专利名称：一种led路灯控制方法
技术领域：
本发明涉及路灯的控制技术领域，具体地说，是涉及一种对通过太阳能供电的LED 路灯进行控制的方法。
背景技术：
太阳能作为一种清洁、可再生的新能源，越来越受到人们的青睐，在人们生活、工 作中有着广泛的作用。其中，应用之一就是将太阳能转换为电能，如利用太阳能电池板作为 供电电源，将太阳能转换为电能。LED灯作为一种新的照明光源，由于其具有光效高、耗电量 少、寿命长等优势，在道路照明中应用越来越广泛。因此，现在越来越多的LED路灯照明系 统也开始采用太阳能电池板来供电，这样可以减少施工、布线等工作，大大简化安装过程， 而且节约大量的电网电能资源。太阳能作为供电电源在LED路灯照明系统应用中，存在一个非常重要的问题，即 当出现连阴天的时候，往往由于白天太阳能供电系统充电不足，导致夜晚路灯无法正常工 作。为了解决这个问题，现有技术通常采用增大太阳能电池板面积、增大蓄电池容量 的解决方案。但这样处理的结果是，将会导致太阳能路灯整体体积庞大，成本非常高，安装 使用不便；而且，因为在多数情况下，连阴天不是经常出现的，这样就造成了大面积太阳能 电池板的浪费，使用非常不经济。鉴于此，如何对通过太阳能供电的LED路灯进行经济、有效地控制，则是本发明要 解决的主要问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED路灯控制方法，以解决现有技术中为解决连阴天 时太阳能供电不足而采用大面积太阳能电池板、大容量蓄电池存在的成本较高、体积庞大、 安装使用不便、浪费严重等问题。为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现一种LED路灯控制方法，LED路灯系统利用太阳能系统供电，在太阳能供电系统中 设置充电管理模块，用于获取电量信息；在LED路灯系统中设置LED路灯管理模块，用于获 取充电管理模块传输的电量信息，并根据电量信息控制驱动LED路灯的LED路灯驱动模块。如上所述的LED路灯控制方法，所述LED路灯管理模块可以采用下述方法控制LED 路灯驱动模块LED路灯管理模块获取所述充电管理模块传输的电量信息，提取电量信息 中的当天充电量；然后根据当天充电量确定缺电天数，并根据缺电天数确定LED路灯的当 晚亮度值；然后根据LED路灯的当晚亮度值输出相应的控制信号控制所述LED路灯驱动模 块。如上所述的LED路灯控制方法，为充分利用太阳能电池电量、同时保证道路的照 明亮度，LED路灯管理模块在根据缺电天数确定LED路灯的当晚亮度值时，以LED路灯的额定亮度为基准，每缺电一天LED路灯的亮度值降低10%，最低亮度值不小于额定亮度的 20%。如上所述的LED路灯控制方法，为节约电能、避免能源浪费，LED路灯的当晚亮度
值包括第一亮度值和第二亮度值，第一亮度值大于第二亮度值；LED路灯先以第一亮度值 工作一定时间，然后再以第二亮度值工作。优选的，所述LED路灯以第一亮度值工作的时间设定为3-5小时。如上所述的LED路灯控制方法，所述LED路灯管理模块根据当天充电量确定缺电 天数时，具体可采用下述方法判断当天充电量能否满足当天使用；若仅能满足当天使用，缺电天数不变；若不能满足当天使用，缺电天数加1 ；若不仅能满足当天使用，还能弥补之前的缺电，则相应的减少缺电天数。如上所述的LED路灯控制方法，为实现LED路灯的自动启动，所述充电管理模块还 用于获取环境光照信息，所述LED路灯管理模块获取充电管理模块的环境光照信息，并在 根据环境光照信息判断为晚上时，再获取充电管理模块传输的电量信息，然后根据电量信 息控制驱动LED路灯的LED路灯驱动模块。如上所述的LED路灯控制方法，为实现所述充电管理模块与所述LED路灯管理模 块之间的有效、简单的信息传输，两者采用有线连接方式进行通信。优选的，所述有线连接为RS232连接。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是通过在太阳能供电系统中设置充 电管理模块管理充电信息，而在LED路灯系统中设置LED路灯管理模块管理LED路灯的亮 度控制，从而可以根据太阳能的实际电量控制LED路灯的实际亮度，可以在不增加太阳能 电池板面积、不增大蓄电池容量的前提下有效解决现有技术中LED路灯亮度固定不变、因 连阴天导致太阳能提供的电量不足而影响道路照明的问题，既降低了成本，又避免了能源 的浪费。结合附图阅读本发明的具体实施方式
后，本发明的其他特点和优点将变得更加清
林 疋。
