本发明属于太阳能灯电路领域，具体地涉及一种具有群组式区域协同功能的联控太阳能灯。
背景技术：
独立的太阳能灯具是利用太阳能作为能源，将太阳能转换为电能，并通过蓄电池将电能储存起来，在夜间给路灯光源供电。日常使用不受供电影响，不消耗常规电能，节能环保。无需复杂昂贵的管线铺设，安装简便，路灯布局不受管线铺设限制，因而应用前景广阔。
太阳能灯具使用具有一个突出的特点，就是能源的补充和消耗是相反的。夏天日照时间长，太阳能电池组件转化给储电池的电能多，反而灯亮的时间短。冬天日照时间短，储能电池充入的电量少，恰恰相反需要灯亮时间长。因此，冬天太阳能灯具就会出现照明时间短，不能满足人们夜间使用的需求。为了节约太阳能，且高效利用太阳能；本发明结合太阳能灯的使用特点以及人们的活动规律，对太阳能路灯的亮灯控制等进行优化设计，从而实现了太阳能灯的全年有效利用。
在夜间车辆较少的公路段，通常在沿路装设有多个具有红外探测传感器的太阳能灯，若多台太阳能灯能够协同作业，则可实现有效利用太阳能灯，大大节省能源。另外在某一区域安装多台具有红外探测传感器的太阳能灯，若多台太阳能能够协同作业，可实现非法进入探测，从而防止太阳能灯被盗现象的发生。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的一个目的在于提供一种具有群组式区域协同功能的联控太阳能灯。该太阳能灯内部设有红外探测传感器和无线通讯模块；可实现同一群组式区域的太阳能灯协同作业。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种具有群组式区域协同功能的联控太阳能灯，所述太阳能灯包括用于将所述太阳能转换为电能的太阳能电池板、存储所述太阳能电池板电能的可充电电池、用于夜晚照明的led阵列，以及用于生物检测的红外探测传感器，还包括通过无线网络与同一群组区域其他预设太阳能灯之间进行无线通讯和数据交互的无线通讯模块，以及用于收发所述太阳能电池板、led阵列、可充电电池、红外探测传感器和无线通讯模块信号的逻辑控制单元；
同一群组区域内任意一台太阳能灯检测到生物信号亮起其led阵列，并通过其无线通讯模块自动向预设的其他太阳能灯发送指令，使预设的多台太阳能灯的led阵列亮起；进而实现同一群组区域内多台太阳能灯的协同作业。
优选地，同一群组区域的无线网络采用同一频道；不同群组区域的无线网络使用不同的频道。
优选地，所述无线网络在通讯时采用加密的方式使得仅具有加密协议的指令能够正常传输和执行；优选地，所述无线网络为射频433mhz和zigbee技术的lora或者nb-iot网络。
优选地，同一群组区域内任意一台太阳能灯的逻辑控制单元接收到其红外探测传感器检测到的生物信号后控制其led阵列亮起，并将所述生物信号传输至其无线通讯模块；所述无线通讯模块通过同一频道的无线网络将其指令传输至预设的其他太阳能灯的无线通讯模块，其他太阳能灯的逻辑控制单元接收到其无线通讯模块的指令后控制其led阵列亮起；进而实现同一群组区域内多台太阳能灯的协同作业。
具体地，同一群组区域内任意一台太阳能灯检测到生物信号时亮起其led阵列，并通过其无线通讯模块发出测距指令，测量在其无线信号范围内该太阳能灯与其他太阳能灯之间的距离，根据预设的距离值向对应太阳能灯发送指令，使距离一定范围内的所有太阳能灯亮起(即：仅控制一定范围内的其它太阳能灯亮起)；进而实现同一群组区域内多台太阳能灯的协同作业。
特别的，其他太阳能灯通过第三方无线指令，代替上述生物探测功能，从而使其他太阳能灯作出与检测到生物进入相同的动作。
本文中“生物”泛指“可产生热量的物体，如动物、汽车等。
优选地，所述指令包括其他太阳能灯led阵列亮起的延时时间数据和任意一台太阳能灯的地址识别码。
优选地，所述延时时间是led阵列收到逻辑控制单元的指令后延时亮起的时间；所述延时时间的计算方法为：所述逻辑控制单元接收到最后一条指令的时间值与其他预设太阳能灯的红外探测传感器自射探测到人体时的时间之差乘以预设的时间系数；所述时间系数小于1。
优选地，每台太阳能灯具有唯一地址识别码；所述地址识别码与所述太阳能灯安装的位置信息相对应。
