一种智能led路灯及其控制方法
【专利摘要】本发明涉及照明系统领域，具体来说涉及一种智能LED路灯及其控制方法。一种智能LED路灯，主要包括以下组件：电源模块，稳压电路，电路保护器，红外传感器，智能控制模块，无线热点模块，远程控制模块，故障报警单元等元件。本发明采用新颖的LED路灯亮度无级调节理念，LED路灯可根据道路交通流量状况、天气情况、季节的变换进行智能的调节亮度，让LED路灯实现智能化；智能化的管理，使得电源模块最优化的利用，节约了电能，从而在保证路灯的照明质量，同时延长了LED路灯的寿命。
【专利说明】
一种智能LED路灯及其控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及照明系统领域，具体来说涉及一种智能LED路灯及其控制方法。【背景技术】
[0002]当前使用的路灯照明系统，通常都保持长时间持续照明。即使在车流量不多的公路上，特别是后半夜没有车辆通过这个路段时，路灯也长时间持续照明，这样保持照明消耗电量，造成严重的浪费。据粗略统计，实际有效照明时间不足路灯实际照明时间的20%，也就是说，路灯照明时，有80%的时间所消耗的电量都白白浪费了。为了不更多地浪费电力， 有的路灯系统使用定时器，将路灯控制为在凌晨1点以后改变为减少亮灯的个数来节省用电。但是这种使用定时器控制路灯的缺点是，由于已经控制更少数量的路灯进行照明，所以在有车通过时，照明路灯的个数也不进行调节，造成光照亮度不够，通过此处的车辆并没有得到良好的照明。而与此同时，在没有车辆通过时，这些数量较少的路灯任然保持照明，依然浪费电力。
[0003]此外，现有的智能路灯照明系统，尤其在夏天光照强烈的情况下，其中的电池组件处于高温环境中；现有的快速充电方法也有可能导致电池组件的温度变高。电池组件处于高温下的时间过长，则严重影响其可用寿命，导致更换电池。频繁更换电池组件会显著增加路灯的维护费用，增加支出成本。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中，LED路灯的智能无极调光不是很理想，无线连接控制的模式不是很简便，LED灯组的光线反射率很高的问题，本发明提出了一种智能LED路灯及其控制方法。
[0005]—种智能LED路灯，主要包括以下组件:电源模块，包括主电源和备用电源，为后续各功能模块提供不间断的电源输出；稳压电路，用于电源在主电源和备用电源之间相互切换时，保持电路电压值的稳定输出；电路保护器，在电路的电压值或电流值超过限定的数值后，自动切断电路，保护电路的其他部件不受损坏；定时器，可根据所处的地理位置，计算出当地的日出、日落时间，做到在合理的亮灯和熄灯；红外传感器，用于测量运动的人或车辆，并将检测到的信号传送至智能控制模块；PM2.5监测器，用于探测环境光度，同时监测环境PM2.5浓度，当环境光度降低至环境光度预定值时，向智能控制模块发送信号；智能控制模块，接收PM2.5监测器、红外传感器和定时器传送的信号，处理、保存接收到的无线热点模块的信号，控制LED发明灯组的的开关以及亮度或者颜色变化，并将LED发明的工作状态通过无线通讯模块发送至远程控制模块；无线热点模块，内设有带有公共WIFI接入点并使LED路灯周边覆盖有WIFI信号从而可提供WIFI功能的无线AP;还可利用公众移动通信的短消息SMS或通用分组无线业务GPRS完成控制中心与智能节电器之间的无线数据交换，从而实现对节电器的遥控、遥测、遥调、遥信;还用于系统中的网络转换，将无线通信模块使用的Zi gbee网络转变为GPRS、CDMA或3G通信网络，从而实现信号的远传；信号接收模块;信号发射模块;LED灯组；远程控制模块，通过无线移动客户端，对系统进行工作参数的设定；恒压模块，用于保持单条线路上的电压值恒定；变流模块，用于改变单条线路上的电流值；光线调节控制单元，可以控制智能调光，输出在20%?100%范围内变化，实现LED灯具亮度的无级调控；智能检测电路，用于时时监测系统和电路的电压和电流数值；故障报警单元，具有无线发送功能的报警器，用于智能检测电路监测有故障时，向智能控制模块发送报警信息，智能控制模块将报警信息经由无线热点模块发送至远程控制模块；LED灯组由灯罩封装，灯罩上涂有漫反射涂料。
