一种基于智慧园区的节能照明系统的制作方法

1.本发明涉及智慧园区的节能照明管理技术领域，尤其涉及一种基于智慧园区的节能照明系统。


背景技术：

2.智慧园区属于高科技演进过程中一种集成化科工程运行和发展模式，包括了同一或相近领域多个产学研综合项目在同一个片区的运作，涉及到多个方面的能源、设备、数据资源的管理和安全维护，而节能管理系统则是按用户的需求，遵循配电系统的标准规范而二次开发的一套具有专业性强、自动化程度高、易使用、高性能、高可靠等特点的适用于低压配电系统的电能管理系统，通过遥测和遥控可以合理调配负荷，实现优化运行，有效节约电能。
3.目前，园区内的照明系统一般都是由简单的定时器进行控制，例如晚上六点开早上六点关这种简单的操作，在全时间段内，路灯的光照强度保持不变，造成了公共区域的电能损耗大，增加了园区的成本，所以，本发明提供一种基于智慧园区的节能照明系统，根据现有常识可知，在晚上六点-八点时间段，园区内除路灯外，其余灯光较多，此时，可以适当削弱路灯光照强度，在八点至凌晨时间段内，园区内道路主要靠路灯照明，此时可适当增强路灯光照强度，在凌晨时间段以后，园区内行人较少，此时，同样可以适当削弱路灯光照强度，通过调节路灯在不同时间段的以最合适的光照强度进行照明，从而起到公共区域的节能和控制成本的目的。


技术实现要素：

4.为了解决上述背景技术中所提到的技术问题，而提出的一种基于智慧园区的节能照明系统。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种基于智慧园区的节能照明系统，包括总控模块、led灯源启闭模块和led灯光强弱调节模块，所述led灯源启闭模块包括led灯和电源模块，所述电源模块和led灯之间连接有供电开关以及控制供电开关启闭的驱动电路，所述总控模块包括mcu总控制器，所述mcu总控制器与驱动电路无线连接，远程控制供电开关的启闭，从而实现led灯的启闭控制；
7.还包括灯箱，所述灯箱内部具有第一内腔和第二内腔，所述灯箱两侧分别开设有第二通槽和第三通槽，所述第二通槽内滑动连接有从动杆，所述从动杆的自由端固定连接有光伏发电板，所述光伏发电板通过光伏转换器与电源模块连接，以通过光伏发电为电源模块充电；
8.所述第一内腔一侧转动连接有驱动杆，所述驱动杆和从动杆的自由端之间通过销轴转动连接，所述驱动杆上开设有第二滑槽，所述第一内腔内部设有在竖直方向上移动的第一滑块，所述第一滑块的一侧转动连接有穿过第二滑槽的滑杆；
9.所述第二内腔内具有在竖直方向上运动的固定杆，所述固定杆的自由端穿过第三
通槽后固定连接有led灯，所述固定杆上固定安装有与led灯相适配的光照强度传感器。
10.作为上述技术方案的进一步描述：
11.所述led灯光强弱调节模块包括led灯源驱动器、光照强度传感器和mcu独立控制器一，所述led灯源驱动器控制led灯的输入电流，以控制led灯的光照强弱，所述mcu独立控制器一内写入有多组不同时间段的led灯光强度设定电压值；
12.在led灯开启后，所述光照强度传感器检测led灯的光照强度值，并转换为电压值输入至mcu独立控制器一，与对应时间段内的led灯光强度设定电压值进行比较分析，若实际光照值与设定光照值存在差异，则通过mcu独立控制器一调节led灯源驱动器的输出电流大小，以达到控制led灯的光照强弱的目的。
13.作为上述技术方案的进一步描述：
14.所述mcu总控制器与mcu独立控制器一无线连接，以对mcu独立控制器一进行远程输入，从而实现mcu独立控制器一内部数据的写入和删除。
15.作为上述技术方案的进一步描述：
16.所述滑杆的自由端转动连接有第二滑块，所述第一内腔内安装有穿过第一滑块的传动螺杆，以及穿过第二滑块的第二导柱，所述传动螺杆底部套接有蜗轮，所述第一内腔内部固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴传动连接有与蜗轮啮合连接的蜗杆。
17.作为上述技术方案的进一步描述：
18.所述从动杆上开设有第一滑槽，所述第二通槽上固定连接有穿过第一滑槽的第一导柱。
