基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统，包括LED灯，电源，节电控制器和编程器，节电控制器和编程器之间通过无线通信，节电控制器安装在LED灯与电源之间。带有编程口，便于非专业人员操作。设定好时间参数后控制器根据天文时钟自动控制路灯的亮和灭，因此极大地降低了维护成本；由于控制器本身功耗低，如果设定的时间参数合适，节电效果将很明显，有助于延长照明时间、改善灯具的总体性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种照明设备,特别涉及一种基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统。
技术介绍
太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其无可比拟的优势得到迅速的推广应用。在城市亮化美化、道路照明、庭院照明、室内照明以及其他各领域的照明和应用中得到了有效的利用。尤其是在偏远无电地区，太阳能照明灯具更具有广泛的应用前景。ZigBee作为一种网络的短程无线通信协议，已经日益为大家所熟知，特别是带有路由的可组网功能，理论上可以使ZigBee覆盖的通讯面积无限扩展。它的低功耗、低成本、近距离、短时延、高容量、高安全等优点，使它具有广阔的应用前景。 超高亮L E D的研制成功，大大地降低了太阳能灯具使用成本，使之达到或接近工频交流电照明系统初装的成本报价，并且具有保护环境、安装简便、操作安全、经济节能等优点。由于L E D具有的光效率高，发热量低等优势，已经越来越多地应用在照明领域，并呈现出取代传统照明光源的趋势。为了延长连续阴雨天气工作，一个方法是增大太阳能电池板发电量，这是很不经济的，另一个方法是合理用电。选择合适的控制方法在节省电源方面有重要的意义。路灯的控制方法已经历了 4代变化。从人工定时开关、时控和光控，一直在进行调整。普通的“时控”无法根据季节的变化而自动调整昼夜灯开关的时间，往往造成时控时间不准确，出现天未黑就亮灯，或者天亮了还未灭灯等情形，需要经常性的进行人工的调整。“光控”就是路灯能根据周围明暗变化，自动开关，但是城市的景观灯，使得该路段的路灯敏感地认为‘天亮’ 了，所以总是黑着，繁华路段因此很难采用光控开关。除此之外，行车大光灯太炫、茂密行道树遮挡等也或多或少影响光电管的感应，使得路灯忽明忽暗。虽然对于雷暴雨天气来说，采用光控手段有很多好处，但最终不适宜大量推广。每盏LED照明灯具都带有恒流驱动装置，统一开灯关灯的控制方式被普遍采用。而一般照明灯具使用的节能方式是(I)在配电箱安装天文时间控制器或者光电传感器统一调整开灯时间。(2)在配电箱安装节电器，根据时间调整输出电压，调节路灯亮度达到节能的目的。
技术实现思路
本技术是针对现在LED照明路灯控制面对的问题，提出了一种基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统，根据具有开灯时间调整功能、针对每盏灯进行控制的节电装置，考虑到成本因素，该节电装置特别适合太阳能LED照明灯具的控制，可以较好地改善灯具性能。充分满足了道路照明的要求，节省了电能。本专利技术所述节电控制装置包含控制器和编程器两部分，控制器和编程器之间通过无线通信。本技术的技术方案为一种基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统，包括LED灯和电源，还包含节电控制器和编程器两部分，节电控制器和编程器之间通过无线通信，节电控制器安装在LED灯与电源之间。所述节电控制器电路以单片机系统为核心，单片机系统周围有外部存储模块、时钟电路、无线收发模块、LED脉宽调压驱动电路，无线收发模块接收编程器无线发射模块的信号后，将信号送入单片机系统，单片机系统调用时钟电路中的实时时间，单片机系统输出控制信号到LED脉宽调压驱动电路驱动LED灯，并将内部信息送入外部存储模块存储。所述时钟电路的内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历。所述外部存储模块选择了 24LC16作为节电控制器的数据库，24LC16与单片机通过SPI总线方式通信。所述编程器以单片机系统模块为核心，单片机系统模块周围有外部存储模块，键盘模块，液晶显示模块和无线收发模块，键盘模块键入命令送单片机系统模块，单片机系统模块输出信息通过液晶显示模块显示，单片机系统模块与无线收发模块互通信息，无线收发模块输出信息到节电控制器，单片机系统模块将内部信息送入外部存储模块存储。所述 无线收发模块的芯片与单片机系统模块之间通过SPI总线相连。所述键盘模块为行列式键盘，包含数字键与功能键，列线通过电阻接正电源；行线置为低电平，即列线与置为低电平的行线交叉处的按钮就是闭合的按键。所述液晶显示模块选用LCD12864带中文字符型液晶显示屏。所述外部存储模块选择24LC16作为编程器的数据库，与单片机通过SPI总线方式通信。本技术的有益效果在于本技术基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统，带有编程口，便于非专业人员操作。