一種智能感應LED路燈的製作方法

2023-06-03 12:57:51

本發明涉及照明及其控制領域，具體涉及一種智能感應LED路燈。

背景技術：

隨著世界經濟的高速增長，全球能源短缺日益嚴重，節能減排、尋求低碳發展模式的呼聲越來越響。在這個大背景下智能LED產業發展如火如荼，尤其是在LED光源模塊化方面的應用更是備受關注。在節能減排、常規電力資源緊張迫切的形勢下，國家和政府出臺了大量政策法規來支持可再生能源的發展，隨著城市和新農村建設步伐的不斷加快，風光互補新能源LED路燈在國內得到大面積的推廣應用。據中國照明學會統計，截止2011年，國內風光互補照明行業實現產值180億元，並以每年接近10％的速度增長。在國內的應用主要集中在城市道路的照明和有關的公共照明用的獨立電源系統，城鄉道路亮化照明、公園廣場亮化照明、無電地區(包括沿海島嶼)的照明亮化等。

隨著科技進度，節能型照明產品的普及，風機和太陽能產品的技術水平將逐步提高且價格將逐漸降低。目前，風光互補路燈的造價已接近常規路燈造價的平均水平。從長遠看，風光互補路燈不消耗電能，其運行成本遠低於常規路燈。而且符合國家節能減排產業政策，利用風能和太陽能互補發電實現路燈照明，完全利用可再生能源代替傳統化石能源，是能源趨勢發展的必然要求，有利於節約能源及利用新能源。

然而，目前國內出現的LED燈結構單一，僅僅是單純的依靠風能和光能實現供電和蓄電，只能將路燈打開或者關閉，如果在人車稀少的道路，附近沒有車輛和人的時候，路燈還一直開著則浪費資源，並且目前能源利用效率較低，操控方法簡單，智能化程度低，已經無法滿足社會的需求，並且設置時只設置單一支架臂的LED路燈，對於主路和輔路等需要雙向照明的情況不適用。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種功能多樣，能源效率高，散熱效果好，使用壽命長，維護費用低廉，並且節能環保，操控智能化，照明區域廣，能夠自動識別後控制路燈的智能感應LED路燈。

本發明提供了一種智能感應LED路燈，包括底座，蓄電池組，處理控制裝置，連接杆，燈杆，第一支架臂和對應的第一LED燈頭，第二支架臂和第二LED燈頭，所述太陽能電池組，光敏傳感器和風力發電裝置，其中第一LED燈頭和第二LED燈頭都包括LED光源，其特徵在於：

太陽能電池組、光敏傳感器、LED光源、蓄電池組分別與處理控制裝置電連接，風力發電裝置通過驅動電機與控制處理裝置電連接，第一支架臂的一端設置於燈杆上的一側，另一端向外延伸並連接第一LED燈頭，第二支架臂的一端設置於燈杆上的另外一側，另一端向外延伸並連接第二LED燈頭，其中第二支架臂的長度大於第一支架臂的長度，第一支架臂和第二支架臂分別包括兩個子支架臂，每一個支架臂的兩個子支架臂與燈杆共同構成一類似於三角形的形狀，並且兩個子支架臂為弧形，其中一支架臂比另外一支架臂長且弧度大；第一LED燈頭的高度比第二LED燈頭的高度高，第一LED燈頭和第二LED燈頭距離地面的高度以及距離燈杆的距離分別記為H1，H2，L1，L2，設置時滿足H1/H2＝L1/L2；

第一LED燈頭和第二LED燈頭都包括燈罩以及LED光源，第一支架臂和第二支架臂分別連接第一LED燈頭和第二LED燈頭的端部分別設置攝像裝置和聲音採集裝置，其中兩個攝像裝置分別更靠近第一LED燈頭和第二LED燈頭，攝像裝置和聲音採集裝置之間的距離為15cm，攝像裝置和聲音採集裝置還分別與控制處理裝置連接；