19.作为上述技术方案的进一步描述：
20.所述第二内腔的顶部和底部分别转动安装有从动辊和主动辊，所述从动辊和主动辊之间传动连接有皮带，且固定杆与皮带固定连接，所述第二内腔内部固定安装有与主动辊传动连接的第二驱动电机。
21.作为上述技术方案的进一步描述：
22.所述灯箱上开设有第一通槽，所述第一通槽顶部固定安装有电子信息显示屏，底部固定安装有附加装置一和附加装置二。
23.作为上述技术方案的进一步描述：
24.所述附加装置一和附加装置二为应急箱、充电桩或者自动售卖机中的一种。
25.作为上述技术方案的进一步描述：
26.led灯光调节模块还包括红外摄像头、图像分析模块和mcu独立控制器二，所述红外摄像头设置于固定杆下方，红外摄像头将拍摄画面传输至图像分析模块，图像分析模块分析画面中是否存在行人或者车辆，再通过mcu独立控制器二对对应时间段内的led灯亮度进行调节。
27.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
28.1、本发明中，总控模块对多个地段的路灯进行管理，保证整个园区内的路灯的统一管理，mcu总控制器在当日下午6点前，控制驱动电路关闭供电开关，电源模块开始为led灯供电，led灯开启，在当日下午6点-8点时间段内，光照强度传感器检测led灯的光照强度值，当检测出的实际光照值与设定值a存在出入，则mcu独立控制器一调整led灯源驱动器的
输出电流大小，以对led灯的亮度进行调节，保证在该时间段内led灯以最合适的光照强度提供光源，同理，在8点-12点的时间段内以及12点-次日上午6点的时间段内，按照对应设定值b和c进行led灯的光照强弱调节，其中，设定值a、b、c三值的大小根据日常该地段，以及该时间段所需光源强弱进行调整，可通过mcu总控制器进行三值的修改和调整，从而保证某地段在某时间段的路灯的统筹管理，保证路灯起到照明作用，同时，节能环保，最大程度的实现资源利用。
29.2、本发明中，当mcu总控制器控制led灯开启后，若某个mcu独立控制器一未接收到来自光照强度传感器的传输信号，则表明该路灯发生故障，mcu总控制器定位故障路灯所在路灯位置，对该路灯的故障原因进行判断，并及时维修相应故障，从而实现路灯的快速检修，避免物业部门无法第一时间获知路灯故障，而导致未知危险情况发生。
30.3、本发明中，当led灯处于三个时间段的任一时间段内时，此时，led灯的灯光调节已统一调整到一个适宜的亮度，mcu独立控制器一处于待机状态，但是对于，园区某区域，人流量或者车流量较少，甚至无人流或者无车流时，该部分区域的led灯保持对应时间段的亮度，仍然存在电量浪费的问题，因此，通过红外摄像头拍摄周边画面，并将画面传输至图像分析模块，当画面中未出现行人或者车辆时，通过mcu独立控制器二进一步减小led灯源驱动器对于led灯的输出电流，使得led灯保持最低亮度，而当图像分析模块识别到画面内存在行人或者车辆出现时，通过mcu独立控制器二调整led灯恢复该时间段的光照强度，通过对某时间段内的led灯的光照强度的进一步调节，降低照明系统耗能，最大程度化的实现园区照明系统的节能调控。
31.4、本发明中，通过第一驱动电机驱动蜗杆转动，根据卡齿的啮合传动原理，驱动蜗轮带动传动螺杆转动，驱动第一滑块带动滑杆在竖直方向上运动，滑杆在第二滑槽内滑动，带动驱动杆转动，驱动杆带动从动杆在第二通槽内滑动，从动杆带动光伏发电板在灯箱的竖直方向上运动，调整光伏发电板的高低位置，在主动辊、从动辊和皮带的传动作用下，通过第二驱动电机控制皮带转动，皮带带动固定杆在竖直方向上运动，固定杆带动led灯和光照强度传感器在灯箱的竖直方向上运动，调整led灯和光照强度传感器的高低位置，相较于传统的路灯结构，光伏发电板或者led灯固定安装在灯杆顶部，发生损坏时，工作人员直接携带检修工具，或者替换光伏发电板和led灯，结构简单，操作方便，无需携带爬梯等登高工具，提高工作人员的人身安全保障。
