本實(shí)用新型涉及景觀燈儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無線景觀燈的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

景觀燈是現(xiàn)代景觀中不可缺少的部分，它不僅自身具有較高的觀賞性，還強(qiáng)調(diào)藝術(shù)燈的景觀與景區(qū)歷史文化、周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。景觀燈利用不同的造型、相異的光色與亮度來造景。例如紅色光的燈籠造型景觀燈為廣場(chǎng)帶來一片喜慶氣氛，綠色椰樹燈在池邊立出一派熱帶風(fēng)情。

在電力電纜無法敷設(shè)區(qū)域，假如要為了安置景觀燈而去敷設(shè)昂貴的電纜，并投入巨資實(shí)施電力電纜的敷設(shè)，有的時(shí)候會(huì)顯得不太現(xiàn)實(shí)也不可能?，F(xiàn)有的技術(shù)是采用了傳統(tǒng)的電池儲(chǔ)能，其電池可以是鉛酸電池或鋰電池，或其它種類特性的電池，但是，由于電池的壽命有限，當(dāng)給出相匹配的照度輸出時(shí)，儲(chǔ)能電池就必須輸出較大的能量，在有限的電池循環(huán)壽命下，無線景觀燈的總體使用壽命也受到了較大的制約。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種無線景觀燈的儲(chǔ)能系統(tǒng)，在電力電纜無法涉足的區(qū)域，能將無線景觀燈或照明電路能給予設(shè)置。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種無線景觀燈的儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括主控制器、儲(chǔ)能裝置、電池管理系統(tǒng)、輸出控制裝置和逆變器，所述儲(chǔ)能裝置由多個(gè)并聯(lián)的儲(chǔ)能單元組構(gòu)成，其中，儲(chǔ)能單元組由多個(gè)儲(chǔ)能單元串聯(lián)而成，所述儲(chǔ)能單元為超級(jí)電容和鋰電池的集合體；所述電池管理系統(tǒng)用于檢測(cè)每一個(gè)儲(chǔ)能單元的能量，并將其傳輸給主控制器；所述輸出控制裝置用于接收主控制器的控制指令，并將控制指令轉(zhuǎn)換為所述逆變器的控制信號(hào)；所述逆變器根據(jù)控制信號(hào)將儲(chǔ)能裝置的直流電轉(zhuǎn)換為交流電給予負(fù)載燈具；所述主控制器用于控制輸出控制裝置的輸出。

所述主控制器還與亮度傳感器相連，所述亮度傳感器用于檢測(cè)景觀燈周圍的環(huán)境亮度值。

所述主控制器還與無線接收模塊相連，所述無線接收模塊用于接收遠(yuǎn)程遙控信號(hào)。

所述主控制器還與無線發(fā)射模塊相連，所述無線發(fā)送模塊用于將電池管理系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至數(shù)據(jù)管理中心。

所述主控制器由DSP芯片和FPGA芯片共同組成。

有益效果

由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

本實(shí)用新型采用了一種具有超級(jí)電容功能的動(dòng)力鋰電池，當(dāng)需要?jiǎng)討B(tài)功率的時(shí)候，利用了超級(jí)電容的功率特征，實(shí)現(xiàn)能量的輸出；當(dāng)需要靜態(tài)能量的時(shí)候，充分利用了動(dòng)力鋰電池的儲(chǔ)能特征，由動(dòng)力鋰電池進(jìn)行輸出能量，從而延長(zhǎng)了無線景觀燈的總體使用壽命。

本實(shí)用新型配置有與動(dòng)力鋰電池相適應(yīng)的電池管理系統(tǒng)，用以對(duì)各個(gè)超級(jí)電容電池單體進(jìn)行監(jiān)管，電池的能量管理采用了獨(dú)立系統(tǒng)進(jìn)行全壽命管理，從而保證了系統(tǒng)的高可靠性和完好性。