设定好时间参数后控制器根据天文时钟自动控制路灯的亮和灭，因此极大地降低了维护成本；由于控制器本身功耗低，如果设定的时间参数合适，节电效果将很明显，有助于延长照明时间、改善灯具的总体性能。附图说明图I为本技术基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统结构框图；图2为本技术基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统中节电控制器的程序流程图；图3为本技术基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统中节电控制器电路图；图4为本技术基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统中编程器的程序流程图；图5为本技术基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统中编程器电路图。具体实施方式如图I所示基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统结构框图，系统包含节电控制器2和编程器3两部分，节电控制器2和编程器3之间通过无线通信，节电控制器2安装在LED灯4与电源I之间。节电控制器2的电路包含几个部分以单片机系统为核心，单片机系统周围有外部存储模块，LED驱动电路模块，时钟电路模块和无线收发模块。编程器3通过zigbee技术与节点控制器2无线通讯，编程器3的电路包含几个部分以单片机系统为核心，单片机系统周围有外部存储模块，键盘模块，液晶显示模块和无线收发模块。由于白光LED的正向伏安特性特别陡，很小的电压波动会导致电流急剧变化，影响发光效果，还可能导致LED烧坏，所以需要采用恒流驱动方式，本专利技术使用脉宽调制方式进行电流的调节，电源电压应高于LED所需电压。节点控制器2的遥控收发模块接收来自编程器3发射模块的信号，单片机根据当地日出和日落的时间加上偏移时间来控制LED回路是否导通，因此该节点控制器2可以用来调节路灯的明暗，控制电源I的消耗。为了能够最大限度的节省电能，在不同的时间段对路灯的亮度进行设置。考虑到人体生理特点及生活行为习惯，在天刚黑下来的时候，路灯亮一些，而到了晚一些的时候，路灯暗一些，早上天亮前灯亮一些。为进一步了解该专利技术装置的特点及达到的功能，现结合所给的电路图，详细介绍该装置。I)节电控制器2的具体实现节电控制器2电路包含单片机系统、外部存储模块、时钟电路、无线收发模块、LED脉宽调压驱动电路这几部分。节点控制器2的工作流程如下。上电后，系统进行初始化，包括单片机系统的初始化，驱动电路部分的初始化，时钟电路的初始化，ZigBee无线模块的初始化等。之后开始扫描信道，然后加入到网络中。加入网络后将启动定时器并按照默认的占空比输出PWM，并检测是否收到有新的控制命令，即是否需要校正时间参数或经纬度参数；如果有则按照新的占空比输出，没有则按照原来的占空比输出。同时，单片机还将查询I / 0 口的电平变化，并判断是否有异常；异常则立刻报警，发送数据到编程器，正常状态则是按照原设定的发送时间发送路灯的状态。节点控制器2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统，包括LED灯和电源，其特征在于，还包含节电控制器和编程器两部分，节电控制器和编程器之间通过无线通信，节电控制器安装在LED灯与电源之间。

【技术特征摘要】
1.一种基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统，包括LED灯和电源，其特征在于，还包含节电控制器和编程器两部分，节电控制器和编程器之间通过无线通信，节电控制器安装在LED灯与电源之间。2.根据权利要求I所述基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统，其特征在于，所述节电控制器电路以单片机系统为核心，单片机系统周围有外部存储模块、时钟电路、无线收发模块、LED脉宽调压驱动电路，无线收发模块接收编程器无线发射模块的信号后，将信号送入单片机系统，单片机系统调用时钟电路中的实时时间，单片机系统输出控制信号到LED脉宽调压驱动电路驱动LED灯，并将内部信息送入外部存储模块存储。3.根据权利要求2所述基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统，其特征在于，所述时钟电路的内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过串行接口与单片机进行 >通信实时时钟/日历。4.根据权利要求2所述基于zigbee技术的节能型太阳能LED灯具系统，其特征在于，所述外部存储模块选择了 24LC16作为节电控制器的数据库，24LC16与单片机通过SPI总线方式通信。5.根据权利要求I所述基于zigbee技术的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽莉，付东翔，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：实用新型
国别省市：