路面路燈自供電系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種路面路燈自供電系統，路面上設有壓電陶瓷，所述壓電陶瓷輸出電能經壓電換能器、穩壓電路輸送至儲能單元，所述儲能單元為路燈光源供電。本實用新型利用壓電材料制作的壓電發電裝置具有環保、結構簡單，成本低，易于實現等優點，能夠有效的節約道路照明系統的建設和使用成本，提高了道路照明的自動化程度，保證路段行車安全。
【專利說明】
路面路燈自供電系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及照明系統，尤其涉及一種自供電形式的路燈照明系統。
【背景技術】
[0002]路燈照明系統為車輛的安全行駛保駕護航，目前路燈大都有市電供給，需要鋪設大量的路燈供電線路，特別是偏遠路段，浪費資源。在路燈的開關方式上，一般采用定時開啟或關閉，但這種開光方式需要根據季節調整開關時間，費時費力，并且在特殊天氣條件下不能智能開啟，會對路面行車安全造成影響;也有路燈開關方式采用光感傳感器控制，雖然智能化程度高，不需要實時調節，會根據光線強度自行開啟或者關閉，但是路燈在開啟后，無論路面是否有車，都呈常亮狀態，浪費電力資源。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是實現一種節能環保，自動化程度高的路燈系統。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為:路面路燈自供電系統，路面上設有壓電陶瓷，所述壓電陶瓷輸出電能經壓電換能器、穩壓電路輸送至儲能單元，所述儲能單元為路燈光源供電。
[0005]系統設有光線強度傳感器并將采集的光線強度信號輸送至控制器，所述壓電陶瓷輸出端設有電信號采集單元并輸出電能信號至控制器，所述儲能單元與路燈光源之間的供電線路上設有第一繼電器，所述第一繼電器由控制器控制通斷。
[0006]每個路燈光源設有獨立的路面路燈自供電系統，每個路燈光源的路面路燈自供電系統中的電信號采集單元采集的是所在道路側位于來車方向上另一個路面路燈自供電系統中的壓電陶瓷的電信號。
[0007]所述儲能單元為超級電容，所述路燈光源為LED光源，所述壓電陶瓷預埋在瀝青路面中。
[0008]所述的路燈光源配有副燈，所述副燈通過第二繼電器連接儲能單元，所述的第二繼電器由控制器控制通斷。
[0009]所述儲能單元設有電量監測單元，所述電量監測單元輸出剩余電量信號至控制器，所述控制器輸出切換信號至電源切換單元，所述電源切換單元的一個輸入端連接儲能單元，另一個輸入端連接市電，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]本實用新型利用壓電材料制作的壓電發電裝置具有環保、結構簡單，成本低，易于實現等優點，能夠有效的節約道路照明系統的建設和使用成本，提高了道路照明的自動化程度，保證路段行車安全。
【附圖說明】
[0011]下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內容簡要說明:
[0012]圖1為路面路燈自供電系統結構框圖。
【具體實施方式】
[0013]隨著人類的發展，人們對可靠的不間斷電力能源的需求不斷增加，同時人們的環保意識也日益增強，對清潔、環保、可靠、廉價的新能源研究成了新的研究熱點。近年來利用壓電材料進行能量收集的研究越來越受到人們關注，其節能環保的特性也備受人們的青睞。利用壓電材料制作的壓電發電裝置具有環保、結構簡單，成本低，易于實現等優點。
[0014]如圖1所示，路面路燈自供電系統通過壓電陶瓷發電，壓電陶瓷是一種常用的、具有壓電效應的多晶體壓電材料，在機械外力的作用下而產生形變，使帶電粒子發生相對位移，從而在晶體表面激發正負束縛電荷。壓電陶瓷預埋在瀝青路面中，當車輛經過埋有壓電陶瓷材料的路面上時，產生壓力以及震動，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作用一定的情況下，將機械能轉化為電能，通過整流電路，將壓電換能器的來的電能轉化為直流電，經過穩壓電路，將電路電壓調整至發光二極管可點亮的范圍內。
[0015]壓電陶瓷輸出電能經壓電換能器、穩壓電路輸送至儲能單元存儲，儲能單元優選超級電容，儲能單元為路燈光源供電。儲能單元與路燈光源之間的供電線路上設有第一繼電器，即第一繼電器的輸出端串聯在儲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亮或關閉。若路上車輛不多時，為了節約電能，可以不必點亮耗電量大的路燈光源，可以在每個路燈上設置一個副燈，相對功率較小一些，副燈通過第二繼電器連接儲能單元，即第二繼電器的輸出端串聯在儲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亮時機，在光線不足時，能夠自動點亮，系統設有光線強度傳感器并將采集的光線強度信號輸送至控制器，光線強度傳感器優選固定在路燈頂端，優選在光線強度傳感器的周圍設置隔光護罩，僅上部開口，用于接收外部光線強度，從而避免車燈、城市其他照明設施對光線強度傳感器的靈敏度產生影響。