本實(shí)用新型的輸出部分由無線景觀燈的主控制器實(shí)施輸出管理，在主控制器的控制下，完成將直流電能轉(zhuǎn)換成無線景觀燈所需的相匹配的電能，實(shí)現(xiàn)光能的輸出，該光能的輸出的強(qiáng)度是受主控制器的控制，其亮度的梯度輸出與環(huán)境亮度相匹配，用以獲得最為良好的節(jié)能效果。當(dāng)環(huán)境亮度被系統(tǒng)檢測(cè)后，獲得某一個(gè)當(dāng)量值，該當(dāng)量值經(jīng)過計(jì)算，決定了無線景觀燈的亮度輸出。這樣就能保證在耗電量最低的狀態(tài)下獲得最佳的景觀效果，從而保證節(jié)能的特征優(yōu)異性。值得一提的是，當(dāng)采用有線方式電能接入時(shí)，這種節(jié)能的要求往往是忽視的，因?yàn)檎J(rèn)為沒有這個(gè)必要，但是當(dāng)采用儲(chǔ)能型式的能量供給時(shí)，這時(shí)節(jié)能效果往往是至關(guān)重要的。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種無線景觀燈的儲(chǔ)能系統(tǒng)，如圖1所示，包括主控制器3、儲(chǔ)能裝置、電池管理系統(tǒng)2、輸出控制裝置7和逆變器8，所述儲(chǔ)能裝置由多個(gè)并聯(lián)的儲(chǔ)能單元組構(gòu)成，其中，儲(chǔ)能單元組由多個(gè)儲(chǔ)能單元1串聯(lián)而成，所述儲(chǔ)能單元1為超級(jí)電容和鋰電池的集合體；所述電池管理系統(tǒng)2用于檢測(cè)每一個(gè)儲(chǔ)能單元1的能量，并將其傳輸給主控制器3；所述輸出控制裝置7用于接收主控制器3的控制指令，并將控制指令轉(zhuǎn)換為所述逆變器8的控制信號(hào)；所述逆變器8根據(jù)控制信號(hào)將儲(chǔ)能裝置的直流電轉(zhuǎn)換為交流電給予負(fù)載燈具9；所述主控制器3用于控制輸出控制裝置7的輸出。本實(shí)施方式中的負(fù)載燈具燈對(duì)能源的需求是不同的，有直流電量需求、也有常規(guī)的交流電量需求，負(fù)載燈具可以是聚光燈、也可以是散光燈；或者是LED燈具等等。

其中，儲(chǔ)能裝置是本實(shí)用新型的核心，其采用了具有超級(jí)電容特征的鋰電池儲(chǔ)能設(shè)備，其將超級(jí)電容與鋰電池的特征集合在一起構(gòu)成一個(gè)儲(chǔ)能單元，該儲(chǔ)能單元縱向串聯(lián)將電壓進(jìn)行疊加，當(dāng)由9個(gè)儲(chǔ)能單元串聯(lián)而成時(shí)，則構(gòu)成了一個(gè)24VDC直流電源。各個(gè)單體的容量為10～50Ah不等，具體容量的大小由所需的儲(chǔ)能系統(tǒng)的電壓和容量需求決定，可以根據(jù)要求做選型。該儲(chǔ)能裝置還可以在串聯(lián)多個(gè)儲(chǔ)能單元后在進(jìn)行并聯(lián)的模式進(jìn)行容量的擴(kuò)充，即將串聯(lián)的儲(chǔ)能單元組進(jìn)行并聯(lián)，可以是1～10組不等，或者更多，其并聯(lián)的數(shù)量也取決于該裝置所需的容量而決定，可以隨意的擴(kuò)容組合，并聯(lián)數(shù)越多，其配置的容量就越大，無線景觀燈的能量輸出，維持時(shí)間就越長(zhǎng)。

