一种基于物联网的光储型路灯的制作方法

1.本实用新型涉及一种路灯，具体涉及一种基于物联网的光储型路灯。


背景技术：

2.路灯是指设置于道路两旁，用于道路照明的灯具。路灯包括底座、灯柱和灯具，底座上设置有灯柱，灯柱的顶部端头设置有用于照明的灯具，灯具与电源（一般为市电）连接。灯具在通电后即能发光进行照明，照亮灯具下的路面，通过路灯的照明有效防止交通事故的发生。现有路灯仅具有照明功能，功能往往单一，仅在照明功能下，其不具有盈利能力，导致路灯的运营成本以及管理成本大。
3.公告号为cn206765834u的专利申请公开了一种基于市政路灯的路灯充电桩一体化自助充电装置，其包括灯杆模块、路灯模块、路灯控制模块、充电桩模块、通信模块和电源模块，其中：所述灯杆模块用于安装其他模块，所述路灯模块用于市政照明，所述路灯控制模块用于控制路灯模块工作，所述通信模块，用于与外界网络的通信，所述电源模块，用于对上述模块供电，所述充电桩模块用于对电动汽车充电，且至少包括充电控制单元、测量计费单元、充电输出单元和nfc通信单元。本实用新型不仅能够快速建立起用户与充电桩的关联关系，而且还可以在手持移动智能终端上完成自助充电行为，这不仅大大地降低了充电桩的硬件成本以及维护成本，同时也极大地提高了自助充电服务的便捷性。其虽然能在一定程度上降低成本，但其仅具有充电和照明的功能，成本依然较高。
4.物联网是以感知技术和网络通信技术为主要手段，实现人、机、物的泛在连接，提供信息感知、信息传输、信息处理等服务的基础设施。
5.因此有必要在现有路灯以及物联网的基础上进一步改进，以丰富路灯的功能，降低路灯的成本。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于：针对现有技术不足，提供一种功能多样，能有效降低路灯的运营以及管理成本的基于物联网的光储型路灯。
7.本实用新型的技术方案是：
8.一种基于物联网的光储型路灯，它由负载、控制器和电源构成，负载通过控制器与电源连接，其特征在于：所述的负载由用于提供照明的灯具、用于进行实时监控的视频球机、用于提供无线通信网络支持的基站模块、用于对移动电子设备或电动车进行充电的充电桩模块和用于对空气质量进行检测的环境检测仪构成，灯具、视频球机、基站模块、充电桩模块和环境检测仪分别与控制器电连接；
9.所述的电源由市电和光伏组件构成；
10.控制器通过电缆与市电连接并与光伏组件连接，以通过控制器在光伏组件供电和市电供电之间切换。
11.所述的光伏组件由将光能转换为电能的光伏板、将直流电转换为交流电的逆变器
和用于储蓄电能和补充供电的蓄电池构成，光伏板分别连接有逆变器和蓄电池，蓄电池还与逆变器连接；所述的逆变器与控制器电连接，以使逆变器转换后的交流电通过控制器向负载供电。
12.优选地，所述的光伏板的型号为单晶硅太阳能电池板，其峰值功率330wp、开路电压41.3v、短路电流10.32a、转换效率大于20%，用于对灯具、视频球机、基站模块、充电桩和环境检测仪进行供电。
13.优选地，所述的蓄电池型号为fz31-gfm-200e型蓄电池，用于在光伏板产生的电能多余时进行储能，在光伏板产生的电能不足时进行供电。
14.优选地，所述的逆变器型号为gw7000-ms型光伏逆变器，用于将光伏板或蓄电池的直流电转换为交流电后向负载供电。
15.所述的视频球机、充电桩和环境检测仪分别通过基站模块的无线通信网络与远程控制端连接。
16.优选地，所述的视频球机的型号为ids-2dc7823ix-a/t3型高速球机，用于对道路路面进行实时监控。
17.所述的环境检测仪包括pm2.5传感器、pm10传感器和温湿度传感器，以检测pm2.5浓度、pm10浓度以及温湿度的空气质量参数，对空气质量进行监测。
18.所述的基站模块还连接有一键报警按钮，以在按下一键报警按钮后即能报警。
19.本实用新型的有益效果在于：
20.该基于物联网的光储型路灯不仅能进行照明，还以路灯作为载体能进行实时监控、通讯、充电以及空气质量检测，大大丰富了路灯的功能，且基于物联网技术基站模块能连接视频球机、灯具、充电桩、环境检测仪与远程控制端，从而能进行远程控制，由于通过基站模块进行无线连接，能有效降低建设成本；其通过光伏组件作为主要电源进行供电，有效降低了市电电能的消耗，能大大降低运营成本；解决了现有路灯功能单一，成本高的问题。
附图说明
21.图1是本实用新型的总体架构示意图。
具体实施方式
22.该基于物联网的光储型路灯由负载、控制器和电源构成，负载通过控制器与电源连接，负载由用于提供照明的灯具、用于进行实时监控的视频球机、用于提供无线通信网络支持的基站模块、用于对移动电子设备或电动车进行充电的充电桩模块和用于对空气质量进行检测的环境检测仪构成，灯具、视频球机、基站模块、充电桩模块和环境检测仪分别与控制器电连接，以从控制器处得电后，驱动灯具、视频球机、基站模块、充电桩模块和环境检测仪工作，通过灯具、视频球机、基站模块、充电桩模块和环境检测仪实现照明、实时监控、无线通信支持、充电和空气质量检测的功能。
