门的航道信息处理终端，以便航道、环保等相关部门能及时行动，减小损失成本，保护人民的饮用水安全。

优选的，如图1至3所示，所述检测与告警系统2还包括分别与所述传感器簇28和无线通信模块26连接的故障检测模块24，所述故障检测模块24通过传感器簇28对水轮机111、风力发电机112、整流模块121、蓄电池122以及LED红黄双色灯25等进行监测，若检测到故障信号，故障检测模块24便将故障信息通过无线通信模块26传送至航道信息处理终端3，以便航道部门根据故障信息安排检修。

综上所述，本发明采用水轮机和风力发电机互补形成的发电系统发电，产生的电能经整流模块给蓄电池充电，充分利用航道的上的风能与流水的动能，这既保证航标灯供电的稳定性和可靠性，亦实现了电能的生产清洁、环保、无污染。另外，本发明在航标灯船的舱体上装上功能模块及其必要的传感器簇，充分的利用航标灯船这一浮动平台，实现了水质、水文的监测与航标灯的故障的检测，赋予了航标灯预警功能，提高了航道航行的安全性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。