32.5、本发明中，首先，电子信息显示屏可以显示广告信息、寻人/物启示信息等，结合路灯分布广泛的特点，提高信息的扩散度，其次，应急箱、充电桩或者自动售卖机，增加了路灯的功能性，如，应急箱可供周边出现突发事件的紧急使用，充电桩可以为电动汽车或者电瓶车进行供电，且路灯分布广泛，缓解充电桩占用率高时，使用者等待充电时间长的问题，自动售卖机可以售卖一些零食、水、纸巾或者口罩等，为路人提供需求便利。
附图说明
33.图1示出了根据本发明实施例提供的一种基于智慧园区的节能照明系统的灯箱内部结构示意图；
34.图2示出了根据本发明实施例提供的一种基于智慧园区的节能照明系统的单个路灯的控制原理示意图；
35.图3示出了根据本发明实施例提供的一种基于智慧园区的节能照明系统的多个路灯的控制原理示意图；
36.图4示出了根据本发明实施例提供的一种基于智慧园区的节能照明系统的灯箱的立体结构示意图；
37.图5示出了根据本发明实施例提供的一种基于智慧园区的节能照明系统的驱动杆和从动杆的连接示意图；
38.图6示出了根据本发明实施例提供的一种基于智慧园区的节能照明系统的皮带和固定杆的连接示意图；
39.图7示出了根据本发明实施例提供的一种基于智慧园区的节能照明系统的灯箱的剖视示意图；
40.图8示出了根据本发明实施例提供的一种基于智慧园区的节能照明系统的第一滑块、滑杆和第二滑块的连接示意图。
41.图例说明：
42.1、灯箱；101、第一内腔；102、第二内腔；103、第一通槽；104、第二通槽；105、第三通槽；2、第一导柱；3、第二导柱；4、蜗轮；5、附加装置一；6、附加装置二；7、皮带；8、led灯；9、固定杆；10、电子信息显示屏；11、驱动杆；12、从动杆；13、光伏发电板；14、第一滑块；15、传动螺杆；16、第一滑槽；17、第二滑块；18、第二滑槽；19、滑杆；20、蜗杆；21、第一驱动电机；22、从动辊；23、第二驱动电机；24、主动辊；25、光照强度传感器。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
44.实施例一
45.请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种基于智慧园区的节能照明系统，包括总控模块、led灯源启闭模块和led灯光强弱调节模块，总控模块对多个地段的路灯进行管理，保证整个园区内的路灯的统一管理；
46.led灯源启闭模块包括led灯8和电源模块，电源模块和led灯8之间连接有供电开关以及控制供电开关启闭的驱动电路，总控模块包括mcu总控制器，mcu总控制器与驱动电路无线连接，远程控制供电开关的启闭，从而实现led灯8的启闭控制；
47.led灯光强弱调节模块包括led灯源驱动器、光照强度传感器25和mcu独立控制器一，led灯源驱动器控制led灯8的输入电流，以控制led灯8的光照强弱，mcu独立控制器一内写入有多组不同时间段的led灯光强度设定电压值；
48.mcu总控制器与mcu独立控制器一无线连接，以对mcu独立控制器一进行远程输入，从而实现mcu独立控制器一内部数据的写入和删除；
49.在led灯8开启后，光照强度传感器25检测led灯8的光照强度值，并转换为电压值输入至mcu独立控制器一，与对应时间段内的led灯光强度设定电压值进行比较分析，若实际光照值与设定光照值存在差异，则通过mcu独立控制器一调节led灯源驱动器的输出电流
大小，以达到控制led灯8的光照强弱的目的；
50.如对通过mcu总控制器对某个地段的某个路灯上的mcu独立控制器一写入多组关于“当日下午6点-次日上午6点”时间段的led灯光强度设定电压值；
51.如以下表1所示：
52.表1
[0053][0054]
首先，mcu总控制器在当日下午6点前，控制驱动电路关闭供电开关，电源模块开始为led灯8供电，led灯8开启，在当日下午6点-8点时间段内，光照强度传感器25检测led灯8的光照强度值，当检测出的实际光照值与设定值a存在出入，则mcu独立控制器一调整led灯源驱动器的输出电流大小，以对led灯8的亮度进行调节，保证在该时间段内led灯8以最合适的光照强度提供光源，同理，在8点-12点的时间段内以及12点-次日上午6点的时间段内，按照对应设定值b和c进行led灯8的光照强弱调节，其中，设定值a、b、c三值的大小根据日常该地段，以及该时间段所需光源强弱进行调整，可通过mcu总控制器进行三值的修改和调整，从而保证某地段在某时间段的路灯的统筹管理，保证路灯起到照明作用，同时，节能环保，最大程度的实现资源利用；