优选地，所述太阳能灯还包括与所述逻辑控制单元连接的本地报警器、存储器、ic卡读卡模块、实时时钟、摄像头、弹簧开关、加速度传感器、温度传感器、旋转单元和方位传感器。
优选地，所述太阳能灯还具有一键报警和求助的功能，报警或求助的号码均由用户写入无线通讯模块；从而实现同一群组区域某台太阳能灯接收到报警或求助号码时发送指令给其他预设太阳能灯。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的太阳能灯设置有红外探测传感器和无线通讯模块，当同一群组区域内任意一台太阳能灯检测到生物进入有效范围时可自动向预设的若干台太阳能灯发送指令，使预设的多台太阳能灯亮起；进而实现同一群组区域内多台太阳能灯的协同作业。
2、本发明的具有群组式区域协同的太阳能灯，同一群组区域的无线网络采用同一频道，不同群组区域的无线网络使用不同的频道；进而防止不同临近群组之间太阳能灯的相互干扰。
3、本发明的具有群组式区域协同的太阳能灯不仅适用于夜间公路或街道的照明使用；而且由于本发明的太阳能灯还具有一键报警和求助的功能；因此还可用于防止某一区域内太阳能灯被盗的发生。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出了本发明具有群组式区域协同的太阳能灯的工作原理图。
图2示出了本发明具有群组区域协同的太阳能灯结构示意图。
其中，1.太阳能电池板，2.led阵列，3.红外探测传感器，4.无线通讯模块，5.可充电电池，6.逻辑控制单元，7.本地报警器，8.ic卡读卡模块，9、旋转单元、10、方位传感器，11、存储器，12、实时时钟，13、摄像头，14、弹簧开关，15、加速度传感器，16、温度传感器。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
一种具有群组式区域协同功能的联控太阳能灯，包括用于将太阳能转换为电能的太阳能电池板1、存储太阳能电池板电能的可充电电池5、用于夜晚照明的led阵列2，以及用于物体检测的红外探测传感器3，还包括通过无线网络与同一群组区域其他预设太阳能灯之间进行无线通讯和数据交互的无线通讯模块4，以及用于收发太阳能电池板1、led阵列2、可充电电池5、红外探测传感器3和无线通讯模块4信号的逻辑控制单元6；
本发明的逻辑控制单元6控制各功能模块电源，实现需要时才打开电源的功能；检测、协调各功能模块、单元的工作，实现太阳能灯的逻辑功能。逻辑控制单元6为单片机(mcu)或逻辑电路；优选地，mcu为c8051f410、stc12c等。
如图1所示，同一群组区域内任意一台太阳能灯的逻辑控制单元6接收到其红外探测传感器3检测到生物信号后控制其led阵列2亮起，并将生物信号传输至其无线通讯模块4，无线通讯模块4接收到所述生物信号后将其指令通过无线网络发送至预设的其他太阳能灯的无线通讯模块4，其他太阳能灯的逻辑控制单元6接收到其无线通讯模块4的指令后控制预设的多台太阳能灯的led阵列2亮起；进而实现同一群组区域内多台太阳能灯的协同作业。即同一群组区域内任意一台太阳能灯检测到生物信号时亮起其led阵列2，并通过其无线通讯模块4发出测距指令，测量在其无线信号范围内该太阳能灯与预设的其他太阳能灯之间的距离，根据预设的距离值向对应太阳能灯发送指令，使预设距离以内的灯亮起(即：仅控制一定范围内的其它太阳能灯亮起)，超出预设距离的太阳能灯不受控；进而实现同一群组区域内多台太阳能灯的协同作业。
在本实施方式中，为了避免不同临近群组区域之间的相互干扰，同一群组区域的无线网络采用同一频道；不同群组区域的无线网络使用不同的频道；优选地，无线网络为采用射频433mhz和zigbee技术的lora或者nb-iot网络；而且目前lora或者nb-iot网络均支持测距功能。
本发明无线通讯模块4具有测距功能，测距功能是指通过测量任意两台太阳能灯互发测距指令帧计算指令帧在空中飞行时间长度来实现的。进一步，通过本发明中任意两台太阳能灯无线通讯模块4的测距功能，可设置任意两台太阳能灯为基站，基站的坐标已知，通过测量其他太阳能灯与两个基站之间的距离，即可计算出被测太阳能灯的二维平台坐标，基于此技术，同一网络内的所有太阳能灯均可自动计算出坐标值。与前述控制一定距离范围内的其它太阳能灯亮起的功能类似，此测距功能可实现控制预先设定的二维坐标区域内的所有太阳能灯亮起。进一步的，若基站为三台，则可计算出同一网络内的所有太阳能灯的三维空间坐标，实现控制指定三维坐标范围内所有太阳能灯的控制。
