一种空气净化节能路灯及其控制方法与流程

本发明涉及空气净化路灯领域，尤其涉及一种空气净化节能路灯及其控制方法。

背景技术：

城市道路是空气污染集中产生的地方，污染源包括大量的汽车尾气、地面灰尘及pm2.5颗粒等，其对人类的生产生活造成了严重的影响。目前，道路两旁分布有很多路灯，现有路灯的结构简单，功能单一，无法实现照明的同时完成对周围环境进行空气净化的功能，并且现也无法根据人流量和车流量控制照明亮度，浪费了大量的电能。因此，有必要设计一种集照明功能、净化功能和节能功能为一体的空气净化节能路灯，实现照明、节能的同时完成对道路周围空气的净化。

技术实现要素：

鉴于上述情况，本发明提供了一种空气净化节能路灯及其控制方法，实现根据车流量和人流量控制光源亮度的同时完成对周围空气的净化。

为实现上述目的，本发明公开了一种空气净化节能路灯，包括：

路灯主体结构，包括灯杆、设于所述灯杆上的光源以及安装于所述灯杆上的第一中央控制器，所述第一中央控制器包括第一处理模块、用于控制光源启闭和亮度的第一控制模块、亮度监测模块以及监测车流量和人流量的流量监测模块，亮度监测模块电联接于所述第一处理模块，所述流量监测模块电联接于所述第一处理模块，所述第一处理模块电联接于所述第一控制模块，所述第一处理模块中预设有预定亮度、预定车流量和预定人流量，通过所述第一控制模块控制所述光源的启闭和亮度调节；

净化装置，包括壳体、可拆卸安装于所述壳体中的过滤层、用于测量所述过滤层重量的称重模块、风机、第一空气监测模块、第二空气监测模块、第二中央控制器以及声光报警器，所述壳体上形成有吸风口和排风口，所述风机的进风口对准于所述吸风口，所述风机的出风口连通于所述排风口，所述过滤层设于所述进风口和所述吸风口之间，所述第一空气监测模块设于所述吸风口处，所述第二空气监测模块设于所述排风口处，所述第二中央控制器包括第二控制模块和第二处理模块，所述第一空气监测模块、所述第二空气监测模块和所述称重模块分别电联接于所述第二处理模块，所述第二处理模块电联接于所述第二控制模块，所述第二处理模块中预设有预定净化率和预定重量，所述第二控制模块电联接于所述声光报警器，用于当实际净化率低于预定净化率时启动所述声光报警器，所述壳体中固设有电联接于所述第二控制模块的高压气枪，所述高压气枪的喷嘴对准于所述过滤层且用于吹散所述过滤层表面的吸附物，所述壳体的外壁上还安装有一收纳腔，所述收纳腔通过单向电磁阀连通于所述壳体且用于存储吸附物，所述单向电磁阀电联接于所述第二控制模块，所述单向电磁阀的输入端连通于所述壳体，所述单向电磁阀的输出端连通于所述收纳腔；以及

太阳能供电装置，包括太阳能电池板、蓄电池、安装于所述灯杆的顶部的支架以及第三中央控制器，所述蓄电池电联接于所述太阳能电池板，所述蓄电池电联接于所述光源，所述蓄电池电联接于所述风机，所述太阳能电池板的第一端通过万向转动头万向转动的连接于所述支架，所述太阳能电池板的第二端通过多个伸缩气缸连接于所述支架，用于调节所述太阳能电池板的布设角度，所述第三中央控制器包括第三处理模块、第三控制模块和计时模块，所述第三处理模块电联接于所述计时模块，所述第三处理模块中预设有不同时间伸缩气缸的伸缩长度，所述第三控制模块联接于所述伸缩气缸且用于控制所述伸缩气缸的伸缩。

本发明的有益效果在于：

1.通过亮度监测模块对周围环境的亮度进行监控，当亮度低于预定亮度时，利用第一控制模块控制光源的开启；通过流量监测模块对车流量和人流量进行监控，当车流量大于或等于预定车流量、人流量大于或等于预定人流量时，利用第一控制模块调亮光源的亮度，反之则调暗光源的亮度；与现有技术相比，节约了电能，同时提高了人、车通行的安全系数。