23.电源由市电和光伏组件构成，控制器通过电缆与市电连接并与光伏组件连接，以通过控制器在光伏组件供电和市电供电之间切换；当光伏组件供电电压下降时，即光伏组件不足以进行供电时，控制器将光伏组件供电切换为市电供电，从而保证灯具、视频球机、基站模块、充电桩模块和环境检测仪的供电，确保灯具、视频球机、基站模块、充电桩模块和
环境检测仪能正常工作。
24.光伏组件由将光能转换为电能的光伏板、将直流电转换为交流电的逆变器和用于储蓄电能和补充供电的蓄电池构成，光伏板分别连接有逆变器和蓄电池，蓄电池还与逆变器连接；逆变器与控制器电连接，以使逆变器转换后的交流电通过控制器向负载供电。
25.光伏板的型号为单晶硅太阳能电池板，其峰值功率330wp、开路电压41.3v、短路电流10.32a、转换效率大于20%，用于对灯具、视频球机、基站模块、充电桩和环境检测仪进行供电；光伏板的作用是将光能转换为直流电电能进而通过逆变器和控制器向负载供电，从而驱动负载工作；光伏板选择时根据负载的用电需求（参见表1）确定光伏板的发电量；
26.当遇到极端天气的情况下，如连续阴雨天气或重度雾霾天气等，蓄电池可能进入非正常工作状态，即只放电、不充电；为了避免蓄电池过放情况的出现，保证系统的稳定性，考虑到上述因素，选取额定功率为22w的白光灯作为系统的照明负载，保证极端天气出现时，在保证基本照明功能下仍能够稳定工作数十小时。
27.表1为负载功耗统计表
[0028][0029]
蓄电池型号为fz31-gfm-200e型蓄电池，用于在光伏板产生的电能多余时将光伏板产生的电能转化为蓄电池的化学能进行储能，在光伏板产生的电能不足时（如，晚上或阴天光照不足的环境下，由于光照不足光伏板产生的电能不足）不足以驱动负载工作时通过蓄电池储蓄的电能进行供电，从而确保负载能正常工作。
[0030]
蓄电池容量可以用下式计算：
[0031]
c =n
×
dl
×
nl
×
t0 /l0
ꢀꢀ
ah
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0032]
式中：n 为安全系数，取 1.1～1.4 之间；dl 为负载日平均耗电量，为负载功率乘以日工作小时数；nl 为最长连续阴雨天数；t0 为温度修正系数,一般在0℃以上取1，-10℃以上取1.1，-10℃以下取1.2； l0 为蓄电池放电深度，一般铅酸蓄电池取0.75，碱性镍镉蓄电池取0.85；
[0033]
城市路灯led照明每天累计工作时间按12小时计，其它负载平均按6小时计，其它时段为待机状态；安全系数取1.2；华北地区气候作为系统的运行环境，最长阴雨天数为7天，考虑市电备用电源情况，取2.5天为宜；温度修正系数选取1.2。
[0034]
选用铅酸电池，则蓄电池容量为：
[0035]
c=1.2
×
（22
×
12+38*6）
×
2.5
×
1.2/0.75/12=196.8 ah
ꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）
[0036]
为了使供电系统工作稳定，蓄电池选择 12v，45ah 六组共270ah。这样当一组电池出现问题时，其他五组电池仍能满足系统用电要求，从而提高了供电的稳定性和可靠性。
[0037]
逆变器型号为gw7000-ms型光伏逆变器，用于将光伏板或蓄电池的直流电转换为交流电后向负载供电。
[0038]
充电桩模块设置2～3个为宜，提供充电服务；由于充电时，尤其是在电动车充电
时，电能消耗大，充电过程中控制器直接将充电桩模块切换为市电供电，保证充电桩模块的电能供应，确保充电桩模块正常工作。
[0039]
视频球机、充电桩和环境检测仪分别通过基站模块的无线通信网络与远程控制端连接，由于通过基站模块无线连接，能有效降低建设成本。
[0040]
视频球机的型号为ids-2dc7823ix-a/t3型高速球机，用于对道路路面进行实时监控，从而抓拍违法行为。
[0041]
环境检测仪包括pm2.5传感器、pm10传感器和温湿度传感器，以检测pm2.5浓度、pm10浓度以及温湿度的空气质量参数，对空气质量进行监测。
[0042]
基站模块还连接有一键报警按钮，以在按下一键报警按钮后即能报警。
[0043]
该基于物联网的光储型路灯不仅能进行照明，还以路灯作为载体能进行实时监控、通讯、充电以及空气质量检测，大大丰富了路灯的功能，且基于物联网技术基站模块能连接视频球机、灯具、充电桩、环境检测仪与远程控制端，从而能进行远程控制，由于通过基站模块进行无线连接，能有效降低建设成本；其通过光伏组件作为主要电源进行供电，有效降低了市电电能的消耗，能大大降低运营成本；解决了现有路灯功能单一，成本高的问题。