專利名稱：智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，更具體的涉及一種太陽能路燈控制系統(tǒng)。
背景技術：
太陽能路燈是利用太陽能光伏組件將光能轉(zhuǎn)換為電能，并儲存在蓄電池中供路燈使用，它是集太陽能光伏技術、蓄電池技術、照明光源技術于一體的新興技術。太陽能路燈控制器是應用于太陽能光伏系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)太陽能光伏組件、蓄電池、路燈的工作，使整個太陽能路燈系統(tǒng)高效，安全的運作。
傳統(tǒng)太陽能路燈控制系統(tǒng)的功能是實現(xiàn)對12V/24V太陽能路燈系統(tǒng)工作狀態(tài)的控制，主要包括光伏組件對蓄電池的充電控制，蓄電池對路燈的供電控制。太陽能路燈系統(tǒng)工作時，可選單時段、雙時段工作模式。但它們一般都不具備定時工作模式、時間設置、數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸?shù)裙δ?。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術的不足，提供了一種實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸及模式、時間設置的智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制系統(tǒng)。本發(fā)明采用以下技術方案實現(xiàn)智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制系統(tǒng)，由智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器及程序控制部分組成。智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器包括主控單元、蓄電池充電控制模塊、蓄電池供電控制模塊、工作模式時鐘顯示模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊；主控單元分別與蓄電池充電控制模塊、蓄電池供電控制模塊、工作模式時鐘顯示模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，蓄電池充電控制模塊還與光伏組件和蓄電池連接，蓄電池供電控制模塊還與蓄電池和路燈連接。工作模式時鐘顯示模塊由時鐘電路、時鐘顯示數(shù)碼管、模式設置按鈕模塊組成。
主控單元控制其它功能模塊實現(xiàn)控制系統(tǒng)的基本控制功能以及控制系統(tǒng)工作時相關數(shù)據(jù)的適時采集、處理、控制、存儲及傳輸；蓄電池充電控制模塊通過主控單元對光伏組件電壓值進行判別判斷光伏組件是否處在光照條件中，若光伏組件處于光照條件下，光伏組件就會在回路中產(chǎn)生電流，并將這一信號傳輸給主控單元，主控單元檢測到這一信號便適時調(diào)節(jié)至蓄電池充電模式，對蓄電池充電；蓄電池充電方式以分段式恒流充電為主,蓄電池容量不足時大電流充電,隨容量增加慢慢減小充電電流，當蓄電池電量臨近飽和狀態(tài)時采用涓流充電；蓄電池充電控制模塊還檢測蓄電池充電狀態(tài)，當蓄電池充電至飽和狀態(tài)時，能適時切斷對蓄電池充電，以防止蓄電池過充損壞，同時通過回路及時泄放光伏組件產(chǎn)生的余量電流；蓄電池供電控制模塊根據(jù)主控單元發(fā)出的指令控制路燈適時開關；工作模式時鐘顯示模塊顯示控制系統(tǒng)的各種工作模式，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的各種工作模式設置以及時鐘設置，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的各種工作狀態(tài)的指示；溫度采集模塊采集溫度變化情況并反饋給主控單元，主控單元根據(jù)溫度采集模塊采集到的溫度變化情況給出充電溫度補償電壓，以保證光伏組件對蓄電池的有效充電；