攝像裝置用於實時的採集路燈周邊的環境圖像，聲音採集裝置也同時採集路燈周邊的環境聲音，攝像裝置和聲音採集裝置將採集到的圖像信息和聲音信息發送至控制處理裝置，控制處理裝置中的處理器對圖像信息和聲音信息進行處理識別，當有車輛或人經過時，攝像裝置和/或聲音採集裝置識別出有車輛或人的出現，打開LED路燈，當識別後發現沒有車輛或人的出現時，關閉LED路燈；

連接杆為中空結構，處理控制裝置設置於連接杆的中空結構內部，連接杆的下端半徑大於上端半徑，下端固定連接底座，底座的下端半徑也大於上端半徑，底座為中空結構，蓄電池組設置於底座內部，燈杆的直徑小於連接杆的下端和上端半徑，並且燈杆的下端通過連接杆的中空結構能夠從連接杆的上端插入將燈杆在垂直方向固定；燈杆的頂端設置風力發電裝置，其中風力發電裝置能夠沿水平方向上旋轉，在風力發電裝置與支架之間非對稱的在燈杆上設置兩個太陽能電池組，在兩個太陽能電池組的正中心的位置處分別設置第一、第二光敏傳感器，並且在風力發電裝置遠離風扇的一端末尾設置第三光敏傳感器；

三個光敏傳感器分別採集光照強度信息，並將分別採集到的光照強度信息發送至處理控制裝置，處理控制裝置包括處理器和驅動單元，處理器將分別採集到的光照強度信息進行處理，然後根據處理結果對LED光源進行功率和照明時間控制。

優選地，第二支架臂比第二支架臂長30-100cm。

優選地，太陽能電池組包括一個或多個太陽能電池。

優選地，蓄電池組包括一個或多個蓄電池。

優選地，所述LED光源為一個或一個以上。

優選地，兩個太陽能電池組能夠沿著水平方向旋轉。

優選地，兩個太陽能電池組在垂直方向的距離為45cm。

優選地，兩個太陽能電池組與風力發電裝置在投影平面上的角度為兩兩相差120度。

優選地，風力發電裝置沿著在水平方向上旋轉的同時，兩個太陽能電池組同樣沿著水平方向旋轉，三者在投影平面上的角度始終保持在120度。

優選地，處理器包括計算模塊，執行將第一、二、三光敏傳感器採集到的光照強度信息分別記為G1，G2，G3，計算

處理器還包括比較控制模塊，用於執行如果P1小於等於0.03，則將P作為處理器進行處理後的處理結果對LED光源進行功率和照明時間控制；

如果P1大於0.03，則分別計算取W1，W2，W3中的一個，二個或三個的值小於等於0.03對應的光照強度信息進行平均值處理，將平均值處理後的結果作為處理器進行處理後的處理結果對LED光源進行功率和照明時間控制；

處理器還包括校正模塊，將W1，W2，W3取值大於0.03對應的光敏傳感器進行重新校正。

本發明的智能感應LED路燈，可以實現：

1)功能多樣，智能控制集成驅動，路燈結構簡單，能源利用效率高，散熱效果好；

2)設備可拆線式設計，方便維護，維護費用低廉，並且使用壽命長；

3)精心設計光強信息採集傳感器及其優化的設計位置，結合特定的處理方式，數據採集可靠性強，出錯率低，準確率提高，效率提高；

4)燈杆可旋轉，使得風力發電裝置接收風力的方向角度可調，最大程度的獲得風能，從而最大程度的將其轉換為電能，並且減小對太陽能電池組採集光能的影響，使得自身效率提高的同時也提高了太陽能電池的效能；

5)雙支架臂的優化設置使得照射區域靈活性更強，特別是對於主輔路利用同一個控制單元控制路燈即可實現照明，效率高，區域廣，成本低，能耗低；

6)結合了圖像和聲音的識別，有效準確的對路燈周邊環境進行了監控，從而智能化的控制LED路燈，智能操控的同時節約了能源的浪費。

附圖說明

圖1為智能感應LED路燈結構示意圖

圖2為智能感應LED路燈電路連接示意圖

具體實施方式

下面詳細說明本發明的具體實施，有必要在此指出的是，以下實施只是用於本發明的進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，該領域技術熟練人員根據上述本發明內容對本發明做出的一些非本質的改進和調整，仍然屬於本發明的保護範圍。

