[发明专利]一种可监控的风光互补路灯控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电和风能发电领域，尤其涉及一种可监控的风光互补路灯控制器及其控制方法。

背景技术

可再生资源的利用是发展低碳经济的重要途径，风能和太阳能具有无污染、资源丰富的特点，因此得到了重视。风光互补路灯，利用风能和太阳能发电技术，将两者产生的能量存储于蓄电池中，对路灯供电。同时，LED路灯相比于高压钠灯，具有功率消耗低、使用寿命长、绿色环保等优点，因此，使用风光互补LED路灯取代普通路灯成为了道路照明节能改造的重要方法。现有的风光互补路灯存在一些缺陷：监控性差，无法对路灯状态进行实时监控，一旦出现故障，维护的工作量大；没有通讯接口，无法对路灯进行统一的监控和管理；采用风电光电一体控制方法，光伏电池板和风力发电机输出的电能通过同一个DC/DC变换器后与蓄电池相连，容易出现故障。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有的风光互补路灯存在的故障率高，监控性差，维护困难等问题，提供一种可监控的风光互补路灯控制器，该控制器通过单片机与WIFI模块连接，通过WIFI网络实现路灯与监控中心的通信，路灯管理人员通过监控中心的主机可以监控WIFI网络覆盖范围内所有路灯的状态。

本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种控制可监控的风光互补路灯控制器的控制方法，该控制方法通过蓝牙控制模块的通信功能实现RS232数据转换为无线数据传输，并通过智能手机的监控软件监控风光互补路灯控制器的相关数据，一旦出现故障及时报警，降低了维护成本，减少了维护工作量。

本发明的首要目的可以由下述的技术方案实现：一种可监控的风光互补路灯控制器，包括：处理器模块、辅助电源模块、电压电流检测模块、RS232串口通信模块、PWM驱动电路、LED驱动电路、卸荷电路、保护电路。所述辅助电源模块与处理器模块连接，采用单端反激式电源为处理器模块的控制芯片和各控制电路提供稳定的电源；所述电压电流检测模块与处理器模块连接，用来检测路灯的运行状态并通过处理器模块采集电压电流数据从而产生控制信号，包括对风力发电机的输出电压、光伏电池板的输出电压、蓄电池电压、风力发电机的输出电流和光伏电池板的输出电流进行检测；所述处理器模块与WIFI模块连接，通过WIFI网络实现路灯与监控中心的通信；所述蓝牙控制模块通过RS232串口通信模块与处理器模块连接，蓝牙控制模块包括I/O模块、MCU芯片、DSP芯片和RAM芯片，电压电流检测电路将检测的电压信号和电流信号进入单片机，信号经过AD转换后，通过RS232串口通信模块进入蓝牙控制模块的I/O接口，信号通过蓝牙控制模块转换为蓝牙无线数据发送出去，同时，智能手机采用基于Android系统的监控软件，接收蓝牙无线数据，从而通过监控软件实现对风光互补路灯的电压电流状态监控功能；所述PWM驱动电路与处理器模块连接，包括两个PWM驱动电路，分别用来驱动风力发电系统和太阳能发电系统两路DC/DC变换器，PWM驱动信号由单片机产生，产生的PWM信号控制DC/DC变换器的MOS管的导通和关断，从而给蓄电池充电；所述LED驱动电路与处理器模块连接，采用恒流驱动芯片及其外围电路用来驱动LED路灯；所述卸荷电路与处理器模块连接，当风机出现异常情况时将多余的能量卸放掉，卸荷电路采用PWM卸荷电路，电压电流检测电路检测风力发电机的输出电压，当输出电压达到设定点时，单片机产生PWM信号控制MOS管的导通和关断，从而控制大功率电阻接入风机电路的时间，大功率电阻具有消耗能量的功能，能够将多余的能量耗散掉；所述保护电路与处理器模块连接，包括蓄电池过充过放保护电路、蓄电池反接保护电路、太阳能电池组反接保护电路。

所述的一种可监控的风光互补路灯控制器，所述的处理器模块包括单片机及其最小系统，单片机采用ATmega8芯片。

所述的一种可监控的风光互补路灯控制器，所述的辅助电源模块采用单端反激式电源，为单片机和各控制电路提供稳定的电源。

所述的一种可监控的风光互补路灯控制器，所述的电压电流检测模块包括电压检测电路和电流检测电路，对风力发电机的输出电压、光伏电池板的输出电压、蓄电池电压、风力发电机的输出电流和光伏电池板的输出电流进行检测。

所述的一种可监控的风光互补路灯控制器，所述的蓝牙控制模块包括I/O模块、MCU芯片、DSP芯片和RAM芯片；其中DSP芯片采用TI公司的CC2540，所述的LED驱动电路由LED驱动芯片及其外围电路构成。