[0006]作为本方案具体优化的，漫反射涂料硫酸钡重量份为3-8份，纳米氧化铝重量份为 2-5份，纳米氧化镁重量份为3-6份，聚乙烯醇水溶液的质量分数为0.5%-3%，其重量份为15-30份;硫酸钡粒径为200-500nm，纳米氧化错粒径为10-50nm，纳米氧化镁粒径为20-50nm，聚乙烯醇的聚合度为500-1500。
[0007]作为本方案具体优化的，无线AP覆盖的信号范围为以每个LED路灯为中心的半径 200米范围。
[0008]作为本方案具体优化的，红外接收传感器集成于CC3200芯片上。
[0009]作为本方案具体优化的，无线热点模块还包括智能硬件检测模块和内网通信模块，智能硬件检测模块用于检测外网通信模块的网络状态，并根据检测结果切换外网通信模块与内网通信模块的工作状态。
[0010]一种智能LED路灯的控制方法，包括:(1)智能控制模块接收由定时器、红外传感器、PM2.5监测器时时产生或监测到的信号， 根据信号获取LED路灯的位置信息、所处马路上人流和车辆信息以及所处位置的天气信息；(2)发明智能控制模通过保持单条线路上的电压值恒定，改变单条线路上的电流值来对LED灯组进行光线的调节;且调节级别分为3级，一级为全亮，功率为额定功率的90%，二级为半亮，功率为额定功率的50%，三级为微亮，功率为额定功率的30%;(3)发明智能检测电路时时监测系统和电路的电压和电流数值，若电压和电流数值有超出产生故障时时，经由故障报警单元的报警器，利用无线发送向智能控制模块发送报警信息，智能控制模块将报警信息经由无线热点模块发送至远程控制模块，使用户或管理者及时的获取LED路灯产生故障以及故障产生的具体位置。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:1.本发明可通过无线网络对LED路灯进行远程控制，减少了对LED路灯的布线、安装工序，从而有效地节约了安装成本，增加了美观度，同时提供了实用性，方便了对LED路灯的开、关操作，省去了手动操作的繁琐性，提高了使用的便利性，而且，可调节LED路灯的颜色和亮度，节约了资源，提高了舒适度；2.本发明的LED路灯，利用智能控制模块控制电源驱动，起到节约电源的目的，并相应提尚灯具使用寿命；3.本发明采用新颖的LED路灯亮度无级调节理念，LED路灯可根据道路交通流量状况、 天气情况、季节的变换进行智能的调节亮度，让LED路灯实现智能化;智能化的管理，使得电源模块最优化的利用，节约了电能，从而在保证路灯的照明质量，同时延长了LED路灯的寿命；4.本发明可对突发出现故障的LED路灯进行在线检测及诊断，精确定位故障路灯位置、故障原因及故障部位，并将故障信息显示到远程控制平台界面上，提醒工作人员做相应的处理；5.本发明的漫反射涂料选用硫酸钡、氧化铝、氧化镁、聚乙烯醇水溶液作为涂料配方， 显著提高了光线的反射率，可使光谱反射率达99%，用于灯光照明，光感柔和均匀；另外，本发明的涂料具有较佳的粘结性，优于市售涂料。【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本发明的系统结构示意图。【具体实施方式】
[0014]以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0015]实施例1一种智能LED路灯，其系统结构主要包括以下组件:电源模块，包括主电源和备用电源，为后续各功能模块提供不间断的电源输出。稳压电路，用于电源在主电源和备用电源之间相互切换时，保持电路电压值的稳定输出。电路保护器，在电路的电压值或电流值超过限定的数值后，自动切断电路，保护电路的其他部件不受损坏。[〇〇16] 定时器，可根据所处的地理位置，计算出当地的日出、日落时间，做到在合理的亮灯和熄灯;红外传感器，用于测量运动的人或车辆，并将检测到的信号传送至智能控制模块;红外接收传感器集成于CC3200芯片上。红外传感器主要是晚上人流量较少的时候，检测有人或者车经过的时候选择性开灯，更智能化、人性化。PM2.5监测器，用于探测环境光度， 同时监测环境PM2.5浓度，当环境光度降低至环境光度预定值时，向智能控制模块发送信号，进而控制LED灯组的开闭状态。