不難發(fā)現(xiàn)，由于儲(chǔ)能單元是將超級(jí)電容與鋰電池的特征集合在一起構(gòu)成的，當(dāng)需要?jiǎng)討B(tài)功率的時(shí)候，利用了超級(jí)電容的功率特征，實(shí)現(xiàn)能量的輸出；當(dāng)需要靜態(tài)能量的時(shí)候，充分利用了動(dòng)力鋰電池的儲(chǔ)能特征，由動(dòng)力鋰電池進(jìn)行輸出能量，從而延長(zhǎng)了無線景觀燈的總體使用壽命。

在串聯(lián)系統(tǒng)中，需要對(duì)每一個(gè)儲(chǔ)能單體進(jìn)行能量的檢測(cè)、容量的評(píng)估以及溫度的測(cè)量等等，即采用了BMS電池管理系統(tǒng)。該BMS電池管理系統(tǒng)是由系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與主控制器相連，用以將數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總并報(bào)告給主控制器，主控制器將匯總后的數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程后臺(tái)，由后臺(tái)進(jìn)行電池健康狀態(tài)的管理。

所述主控制器3還與無線接收模塊4相連，其中無線接收模塊4可以是2.4G的無線遙控模塊，該模塊可以實(shí)現(xiàn)在3公里的范圍內(nèi)接收遙控信號(hào)，當(dāng)湖泊、河道、濕地有船舶航行過來時(shí)，作為景觀的需求，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)激活，實(shí)現(xiàn)無線景觀燈的開啟，當(dāng)船舶上的的遙控信號(hào)遠(yuǎn)離后，系統(tǒng)將自行進(jìn)行關(guān)閉。這樣的遙控模式，作為景觀的需求而被利用，并獲得了節(jié)能省電的重要功效，即有該遙控信號(hào)裝置完成無線景觀燈的開啟關(guān)閉功能。

也就是說，當(dāng)船舶航行至該無線景觀燈附近3～5公里內(nèi)(2.4G無線遙控模塊的有效信號(hào)距離范圍)的一個(gè)位置時(shí)，船上的控制裝置發(fā)出一個(gè)信息給無線景觀燈，(當(dāng)景觀燈進(jìn)入船舶有效視覺范圍內(nèi)時(shí)發(fā)出信息)，這是考慮無線景觀燈的視覺有效，此時(shí)，無線景觀燈被激活，依照給出的信息，無線景觀燈給出相對(duì)應(yīng)的光亮度或表演。這種模式為無線景觀燈的點(diǎn)亮、表演需求由航行中船舶的需求而動(dòng)作，當(dāng)船舶航行遠(yuǎn)去時(shí)，無線景觀燈將自動(dòng)熄滅，這種模式下的無線景觀燈一般被安置在沿河的二案，形成岸基的燈光帶長(zhǎng)廊，成為一種全新的景觀展示。

所述主控制器3還與無線發(fā)射模塊5相連，其中無線發(fā)射模塊5可以是GPRS無線模塊，主控制器在接收到電池管理系統(tǒng)檢測(cè)的動(dòng)態(tài)能量后通過GPRS無線模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程的Internet數(shù)據(jù)管理中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線景觀燈的能量管理和控制。

由此可見，該無線景觀燈由于配置了GPRS無線裝置，因此，每個(gè)無線景觀燈的電池能量狀態(tài)都會(huì)及時(shí)地傳輸?shù)竭h(yuǎn)程的數(shù)據(jù)中心，該數(shù)據(jù)中心將在后臺(tái)給出報(bào)告，當(dāng)電量耗盡之前，報(bào)告相關(guān)人員，組織對(duì)無線景觀燈進(jìn)行充電等作業(yè)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)使用。

所述主控制器3還與亮度傳感器6相連，并根據(jù)亮度傳感器6檢測(cè)到的環(huán)境亮度值控制輸出控制裝置的輸出，使得亮度的梯度輸出與環(huán)境亮度相匹配。例如，當(dāng)檢測(cè)到的環(huán)境亮度較低時(shí)，則控制輸出的也亮度較低，當(dāng)檢測(cè)到的環(huán)境亮度較高時(shí)，則控制輸出的也亮度較高小。為了使無線景觀燈在節(jié)能的條件下將輸出亮度最為合理匹配，通過亮度傳感器對(duì)無線景觀燈周邊環(huán)境光亮度進(jìn)行檢測(cè)，用以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化可控光連續(xù)的合理輸出，從而實(shí)現(xiàn)光亮效果最優(yōu)。