主控單元與數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，具有485轉(zhuǎn)232串口信號傳輸，實現(xiàn)路燈控制器與計算機的數(shù)據(jù)交換。本發(fā)明的通過以下程序控制來實現(xiàn)功能智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器通電初始化，主控單元通過編程控制蓄電池充電控制模塊的基本工作，時鐘顯示數(shù)碼管顯示時間，子程序運行，蓄電池充電控制模塊檢測光伏組件電壓變化情況反饋給主控單元判別白天或者黑夜，當光伏組件電壓低于4. 5V并保持5分鐘時，蓄電池充電控制模塊將此信號反饋給主控單元，主控單元判定為天黑；當光伏組件電壓高于4. 5V保持5分鐘時，蓄電池充電控制模塊將此信號反饋給主控單元，主控單元判定為白天。主控單元判定為白天時，主控單元發(fā)出充電控制信號，蓄電池充電控制模塊對蓄電池充電，充電時溫度采集模塊進行溫度檢測，適時對充電電壓進行補償，讓電壓值保持在高效充電電壓范圍內(nèi)，保證充電效率。同時蓄電池充電控制模塊將充電數(shù)據(jù)適時反饋給主控單元，主控單元可根據(jù)其反饋的信息及時調(diào)整充電方式，充電方式有三種形式，分別是；大電流充電、恒流充電、涓流充電。蓄電池充電初始階段，蓄電池的電壓小于4. 5伏采用大電流充電；當充電到一定時候蓄電池內(nèi)部集聚了一定量的電量后蓄電池電壓大于4. 5伏小于5伏時采用恒流充電；當蓄電池電壓大于5伏小于5. 5伏時，蓄電池充電控制模塊將此信號反饋給主控單元，主控單元發(fā)出命令蓄電池充電控制模塊采用涓流充電，這種方式能使系統(tǒng)充電更有效；當蓄電池電壓大于等于5. 5伏，停止充電。蓄電池使用過程中，當蓄電池電量深度虧損蓄電池的電壓小于4. 5伏時，采用大電流充電，為蓄電池快速補充電量；蓄電池電量儲存達一定量的電量后蓄電池電壓大于4. 5伏小于5伏時采用恒流充電，減緩充電速度，緩解蓄電池容納電量的壓力，起到保護蓄電池的作用；當蓄電池充電臨近飽和狀態(tài)即蓄電池的電壓大于5伏小于5. 5伏時，系統(tǒng)切換至涓流充電，避免對蓄電池過充充電。當蓄電池電壓大于等于5. 5伏,停止充電。當主控單元判定為黑夜時，主控單元給蓄電池充電控制模塊發(fā)出停止充電命令，停止充電；同時給蓄電池供電控制模塊發(fā)出供電控制信號，當蓄電池供電控制模塊接收到主控單元給出的供電命令時，蓄電池供電控制模塊依據(jù)此命令控制蓄電池對路燈供電。同時將供電信息反饋給主控單元，主控單元實現(xiàn)對供電信息的數(shù)據(jù)采集及存儲。主控單元根據(jù)蓄電池供電控制模塊反饋的供電信息判斷蓄電池供電是否正常。當蓄電池電壓低于基準電壓4. 5V時，主控單元給蓄電池供電控制模塊發(fā)出關閉蓄電池對外供電命令，蓄電池供電控制模塊關斷蓄電池對外供電；當蓄電池電壓高于基準電壓4. 5V時，主控單元給蓄電池供電控制模塊發(fā)出恢復蓄電池對外供電命令，蓄電池供電控制模塊恢復對路燈供電。若連續(xù)3次出現(xiàn)關斷-恢復而產(chǎn)生燈閃爍時，即完全關閉路燈，第二天晚上再開始進行關斷、恢復判斷。系統(tǒng)適時采集每天的充放電數(shù)據(jù)并儲存。本發(fā)明，它能在路燈開關狀態(tài)變化時，對蓄電池電壓進行智能檢測，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，主要采集太陽能路燈系統(tǒng)每天的充放電量、極值電壓電流等狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，控制器所采集的數(shù)據(jù)可以通過標準串口輸出，這些數(shù)據(jù)能為路燈系統(tǒng)故障判別、系統(tǒng)穩(wěn)定性等提供有力的分析資料。本發(fā)明的有益效果
具體表示在以下方面I、本發(fā)明主控單元，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理儲存控制的功能，從而實現(xiàn)對太陽能路燈系統(tǒng)充放電時的相關數(shù)據(jù)進行適時采集、處理、控制并存儲。
2、通過蓄電池充電控制模塊和蓄電池供電控制模塊實現(xiàn)了蓄電池的充、放電基本工作。