[0055]
其次，当mcu总控制器控制led灯8开启后，若某个mcu独立控制器一未接收到来自光照强度传感器25的传输信号，则表明该路灯发生故障，mcu总控制器定位故障路灯所在路灯位置，对该路灯的故障原因进行判断，并及时维修相应故障，从而实现路灯的快速检修，避免物业部门无法第一时间获知路灯故障，而导致未知危险情况发生。
[0056]
其中，led灯光调节模块还包括红外摄像头、图像分析模块和mcu独立控制器二，红外摄像头设置于固定杆9下方，红外摄像头将拍摄画面传输至图像分析模块，图像分析模块分析画面中是否存在行人或者车辆，再通过mcu独立控制器二对对应时间段内的led灯8亮度进行调节，当led灯8处于三个时间段的任一时间段内时，此时，led灯8的灯光调节已统一调整到一个适宜的亮度，mcu独立控制器一处于待机状态，但是对于，园区某区域，人流量或者车流量较少，甚至无人流或者无车流时，该部分区域的led灯8保持对应时间段的亮度，仍然存在电量浪费的问题，因此，通过红外摄像头拍摄周边画面，并将画面传输至图像分析模块，当画面中未出现行人或者车辆时，通过mcu独立控制器二进一步减小led灯源驱动器对于led灯8的输出电流，使得led灯8保持最低亮度，而当图像分析模块识别到画面内存在行人或者车辆出现时，通过mcu独立控制器二调整led灯8恢复该时间段的光照强度，通过对某时间段内的led灯8的光照强度的进一步调节，降低照明系统耗能，最大程度化的实现园区照明系统的节能调控。
[0057]
请参阅图1和图4-8，还包括灯箱1，灯箱1内部具有第一内腔101和第二内腔102，灯箱1两侧分别开设有第二通槽104和第三通槽105，第二通槽104内滑动连接有从动杆12，从动杆12上开设有第一滑槽16，第二通槽104上固定连接有穿过第一滑槽16的第一导柱2，从
动杆12的自由端固定连接有光伏发电板13，光伏发电板13通过光伏转换器与电源模块连接，以通过光伏发电为电源模块充电，第一内腔101一侧转动连接有驱动杆11，驱动杆11和从动杆12的自由端之间通过销轴转动连接，无外力时，驱动杆11和从动杆12之间不发生相对转动，驱动杆11上开设有第二滑槽18，第一内腔101内部设有在竖直方向上移动的第一滑块14，第一滑块14的一侧转动连接有穿过第二滑槽18的滑杆19，滑杆19的自由端转动连接有第二滑块17，第一内腔101内安装有穿过第一滑块14的传动螺杆15，以及穿过第二滑块17的第二导柱3，传动螺杆15底部套接有蜗轮4，第一内腔101内部固定安装有第一驱动电机21，第一驱动电机21的输出轴传动连接有与蜗轮4啮合连接的蜗杆20；
[0058]
通过第一驱动电机21驱动蜗杆20转动，根据卡齿的啮合传动原理，驱动蜗轮4带动传动螺杆15转动，根据螺纹传动原理，驱动第一滑块14带动滑杆19在竖直方向上运动，滑杆19在第二滑槽18内滑动，带动驱动杆11转动，驱动杆11带动从动杆12在第二通槽104内滑动，从动杆12带动光伏发电板13在灯箱1的竖直方向上运动，调整光伏发电板13的高低位置，光伏发电板13位于灯箱1顶部时，吸收太阳能，光伏发电板13位于灯箱1底部时，便于对光伏发电板13上的灰尘进行清理，或者对光伏发电板13进行检修维护；
[0059]
第二内腔102内具有在竖直方向上运动的固定杆9，固定杆9的自由端穿过第三通槽105后固定连接有led灯8，固定杆9上固定安装有与led灯8相适配的光照强度传感器25，第二内腔102的顶部和底部分别转动安装有从动辊22和主动辊24，从动辊22和主动辊24之间传动连接有皮带7，且固定杆9与皮带7固定连接，第二内腔102内部固定安装有与主动辊24传动连接的第二驱动电机23，第二驱动电机23为伺服电机，停机时，主动辊24不再转动，实现固定杆9的定位；
[0060]
