路面路燈自供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種路面路燈自供電系統(tǒng)，路面上設(shè)有壓電陶瓷，所述壓電陶瓷輸出電能經(jīng)壓電換能器、穩(wěn)壓電路輸送至儲(chǔ)能單元，所述儲(chǔ)能單元為路燈光源供電。本實(shí)用新型利用壓電材料制作的壓電發(fā)電裝置具有環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效的節(jié)約道路照明系統(tǒng)的建設(shè)和使用成本，提高了道路照明的自動(dòng)化程度，保證路段行車安全。
【專利說(shuō)明】
路面路燈自供電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及照明系統(tǒng)，尤其涉及一種自供電形式的路燈照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]路燈照明系統(tǒng)為車輛的安全行駛保駕護(hù)航，目前路燈大都有市電供給，需要鋪設(shè)大量的路燈供電線路，特別是偏遠(yuǎn)路段，浪費(fèi)資源。在路燈的開關(guān)方式上，一般采用定時(shí)開啟或關(guān)閉，但這種開光方式需要根據(jù)季節(jié)調(diào)整開關(guān)時(shí)間，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且在特殊天氣條件下不能智能開啟，會(huì)對(duì)路面行車安全造成影響;也有路燈開關(guān)方式采用光感傳感器控制，雖然智能化程度高，不需要實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，會(huì)根據(jù)光線強(qiáng)度自行開啟或者關(guān)閉，但是路燈在開啟后，無(wú)論路面是否有車，都呈常亮狀態(tài)，浪費(fèi)電力資源。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)一種節(jié)能環(huán)保，自動(dòng)化程度高的路燈系統(tǒng)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:路面路燈自供電系統(tǒng)，路面上設(shè)有壓電陶瓷，所述壓電陶瓷輸出電能經(jīng)壓電換能器、穩(wěn)壓電路輸送至儲(chǔ)能單元，所述儲(chǔ)能單元為路燈光源供電。
[0005]系統(tǒng)設(shè)有光線強(qiáng)度傳感器并將采集的光線強(qiáng)度信號(hào)輸送至控制器，所述壓電陶瓷輸出端設(shè)有電信號(hào)采集單元并輸出電能信號(hào)至控制器，所述儲(chǔ)能單元與路燈光源之間的供電線路上設(shè)有第一繼電器，所述第一繼電器由控制器控制通斷。
[0006]每個(gè)路燈光源設(shè)有獨(dú)立的路面路燈自供電系統(tǒng)，每個(gè)路燈光源的路面路燈自供電系統(tǒng)中的電信號(hào)采集單元采集的是所在道路側(cè)位于來(lái)車方向上另一個(gè)路面路燈自供電系統(tǒng)中的壓電陶瓷的電信號(hào)。
[0007]所述儲(chǔ)能單元為超級(jí)電容，所述路燈光源為L(zhǎng)ED光源，所述壓電陶瓷預(yù)埋在瀝青路面中。
[0008]所述的路燈光源配有副燈，所述副燈通過(guò)第二繼電器連接儲(chǔ)能單元，所述的第二繼電器由控制器控制通斷。
[0009]所述儲(chǔ)能單元設(shè)有電量監(jiān)測(cè)單元，所述電量監(jiān)測(cè)單元輸出剩余電量信號(hào)至控制器，所述控制器輸出切換信號(hào)至電源切換單元，所述電源切換單元的一個(gè)輸入端連接儲(chǔ)能單元，另一個(gè)輸入端連接市電，所述電源切換單元的輸出端連接第一繼電器和第二繼電器。
[0010]本實(shí)用新型利用壓電材料制作的壓電發(fā)電裝置具有環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效的節(jié)約道路照明系統(tǒng)的建設(shè)和使用成本，提高了道路照明的自動(dòng)化程度，保證路段行車安全。
【附圖說(shuō)明】
[0011]下面對(duì)本實(shí)用新型說(shuō)明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容簡(jiǎn)要說(shuō)明:
[0012]圖1為路面路燈自供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]隨著人類的發(fā)展，人們對(duì)可靠的不間斷電力能源的需求不斷增加，同時(shí)人們的環(huán)保意識(shí)也日益增強(qiáng)，對(duì)清潔、環(huán)保、可靠、廉價(jià)的新能源研究成了新的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)利用壓電材料進(jìn)行能量收集的研究越來(lái)越受到人們關(guān)注，其節(jié)能環(huán)保的特性也備受人們的青睞。利用壓電材料制作的壓電發(fā)電裝置具有環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。
[0014]如圖1所示，路面路燈自供電系統(tǒng)通過(guò)壓電陶瓷發(fā)電，壓電陶瓷是一種常用的、具有壓電效應(yīng)的多晶體壓電材料，在機(jī)械外力的作用下而產(chǎn)生形變，使帶電粒子發(fā)生相對(duì)位移，從而在晶體表面激發(fā)正負(fù)束縛電荷。壓電陶瓷預(yù)埋在瀝青路面中，當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)埋有壓電陶瓷材料的路面上時(shí)，產(chǎn)生壓力以及震動(dòng)，壓電振子作為壓電換能器的核心部件，在材料極化方向和激勵(lì)作用一定的情況下，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)整流電路，將壓電換能器的來(lái)的電能轉(zhuǎn)化為直流電，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路，將電路電壓調(diào)整至發(fā)光二極管可點(diǎn)亮的范圍內(nèi)。
[0015]壓電陶瓷輸出電能經(jīng)壓電換能器、穩(wěn)壓電路輸送至儲(chǔ)能單元存儲(chǔ)，儲(chǔ)能單元優(yōu)選超級(jí)電容，儲(chǔ)能單元為路燈光源供電。儲(chǔ)能單元與路燈光源之間的供電線路上設(shè)有第一繼電器，即第一繼電器的輸出端串聯(lián)在儲(chǔ)能單元與路燈光源之間的供電線路上，第一繼電器由控制器控制通斷，從而可以控制路燈光源電點(diǎn)亮或關(guān)閉。若路上車輛不多時(shí)，為了節(jié)約電能，可以不必點(diǎn)亮耗電量大的路燈光源，可以在每個(gè)路燈上設(shè)置一個(gè)副燈，相對(duì)功率較小一些，副燈通過(guò)第二繼電器連接儲(chǔ)能單元，即第二繼電器的輸出端串聯(lián)在儲(chǔ)能單元與副燈之間的供電線路上，第二繼電器由控制器控制通斷。
[0016]為了方便控制路燈點(diǎn)亮?xí)r機(jī)，在光線不足時(shí)，能夠自動(dòng)點(diǎn)亮，系統(tǒng)設(shè)有光線強(qiáng)度傳感器并將采集的光線強(qiáng)度信號(hào)輸送至控制器，光線強(qiáng)度傳感器優(yōu)選固定在路燈頂端，優(yōu)選在光線強(qiáng)度傳感器的周圍設(shè)置隔光護(hù)罩，僅上部開口，用于接收外部光線強(qiáng)度，從而避免車燈、城市其他照明設(shè)施對(duì)光線強(qiáng)度傳感器的靈敏度產(chǎn)生影響。
[0017]為了進(jìn)一步控制點(diǎn)亮?xí)r機(jī)，只有在有車來(lái)來(lái)時(shí)才點(diǎn)亮路燈光源，則壓電陶瓷輸出端設(shè)有電信號(hào)采集單元并輸出電能信號(hào)至控制器。壓電陶瓷產(chǎn)生電能則說(shuō)明有車經(jīng)過(guò)，則可以利用控制器使第一繼電器導(dǎo)通，道路上每一個(gè)路燈均為一個(gè)獨(dú)立的路面路燈自供電系統(tǒng)，為了具有一定的預(yù)判性能，每個(gè)路燈光源的路面路燈自供電系統(tǒng)中的電信號(hào)采集單元采集的是所在道路側(cè)位于來(lái)車方向上另一個(gè)路面路燈自供電系統(tǒng)中的壓電陶瓷的電信號(hào)，即每個(gè)路燈光源的控制器所采集的是前方(來(lái)車方向)的信號(hào)，可以根據(jù)路燈的間隔距離選擇采集的是前方相鄰或前方間隔一個(gè)或兩個(gè)路燈的壓電陶瓷的電信號(hào)，當(dāng)然一個(gè)路段的初始路燈則采集自己的壓電陶瓷的電信號(hào)。
[0018]在車流量較少的情況下，可能出現(xiàn)發(fā)電量不足以支撐路燈光源使用的情況，因此每個(gè)儲(chǔ)能單元設(shè)有電量監(jiān)測(cè)單元，電量監(jiān)測(cè)單元輸出剩余電量信號(hào)至控制器，同時(shí)，每個(gè)路燈系統(tǒng)設(shè)有電源切換單元，控制器輸出切換信號(hào)至電源切換單元。電源切換單元的一個(gè)輸入端連接儲(chǔ)能單元，另一個(gè)輸入端連接市電，電源切換單元的輸出端連接第一繼電器和第二繼電器，第一繼電器連接路燈光源，第二繼電器連接副燈，這樣可以根據(jù)剩余電量狀況，調(diào)整供電模式。