[0017]為了進一步控制點亮時機，只有在有車來來時才點亮路燈光源，則壓電陶瓷輸出端設有電信號采集單元并輸出電能信號至控制器。壓電陶瓷產生電能則說明有車經過，則可以利用控制器使第一繼電器導通，道路上每一個路燈均為一個獨立的路面路燈自供電系統，為了具有一定的預判性能，每個路燈光源的路面路燈自供電系統中的電信號采集單元采集的是所在道路側位于來車方向上另一個路面路燈自供電系統中的壓電陶瓷的電信號，即每個路燈光源的控制器所采集的是前方(來車方向)的信號，可以根據路燈的間隔距離選擇采集的是前方相鄰或前方間隔一個或兩個路燈的壓電陶瓷的電信號，當然一個路段的初始路燈則采集自己的壓電陶瓷的電信號。
[0018]在車流量較少的情況下，可能出現發電量不足以支撐路燈光源使用的情況，因此每個儲能單元設有電量監測單元，電量監測單元輸出剩余電量信號至控制器，同時，每個路燈系統設有電源切換單元，控制器輸出切換信號至電源切換單元。電源切換單元的一個輸入端連接儲能單元，另一個輸入端連接市電，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，這樣可以根據剩余電量狀況，調整供電模式。
[0019]基于上述路面路燈自供電系統的控制方法如下:系統啟動后，當控制器接收光線強度信號小于預設閾值，且接收到接收壓電陶瓷的電信號時，使第一繼電器通路點亮路燈光源額定時間，額定時間可以根據需要設定，例如設定點亮5秒，由于需要迅速點亮，路燈光源需要采用LED光源。當控制器接收的信號為滿足光線強度信號小于預設閾值、接收到壓電陶瓷的電信號之一或全部，則不執行點亮路燈光源的動作。
[0020]若控制器接收光線強度信號小于預設閾值，且接收到接收壓電陶瓷的電信號時第一繼電器處于導通狀態，則延長第一繼電器導通時間，延長的導通時間等于額定時間。
[0021 ]針對副燈的控制，系統啟動后，當控制器接收光線強度信號小于預設閾值，則使第二繼電器通路點亮副燈，當控制器接收光線強度信號大于等于預設閾值，則使第二繼電器斷路關閉副燈，即天后自動點亮副燈，用作道路指示，以及為行車和慢車道照明，而這些照明光亮強度要求較低，且耗電量不高，可以為夜晚常亮狀態。
[0022]若控制器監測儲能單元的剩余電量低于預設下線電量閾值，則控制電源切換單元轉由市電供電，若控制器監測到儲能單元的剩余電量大于預設上限電量閾值，則控制電源切換單元轉由儲能單元供電，可以根據儲能單元剩余電量控制選擇供電模式，保證系統的正常運行，為避免反復切換狀態，預設下線電量閾值小于預設上限電量閾值。
[0023]上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.路面路燈自供電系統，其特征在于:路面上設有壓電陶瓷，所述壓電陶瓷輸出電能經壓電換能器、穩壓電路輸送至儲能單元，所述儲能單元為路燈光源供電； 系統設有光線強度傳感器并將采集的光線強度信號輸送至控制器，所述壓電陶瓷輸出端設有電信號采集單元并輸出電能信號至控制器，所述儲能單元與路燈光源之間的供電線路上設有第一繼電器，所述第一繼電器由控制器控制通斷； 每個路燈光源設有獨立的路面路燈自供電系統，每個路燈光源的路面路燈自供電系統中的電信號采集單元采集的是所在道路側位于來車方向上另一個路面路燈自供電系統中的壓電陶瓷的電信號。2.根據權利要求1所述的路面路燈自供電系統，其特征在于:所述儲能單元為超級電容，所述路燈光源為LED光源，所述壓電陶瓷預埋在瀝青路面中。3.根據權利要求2所述的路面路燈自供電系統，其特征在于:所述的路燈光源配有副燈，所述副燈通過第二繼電器連接儲能單元，所述的第二繼電器由控制器控制通斷。4.根據權利要求3所述的路面路燈自供電系統，其特征在于:所述儲能單元設有電量監測單元，所述電量監測單元輸出剩余電量信號至控制器，所述控制器輸出切換信號至電源切換單元，所述電源切換單元的一個輸入端連接儲能單元，另一個輸入端連接市電，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】H05B33/08GK205510475SQ201620240426
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月28日
【發明人】李哲宇
【申請人】李哲宇