[發明專利]一種面向5G通訊的太陽能智慧路燈集成系統

在審

• 申請號: 202011202457.2
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112533338A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 劉光宇;彭坤迪;蘇杰;朱凌;俞瑋捷
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H05B47/11
• 分類號: H05B47/11;H05B47/12;H05B47/13;H04W88/08;G08B19/00;H02J7/35
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發明公開了一種面向5G通訊的太陽能智慧路燈集成系統。本發明包括太陽能供電子系統、照明子系統、5G微基站子系統、通信子系統、報警子系統、環境監測模塊和太陽能路燈主控模塊；太陽能供電子系統中的蓄電池為照明子系統、5G微基站子系統、通信子系統、報警子系統、環境監測模塊和太陽能路燈主控模塊供電。本發明采用太陽能進行供電，太陽能電池板吸收光能，并將光能轉換為電能存儲在蓄電池中，通過電量檢測模塊、光強檢測模塊、紅外傳感器和聲音采集模塊進行路況實時監測，實現蓄電池的自動充放電功能，達到自動控制的要求。5G微基站的安裝，覆蓋面更廣，信號更強，使得通信變得更加快捷，解決傳統路燈通信難的問題。

技術領域

本發明屬于綠色節能及智能控制領域，具體涉及一種面向5G通訊的太陽能智慧路燈集成系統。

背景技術

人類生產的工業化和生活的現代化都是以能源為基礎的，在近300年的時間里，地球所蘊藏的化石能源資源不僅被人類消耗近半，并且能耗速率有增無減，而且導致了環境惡化等一系列環境問題。從能源結構上看，中國和印度以煤炭消耗為主，比例均超過56％。而美國、俄羅斯、日本、加拿大、德國、伊朗均以非煤炭消耗氣為主。從能源清潔度來說，俄羅斯、加拿大和伊朗清潔能源消費比例較高，均超過了60％，而中國清潔能源消費比例僅為19.2％。因此，我國急需構建新的能源體系，提高能源利用率，并尋找清潔可替代能源，加大可再生能源的開發與利用力度。而在照明領域，太陽能路燈的供能方式由于其綠色、安全、噪音小等優點而被廣泛應用，相比于其他能源供電的路燈，太陽能路燈具有節能、減排、防治大氣污染、保護生態環境等很多優點，適應能源開發和環境保護的需求。

供能系統的可靠性、安全性和便捷性是保障微基站系統性正常運行的先決條件。在傳統的能量受限的無線網絡中，網絡節點通常使用電池供電，然而，缺乏穩定可靠地能量來源，導致運行時長受限，更換電池或給電池充電的方法在某些情況下由于成本問題和安全性的考慮通常不能實現。某些特殊場所排線布線困難，應用市電能源審批周期長、成本高，無法根據現場情況而做出個性化應對方式。

除此以外，相較于3G和4G時代，我們使用的是宏基站，其特點為功率大，體積大，不能密集部署，導致了距離近信號強，距離遠信號弱。5G時代將使用微基站，即小型基站，能覆蓋末梢通信，使得任何角落都能連接網絡信號，以應對在移動支付、智慧城市、虛擬社會、VR/AR、智能駕駛及4K“萬物互聯”等智能化業務。因此便捷可行的微基站載體安裝和穩定可靠的供電源是5G基站建設中必須重點考慮的問題。另外，傳統路燈常常僅能做到串行控制路燈亮滅，從而使路燈在夜間保持常亮狀態，而不能根據實時的場景狀態做出調整，而將5G微基站技術應用到路燈上，不僅能快速傳輸各種不同類型的信息，而且還能實時監控路況，根據路況自動對路燈狀態做出及時地調整，從而達到物聯網技術的應用。

整體來看，在這樣的系統中，從捕獲能量角度來看，可以為微基站的運行提供無間斷的能量供應。從微基站載體安裝可行性角度來看，可以不受布線和電網停電的約束，且分布合理，密集程度符合5G微基站密度要求，大大地提高了微基站部署的靈活性和便利性。因此，發明一種太陽能供能的智慧路燈微基站系統十分必要。

發明內容

本發明的目的是針對傳統路燈不智能、不綠色且耗能大這一不足，提供一種面向5G通訊的太陽能智慧路燈集成系統。

本發明由13個模塊組成：環境監測模塊、蓄電池、太陽能供電模塊、供電控制器、照明模塊、照明控制器、5G微基站模塊、微基站控制器、通信模塊、通信控制器、報警模塊、報警控制器、太陽能路燈主控模塊。

根據不同控制對象本發明整個系統劃分為六個子系統：太陽能供電子系統、照明子系統、5G微基站子系統、通信子系統、報警子系統、環境監測子系統。太陽能供電子系統中的蓄電池為其他五個子系統和太陽能路燈主控模塊的供電。環境監測子系統向太陽能路燈主控模塊傳輸環境參數，太陽能路燈主控模塊分別向六個子系統的控制器傳輸控制信號，從而控制各個子系統工作。