第二篇：实用新型专利请求书(范本)

实　用　新　型　专　利　请　求　书

 1101  (第2页)  2012.11

实 用 新 型 专 利 请 求 书 英 文 信 息

1101 (第3页)  2012.11

说明书摘要

 

我国小型城市在夜晚10点后，大中城市在午夜12点后，道路上几乎空无一人;即便是北京、上海、广州这样的繁华大都市，凌晨2点以后，道路上也是罕见行人、车辆;这种情形一直持续到清晨6点路灯熄灭。在这段时间里城市道路上一直保持较高照度显然没有必要。

该产品利用编入程序的单片机作为微处理系统的核心，我们以时间为基本模块，通过感应不同的时段，再进一步进行判断。进而实现由光控电路在白天光线较暗时和夜晚对路灯自动点亮，在白天光线较亮时对路灯自动关闭，从而随光线的明暗变化实现对路灯开启与关闭的自动控制。晚上我们 还根据光的强度和人流量〔包括车流量〕，分情况地将所感应到的外界的变化〔信号〕传输到单片机内部进行处理。由于单片机内有已经设计好的程序，所以对所感应到的外界信号会自动进行分析，判断和处理。再将处理好的信号转变为电压信号，即发出指令，外部继电器感应到该指令，并对外电路进行相应的控制。并且在午夜12点后，根据是否能接收到发射器所发射的红外线来到达车来灯亮车走灯灭的效果。

摘要附图

 

权利要求书

 

全自动路灯控制器，包括时间控制单元〔1〕，光强度控制单元〔2〕，红外线感应单元〔3〕连接信号转换器〔4〕，他们与微处理系统〔5〕相连，接入继电器〔6〕。

2.根据权利权利要求1所述的时间控制单元〔1〕，其特征是有与发射装置〔10〕相配套的接收器〔8〕、和与接收器〔8〕相连的时钟芯片〔9〕。

3.根据权利权利要求1所述的光强度控制单元〔2〕，其特征是用于感应光强的光敏传感器

4. 根据权利要求1所述的红外线感应单元〔3〕，其特征包含红外线感应装置〔11〕和相配套的红外线发射装置〔12〕。红外线感应装置〔11〕将信号出递给信号放大及转换器〔4〕，换成电信号传给其所连接的微处理系统〔5〕中进行分析处理，然后有效地配合继电器〔6〕完成控制需要。

5.根据权利权利要求1，权利要求2和权利要求4所述的信号转换器〔4〕其特征是由感光元件来实现信号转换，并传给其所连接的微处理系统〔5〕中进行分析处理。

6. 根据权利权利要求1，权利要求4和权利要求5所述的微处理系统〔5〕，其特征是编有相关程序的单片机并与继电器〔6〕相连。

7.如权利要求1和权利要求4和权利要求6求所述继电器〔6〕是一个主要的元件，其特征是：继电器是一种当输入量〔电、磁、声、光、热〕到达一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。

全自动路灯节能控制器，其特征是：光敏感应器〔1〕和红外感应器〔2〕以及与其连接的信号转换器〔4〕，用于时间控制的时间芯片〔3〕，微处理系统〔5〕，继电器〔6〕。

2.如权利要求1所述的用于感应光强的光敏传感器〔1〕其特征是：利用其光线较强时，电阻值较低，而光线较暗时则电阻较大的特点，将感应到的信号转换成电信号传给与其所连接的微处理系统〔5〕中进行分析处理。可以有效地配合继电器〔6〕完成控制需要。

3. 如权利要求1所述的用于感应红外光的红外感应器〔2〕，其特征是：利用信号放大及转换器〔4〕，将感应到的信号转换成电信号传给其所连接的微处理系统〔5〕中进行分析处理，然后有效地配合继电器〔6〕完成控制需要。

4. 如权利要求1所述的信号转换器〔4〕其特征是：由感光元件光敏三极管来实现光信号将感应器感应到的信号转换成电信号传给其所连接的微处理系统〔5〕中进行分析处理。

5.如权利要求1所述的用于时间控制的时间芯片〔3〕其特征是：一个天体钟智能化控制，通过时钟芯片〔3〕和其所连接的微处理系统〔5〕来设定微处理系统〔5〕所检测的时间段，并根据当地的经度与纬度及日落日出的规律，对照明系统的开关时间以及节电水平、电压等进行一年四季的自动跟踪调节。

