基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统及方法
【专利摘要】本发明的基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统，包括太阳能光伏组件、控制器、蓄电池以及照明路灯，控制器的输入端连接有用光敏探头和摄像头；控制器以时间、光照强度和能见度作为控制照明路灯关闭和开启的触发条件。本发明的控制方法，包括a).判断所处时间段；b).判断光照强度；c).采集灰度值图像；d).判断能见度，如果V小于Vi，则执行步骤e)；e).开启路灯。本发明的太阳能路灯控制系统及控制方法，不仅可从时间上对照明路灯的开启状态进行控制，而且当外界的光照强度、能见度低于设定值时，也可开启照明路灯，实现了阴雨、大雾、雾霾天气的照明，避免了交通事故的发生。
【专利说明】基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能路灯控制系统及方法，更具体的说，尤其涉及一种基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]路灯照明是城市建设中重要的公共设施的组成部分，城市规模的日益扩大，如何将节约能源与保证路灯照明质量之间取得有效平衡成为我国城市发展的一个重要课题。路灯因为距离较长使用低压线路输电的方法存在巨大的线损，是城市公共设施的耗电大户。太阳能不但是一次能源，也是可再生能源，无需运输没有任何污染，因此利用太阳能路灯照明成为城市节能降耗的有效手段。
[0003]近些年，我国在路灯节能控制的研究中取得了很多优秀的成果，这些优秀的成果推动了我国在城市建设中的路灯管理与监控的智能化与自动化。例如太阳能路灯普遍采用的光控加时控的开关模式。光敏探头检测环境照度，当环境照度低于设定值时控制电路再检测时间参数是否达到设定开关值，光强和时间同时达到设定值后太阳能照明开光即打开。但是在恶劣环境下依据时间、光照线性控制的方法过于单一，加上光敏的控制容易受到粉尘与雨雪的污染，造成路灯开关的控制方式和准确率无法达到要求。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统及方法。
[0005]本发明的基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统，包括太阳能光伏组件、控制器、蓄电池以及照明路灯，所述太阳能光伏组件的输出经控制器与蓄电池的电源端相连接，太阳能光伏组件和蓄电池经控制器给照明路灯提供电能，控制器具有采集、运算和控制作用；其特别之处在于:所述控制器的输入端连接有用于光照强度采集的光敏探头以及进行图像采集的摄像头；控制器通过判断摄像头所采集的远处标示物的清晰程度，来判断能见度的大小，控制器以时间、光照强度和能见度作为控制照明路灯关闭和开启的触发条件。
[0006]本发明的基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统的控制方法，其特别之处在于，通过以下步骤来实现:a).判断所处时间段，控制器判断当前时间段是处于路灯开启时间段内还是处于路灯关闭时间段内，如果处于路灯开启时间段内，则执行步骤e);如果处于路灯关闭时间段内，则执行步骤b) ；b).判断光照强度，控制器通过光敏探头检测外界的光照强度值，并判断光照强度值是否低于路灯开启的光照强度阀值Lx，如果低于光照强度阀值Lx，则执行步骤e);如果高于照强度阀值Lx，则执行步骤c) ；c).采集图像，控制器通过摄像头采集标志物的灰度值图像，并求出采集图像中所有像素灰度值的平均值；d).判断能见度，控制器判断图像所有像素灰度值的平均值V，是否低于路灯需开启的能见度条件下标示物图像灰度值的平均值Vi，如果V小于Vi，则执行步骤e);如果V大于ViJlJ执行步骤a) ；e).开启路灯，控制器接通蓄电池与照明路灯的连接，开启路灯照明，延时一段时间后执行步骤a)。
[0007]本发明的基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统的控制方法，步骤b)中所述的路灯开启的光照强度阀值LX=50LUX。
[0008]本发明的基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统的控制方法，步骤d)中所述的图像灰度值的平局值Vi通过以下步骤来获取:d-l).安放标示物，将标示物设置于摄像头可拍摄的位置处；d-2).采集对比图像，在外界能见度为150?200m的情况下，控制器通过摄像头采集标示物的灰度值图像；d-3).计算对比平均值，对于步骤d-2)中所述的灰度值图像，控制器计算所有像素灰度值的平均值，该平均值即为Vi。
[0009]本发明的有益效果是:本发明的太阳能路灯控制系统及控制方法，通过设置与控制器相连接的光敏探头和摄像头，有效地实现了对外界光照强度和能见度的检测，不仅可从时间上对照明路灯的开启状态进行控制，而且当外界的光照强度、能见度低于设定值时，也可开启照明路灯，实现了阴雨、大雾、雾霾天气的照明，避免了交通事故的发生，保证了人们的生命财产安全，有益效果显著，便于应用推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明的基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统的原理图。