在本实施方式中，为了避免多台太阳能灯的无线通讯模块4之间的非法指令，无线网络在通讯时采用加密手段，在通讯过程中进行加密和解密，使仅具有加密协议的指令能够正常传输和执行。
在本实施方式中，指令包括其他太阳能灯led阵列2亮起的延时时间数据和任意一台太阳能灯的地址识别码。延时时间是其他太阳能灯led阵列2收到逻辑控制单元6的指令后延时亮起的时间；其他太阳能灯的逻辑控制单元6会记录其led阵列2收到指令的时间；所述延时时间的计算方法为：所述逻辑控制单元6接收到最后一条指令的时间值与预设的其他太阳能灯的红外探测传感器3自射探测到人体时的时间之差乘以预设的时间系数；时间系数(参数)可由用户修改，一般为一个小于1的小数。即人体移动速度越快，则其他太阳能灯(受控灯)亮起的速度也越快，反之受控灯亮起的速度会越慢。
同一群组区域的每台太阳能灯都具有唯一的地址识别码；地址识别码与太阳能灯的安装位置信息相对应；安装位置信息在太阳能灯安装时由人工记录，或者通过gps模块实时获取；也可通过安装时已知坐标的任意两台太阳能灯通过区域测距的方法动态计算出每台太阳能灯的坐标。
同一群组区域内任意一台太阳能灯均具有自身led阵列2亮起时发送指令通知预设其他太阳能灯led阵列2亮起的功能。预设其他太阳能灯包括但不限于预设id号的受控太阳能灯、预设的指定距离内的太阳能灯或预设的指定坐标范围内的太阳能灯。
本发明的太阳能灯符合人体活动的特点及实际需求，同时也特别适合夜间车辆较少的公路照明。
在本发明的另一个实施方式中，如图2所示，太阳能灯还包括与逻辑控制单元6连接的本地报警器7、存储器11、ic卡读卡模块8、实时时钟12、摄像头13、弹簧开关14、加速度传感器15、温度传感器16、旋转单元9和方位传感器10。
本地报警器7主要是指安装于设备上的声光报警装置(灯光和喇叭)，可以在逻辑控制单元6控制下发出警报信号、播放特定语音。控制面板主要是通过操作按键和开关，实现手动选择或设置某此特定功能。存储器11主要是在mcu控制下存储数据，如ic卡打卡时间、卡号，音频数据，拍照的照片数据、太阳能灯的工作参数等。ic卡读卡模块8主要是探测附近ic并读取ic卡识别码，可用于定时巡逻打卡记录，也可用于预警后的现场消警操作；优选地，ic卡读卡模块8为mfrc-522rc522rfid模块。实时时钟12为实时日期时间芯片，如ds3231。摄像头13主要在mcu控制下拍照并输出照片图像数据。弹簧开关14固定于太阳灯设备内部并伸出设备外部，与mcu连接，专用于太阳能灯的自身防盗。加速度传感器15主要安装于太阳能灯设备内部，与mcu连接，专用于设备自身防盗。温度传感器16主要用于监测周围环境温度。旋转单元9由马达和减速机构构成，马达与mcu连接，受控于mcu。方位传感器10，主要与mcu连接，实时检测太阳能灯的方向角度值。
本发明的太阳能灯具有一键报警和求助的功能，例如，当同一群组区域内的任意一台太阳能灯的本地报警器7接收到报警信号后发出报警信息，并将所述报警信号传输至其逻辑控制单元6，逻辑控制单元6将所述信号传输至其无线通讯模块4；无线通讯模块4将其指令通过无线网络发送至预设的其他太阳能灯的无线通讯模块4；其他太阳能灯的无线通讯模块4将所述指令发送至其逻辑控制单元6，逻辑控制单元6控制本地报警器7发出报警信息；从而使得同一群组区域某台太阳能灯接收到报警信息时发送指令给其他预设太阳能灯，实现同一群组区域太阳能协同作业。
当同一群组区域的太阳能灯发出报警信息后，工作人员需到太阳能灯的安装地点，刷ic卡，逻辑控制单元6读取ic卡信息核对无误后向本地报警器7发送消警信息。报警信息包括太阳能等识别码和报警的时间。
由于本发明的太阳能灯还具有一键报警和求助的功能；因此还可用于防止某一区域内太阳能灯被盗的发生。
特别注意，本发明的太阳能灯可以是包含所有模块的完整装置，亦可以是包含部分模块的装置。例如：使用交流电的太阳能灯仅具有生物探测和无线功能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。