在主动辊24、从动辊22和皮带7的传动作用下，通过第二驱动电机23控制皮带7转动，皮带7带动固定杆9在竖直方向上运动，固定杆9带动led灯8和光照强度传感器25在灯箱1的竖直方向上运动，调整led灯8和光照强度传感器25的高低位置，led灯8和光照强度传感器25位于灯箱1顶部时，起到照明作用，led灯8和光照强度传感器25位于灯箱1底部时，便于对led灯8和光照强度传感器25进行检修维护；
[0061]
相较于传统的路灯结构，光伏发电板13或者led灯8固定安装在灯杆顶部，发生损坏时，工作人员直接携带检修工具，或者替换光伏发电板13和led灯8，结构简单，操作方便，无需携带爬梯等登高工具，提高工作人员的人身安全保障。
[0062]
请参阅图1和图7，灯箱1上开设有第一通槽103，第一通槽103顶部固定安装有电子信息显示屏10，底部固定安装有附加装置一5和附加装置二6，附加装置一5和附加装置二6为应急箱、充电桩或者自动售卖机中的一种，首先，电子信息显示屏10可以显示广告信息、寻人/物启示信息等，结合路灯分布广泛的特点，提高信息的扩散度，其次，应急箱、充电桩或者自动售卖机，增加了路灯的功能性，如，应急箱可供周边出现突发事件的紧急使用，充电桩可以为电动汽车或者电瓶车进行供电，且路灯分布广泛，缓解充电桩占用率高时，使用者等待充电时间长的问题，自动售卖机可以售卖一些零食、水、纸巾或者口罩等，为路人提供需求便利。
[0063]
工作原理：使用时，首先，mcu总控制器在当日下午6点前，控制驱动电路关闭供电开关，电源模块开始为led灯8供电，led灯8开启，在当日下午6点-8点时间段内，光照强度传感器25检测led灯8的光照强度值，当检测出的实际光照值与设定值a存在出入，则mcu独立
控制器一调整led灯源驱动器的输出电流大小，以对led灯8的亮度进行调节，保证在该时间段内led灯8以最合适的光照强度提供光源，同理，在8点-12点的时间段内以及12点-次日上午6点的时间段内，按照对应设定值b和c进行led灯8的光照强弱调节，其中，设定值a、b、c三值的大小根据日常该地段，以及该时间段所需光源强弱进行调整，可通过mcu总控制器进行三值的修改和调整，从而保证某地段在某时间段的路灯的统筹管理，保证路灯起到照明作用，同时，节能环保，最大程度的实现资源利用；
[0064]
其中，当mcu总控制器控制led灯8开启后，若某个mcu独立控制器一未接收到来自光照强度传感器25的传输信号，则表明该路灯发生故障，mcu总控制器定位故障路灯所在路灯位置，对该路灯的故障原因进行判断，并及时维修相应故障，从而实现路灯的快速检修，避免物业部门无法第一时间获知路灯故障，而导致未知危险情况发生；
[0065]
其次，通过第一驱动电机21驱动蜗杆20转动，根据卡齿的啮合传动原理，驱动蜗轮4带动传动螺杆15转动，根据螺纹传动原理，驱动第一滑块14带动滑杆19在竖直方向上运动，滑杆19在第二滑槽18内滑动，带动驱动杆11转动，驱动杆11带动从动杆12在第二通槽104内滑动，从动杆12带动光伏发电板13在灯箱1的竖直方向上运动，调整光伏发电板13的高低位置，光伏发电板13位于灯箱1顶部时，吸收太阳能，光伏发电板13位于灯箱1底部时，便于对光伏发电板13上的灰尘进行清理，或者对光伏发电板13进行检修维护；
[0066]
在主动辊24、从动辊22和皮带7的传动作用下，通过第二驱动电机23控制皮带7转动，皮带7带动固定杆9在竖直方向上运动，固定杆9带动led灯8和光照强度传感器25在灯箱1的竖直方向上运动，调整led灯8和光照强度传感器25的高低位置，led灯8和光照强度传感器25位于灯箱1顶部时，起到照明作用，led灯8和光照强度传感器25位于灯箱1底部时，便于对led灯8和光照强度传感器25进行检修维护；
[0067]
相较于传统的路灯结构，光伏发电板13或者led灯8固定安装在灯杆顶部，发生损坏时，工作人员直接携带检修工具，或者替换光伏发电板13和led灯8，结构简单，操作方便，无需携带爬梯等登高工具，提高工作人员的人身安全保障。
[0068]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。