基于GPRS远程控制的隧道导光器的制作方法

文档序号:15432298发布日期:2018-09-14 21:45阅读:349来源:国知局
本实用新型涉及隧道导光器,尤其是涉及基于GPRS远程控制的隧道导光器。
背景技术
:随着全球经济的快速发展,人类对自然资源的消耗与日俱增。为了实现节能减排、保护环境和社会的可持续发展,世界各国都在寻找新能源来替代传统的化石燃料,而太阳能作为一种新型的能源,越来越受到各国的关注和重视。太阳能的储量丰富,取之不尽,用之不竭,目前人类对太阳能利用的最主要的方式还停留在光伏发电上。而人类用于照明的能源消耗非常大,高成本、低效率的方式显然不适合人类的发展。技术实现要素:本实用新型的目的在于利用光纤导光实现室内照明,不仅能节约大量的能源,而且为太阳能的利用提供很好的思路,更好地实现隧道、矿井、地下室等光线不足的地区照明,加入GPRS远程控制,可以通过短信远程启动或者关闭云台系统,不需到现场云台位置进行开关控制,让整个系统开关控制变得更加简单、便捷,提供一种基于GPRS远程控制的隧道导光器。本实用新型设有太阳光收集装置、太阳光自动跟踪装置、太阳光传输装置和GPRS远程控制装置,所述太阳光收集装置用于收集太阳光,把平行入射到太阳光采集器上的太阳光聚焦成光斑,使太阳光采集器始终保持与太阳光垂直;所述太阳光自动跟踪装置用于控制太阳光采集器的位置,使始终保持与太阳光垂直;所述太阳光传输装置用于把可见光引入到隧道内;所述GPRS远程控制装置通过发送短信实现远程启动或关闭云台系统,不需用现场云台位置进行开关控制。本实用新型可实现隧道、矿井、地下室等光线不足的地区的照明。本实用新型采用的是一种结构简单、成本低廉而且跟踪精度高的太阳跟踪设备,以51单片机为核心,采用四个环境光传感器,并将它们分为两组,一组检测太阳的方位角(即东西方向),另一组检测太阳的高度角(即南北方向)。通过四个环境光传感器在光照强度不同的情况下反馈到单片机的数值不同,然后通过单片机比较计算两组(4个)数值来控制两台直流减速电机来驱动双轴跟踪装置,实现透镜平面始终垂直太阳光线,从而获得最长时间的光照时间,有效提高太阳光的利用效率。这种跟踪方式的优点在于控制较精确,同时由于单片机的智能控制在运行过程中比较节能。由于隧道、矿井和地下室照明不方便到现场进行导光器的控制,因此,加入GPRS远程控制装置后,就不需要专人到现场对系统进行检测、控制,在任何时间、地点都可以通过发送短信(kai/guan)的方式来控制系统的开关动作,使得导光器的照明更加便利。附图说明图1为本实用新型实施例的结构组成框图。图2为本实用新型实施例工作原理示意图。具体实施方式以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。图1所示为本实用新型实施例的结构组成框图,本实用新型实施例设有太阳光收集装置1、太阳光自动跟踪装置2、太阳光传输装置3和GPRS远程控制装置4,所述太阳光收集装置1用于收集太阳光A,把平行入射到太阳光采集器上的太阳光A聚焦成光斑,由于一天中,太阳的位置随时都在变化,为了收集到更多的太阳光,必须使太阳光采集器始终保持与太阳光垂直;所述太阳光自动跟踪装置2用于控制太阳光采集器的位置,使始终保持与太阳光A垂直;所述太阳光传输装置3用于把可见光引入到隧道内;所述GPRS远程控制装置4通过发送短信实现远程启动或关闭云台系统,不需用现场云台位置进行开关控制。在图1中,标记D为照明灯具。GPRS远程控制装置4通过发送短信实现远程控制整个云台装置的开、关。如图2所示为本实用新型实施例工作原理示意图。在图2中,标记B为光纤,C为底座。尽管菲涅尔透镜存在着需要高精度跟踪器控制的缺点,但是现在的菲涅尔透镜大多采用透明的塑料挤压成型,这样加工方便,成本大大降低,重量轻,而且具有透射性能高、刚性强、抗打击能力强、不易破碎、耐腐蚀、耐高低温等特点,这也是选择菲涅尔透镜作为本实用新型的原因。根据实际的应用,利用光学玻璃制成的光漏斗和普通光纤结合的方式来传输太阳光。首先,光学玻璃是以优质的石英砂为主料,适当加入稀土元素,从而提高玻璃的导光性能。采用光漏斗的优势:一方面,由于追光系统存在一些误差,当误差产生时,透镜形成的光斑会出现偏移,光线无法完全进入光纤,会造成能量的损失,降低利用率。另一方面聚集的光线密度极高,温度也很高,出现偏移时会烧毁普通光纤的外包层。因此,采用光漏斗,大端端口口径比光斑大,即使出现误差,光线也在光漏斗内,不会出现能量的损耗;小端端口口径吻合普通光纤的口径,起到了进一步集光的作用,提高光纤出口光线的亮度,也能缩小光纤的尺寸,能大大降低成本;光漏斗还有另外一个作用,因为是光学玻璃,耐温性极好,高密度光线在经过光漏斗时会由光漏斗壁反射,从而降低光线密度,一定程度上能降低温度,有效保护了后续普通光纤的传输。此方案比较实用,能有效改善传统光纤传输的缺点。经实验测试,光纤照度值及损耗率如表1所示。表1入射照度/lux4米光纤照度/lux损耗率/%8米光纤照度/lux损耗率/%2375170528.2126546.72430172529.0128347.22523180228.6135646.3光照情况测试如下:经实验测试,导光器在阳光下照度为108000LUX时,输出端的照度值为36600LUX,距离光灯60cm处的照度值为304LUX,相当于一个60W日光灯的照度值。以隧道照明为例,隧道指示照明是安装在隧道内的固定照明,要求照度低,使用寿命长。指示照明主要用于巡查人员检查轨道上是否有影响行车的障碍物,钢轨大方向以及轨道部件是否齐全,指示照明灯具一般安装在避车洞上方,间距为30m,同时指示行人走路及待避之用,其在隧道轨顶处的最小照度为1lx(勒克斯),能满足上述用途的需要。导光器白天的照明时间为7:00-17:00,导光器的制作费用大约为1000元。以厦门某隧道为例,隧道长度为1.01km,照明灯具间距为30m,照明灯具数目为34个,白天隧道内照明灯具的平均耗电量为70W,隧道7:00-17:00的照明电耗为23.8kW·h,电费以每kW·h0.7983元,则每天7:00-17:00的电费约为19元。采用导光器的总费用为34000元,若不计导光器的维修费用,则在5年内可回收成本。当前第1页1 2 3 
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