3、通過蓄電池充電控制模塊的三種充電方式使蓄電池電量深度虧損時，大電流充電，能為蓄電池快速補充電量，蓄電池電量儲存達一定量是采用恒流充電，減緩充電速度， 緩解蓄電池容納電量的壓力，起到保護蓄電池的作用；當蓄電池充電達到飽和狀態(tài)時，控制系統(tǒng)切換至涓流充電，避免對蓄電池過充充電。
4、通過工作模式時鐘顯示模塊實現(xiàn)了工作模式的選擇和時間設置。
5、通過數(shù)據(jù)傳輸模塊實現(xiàn)本發(fā)明與計算機對接，從而實現(xiàn)計算機對本發(fā)明數(shù)據(jù)處理和控制。
6、通過溫度采集模塊保證本發(fā)明整個系統(tǒng)穩(wěn)定有效的工作。
7、本發(fā)明整體實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集功能、數(shù)據(jù)存儲功能、數(shù)據(jù)傳輸功能，時間設置功能和定時工作模式功能，具備多種功能，方便調(diào)試，可選擇多種模式切換，能提供路燈運行時的多種數(shù)據(jù)，方便系統(tǒng)故障排查。


圖I :是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 :是本發(fā)明的工作流程圖。具體實施例
實施例I本發(fā)明具體采用以下技術方案實現(xiàn)本發(fā)明由智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器及程序控制部分組成。
智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器包括主控單元I、蓄電池充電控制模塊2、蓄電池供電控制模塊3、工作模式時鐘顯示模塊4、溫度采集模塊5、數(shù)據(jù)傳輸模塊6 ； 主控單元I分別與蓄電池充電控制模塊2、蓄電池供電控制模塊3、工作模式時鐘顯示模塊 4、溫度采集模塊5、數(shù)據(jù)傳輸模塊6連接，蓄電池充電控制模塊2還與光伏組件7和蓄電池 8連接，蓄電池供電控制模塊3還與蓄電池8和路燈9連接。工作模式時鐘顯示模塊4由時鐘電路41、時鐘顯示數(shù)碼管42、模式設置按鈕模塊43組成。主控單元I與數(shù)據(jù)傳輸模塊6 連接，具有485轉(zhuǎn)232串口信號傳輸，實現(xiàn)路燈控制器與計算機的數(shù)據(jù)交換。
本發(fā)明的通過以下程序控制來具體實現(xiàn)功能智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器通電初始化，主控單元I通過編程控制蓄電池充電控制模塊2的基本工作，時鐘顯示數(shù)碼管42顯示時間，子程序運行，蓄電池充電控制模塊2檢測光伏組件7電壓變化情況反饋給主控單元I判別白天或者黑夜，當光伏組件7電壓低于4. 5V并保持5分鐘時，蓄電池充電控制模塊2將此信號反饋給主控單元I，主控單元I判定為天黑；當光伏組件7電壓高于4. 5V保持5分鐘時，蓄電池充電控制模塊2將此信號反饋給主控單元1，主控單元I判定為白天。
主控單元I判定為白天時，主控單元I發(fā)出充電控制信號，蓄電池充電控制模塊2對蓄電池8充電，充電時溫度采集模塊5進行溫度檢測，適時對充電電壓進行補償，讓電壓值保持在高效充電電壓范圍內(nèi)，保證充電效率。同時蓄電池充電控制模塊2將充電數(shù)據(jù)適時反饋給主控單元1，主控單元I可根據(jù)其反饋的信息及時調(diào)整充電方式，充電方式有三種形式，分別是；大電流充電、恒流充電、涓流充電。蓄電池8充電初始階段，蓄電池8的電壓小于4. 5伏采用大電流充電；當充電到一定時候蓄電池8內(nèi)部集聚了一定量的電量后蓄電池8電壓大于4. 5伏小于5伏時米用恒流充電；當蓄電池8電壓大于5伏小于5. 5伏時,蓄電池充電控制模塊2將此信號反饋給主控單元I，主控單元I發(fā)出命令蓄電池充電控制模塊2采用涓流充電，這種方式能使系統(tǒng)充電更有效；當蓄電池8電壓大于等于5. 5伏，停止充電。蓄電池8使用過程中，當蓄電池8電量深度虧損蓄電池8的電壓小于4. 5伏時，采用大電流充電，為蓄電池8快速補充電量；蓄電池8電量儲存達一定量的電量后蓄電池8電壓大于4. 5伏小于5伏時采用恒流充電，減緩充電速度，緩解蓄電池8容納電量的壓力，起到保護蓄電池8的作用；當蓄電池8充電臨近飽和狀態(tài)即蓄電池8的電壓大于5伏小于5. 