[0〇17]智能控制模块，接收PM2.5监测器、红外传感器和定时器传送的信号，处理、保存接收到的无线热点模块的信号，控制LED发明灯组的的开关以及亮度或者颜色变化，并将LED发明的工作状态通过无线通讯模块发送至远程控制模块；无线热点模块，内设有带有公共WIFI接入点并使LED路灯周边覆盖有WIFI信号从而可提供WIFI功能的无线AP;还可利用公众移动通信的短消息SMS或通用分组无线业务GPRS完成控制中心与智能节电器之间的无线数据交换，从而实现对节电器的遥控、遥测、遥调、遥信;还用于系统中的网络转换，将无线通信模块使用的Zi gbee网络转变为GPRS、CDMA或3G通信网络，从而实现信号的远传;无线AP覆盖的信号范围为以每个LED路灯为中心的半径200 米范围；无线热点模块还包括智能硬件检测模块和内网通信模块，智能硬件检测模块用于检测外网通信模块的网络状态，并根据检测结果切换外网通信模块与内网通信模块的工作状态。[〇〇18]信号接收模块;信号发射模块;LED灯组，LED灯组由灯罩封装，灯罩上涂有漫反射涂料;远程控制模块，通过无线移动客户端，对系统进行工作参数的设定;恒压模块，用于保持单条线路上的电压值恒定;变流模块，用于改变单条线路上的电流值。[0〇19] 光线调节控制单元，可以控制智能调光，输出在20%?100%范围内变化，实现LED灯具亮度的无级调控。智能检测电路，用于时时监测系统和电路的电压和电流数值;故障报警单元，具有无线发送功能的报警器，用于智能检测电路监测有故障时，向智能控制模块发送报警信息，智能控制模块将报警信息经由无线热点模块发送至远程控制模块。
[0020]本发明可通过无线网络对LED路灯进行远程控制，减少了对LED路灯的布线、安装工序，从而有效地节约了安装成本，增加了美观度，同时提供了实用性，方便了对LED路灯的开、关操作，省去了手动操作的繁琐性，提高了使用的便利性，而且，可调节LED路灯的颜色和亮度，节约了资源，提高了舒适度。同时，利用智能控制模块控制电源驱动，起到节约电源的目的，并相应提高灯具使用寿命;本发明采用新颖的LED路灯亮度无级调节理念，LED路灯可根据道路交通流量状况、天气情况、纪姐的变换进行智能的调节亮度，让LED路灯实现智能化;智能化的管理，使得电源模块最优化的利用，节约了电能，从而在保证路灯的照明质量，同时延长了 LED路灯的寿命。[〇〇21] 实施例2一种智能LED路灯，漫反射涂料硫酸钡重量份为3份，纳米氧化铝重量份为2份，纳米氧化镁重量份为3份，聚乙烯醇水溶液的质量分数为0.5%%，其重量份为15份;硫酸钡粒径为 200nm，纳米氧化错粒径为10nm，纳米氧化镁粒径为20nm，聚乙稀醇的聚合度为500〇
[0022]按上述材料制成的漫反射涂料喷涂于透明环氧树脂片上，检测其光漫反射率为 97%，粘结性较好。[〇〇23] 实施例3一种智能LED路灯，漫反射涂料硫酸钡重量份为8份，纳米氧化铝重量份为5份，纳米氧化镁重量份为6份，聚乙烯醇水溶液的质量分数为3 %，其重量份为3 0份；硫酸钡粒径为 500nm，纳米氧化错粒径为50nm，纳米氧化镁粒径为50nm，聚乙稀醇的聚合度为1500。
[0024]按上述材料制成的漫反射涂料喷涂于透明玻璃片上，检测其光漫反射率为98%，粘结性较好。
[0025]本发明的漫反射涂料选用硫酸钡、氧化铝、氧化镁、聚乙烯醇水溶液作为涂料配方，显著提高了光线的反射率，可使光谱反射率达99%，用于灯光照明，光感柔和均匀；另外， 本发明的涂料具有较佳的粘结性，优于市售涂料。
[0026]实施例4一种智能LED路灯的控制方法，包括:(1)智能控制模块接收由定时器、红外传感器、PM2.5监测器时时产生或监测到的信号， 根据信号获取LED路灯的位置信息、所处马路上人流和车辆信息以及所处位置的天气信息；(2)发明智能控制模通过保持单条线路上的电压值恒定，改变单条线路上的电流值来对LED灯组进行光线的调节;且调节级别分为3级，一级为全亮，功率为额定功率的90%，二级为半亮，功率为额定功率的50%，三级为微亮，功率为额定功率的30%;(3)发明智能检测电路时时监测系统和电路的电压和电流数值，若电压和电流数值有超出产生故障时时，经由故障报警单元的报警器，利用无线发送向智能控制模块发送报警信息，智能控制模块将报警信息经由无线热点模块发送至远程控制模块，使用户或管理者及时的获取LED路灯产生故障以及故障产生的具体位置。
[0027]本发明可对突发出现故障的LED路灯进行在线检测及诊断，精确定位故障路灯位置、故障原因及故障部位，并将故障信息显示到远程控制平台界面上，提醒工作人员做相应的处理。