2.通过过滤层对空气中的pm2.5颗粒进行吸附，实现对周围空气的净化处理；当实际净化率小于预定净化率时，通过第二控制模块控制声光报警器启动，提醒及时更换或清洗过滤层。

3.通过称重模块对过滤层的重量进行监测，当吸附有吸附物的过滤层重量大于预定重量时，利用第二控制模块控制单向电磁阀导通和高压气枪开启，完成将过滤层表面的吸附物吹至收纳腔中，延长过滤层的使用周期，避免过滤层频繁更换，降低使用成本。

4.通过太阳能电池板实现发电功能，绿色环保；通过第三控制模块控制太阳能电池的布设角度，实现更好的太阳光照射角度，提高发电效率，增加发电量。

本发明一种空气净化节能路灯的进一步改进在于，所述过滤层包括依次堆叠设置的第一过滤网、活性炭过滤层和第二过滤网。通过将第一过滤网、活性炭过滤层和第二过滤网依次堆叠设置，堆叠设置可以实现较好的净化效果，提高净化后的空气质量。

本发明一种空气净化节能路灯的进一步改进在于，所述壳体的对准于所述过滤层的外壁上形成一开口，所述开口处可拆卸安装有一密封板，所述密封板的尺寸配合于所述开口尺寸。实际净化过程中，通过将密封板安装于开口处，保证壳体的气密性；通过拆卸密封板，便于更换或清洗过滤层。

本发明一种空气净化节能路灯的进一步改进在于，所述声光报警器联接于所述蓄电池。通过蓄电池为声光报警器提供电能。

本发明一种空气净化节能路灯的进一步改进在于，所述风机选用离心涡轮风机。

本发明还公开了一种空气净化节能路灯的控制方法，包括以下步骤：

提供太阳能供电装置，所述太阳能供电装置包括第三中央控制器，通过所述第三中央控制器中的第三控制模块控制不同时间伸缩气缸的伸缩长度，以此调节所述太阳能供电装置中太阳能电池板的布设方向，并利用所述太阳能供电装置中的蓄电池完成电能的存储；

提供路灯主体结构，所述路灯主体结构包括第一中央控制器，通过所述第一中央控制器中的亮度监测模块对周围亮度进行监测，当监测到的亮度小于或等于预设亮度时，利用所述第一中央控制器中的第一控制模块开启所述路灯主体结构中的光源，通过所述第一中央控制器中的流量监测模块对车流量和人流量进行监测，当车流量大于或等于预定车流量、人流量大于或等于预定人流量时，利用第一控制模块调亮光源的亮度，当车流量小于预定车流量、人流量小于预定人流量时，利用第一控制模块调暗光源的亮度；

提供净化装置，所述净化装置包括第二中央控制器和壳体，通过所述净化装置中的第一空气监测模块对吸风口处pm2.5的浓度进行监测，通过所述净化装置中的过滤层对pm2.5进行吸附，通过所述净化装置中的第二空气监测模块对排风口处pm2.5的浓度进行监测，利用所述第二中央控制器中第二处理模块对实际净化率和预定净化率进行比较，当实际净化率小于预定净化率时，通过所述第二中央控制器中的第二控制模块控制所述提供净化装置中的声光报警器开启，以提醒更换所述过滤层；

其中，通过所述第二中央控制器中的称重模块对吸附有pm2.5的所述过滤层的重量进行监测，利用所述第二中央控制器中第二处理模块对吸附有pm2.5的所述过滤层的重量和预定重量进行比较，当吸附有pm2.5的所述过滤层的重量大于或等于预定重量时通过所述第二中央控制器中的第二控制模块控制固设于所述壳体中的高压气枪启动以及控制连通于壳体的单向电磁阀导通，用于将吸附于过滤层表面的pm2.5吹向连通于所述壳体的收纳腔中。