5伏時，系統(tǒng)切換至涓流充電，避免對蓄電池8過充充電。當蓄電池8電壓大于等于5. 5伏，停止充電。當主控單元I判定為黑夜時，主控單元I給蓄電池充電控制模塊2發(fā)出停止充電命令，停止充電；同時給蓄電池供電控制模塊3發(fā)出供電控制信號，當蓄電池供電控制模塊3接收到主控單元I給出的供電命令時，蓄電池供電控制模塊3依據(jù)此命令控制蓄電池8對路燈9供電。同時將供電信息反饋給主控單元1，主控單元I實現(xiàn)對供電信息的數(shù)據(jù)采集及存儲。主控單元I根據(jù)蓄電池供電控制模塊3反饋的供電信息判斷蓄電池8供電是否正常。當蓄電池8電壓低于基準電壓4. 5V時，主控單元I給蓄電池供電控制模塊3發(fā)出關閉蓄電池8對外供電命令，蓄電池供電控制模塊3關斷蓄電池8對外供電；當蓄電池8電壓高于基準電壓4. 5V時，主控單元I給蓄電池供電控制模塊3發(fā)出恢復蓄電池8對外供電命令，蓄電池供電控制模塊3恢復對路燈9供電。若連續(xù)3次出現(xiàn)關斷-恢復而產(chǎn)生燈閃爍時，即完全關閉路燈9，第二天晚上再開始進行關斷、恢復判斷。系統(tǒng)適時采集每天的充放電數(shù)據(jù)并儲存。
權利要求
1.智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制系統(tǒng)，由智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器及程序控制部分組成，其特征是，智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器包括 主控單元(I)、蓄電池充電控制模塊(2)、蓄電池供電控制模塊(3)、工作模式時鐘顯示模塊(4)、溫度采集模塊(5)、數(shù)據(jù)傳輸模塊(6);主控單元(I)分別與蓄電池充電控制模塊(2)、 蓄電池供電控制模塊(3)、工作模式時鐘顯示模塊(4)、溫度采集模塊(5)、數(shù)據(jù)傳輸模塊 (6 )連接，蓄電池充電控制模塊(2 )還與光伏組件(7 )和蓄電池(8 )連接，蓄電池供電控制模塊(3)還與蓄電池(8)和路燈(9)連接；工作模式時鐘顯示模塊(4)由時鐘電路(41)、時鐘顯示數(shù)碼管(42)、模式設置按鈕模塊(43)組成；程序控制部分如下；智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器通電初始化，主控單元(I)通過編程控制蓄電池充電控制模塊(2)的基本工作，時鐘顯示數(shù)碼管(42)顯示時間，子程序運行，蓄電池充電控制模塊(2)檢測光伏組件(7)電壓變化情況反饋給主控單元(I)判別白天或者黑夜；當主控單元(I)判定為白天時，主控單元(I)發(fā)出充電控制信號，蓄電池充電控制模塊 (2 )對蓄電池(8 )充電；充電時溫度采集模塊(5 )進行溫度檢測，適時對充電電壓進行補償， 讓電壓值保持在高效充電電壓范圍內(nèi)，保證充電效率；同時蓄電池充電控制模塊(2)將充電數(shù)據(jù)適時反饋給主控單元(I )，主控單元(I)可根據(jù)其反饋的信息及時調(diào)整充電方式；當主控單元(I)判定為黑夜時，主控單元(I)給蓄電池充電控制模塊(2)發(fā)出停止充電命令，停止充電；同時給蓄電池供電控制模塊(3)發(fā)出供電控制信號，當蓄電池供電控制模塊(3)接收到主控單元(I)給出的供電命令時，蓄電池供電控制模塊(3)依據(jù)此命令控制蓄電池(8)對路燈(9)供電；同時將供電信息反饋給主控單元(1)，主控單元(I)實現(xiàn)對供電信息的數(shù)據(jù)采集及存儲；主控單元(I)根據(jù)蓄電池供電控制模塊(3)反饋的供電信息判斷蓄電池(8)供電是否正常。
2.根據(jù)權利要求I所述的智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征是，主控單元(I)判別白天或者黑夜，是根據(jù)當光伏組件(7)電壓低于4. 5V并保持5分鐘時，蓄電池充電控制模塊(2)將此信號反饋給主控單元(I )，主控單元(I)判定為天黑；當光伏組件(7)電壓高于4. 5V保持5分鐘時，蓄電池充電控制模塊(2)將此信號反饋給主控單元(I)， 主控單元(I)判定為白天。