6.如权利要求〔1〕，权利要求〔2〕，权利要求〔3〕权利要求〔4〕及权利要求〔5〕所述的微处理系统〔5〕其特征是：是编有有相关程序的单片机，其中包括光控程序和时控程序以及延时程序，无线电调控程序。用于信号的分析和处理毛病发出相应的指令，使继电器〔6〕实现自动控制。

7.如权利要求1和权利要求2权利要求3和权利要求〔6〕求所述继电器〔6〕是一个主要的元件，其特征是：继电器是一种当输入量〔电、磁、声、光、热〕到达一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。

说明书

 

一．   当前同类课题研究水平的详细概述

据不完全统计，目前我国国内城市道路照明的总灯数约400万只(套)，加上高速公路、工矿企业、机场、码头等非市政照明灯具约100万只(套)，总数超过500多万只，并且每年以10％以上的速度递增。其中城市公共照明在我国照明耗电中占30％的比例，约439亿kWh，以平均电价0.65元／kWh计算，一年开支达285亿元，成为各地财政部门的一大负担。建设节约型社会的倡导下，整个社会都在积极寻求节电方法。

国内第一代节电产品普遍采用大功率可控硅降压方式，可控硅斩波节电是通过控制晶闸管(可控硅)的导通角，将电网输人的正弦波电压斩掉一部分，从而降低了输出电压的平均值，到达控制电压节电的目的。由于这种调压节电方式是通过可控硅斩波后实现降压，斩波后的电压无法实现正弦波输出，会出现大量谐波，形成对电网的谐波污染，危害极大;同时会造成路灯闪灯现象，这种节电产品现已逐步被淘汰。

第二代节电产品是采用变压器自藕降压方式，通过改变自藕变压器输出端的输出接点，实现不同电压值的输出，从而到达调整电压实现节电的目的;变压器自藕降压式节电应用又分为两种方式，即固定抽头方式和连续调节方式。固定 抽头方式的核心部件是一个多抽头的变压器，一旦接线端固定，降低电压就是固定值，当电网电压波动时，调控装置的输出电压也会上下波动，这样照明的工作电压处在不稳定波动状态，无法起到对电光源的保护作用。同时在改变抽头时，会引起供电电压的短时中断，对于高压钠灯有时可能会造成重新起辉的现象。

第三是连续调节方式是通过电刷在线圈的外表平滑移动了配电箱端集中降压节电导致线路末端电压过低，使线路末端路灯照度太低，重新起辉、频闪和自熄等现象造成整条线路照度不均等问题。由于电刷调节回路是串在主回路中?因此承受的电流大,电刷接触不良,会产生火花,引起触点磨损。变压器自祸调压方式节电经过了几年几代产品的多次改良基本能稳定运行,有些大厂生产的变压器自藕节电器?因生产过程有严格的质量保证?可靠性、稳定性比较好?在很多地区的路灯节电中已有广泛的应用。但调压节电方式在实际使用过程中也出现了一些问题。

另外我国小型城市在夜晚10点后，大中城市在午夜12点后，道路上几乎空无一人由于道路车辆很少，行人也少，交通事故不容易发生，可做比较深度节能，但严禁采用半夜灯方式节能，这种方式形成班玛效应，使司机很难看清在阴影区是否有人存在。

我们正对这一现象进行了研究和改良。在不同时间段，感应不同的外界信号，通过微处理器进一步处理，并发出指令进行全自动的控制。该研究是发明通过感应外界的变化的新型电子产品，自动地控制路灯或暗或亮。在保证能正常使用路灯的情况下，进而实现由光控电路在白天光线较暗时和夜晚对路灯自动点亮?在白天光线较亮时对路灯自动关闭，从而随光线的明暗变化实现对路灯开启与关闭的自动控制。并且在午夜12点后根据是否能接收到发射器所发射的红外线来到达车来灯亮车走灯灭的效果。分情况地控制路灯，这样既节约劳动力成本又节约能源。节电率可高达20%-40%，对用电系统的保护作用可使其寿命延长3-4倍。