本发明一种空气净化节能路灯的控制方法的进一步改进在于，于提供路灯主体结构步骤中，当所述亮度监测模块监测到的亮度大于预设亮度时，利用所述第一控制模块关闭所述光源。当周围环境的亮度较大时关闭光源，避免浪费电能，达到节能的效果。

本发明一种空气净化节能路灯的控制方法的进一步改进在于，所述过滤层包括依次堆叠设置的第一过滤网、活性炭过滤层和第二过滤网。

附图说明

图1是本发明一种空气净化节能路灯的结构示意图。

图2是本发明一种空气净化节能路灯的控制方法的流量图。

具体实施方式

为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

参阅图1可知，本发明公开了一种空气净化节能路灯，包括路灯主体结构1、净化装置2和太阳能供电装置3。其中：路灯主体结构1包括灯杆11、设于灯杆11上的光源12以及安装于灯杆11上的第一中央控制器，第一中央控制器包括第一处理模块、用于控制光源12启闭和亮度的第一控制模块、亮度监测模块以及监测车流量和人流量的流量监测模块，亮度监测模块电联接于第一处理模块，流量监测模块电联接于第一处理模块，第一处理模块电联接于第一控制模块，第一处理模块中预设有预定亮度、预定车流量和预定人流量，通过第一控制模块控制光源12的启闭和亮度调节；净化装置2包括壳体、可拆卸安装于壳体中的过滤层、用于测量过滤层重量的称重模块、风机、第一空气监测模块、第二空气监测模块、第二中央控制器以及声光报警器，壳体上形成有吸风口和排风口，风机的进风口对准于吸风口，风机的出风口连通于排风口，过滤层设于进风口和吸风口之间，第一空气监测模块设于吸风口处，第二空气监测模块设于排风口处，第二中央控制器包括第二控制模块和第二处理模块，第一空气监测模块、第二空气监测模块和称重模块分别电联接于第二处理模块，第二处理模块电联接于第二控制模块，第二处理模块中预设有预定净化率∈和预定重量，第二控制模块电联接于声光报警器，用于当实际净化率低于预定净化率时启动声光报警器，壳体中固设有电联接于第二控制模块的高压气枪，高压气枪的喷嘴对准于过滤层且用于吹散过滤层表面的吸附物，壳体的外壁上还安装有一收纳腔，收纳腔通过单向电磁阀连通于壳体且用于存储吸附物，单向电磁阀电联接于第二控制模块，单向电磁阀的输入端连通于壳体，单向电磁阀的输出端连通于收纳腔；太阳能供电装置3包括太阳能电池板31、蓄电池、安装于灯杆11的顶部的支架33以及第三中央控制器，蓄电池电联接于太阳能电池板31，蓄电池电联接于光源12，蓄电池电联接于风机，太阳能电池板31的第一端通过万向转动头34万向转动的连接于支架33，太阳能电池板31的第二端通过多个伸缩气缸32连接于支架33，用于调节太阳能电池板的布设角度，第三中央控制器包括第三处理模块、第三控制模块和计时模块，第三处理模块电联接于计时模块，第三处理模块中预设有不同时间伸缩气缸的伸缩长度，第三控制模块联接于伸缩气缸32且用于控制伸缩气缸32的伸缩。本实施例中：(1)通过亮度监测模块对周围环境的亮度进行监测，利用第一控制模块控制光源12的启闭；其中，当监测亮度小于或等于预设亮度时，打开光源12，实现路灯的照明功能，当监测的亮度大于预设亮度时，关闭光源12，避免浪费电能，实现路灯的节能功能；通过流量监测模块对车流量和人流量进行监测，当车流量大于或等于预定车流量、人流量大于或等于预定人流量时，利用第一控制模块调亮光源12的亮度，当车流量小于预定车流量、人流量小于预定人流量时，利用第一控制模块调暗光源12的亮度，根据实际车流量和人流量控制光源12的亮度，实现节能的同时保障人、车通行的安全性；具体的，当车流量或人流量其中一个达到对应的预定流量时调亮光源12的亮度，当车流量和人流量均小于对应预定流量时调暗光源12的亮度。(2)利用风机将空气吸进壳体进行净化处理，然后将净化后的空气经排风口排出；其中，通过过滤层将空气中的pm2.5颗粒吸附于过滤层表面，实现空气的净化处理，利用第一空气监测模块对净化前空气中pm2.5的浓度进行监测，利用第二空气监测模块对净化后空气中pm2.5的浓度进行监测，并将浓度信号传输给第二处理模块，第二处理模块根据运算公式∈1＝m1/m计算出实际净化率，并将实际净化率∈1与预定净化率∈进行比较，当实际净化率∈1小于预定净化率∈时，通过第二控制模块启动声光报警器，提醒及时更换或清洗过滤层(m1为实际净化率，m为预定净化率)。(3)通过称重模块对吸附有吸附物(pm2.5颗粒)的过滤层重量进行实时监测，利用第二处理模块对实际重量和预定重量进行比较，当实际重量大于或等于预定重量时，第二处理模块向第二控制模块发出信号，通过第二控制模块控制高压气枪启动和单向电磁阀导通，利用高压气枪将过滤层表面的吸附物吹进收纳腔，减少过滤层表面的吸附物的厚度和重量，提高过滤层的过滤净化效果，进而延长过滤层的使用寿命或清洗的时间间隔，降低净化成本和劳动成本。(4)利用太阳能供电装置3为路灯提供电能，太阳能电池板31发电过程中通过不断调节太阳能电池板31与太阳光照射方向之间的夹角，提高太阳能电池板31的发电量；其中，第三处理模块中预设有一年365天不同时间伸缩气缸32的伸缩长度，通过计时模块记录对应的时间，利用第三处理模块计算出伸缩气缸32的伸缩长度，通过第三控制模块控制伸缩气缸32，调节太阳能电池板31的倾斜角度及相对于万向转动头34的转动。具体的，本实施例中包括一个竖向设置的第一伸缩气缸和分别位于第一伸缩气缸两侧且水平设置的第二伸缩气缸，通过调节第二伸缩气缸的伸缩长度改变太阳能电池板31的倾斜角度，通过调节二伸缩气缸的伸缩长度实现太阳能电池板31的转动，使得太阳的照射方向始终垂直于太阳能电池板31，以此增加太阳能电池板31的发电量。本发明中，单向电磁阀为常闭型单向电磁阀。