[0011]图中:1太阳能光伏组件，2控制器，3照明路灯，4蓄电池，5光敏探头，6摄像头，7监控中心，8标示物。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0013]如图1所示，给出了发明的基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统的原理图，其包括太阳能光伏组件1、控制器2、照明路灯3、蓄电池4、光敏探头5、摄像头6、监控中心7、标示物8 ;所示的控制器2具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，太阳能光伏组件I通过控制器2与蓄电池4连接，用于将太阳能光伏组件I化为的电能存储在蓄电池4中。蓄电池4的电源端经控制器2与照明路灯3的电源端相连接，在控制器2的控制作用下，控制照明路灯3是否开启。
[0014]所示的光敏探头5和摄像头6均与控制器2的输入端相连接，控制器2通过光敏探头5检测外界的光照强度，当光照强度过低时则开启照明路灯3进行照明。控制器2通过摄像头6采集标示物8的灰度值图像，并根据图像中所有像素灰度值的平均值的大小，来判断外界能见度的高度，在能见度较低时，则开启照明路灯3进行照明。
[0015]本发明的基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统的控制方法，通过以下步骤来实现:
a).判断所处时间段，控制器判断当前时间段是处于路灯开启时间段内还是处于路灯关闭时间段内，如果处于路灯开启时间段内，则执行步骤e);如果处于路灯关闭时间段内，则执行步骤b)；
b).判断光照强度，控制器通过光敏探头检测外界的光照强度值，并判断光照强度值是否低于路灯开启的光照强度阀值Lx，如果低于光照强度阀值Lx，则执行步骤e);如果高于照强度阀值Lx，则执行步骤c)；
该步骤中，所述的路灯开启的光照强度阀值LX=50LUX。
[0016]c).采集图像，控制器通过摄像头采集标志物的灰度值图像，并求出采集图像中所有像素灰度值的平均值；
d).判断能见度，控制器判断图像所有像素灰度值的平均值V，是否低于路灯需开启的能见度条件下标示物图像灰度值的平均值Vi，如果V小于Vi，则执行步骤e);如果V大于Vi，则执行步骤a)；
该步骤中，所述的图像灰度值的平局值Vi通过以下步骤来获取: d-Ι).安放标示物，将标示物设置于摄像头可拍摄的位置处；
d-2).采集对比图像，在外界能见度为150?200m的情况下，控制器通过摄像头采集标示物的灰度值图像；
d-3).计算对比平均值，对于步骤d-2)中所述的灰度值图像，控制器计算所有像素灰度值的平均值，该平均值即为Vi。
[0017]e).开启路灯，控制器接通蓄电池与照明路灯的连接，开启路灯照明，延时一段时间后执行步骤a)。
【权利要求】
1.一种基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统，包括太阳能光伏组件(I)、控制器(2)、蓄电池(4)以及照明路灯(3)，所述太阳能光伏组件的输出经控制器与蓄电池的电源端相连接，太阳能光伏组件和蓄电池经控制器给照明路灯提供电能，控制器具有采集、运算和控制作用；其特征在于:所述控制器的输入端连接有用于光照强度采集的光敏探头(5)以及进行图像采集的摄像头(6);控制器通过判断摄像头所采集的远处标示物(8)的清晰程度，来判断能见度的大小，控制器以时间、光照强度和能见度作为控制照明路灯关闭和开启的触发条件。
2.一种基于权利要求1所述的基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统的控制方法，其特征在于，通过以下步骤来实现: a).判断所处时间段，控制器判断当前时间段是处于路灯开启时间段内还是处于路灯关闭时间段内，如果处于路灯开启时间段内，则执行步骤e);如果处于路灯关闭时间段内，则执行步骤b)； b).判断光照强度，控制器通过光敏探头检测外界的光照强度值，并判断光照强度值是否低于路灯开启的光照强度阀值Lx，如果低于光照强度阀值Lx，则执行步骤e);如果高于照强度阀值Lx，则执行步骤c)； c).采集图像，控制器通过摄像头采集标志物的灰度值图像，并求出采集图像中所有像素灰度值的平均值； d).判断能见度，控制器判断图像所有像素灰度值的平均值V，是否低于路灯需开启的能见度条件下标示物图像灰度值的平均值Vi，如果V小于Vi，则执行步骤e);如果V大于Vi，则执行步骤a)； e).开启路灯，控制器接通蓄电池与照明路灯的连接，开启路灯照明，延时一段时间后执行步骤a)。
3.根据权利要求2所述的基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统的控制方法，其特征在于:步骤b)中所述的路灯开启的光照强度阀值LX=50LUX。
4.根据权利要求2或3所述的基于时间、照度和能见度的太阳能路灯控制系统的控制方法，其特征在于，步骤d)中所述的图像灰度值的平局值Vi通过以下步骤来获取: d-Ι).安放标示物，将标示物设置于摄像头可拍摄的位置处； d-2).采集对比图像，在外界能见度为150?200m的情况下，控制器通过摄像头采集标示物的灰度值图像； d-3).计算对比平均值，对于步骤d-2)中所述的灰度值图像，控制器计算所有像素灰度值的平均值，该平均值即为Vi。
【文档编号】H05B37/02GK104302051SQ201410520378
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】张纪同, 安百盈, 李玉恒, 公勋, 孙昌健 申请人:山东新帅克能源科技有限公司