图1是本发明LED路灯控制方法一个实施例的基本原理框图；图2是基于图1基本原理框图的本发明LED路灯控制方法一个实施例的工作流程 图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明的技术方案作进一步详细的说明。本发明针对现有采用太阳能供电的LED路灯在连阴天时容易因供电不足不能正 常工作，而若采用大面积太阳能电池板又易导致路灯系统体积较大、成本较高、浪费严重的 问题，提出了一种LED路灯控制方法，通过实时监测太阳能电池的实际供电量来不断调整 LED路灯的亮度，实现即能满足道路照明需求、又不增加路灯系统的体积和成本的目的。为实现上述目的，首先需要对LED路灯系统及为其供电的太阳能供电系统进行结构上的改变。具体实现可参考下述实施例的说明。图1示出了本发明LED路灯控制方法一个实施例的基本原理框图。如图1所示的原理框图，包括LED路灯系统2及为其提供电能的太阳能供电系统 1。太阳能供电系统1包括实现太阳能转换为电能的太阳能电池板11，以及储存电能 的蓄电池12，在太阳能电池板11和蓄电池12之间还设置有充电管理模块13。充电管理模 块13与太阳能电池板11通过电源线相连接，太阳能电池板11转换后的电能通过充电管理 模块13充到蓄电池12中。充电管理模块13负责充电过程的管理，在充电过程中，可以检测 并计算出太阳能电池板11的电压、蓄电池12的当天充电量及当前充电量等电量信息。此 外，充电管理模块13还可以检测环境光照强度，获得相应的环境光照信息。LED路灯系统2除包括有LED路灯灯板21及驱动LED路灯的LED路灯驱动模块22 之外，还包括有与LED路灯驱动模块22相连接的LED路灯管理模块23。LED路灯管理模块 23与LED路灯驱动模块22之间可采用标准TTL电平的串行异步通讯接口 UART进行通信， 将控制指令传输至LED路灯驱动模块22，进而控制LED路灯的亮灭及亮度等。充电管理模块13与LED路灯管理模块23可以采用有线或无线的方式进行通信， 为实现有效、简单的通信，优选采用有线连接方式。而在有线连接方式中，可以采用简单的 RS232连接方式。通过两者间的通信连接，LED路灯管理模块23可从充电管理模块13获取 蓄电池12的当前电量、当天充电量等电量信息，以及反映白天或晚上的环境光照信息等； 同时，还可以将当前LED路灯亮度、当前耗电量、LED路灯的当前状态及故障等信息传输至 充电管理模块13。图2是基于图1基本原理框图的本发明LED路灯控制方法一个实施例的工作流程 图。如图2所示，基于图1基本原理框图的该实施例的工作流程如下SlOl 系统初始化。S102 读取充电管理模块信息。这些信息包括上面提到的环境光照信息及电量信 肩、οS103 根据环境光照信息判断是否为晚上。晚上是一个相对的概念，对应着一个设 定的环境光照值，在降至该值时，认定环境光线较暗，需要开启LED路灯进行照明。另一方 面，也可以直接通过检测太阳能电池板的输出电压或电流作为判断环境光照强度的依据， 进而来判定是白天还是晚上。S104 判断是否为晚上。若是，执行步骤S105 ；否则，转至步骤S103继续进行判断。S105:在判断为晚上时，从充电管理模块信息中获取电量信息，并提取出电量信息 中的当天充电量，用于确定缺电天数。在根据当天充电量确定缺电天数时，具体可采用下述方法判断当天充电量能否 满足当天使用；若当天充电量仅能满足当天使用，缺电天数不变；若当天充电量不能满足当天使用，缺电天数加1 ；若当天充电量不仅能满足当天使用，还能弥补之前的缺电，则相应的减少缺电天 数。例如，若剩余的充电量能够弥补前一天所缺少的耗电量，则缺电天数减一；若能够弥补前两天缺少的耗电量，则将缺电天数减二，依次类推。在判断当天充电量是否能满足当天使用时，一般是以电量充足状态下LED路灯正 常工作时的耗电量为判断依据，例如，正常状态下，LED路灯分别以额定亮度100%的亮度 值工作4小时，再以额定亮度50%的亮度值工作6小时，则以该照明工作状态下的耗电量作 为正常工作的耗电量。而弥补之前的缺电则以之前实际的缺电电量为判断依据，每天缺多 少按实际进行补偿计算。S106 根据缺电天数计算第一、第二亮度值，并开始计时。考虑到晚上交通高峰大多出现在前半夜，后半夜车流及行人较少，从节约能源角 度出发，将LED路灯照明分为两个亮度阶段进行控制，即将LED路灯的当晚亮度值分为第一 亮度值和第二亮度值，且第一亮度值大于第二亮度值，也即前半夜采用较高亮度进行照明， 后半夜采用降低的亮度进行照明。第一亮度值及第二亮度值均根据缺电天数来确定，具体来说，可采用下述确定方 法以LED路灯的额定亮度为基准，每缺电一天LED路灯的亮度值降低10%，但最低亮度值 不小于额定亮度的20%，以保证照明效果。例如，若当天充电量满足当天LED路灯的正常 耗电量，且缺电天数为0，则第一亮度值设定为额定亮度，第二亮度值可设定为额定亮度的 50%。若当天充电量能满足当天使用，但不能弥补前一天的缺电量，即缺电天数为1，则将第 一亮度值设定为额定亮度的90%，而第二亮度值则设定为额定亮度的40%。然后依次类推 即可。S107 开始计时的同时，根据第一亮度值控制LED路灯工作。在计算出第一亮度值后，将相应的控制指令发送至LED路灯驱动模块，以驱动LED 路灯灯板上的LED路灯以第一亮度值工作。S108 判断LED路灯以第一亮度值工作的时间是否已到。若已到，执行步骤S109 ；