LED具有壽命長、低汙染、低功耗、節能和抗衝擊等優點。跟傳統的照明器具相比較，LED不僅單色性好、光學效率高、光效強等優點，風光互補LED雙臂節能路燈應用於各種照明更為廣泛，大大加快LED產業的多元化、多能化，而利用LED實現路燈照明也越來越普遍，為此本發明提供了一種智能感應LED路燈控制方法，通過這種方式能有效的控制路燈提高能源利用效率，提高數據採集準確率的同時，減小路燈損耗，延長使用壽命，照明區域更高，靈活性更好。

如圖1所示，包括底座1，蓄電池組2，處理控制裝置3，連接杆4，燈杆5，第一支架臂6和對應的第一LED燈頭7，第二支架臂6和第二LED燈頭7，太陽能電池組8，光敏傳感器9和風力發電裝置10，如圖2所示，太陽能電池組、光敏傳感器、LED光源、蓄電池組分別與處理控制裝置電連接，風力發電裝置通過驅動電機與控制處理裝置電連接。其中，連接杆4為中空結構，處理控制裝置3設置於連接杆4的中空結構內部，連接杆4的下端半徑大於上端半徑，下端固定連接底座1，底座1的下端半徑也大於上端半徑，底座為中空結構，蓄電池組2設置於底座1內部。燈杆5的直徑小於連接杆4的下端和上端半徑，並且燈杆5的下端通過連接杆4的中空結構能夠從連接杆4的上端插入，從而使得燈杆5能夠在垂直方向固定。

第一支架臂6的一端設置於燈杆5上的一側，另一端向外延伸並連接第一LED燈頭7，使得LED燈頭7遠離燈杆5，第二支架臂6的一端設置於燈杆5上的另外一側，另一端向外延伸並連接第二LED燈頭7，其中第二支架臂的長度大於第一支架臂的長度，並且優選的方案中，第二支架臂比第二支架臂長30-100cm，優選55cm，第一支架臂和第二支架臂分別包括兩個子支架臂，兩個子支架臂與燈杆共同構成一類似於三角形的形狀，並且兩個子支架臂為弧形，其中一支架臂比另外一支架臂長且弧度大。第一LED燈頭的高度比第二LED燈頭的高度高，第一LED燈頭和第二LED燈頭距離地面的高度以及距離燈杆5的距離分別記為H1，H2，L1，L2，設置時滿足H1/H2＝L1/L2；

第一LED燈頭和第二LED燈頭都包括燈罩以及LED光源，第一支架臂6和第二支架臂6分別連接第一LED燈頭7和第二LED燈頭7的端部分別設置攝像裝置11和聲音採集裝置12，其中兩個攝像裝置分別更靠近第一LED燈頭和第二LED燈頭，攝像裝置和聲音採集裝置之間的距離為15cm，並且如圖2所示，攝像裝置11和聲音採集裝置12還分別與控制處理裝置3連接，攝像裝置11用於實時的採集路燈周邊的環境圖像，聲音採集裝置12也同時採集路燈周邊的環境聲音，攝像裝置11和聲音採集裝置12將採集到的圖像信息和聲音信息發送至控制處理裝置3，控制處理裝置3中的處理器對圖像信息和聲音信息進行處理識別，當有車輛或人經過時，攝像裝置11和聲音採集裝置12就可以同時識別出有車輛或人的出現，相互配合驗證，從而當識別到有車輛或人經過時，智能的打開LED路燈，當識別後發現沒有車輛或人的出現時，智能的關閉LED路燈，從而有效的有針對性的智能控制LED路燈來節能，尤其在人車稀少的道路，附近沒有車輛和人的時候，路燈還一直開著則浪費資源，而本發明結合了圖像和聲音的識別，有效準確的對路燈周邊環境進行了監控，從而智能化的控制LED路燈，智能操控的同時節約了能源的浪費。

