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荧光智慧路灯系统设计黄进

发表时间：2020/6/19 来源：《基层建设》2020年第4期作者：黄进

[导读] 摘要：本文设计一种荧光智慧路灯系统设计，荧光智慧路灯主要由太阳能光伏发电板、垂直式风力发电机、LED路灯、蓄电池、风光互补路灯控制器以及灯杆组成。

        重庆工业职业技术学院电子与物联网工程学院重庆 401120
        摘要：本文设计一种荧光智慧路灯系统设计，荧光智慧路灯主要由太阳能光伏发电板、垂直式风力发电机、LED路灯、蓄电池、风光互补路灯控制器以及灯杆组成。荧光智慧路灯是一种将风能和光能转化为电能的装置，而不需要从电网拉电缆用电，可单独使用。荧光智慧路灯工作原理是利用自然风和太阳能作为能量来源，风轮吸收风的能量，带动风力发电机旋转，把风能转变为电能，经过控制器的整流，稳压作用，把交流电转换为直流电，向蓄电池组充电并储存电能；太阳能电池板利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电，供负载使用或者贮存于蓄电池内备用。
        关键词：智慧路灯；系统设计；风能；光能；控制器
        智慧路灯系统是信息化技术渗透于城市照明系统的具体表现[1]，它改变了传统路灯需要人工操控的特点。智慧路灯承载了多种使用功能，如交通远程监控、公安远程监控、污染物远程监测、LED 信息发布等，它以信息技术为载体构建了一个自动化、智能化、系统化的路灯服务系统，从而满足城市照明多样化的功能需求。智慧路灯系统还能对相关数据资源进行整合，它是由前端设备、通讯传输设备以及后端数据中心三大模块组成。前端设备是由多个不同功能的传感器、摄像头、音频设备和 LE屏等设备组成[2]。各类传感器是感知环境状态的主要设备，能够实现对数据信息的收集；高清摄像头可实现对前端音视频、图像等的实时收集；音频设备的主要功能完成对各项音频广播的操作；LED 屏是展示图文、视频等的主要载体。通信传输设备是负责接收前端设备数据信息的主要设备，并将接收到信号加密处理后上传至数据中心。后端数据中心是集各种服务器、系统平台、监控中心等多种管理功能为一体的平台，负责数据的查询、接收、处理等[3]。
        1 荧光智慧路灯系统
        荧光智慧路灯系统主要由LED路灯、垂直式风力发电机、太阳能电池板、路灯控制器、蓄电池、共5部分组成，风光互补路灯系统主要由发电设备、控制部件、储能装置、逆变器和负载灯具等几部分组成。其中发电设备包括风力发电机和太阳能光伏阵列；控制部件由AC/DC整流器和充-放电控制装置组成；铅酸蓄电池作为储能装置；白光LED灯作为负载。
        2 荧光智慧路灯系统运行
        散热片面积大，壳体散热，内部设计散热均衡，利于控制器长时间满功率工作稳定；外壳密封性好，内部PCB三防漆喷涂，整体防潮、防尘效果好；在蓄电池没电的情况下，如果有太阳的情况下，可以启动控制器充电功能，解决了极端阴雨天蓄电池没电造成控制器无法启动的问题。(控制器欠压太阳能自启动功能)蓄电池没电情况下，也可以保护风机过转速，防止风机飞车，最大限度保护风机。

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静态功耗低，≤1.5W延长控制器运行时间；控制器负载提供三种功能:普通输出、升压恒流源输出、降压恒流源输出，解决了现有的风光互补路灯与LED灯头不匹配的问题；元器件选择.上最大程度的利用SMT-PCB贴片技术，从生产环节保证了控制器质量的高台格率。程序和硬件设计上总结经验，在蓄电池、太阳能、风机、负载最大限度进行保护。
        3 荧光智慧路灯系统创新点
        对控制器采用双路供电系统，太阳能和蓄电池可以给控制器供电工作，只要有太阳能，在蓄电池没电的情况，控制器就可以工作，控制太阳能给蓄电池充电，保证系统正常运行；系统采用PWM智能充电技术，可以保证蓄电池在低风速、低光照的情况下，也能对蓄电池充电。风光互补路灯控制器支持GPRS/互联网远程监控，可以实时了解荧光智慧路灯的工作运行情况。系统具有多重保护、安全应用，当遇到非正常情况时，控制器自动启动保护程序，在保护控制器的同时，对蓄电池、风机、太阳能板、负极进行保护，避免损失，同时把错误信息通过GPRS传送到监控端，方面查询和处理问题。系统具有过压保护、欠压保护、过流保护、负载过压保护、风机过转保护、风机手动刹车灯保护功能。系统风机采用垂直式风力发电机，具有启动风速低、体积小、外形美观、运行震动低、风能利用率高等特点。控制器具有10种控制模式，在不同环境下，自动切换工作模式，提高能源利用效率。
        4 结束语
        智慧路灯设计是一项集多种专业与技术为一体的综合学科，在设计过程中，要立足城市发展现状，结合城市规划需求，合理应用好可用技术，以此来实现智慧路灯的各项功能。随着智慧城市建设的不断发展，智慧路灯的应用范围将会逐步加大，未来依靠智慧路灯实施信息收集的领域有很多，所以我们要不断提升智慧路灯设计水平，优化智慧路灯建设环境，为实现物联互通，数据共享等更多应用而发挥作用。
        参考文献
        [1]刘淑平，王伦.基于信息化的智慧路灯系统构建[J].电脑知识与技术，2019，15（2）：246-248.
        [2]贾杰.道路交通智能照明系统方案研究[J].中国交通信息化，2015，2：108-110．
        [3]刘武.智慧路灯管理系统中的物联网技术应用研究[J].网络安全技术与应用，2018（12）：124，126.
        作者简介
        黄进（1989—），男，硕士研究生。研究方向：智能控制技术、电机控制技术。E-mail：huangjin198810@126.com。
        基金项目
        重庆工业职业技术学院校级科研项目（GZY201722-YA）; 2019年重庆市大学生创新创业训练计划项目（201912215010）。