若未到，继续以第一亮度值工作。第一亮度值工作的时间可以预先设定，根据道路交通情况，可以设定为3-5小时， 然后将系统的计时时间与预先设定值进行比较即可进行判断。S109:在第一 LED路灯以第一亮度值工作的时间到之后，根据计算出的第二亮度 值控制LED路灯工作，直至白天LED路灯的关闭。SllO 根据环境光照信息判断是否为白天。若是，执行步骤Slll ；若否，继续执行 步骤S109，LED路灯以第二亮度值工作。判断方法可参考上述步骤S103对晚上的判断过程。Slll 在判断出为白天时，则执行白天状态处理。此时，LED路灯将关闭，充电管理 器不断检测并计算太阳能供电系统的当天充电量等信息。然后重复执行上述控制流程。在步骤S107中，系统从LED路灯以第一亮度值工作的时间开始计时，若持续保持 系统计时状态，还可以将该计时时间作为辅助判断白天、晚上、阴天的白天或阴天的晚上等 的判断依据。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实 施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施 例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种LED路灯控制方法，LED路灯系统利用太阳能系统供电，其特征在于，在太阳能 供电系统中设置充电管理模块，用于获取电量信息；在LED路灯系统中设置LED路灯管理模 块，用于获取充电管理模块传输的电量信息，并根据电量信息控制驱动LED路灯的LED路灯 驱动模块。
2.根据权利要求1所述的LED路灯控制方法，其特征在于，所述LED路灯管理模块获取 所述充电管理模块传输的电量信息，提取电量信息中的当天充电量；然后根据当天充电量 确定缺电天数，并根据缺电天数确定LED路灯的当晚亮度值；然后根据LED路灯的当晚亮度 值输出相应的控制信号控制所述LED路灯驱动模块。
3.根据权利要求2所述的LED路灯控制方法，其特征在于，在根据缺电天数确定LED 路灯的当晚亮度值时，以LED路灯的额定亮度为基准，每缺电一天LED路灯的亮度值降低 10%，最低亮度值不小于额定亮度的20%。
4.根据权利要求3所述的LED路灯控制方法，其特征在于，LED路灯的当晚亮度值包括 第一亮度值和第二亮度值，第一亮度值大于第二亮度值；LED路灯先以第一亮度值工作一 定时间，然后再以第二亮度值工作。
5.根据权利要求4所述的LED路灯控制方法，其特征在于，所述LED路灯以第一亮度值 工作的时间为3-5小时。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的LED路灯控制方法，其特征在于，所述LED路灯 管理模块根据当天充电量确定缺电天数时，采用下述方法判断当天充电量能否满足当天 使用；若仅能满足当天使用，缺电天数不变；若不能满足当天使用，缺电天数加1 ；若不仅能满足当天使用，还能弥补之前的缺电，则相应的减少缺电天数。
7.根据权利要求1所述的LED路灯控制方法，其特征在于，所述充电管理模块还用于获 取环境光照信息，所述LED路灯管理模块获取充电管理模块的环境光照信息，并在根据环 境光照信息判断为晚上时，再获取充电管理模块传输的电量信息，然后根据电量信息控制 驱动LED路灯的LED路灯驱动模块。
8.根据权利要求1或7所述的LED路灯控制方法，其特征在于，所述充电管理模块与所 述LED路灯管理模块之间采用有线连接进行通讯。
9.根据权利要求8所述的LED路灯控制方法，其特征在于，所述有线连接为RS232连接。
全文摘要
本发明公开了一种LED路灯控制方法，LED路灯系统利用太阳能系统供电，在太阳能供电系统中设置充电管理模块，用于获取电量信息；在LED路灯系统中设置LED路灯管理模块，用于获取充电管理模块传输的电量信息，并根据电量信息控制驱动LED路灯的LED路灯驱动模块。本发明的LED路灯控制方法通过实时监测太阳能电池的实际供电量来不断调整LED路灯的亮度，实现即能满足道路照明需求、又不增加路灯系统的体积和成本的目的。
文档编号H05B37/02GK102083260SQ201010607390
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者姜德志, 姜磊, 孙延芬, 孙茜, 徐长军, 王佳东, 董雅倩 申请人:青岛锐晶光电科技有限公司