燈杆5的頂端設置一風力發電裝置10，其中風力發電裝置10可以利用驅動單元，通過控制命令來驅使驅動電機將燈杆5沿著在水平方向上旋轉，這種設置方式使得風力發電裝置10接收風力的方向角度可調，從而可以最大程度的獲得風能，從而最大程度的將其轉換為電能；在風力發電裝置10與第一支架臂6和第二支架臂之間非對稱的在燈杆5上設置兩個太陽能電池組8，這種設置方式使得風力發電裝置10在旋轉時，可以儘量避免在某一方向遮擋了其中的一個或兩個太陽能電池組8的部分時，仍然可以高效率的接收太陽光的照射，最大程度的獲得光能將其轉換為電能，其中獲得的電能可以由蓄電池組2進行儲存,其中一種實施方式中，可以將兩個太陽能電池組8與風力發電裝置10在投影平面上的角度設置為兩兩相差120度，並且可以將太陽能電池組在垂直方向的距離設置為45cm，更進一步地，本發明還設計風力發電裝置10可沿著在水平方向上旋轉的同時，還設計兩個太陽能電池組8同樣可以沿著水平方向旋轉，這樣可以保證風力發電裝置10在最大程度的接收風能進行角度調解時，為了避免遮擋太陽能電池組接收光能，同時可以將兩個太陽能電池組8進行分別的旋轉，從而調整三者在投影平面上的角度始終保持在120度，從而最大程度的提高效能。在實際的路燈應用中，如果長時間的打開路燈會造成能源的浪費，因此智能分時的控制路燈可以有效的降低能耗，提高工作效率。現有技術中通常只設置一個光敏傳感器，並且採用單一或簡單的採集方式採集光照強度信息，從而基於此直接進行路燈的控制，而這種設置方式比較局限，當光敏傳感器故障或者由於遮擋或其他因素導致光敏傳感器採集光照強度信息受到外界環境的幹擾時，則採集到的光照強度信息不準確，從而使得對路燈控制處理方式出錯或者出現低效率的操作。基於此，本發明在兩個太陽能電池組8的正中心的位置處分別設置第一、第二光敏傳感器9，並且在風力發電裝置10遠離風扇的一端末尾設置第三光敏傳感器9，三個光敏傳感器9分別採集光照強度信息，並將分別採集到的光照強度信息發送至處理控制裝置3，處理控制裝置3包括處理器和驅動電源，處理器將分別採集到的光照強度信息進行處理，然後根據處理結果對LED光源進行功率和照明時間控制，其中處理器將分別採集到的光照強度信息進行處理具體是通過將第一、二、三光敏傳感器9採集到的光照強度信息分別記為G1，G2，G3：

如果P1小於等於0.03，則將P作為處理器進行處理後的處理結果對LED光源進行功率和照明時間控制；

如果P1大於0.03，則分別計算取W1，W2，W3中的一個，二個或三個的值小於等於0.03對應的光照強度信息進行平均值處理，將平均值處理後的結果作為處理器進行處理後的處理結果對LED光源進行功率和照明時間控制，將W1，W2，W3取值大於0.03對應的光敏傳感器進行重新校正。

應當理解的是，本發明的技術方案，以及技術方案中的公式及參數，都是在合理的預期和合理的應用情況下使用，極端或者不滿足技術方案，以及技術方案中的公式及參數的情況，本領域技術人員能夠合理的剔除。

儘管為了說明的目的，已描述了本發明的示例性實施方式，但是本領域的技術人員將理解，不脫離所附權利要求中公開的發明的範圍和精神的情況下，可以在形式和細節上進行各種修改、添加和替換等的改變，而所有這些改變都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍，並且本發明要求保護的產品各個部門和方法中的各個步驟，可以以任意組合的形式組合在一起。因此，對本發明中所公開的實施方式的描述並非為了限制本發明的範圍，而是用於描述本發明。相應地，本發明的範圍不受以上實施方式的限制，而是由權利要求或其等同物進行限定。