进一步的，过滤层包括依次堆叠设置的第一过滤网、活性炭过滤层和第二过滤网。本实施例中，通过将第一过滤网、活性炭过滤层和第二过滤网堆叠设置。具体的，活性炭过滤层呈蜂窝状，第二过滤网选用biohepa进口过滤网。

进一步的，壳体的对准于过滤层的外壁上形成一开口，开口处可拆卸安装有一密封板，密封板的尺寸配合于开口尺寸。通过将密封板安装于开口处保证壳体整体的密封性，通过将密封板拆卸，便于对更换或清洗过滤层。

进一步的，声光报警器联接于蓄电池。通过蓄电池为声光报警器提供电能。

进一步的，风机选用离心涡轮风机。

参阅图2可知，本发明还公开了一种空气净化节能路灯进行空气净化和亮度调节的控制方法，包括以下步骤：

步骤101：提供太阳能供电装置3，太阳能供电装置3包括第三中央控制器，通过第三中央控制器中的第三控制模块控制不同时间伸缩气缸的伸缩长度，以此调节太阳能电池板31的布设方向，并利用太阳能供电装置3中的蓄电池完成电能的存储；

步骤102：提供路灯主体结构1，路灯主体结构1包括第一中央控制器，通过第一中央控制器中的亮度监测模块对周围亮度进行监测，当监测到的亮度小于或等于预设亮度时，利用第一中央控制器中的第一控制模块开启路灯主体结构1中的光源12，通过第一中央控制器中的流量监测模块对车流量和人流量进行监测，当车流量大于或等于预定车流量、人流量大于或等于预定人流量时，利用第一控制模块调亮光源12的亮度，当车流量小于预定车流量、人流量小于预定人流量时，利用第一控制模块调暗光源12的亮度；