[0019]基于上述路面路燈自供電系統(tǒng)的控制方法如下:系統(tǒng)啟動(dòng)后，當(dāng)控制器接收光線強(qiáng)度信號(hào)小于預(yù)設(shè)閾值，且接收到接收壓電陶瓷的電信號(hào)時(shí)，使第一繼電器通路點(diǎn)亮路燈光源額定時(shí)間，額定時(shí)間可以根據(jù)需要設(shè)定，例如設(shè)定點(diǎn)亮5秒，由于需要迅速點(diǎn)亮，路燈光源需要采用LED光源。當(dāng)控制器接收的信號(hào)為滿足光線強(qiáng)度信號(hào)小于預(yù)設(shè)閾值、接收到壓電陶瓷的電信號(hào)之一或全部，則不執(zhí)行點(diǎn)亮路燈光源的動(dòng)作。
[0020]若控制器接收光線強(qiáng)度信號(hào)小于預(yù)設(shè)閾值，且接收到接收壓電陶瓷的電信號(hào)時(shí)第一繼電器處于導(dǎo)通狀態(tài)，則延長(zhǎng)第一繼電器導(dǎo)通時(shí)間，延長(zhǎng)的導(dǎo)通時(shí)間等于額定時(shí)間。
[0021 ]針對(duì)副燈的控制，系統(tǒng)啟動(dòng)后，當(dāng)控制器接收光線強(qiáng)度信號(hào)小于預(yù)設(shè)閾值，則使第二繼電器通路點(diǎn)亮副燈，當(dāng)控制器接收光線強(qiáng)度信號(hào)大于等于預(yù)設(shè)閾值，則使第二繼電器斷路關(guān)閉副燈，即天后自動(dòng)點(diǎn)亮副燈，用作道路指示，以及為行車和慢車道照明，而這些照明光亮強(qiáng)度要求較低，且耗電量不高，可以為夜晚常亮狀態(tài)。
[0022]若控制器監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能單元的剩余電量低于預(yù)設(shè)下線電量閾值，則控制電源切換單元轉(zhuǎn)由市電供電，若控制器監(jiān)測(cè)到儲(chǔ)能單元的剩余電量大于預(yù)設(shè)上限電量閾值，則控制電源切換單元轉(zhuǎn)由儲(chǔ)能單元供電，可以根據(jù)儲(chǔ)能單元剩余電量控制選擇供電模式，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，為避免反復(fù)切換狀態(tài)，預(yù)設(shè)下線電量閾值小于預(yù)設(shè)上限電量閾值。
[0023]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.路面路燈自供電系統(tǒng)，其特征在于:路面上設(shè)有壓電陶瓷，所述壓電陶瓷輸出電能經(jīng)壓電換能器、穩(wěn)壓電路輸送至儲(chǔ)能單元，所述儲(chǔ)能單元為路燈光源供電； 系統(tǒng)設(shè)有光線強(qiáng)度傳感器并將采集的光線強(qiáng)度信號(hào)輸送至控制器，所述壓電陶瓷輸出端設(shè)有電信號(hào)采集單元并輸出電能信號(hào)至控制器，所述儲(chǔ)能單元與路燈光源之間的供電線路上設(shè)有第一繼電器，所述第一繼電器由控制器控制通斷； 每個(gè)路燈光源設(shè)有獨(dú)立的路面路燈自供電系統(tǒng)，每個(gè)路燈光源的路面路燈自供電系統(tǒng)中的電信號(hào)采集單元采集的是所在道路側(cè)位于來(lái)車方向上另一個(gè)路面路燈自供電系統(tǒng)中的壓電陶瓷的電信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路面路燈自供電系統(tǒng)，其特征在于:所述儲(chǔ)能單元為超級(jí)電容，所述路燈光源為L(zhǎng)ED光源，所述壓電陶瓷預(yù)埋在瀝青路面中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的路面路燈自供電系統(tǒng)，其特征在于:所述的路燈光源配有副燈，所述副燈通過(guò)第二繼電器連接儲(chǔ)能單元，所述的第二繼電器由控制器控制通斷。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的路面路燈自供電系統(tǒng)，其特征在于:所述儲(chǔ)能單元設(shè)有電量監(jiān)測(cè)單元，所述電量監(jiān)測(cè)單元輸出剩余電量信號(hào)至控制器，所述控制器輸出切換信號(hào)至電源切換單元，所述電源切換單元的一個(gè)輸入端連接儲(chǔ)能單元，另一個(gè)輸入端連接市電，所述電源切換單元的輸出端連接第一繼電器和第二繼電器。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK205510475SQ201620240426
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】李哲宇
【申請(qǐng)人】李哲宇