风能光能互补型路灯智能控制系统的制作方法

本发明涉及路灯智能控制技术领域，特别是涉及风能光能互补型路灯智能控制系统。

背景技术：

近年来，光伏发电、风力发电发展迅猛。但传统的光伏发电、风力发电都是独立运行，且走电力并网方式，这种方式，大多存在着成本高、安装维护不方便的特点。低压储能式的光伏发电系统、风力发电系统，也有不少用于道路的照明系统，但是大多也都是独立运行，其使有的场合很有限制，对于光照不足、风力缺乏的环境，就无法推广使用。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供的风能光能互补型路灯智能控制系统，包括储能电源模块、主控模块和光源模块，所述储能电源模块包括电池，还包括：

风能发电模块，包括风车发电机，用于将风能转化为电能并供所述储能电源模块充电，并控制充电电压输出；

光伏发电模块，用于将光能转化为电能并对所述储能电源模块充电，且包括充电管理模块，所述充电管理模块进行电压检测并基于电压检测数据判断光照情况，再基于所述光照情况进行照明管理，并进行充电管理；

所述风能发电模块连接所述储能电源模块和所述主控模块，所述光伏发电模块连接所述储能电源模块、所述主控模块和所述光源模块。

进一步的：所述风能发电模块还包括充电控制模块，所述充电控制模块包括用于检测风力充电电压电流的风力电压电流检测单元，所述风力电压电流检测单元用于检测风力充电电压电流，当风力充电电流超出设定值时，所述充电控制模块控制风车发电机刹车。

进一步的：所述风能发电模块还包括连接所述充电控制模块的充电控制开关模块，用于控制充电输出口的开启和关闭，当充满电、风车发电机未发电或者刹车时，充电输出口关闭充电输出，当风车发电机产生的风力充电电压值高于预设电池电压值时，开启充电输出。

进一步的：所述充电管理模块包括电压检测模块，当检测到电压值高于第一预设电压值时，判断为白天，当检测到电压值低于第二电压预设值时，判断为夜晚，以进行照明管理。

进一步的：所述充电管理模块包括mppt充电管理模块，所述mppt充电管理模块包括pwm调制单元，所述mppt充电管理模块用于检测光伏充电电压和光伏充电电流，通过所述pwm调制单元进行pwm-ch输出调制，实现mppt充电管理。

进一步的：还包括电池加热模块，连接所述主控模块和所述储能电源模块，所述电池加热模块包括温度检测模块和连接所述温度检测模块的加热模块，所述温度检测模块检测电池温度，当检测到的电池温度低于第一温度预设值时，所述加热模块对电池进行加热，当检测到的电池温度低于第二温度预设值时，所述加热模块停止对电池进行加热。

进一步的：还包括蓝牙模块，连接所述主控模块，用于实现智能终端设备与所述主控模块的双向数据通信，以实现用户通过app对路灯进行控制的功能。

进一步的：还包括连接所述主控模块的实时时钟模块，用于接收所述主控模块的时钟数据，对当前时钟进行校准，且所述主控模块读取所述实时时钟模块的时钟数据，以确定实时时间。

进一步的：所述光源模块包括照明管理模块，所述照明管理模块根据所述实时时间和所述光照情况调节所述光源模块的照明亮度。

进一步的：还包括连接所述照明管理模块的人体红外感应模块，所述人体红外感应模块感应到人体时，所述光源模块的所述照明亮度增加、所述人体红外感应模块未感应到人体时，减少照明亮度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现风能和光能互补发电，解决了光照不足、风力缺乏的环境下无法适用的问题；实现风能发电的充电管理及过载刹车管理、对光伏发电模块的充放电管理和电池加热管理，保证充放电过程的长期正常运转；通过人体感应、实时时间控制和光照情况实现照明亮度管理，节约能耗，延长续航时间；实现app端用户控制功能和实时时钟管理。

附图说明

图1为本发明实施例提供的风能光能互补型路灯智能控制系统结构示意图。

图1中的编号所指示的含义如下：

1、储能电源模块，2、主控模块，3、光源模块，4、风能发电模块，5、光伏发电模块，6、电池加热模块，7、蓝牙模块，8、实时时钟模块，9、照明管理模块，10、人体红外感应模块，41、充电控制模块，42、充电控制开关模块，51、充电管理模块，52、mppt充电管理模块，61、温度检测模块，62、加热模块，422、风力电压电流检测单元，511、电压检测模块，521、pwm调制单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，风能光能互补型路灯智能控制系统，包括储能电源模块1、主控模块2，主控模块2包括32位arm单片机，内含ad取样、pwm调制、usart通信，i2c通信等自动控制功能，以及光源模块3，所述储能电源模块1包括电池，还包括：