所述輸出控制裝置接收主控制器給出的指令，將指令轉(zhuǎn)換成逆變器所需的控制信號(hào)，用以合理優(yōu)化輸出燈光。為了滿足不同燈具對(duì)電量形式的需求，逆變器主要完成交流電量的輸出，其輸出的電壓等級(jí)直接決定了照明燈具的輸出亮度，這部分的輸出直接受控于輸出控制裝置。

所述主控制器由DSP芯片和FPGA芯片共同組成，其主要實(shí)現(xiàn)對(duì)所有模塊裝置的調(diào)度控制，特別是亮度輸出部分。在主控制器的控制下，完成將直流電能轉(zhuǎn)換成無線景觀燈所需的相匹配的電能，實(shí)現(xiàn)光能的輸出，該光能的輸出的強(qiáng)度是受主控制器的控制管理，其亮度的梯度輸出與環(huán)境亮度相匹配，用以獲得最為良好的節(jié)能效果。當(dāng)環(huán)境亮度被系統(tǒng)檢測(cè)后，獲得某一個(gè)當(dāng)量值，該當(dāng)量值經(jīng)過計(jì)算，決定了無線景觀燈的亮度輸出。這樣就能保證在耗電量最低的狀態(tài)下獲得最佳的景觀效果，從而保證節(jié)能的特征優(yōu)異性。值得一提的是，當(dāng)采用有線方式電能接入時(shí)，這種節(jié)能的要求往往是忽視的，因?yàn)檎J(rèn)為沒有這個(gè)必要，但是當(dāng)采用儲(chǔ)能型式的能量供給時(shí)，這時(shí)節(jié)能效果往往是至關(guān)重要的。

本實(shí)用新型在使用前需要對(duì)儲(chǔ)能裝置的容量進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過程如下：先根據(jù)無線景觀燈所配置的照明燈具所需的能量，計(jì)算出單位時(shí)間所需的電量，再根據(jù)所需控制的實(shí)際狀況，計(jì)算出儲(chǔ)能系統(tǒng)所需的電壓等級(jí)，根據(jù)所需的電壓等級(jí)配置相對(duì)應(yīng)的超級(jí)電容鋰電池?cái)?shù)量(即儲(chǔ)能單元的數(shù)量)，在滿足了電壓等級(jí)的前提下，計(jì)算所需要的能量，即充一次電后能維持的運(yùn)行時(shí)間，根據(jù)所需的能量等級(jí)進(jìn)行串聯(lián)超級(jí)電容鋰電池后的并聯(lián)，以構(gòu)成額定的能量。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于采用了超級(jí)電容鋰電池構(gòu)成的儲(chǔ)能系統(tǒng)，因此，在電壓和能量均滿足輸出需求的前提下，系統(tǒng)將獲得優(yōu)化的能量輸出，同時(shí)滿足了節(jié)能的需求。經(jīng)過優(yōu)化計(jì)算和組合配置后無線景觀燈儲(chǔ)能系統(tǒng)，即能長(zhǎng)壽命、高可靠性的運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的總體優(yōu)化。

顯然，根據(jù)不同功能需求，可以選擇不同的燈光組合，不同的展示區(qū)域空間，構(gòu)成不同目標(biāo)，除了旅游觀光外還可適用于，沒有電纜供電的任何場(chǎng)合，如濕地空間的照片、旅游區(qū)域的燈光工程和運(yùn)河河道的二岸岸基的照明?？傊緦?shí)用新型沒有電纜供電的需求，因此具有很大的適用范圍可靈活性。