3.根據(jù)權利要求I和2任一項所述的智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征是，蓄電池(8)的充電方式有三種形式，分別是；大電流充電、恒流充電、涓流充電；蓄電池(8)充電初始階段，蓄電池(8)的電壓小于4. 5伏采用大電流充電；當充電到一定時候蓄電池(8)內(nèi)部集聚了一定量的電量后蓄電池(8)電壓大于4. 5伏小于5伏時采用恒流充電；當蓄電池(8)電壓大于5伏小于5. 5伏時，蓄電池充電控制模塊(2)將此信號反饋給主控單元(1)，主控單元(I)發(fā)出命令蓄電池充電控制模塊(2)采用涓流充電，這種方式能使系統(tǒng)充電更有效；當蓄電池(8)電壓大于等于5. 5伏，停止充電；蓄電池(8)使用過程中，當蓄電池(8)電量深度虧損蓄電池(8)的電壓小于4.5伏時，采用大電流充電，為蓄電池(8) 快速補充電量；蓄電池(8)電量儲存達一定量的電量后蓄電池(8)電壓大于4. 5伏小于5伏時采用恒流充電，減緩充電速度，緩解蓄電池(8)容納電量的壓力，起到保護蓄電池(8)的作用；當蓄電池(8)充電臨近飽和狀態(tài)即蓄電池(8)的電壓大于5伏小于5. 5伏時，系統(tǒng)切換至涓流充電，避免對蓄電池(8)過充充電；當蓄電池(8)電壓大于等于5. 5伏，停止充電。
4.根據(jù)權利要求I和2任一項所述的智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征是，當主控單元(I)判定為黑夜時，當蓄電池(8)電壓低于基準電壓4. 5V時，主控單元(I)給蓄電池供電控制模塊(3)發(fā)出關閉蓄電池(8)對外供電命令，蓄電池供電控制模塊(3)關斷蓄電池(8)對外供電；當蓄電池(8)電壓高于基準電壓4. 5V時，主控單元(I)給蓄電池供電控制模塊(3 )發(fā)出恢復蓄電池(8 )對外供電命令，蓄電池供電控制模塊(3 )恢復對路燈(9)供電；若連續(xù)3次出現(xiàn)關斷-恢復而產(chǎn)生燈閃爍時，即完全關閉路燈(9)，第二天晚上再開始進行關斷、恢復判斷；系統(tǒng)適時采集每天的充放電數(shù)據(jù)并儲存。
5.根據(jù)權利要求3所述的智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征是，當主控單元(I)判定為黑夜時，當蓄電池(8)電壓低于基準電壓4. 5V時，主控單元(I)給蓄電池供電控制模塊(3 )發(fā)出關閉蓄電池(8 )對外供電命令，蓄電池供電控制模塊(3 )關斷蓄電池(8)對外供電；當蓄電池(8)電壓高于基準電壓4. 5V時，主控單元(I)給蓄電池供電控制模塊(3 )發(fā)出恢復蓄電池(8 )對外供電命令，蓄電池供電控制模塊(3 )恢復對路燈(9 )供電；若連續(xù)3次出現(xiàn)關斷-恢復而產(chǎn)生燈閃爍時，即完全關閉路燈(9)，第二天晚上再開始進行關斷、恢復判斷；系統(tǒng)適時采集每天的充放電數(shù)據(jù)并儲存。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制系統(tǒng)。-由控制器及程序控制部分組成?？刂破靼ㄖ骺貑卧?1)、蓄電池充電控制模塊(2)、蓄電池供電控制模塊(3)、工作模式時鐘顯示模塊(4)、溫度采集模塊(5)、數(shù)據(jù)傳輸模塊(6)。系統(tǒng)通過判定白天或黑夜來控制蓄電池充電控制模塊(2)、蓄電池供電控制模塊(3)進行充電或供電，采集信息并儲存信息，通過數(shù)據(jù)傳輸模塊(6)實現(xiàn)本發(fā)明與計算機對接，本發(fā)明整體實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集功能、數(shù)據(jù)存儲功能、數(shù)據(jù)傳輸功能，時間設置功能和定時工作模式功能，具備多種功能，方便調(diào)試，可選擇多種模式切換，能提供路燈運行時的多種數(shù)據(jù)，方便系統(tǒng)故障排查。
文檔編號H05B37/02GK102984865SQ20121053836
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權日2012年12月13日
發(fā)明者傅洪波, 普平貴, 滕小華, 李偉明, 龐艷 申請人:云南拓日科技有限公司