步骤103：提供净化装置2，净化装置2包括第二中央控制器和壳体，通过净化装置2中的第一空气监测模块对吸风口处pm2.5的浓度进行监测，通过净化装置2中的过滤层对pm2.5进行吸附，通过净化装置2中的第二空气监测模块对排风口处pm2.5的浓度进行监测，利用第二中央控制器中第二处理模块对实际净化率和预定净化率进行比较，当实际净化率小于预定净化率时，通过第二中央控制器中的第二控制模块控制提供净化装置2中的声光报警器开启，以提醒更换过滤层；

其中，通过第二中央控制器中的称重模块对吸附有pm2.5的过滤层的重量进行监测，利用第二中央控制器中第二处理模块对吸附有pm2.5的过滤层的重量和预定重量进行比较，当吸附有pm2.5的过滤层的重量大于或等于预定重量时通过第二中央控制器中的第二控制模块控制固设于壳体中的高压气枪启动以及控制连通于壳体的单向电磁阀导通，用于将吸附于过滤层表面的pm2.5吹向连通于壳体的收纳腔中。

本实施例中，通过太阳能供电装置3实现太阳能发电以及电能的存储，为光源12提供电能；通过第一控制模块控制光源12的开启及亮度的调节，实现节能功能；通过净化装置2吸附空气中的pm2.5颗粒，实现对周围空气的净化处理，当实际净化率低于预定净化率时，通过第二控制模块控制声光报警器启动，提醒及时更换或清洗过滤层，保证净化装置2的净化率满足净化要求，同时提高单位时间内空气净化的体积。

进一步的，于步骤102中，当亮度监测模块监测到的亮度大于预设亮度时，利用第一控制模块关闭光源12。本实施例中，当监测到的亮度大于预设亮度时关闭光源12，避免造成电能的浪费，实现节能功能。

进一步的，所述过滤层包括依次堆叠设置的第一过滤网、活性炭过滤层和第二过滤网。本实施例中，通过将第一过滤网、活性炭过滤层和第二过滤网依次堆叠设置，可以进一步提高对空气中pm2.5的净化效果。

进一步的，于步骤101前还包括步骤：根据一年365天不同时间太阳光照射角度、相邻两伸缩气缸之间的距离以及伸缩气缸和万向转动头之间的距离计算出不同时间各伸缩气缸的伸缩长度，并将不同时间各伸缩气缸的伸缩长度预设于第三处理模块中。

本发明中的光源12为led光源，具有较好的节能性能；蓄电池为风机、光源12、声光报警器等装置提供电能。

本发明一种空气净化节能路灯及其控制方法的有益效果包括：

1.通过亮度监测模块对周围环境的亮度进行监测，利用第一控制模块控制光源的启闭；通过流量监测模块对车流量和人流量进行监测，利用第一控制模块调暗光源的亮度，避免浪费电能，实现路灯的节能功能。

2.利用风机将空气吸进壳体进行净化处理，然后将净化后的空气经排风口排出，当实际净化率∈1小于预定净化率∈时，通过第二控制模块启动声光报警器，提醒及时更换或清洗过滤层，以保证pm2.5的净化效果。

3.通过称重模块对吸附有吸附物的过滤层重量进行实时监测，利用第二处理模块对实际重量和预定重量进行比较，当实际重量大于或等于预定重量时，第二处理模块向第二控制模块发出信号，通过第二控制模块控制高压气枪启动和单向电磁阀导通，利用高压气枪将过滤层表面的吸附物吹进收纳腔，减少过滤层表面的吸附物的厚度和重量，提高过滤层的过滤净化效果，进而延长过滤层的使用寿命或清洗的时间间隔。

4.利用太阳能供电装置为路灯提供电能，太阳能电池板发电过程中通过不断调节太阳能电池板与太阳光照射方向之间的夹角，提高太阳能电池板的发电效率，增大发电量。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容的能涵盖的范围内。