[0028]上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种智能LED路灯，其特征在于，主要包括以下组件:电源模块，包括主电源和备用电源，为后续各功能模块提供不间断的电源输出；稳压电路，用于电源在主电源和备用电源之间相互切换时，保持电路电压值的稳定输 出；电路保护器，在电路的电压值或电流值超过限定的数值后，自动切断电路，保护电路的 其他部件不受损坏；定时器，可根据所处的地理位置，计算出当地的日出、日落时间，做到在合理的亮灯和 熄灯；红外传感器，用于测量运动的人或车辆，并将检测到的信号传送至智能控制模块；PM2.5监测器，用于探测环境光度，同时监测环境PM2.5浓度，当环境光度降低至环境光 度预定值时，向智能控制模块发送信号；智能控制模块，接收PM2.5监测器、红外传感器和定时器传送的信号，处理、保存接收到 的无线热点模块的信号，控制LED发明灯组的的开关以及亮度或者颜色变化，并将LED发明 的工作状态通过无线通讯模块发送至远程控制模块；无线热点模块，内设有带有公共WIFI接入点并使LED路灯周边覆盖有WIFI信号从而可 提供WIFI功能的无线AP;还可利用公众移动通信的短消息SMS或通用分组无线业务GPRS完 成控制中心与智能节电器之间的无线数据交换，从而实现对节电器的遥控、遥测、遥调、遥 信;还用于系统中的网络转换，将无线通信模块使用的Zi gbee网络转变为GPRS、CDMA或3G通 信网络，从而实现信号的远传；信号接收模块;信号发射模块;LED灯组；远程控制模块，通过无线移动客户端，对系统进行工作参数的设定；恒压模块，用于保持单条线路上的电压值恒定；变流模块，用于改变单条线路上的电流值；光线调节控制单元，可以控制智能调光，输出在20%?100%范围内变化，实现LED灯具亮 度的无级调控；智能检测电路，用于时时监测系统和电路的电压和电流数值；故障报警单元，具有无线发送功能的报警器，用于智能检测电路监测有故障时，向智能 控制模块发送报警信息，智能控制模块将报警信息经由无线热点模块发送至远程控制模 块；所述LED灯组由灯罩封装，所述灯罩上涂有漫反射涂料。2.根据权利要求1所述的一种智能LED路灯，所述漫反射涂料所述硫酸钡重量份为3-8 份，所述纳米氧化铝重量份为2-5份，所述纳米氧化镁重量份为3-6份，所述聚乙烯醇水溶液 的质量分数为〇.5%-3%，其重量份为15-30份;所述硫酸钡粒径为200-500nm，所述纳米氧化 错粒径为10_50nm，所述纳米氧化镁粒径为20-50nm，所述聚乙稀醇的聚合度为500-1500。3.根据权利要求1所述的一种智能LED路灯，无线AP覆盖的信号范围为以每个LED路灯 为中心的半径200米范围。4.根据权利要求1所述的一种智能LED路灯，所述红外接收传感器集成于CC3200芯片上。5.根据权利要求1所述的一种智能LED路灯，所述无线热点模块还包括智能硬件检测模块和内网通信模块，所述智能硬件检测模块用于检测外网通信模块的网络状态，并根据检 测结果切换外网通信模块与内网通信模块的工作状态。6.—种智能LED路灯的控制方法，包括:(1)智能控制模块接收由定时器、红外传感器、PM2.5监测器时时产生或监测到的信号， 根据信号获取LED路灯的位置信息、所处马路上人流和车辆信息以及所处位置的天气信息；(2)智能控制模通过保持单条线路上的电压值恒定，改变单条线路上的电流值来对LED 灯组进行光线的调节;且调节级别分为3级，一级为全亮，功率为额定功率的90%，二级为半 亮，功率为额定功率的50%，三级为微亮，功率为额定功率的30%;(3)智能检测电路时时监测系统和电路的电压和电流数值，若电压和电流数值有超出 产生故障时时，经由故障报警单元的报警器，利用无线发送向智能控制模块发送报警信息， 智能控制模块将报警信息经由无线热点模块发送至远程控制模块，使用户或管理者及时的 获取LED路灯产生故障以及故障产生的具体位置。
【文档编号】H05B33/08GK106028506SQ201610346913
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】戴成云
【申请人】吉林蓝锐电子科技有限公司