风能发电模块4，包括风车发电机，用于将风能转化为电能并供所述储能电源模块1充电，并控制充电电压输出；

光伏发电模块5，用于将光能转化为电能并对所述储能电源模块1充电，且包括充电管理模块51，所述充电管理模块51进行电压检测并基于电压检测数据判断光照情况，再基于所述光照情况进行照明管理，并进行充电管理；所述风能发电模块4连接所述储能电源模块1和所述主控模块2，所述光伏发电模块5连接所述储能电源模块1、所述主控模块2和所述光源模块3。

从而实现风能和光能互补发电，解决了光照不足、风力缺乏的环境下无法适用的问题。

优选的实施例中，所述风能发电模块4还包括充电控制模块41，所述充电控制模块41包括用于检测风力充电电压电流的风力电压电流检测单元422，所述风力电压电流检测单元422用于检测风力充电电流，当电流超出设定值(如，≥16a)时，充电控制模块41控制风车发电机刹车。进一步的方案中，所述风能发电模块4还包括充电控制开关模块42，用于控制充电输出口的开启和关闭，当充满电、风车发电机未发电或者刹车时，所述充电输出口关闭充电输出，当风车发电机产生的风力充电电压值高于预设电池电压值(可将预设电池电压值设置为当前电池电压值的1.2倍)时，开启充电输出。从而，实现风能发电的充电管理及过载刹车管理。

优选的实施例中，所述充电管理模块51包括电压检测模块511，当检测到电压值高于第一预设电压值(可设置为5.5v)时，判断为白天，当检测到电压值低于第二电压预设值(可设置为5v)时，判断为夜晚，以进行照明管理。

优选的实施例中，所述充电管理模块51包括mppt充电管理模块52，所述mppt充电管理模块52包括pwm调制单元521，所述mppt充电管理模块52用于检测光伏充电电压和光伏充电电流，利用主控模块2的相应算法，通过所述pwm调制单元521进行pwm-ch输出调制，实现mppt充电管理。

优选的实施例中，还包括电池加热模块6，连接所述主控模块2和所述储能电源模块1，所述电池加热模块6包括温度检测模块61和连接所述温度检测模块61的加热模块62，加热模块62可采用加热片加热，所述温度检测模块61检测电池温度，当检测到的电池温度低于第一温度预设值(可设置为0度以下)时，所述加热模块62对电池进行加热，当检测到的电池温度低于第二温度预设值(可设置为10度)时，所述加热模块62停止对电池进行加热。对电池温度进行管控，以保证储能电源在正常温度范围内运转，避免充电和放电过程中过热或过冷情况出现，影响正常的充放电和正常使用寿命。

优选的实施例中，还包括蓝牙模块7，连接所述主控模块2，用于实现智能终端设备与所述主控模块2的双向数据通信，以实现用户通过app对路灯进行控制的功能。通过手机app系统，可以对本机进行功能控制、参数修改及工作状态读取。同时，也让用户的体验感更加真实。

优选的实施例中，还包括连接所述主控模块2的实时时钟模块8，实时时钟模块8接入d51302zn+实时时钟芯片，用于接收所述主控模块2的时钟数据，对当前时钟进行校准，且所述主控模块2读取所述实时时钟模块8的时钟数据，以确定实时时间，时钟数据包括秒、分、时、周、月和年等。通过实时时钟模块8，可以让本机同步时当前时间运行，以实现用户的时控功能。

优选的实施例中，所述光源模块3包括照明管理模块9，所述照明管理模块9根据所述实时时间和所述光照情况调节所述光源模块3的照明亮度。进一步的方案中，还包括连接所述照明管理模块9的人体红外感应模块10，所述人体红外感应模块10感应到人体时，所述光源模块3的所述照明亮度增加、所述人体红外感应模块10未感应到人体时，减少照明亮度。从而，实现在照明工作条件下，基于感应人体、实时时间和光照情况实现对照明亮度的调节，以节约电能增长电池续航时间。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。