二．   改良的目的

1.分情况地控制路灯，节约不必要电能

2.全自动的控制路灯

3.环保实用，卫生节能

三．   详细说明书与具体实施方法

〔一〕详细说明书

该产品是通过以下方式实现上述功能的。

该产品利用编入程序的单片机作为微处理系统的核心，将光电感应系统所感应到的外界的变化〔信号〕传输到单片机内部进行处理。由于单片机内有已经设计好的程序，所以对所接受的信号会自动进行分析，判断和处理。再将处理好的信号转变为电压信号，即发出指令，外部继电器感应到该指令，并对外电路进行相应的控制。

其中的光电感应系统是以光敏电阻为核心元件，带继电器控制输出的光控开关电路有许多形式，我们用了简单的继电器开关电路。光电感应电阻在光线较暗时则电阻较大的特点，利用电桥，可将光线信号转换成电信号，再通过电压比较器等方式，可以有效地完成控制需要。当日光光照或红外光下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升激发导通，通过单片机处理之后，发出指令激励电流使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点段开，实现对外电路的控制。在这里继电器是一个主要的元件，继电器是一种当输入量〔电、光、热〕到达一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。

单片机作为微处理系统的核心，我们以时间为基本模块，通过感应不同的时段，再进一步进行判断。我们根据光的强度和人流量〔包括车流量〕，将一天24小时分为三个时间段〔可人为的进行调控〕，在不同时间段，感应不同的外界信号，进一步处理并发出指令。例如，我们将一天分为a.18:00—23:00，b.23:00—06:00,c.06:00—18；00三个时间段，分段的理由是在一天中，18：00—23:00这段时间内没光，并且需要长时间亮灯，在23:00—06：00这段时间内没光，但是人流量较少，我们可以在有人〔或车〕的时候开灯，没人〔或车〕的时候关灯，06:00—18:00属于白天，不需要开灯，但是，在阴天有时也需要开灯，这时候，我们也可以视情况而定，通过光的变化全自动的进行控制。所以我们在单片机内，我们以时间为基本模，按图1所示的流程图，进行编程并制作单片机及相应的电路，形成了最核心的部分微处理器器，好似人的大脑一样，通过处理并发出指令，全自动的实现了上述控制。节约了不必要的电能。

编入的时控程序判断到在18：00—23:00这段时间内时，对外界所感应到的时间信号进行处理，发出长时间亮灯的指令。编入的时控程序判断到在23:00—06：00这段时间内时，再通过对红外线的检测进行判断。在这段时间内，如果没有感受到对面的发射器所发射的红外线时，通过光感应设备，传输信号到单片机，其内所编入的红外光感应程序就对外界所感应到的红外光变化的信号进行处理，发出长时间亮灯的指令。没光，但是人流量较少，我们可以在有人〔或车〕的时候开灯，没人〔或车〕的时候关灯。编入的时控程序06:00—18:00时，通过感应设备传输信号到单片机，其内编入的光电感应程序对光进行判断，在没有到达规定的光强时，发出开灯的指令，全自动的进行控制。

还有，在每次亮灯时，微处理系统在发出亮灯指令的同时就会调用已经编入的延时程序，保证亮灯一段时间。灯泡功率降低了?照度，照度的均匀度不变?没有阴暗区?道路照度完全到达交通安全的要求。

另外，由于冬夏季节所需的时间段有所不同，所以，我们所用的天体钟智能化控制〔可选型〕， 通过天体钟规定相应的检测时段，并根据当地的经度与纬度及日落日出的规律，对照明系统的开关时间以及节电水平、电压等进行一年四季的自动跟踪调节。　

〔二〕实施方法：

该产品附带有相应的红外发射器，使用时和控制器分别安装在马路的两侧，保证第一盏灯现有的控制技术不变，保证其在一定条件下的光强范围内亮灯〔现有技术已经实现了〕，所以将第二个灯的控制器〔该研究所做出的产品〕按装在第一个路灯的灯架上，并且距地面约高一米的地方，当车经过前一个灯的位置时，就会触发下一盏灯的开关，依此类推。这样在不改变现有路灯的设置的情况下，完全不影响人或车对路灯的需求，还可以节能。      

 另外通过时钟芯片做成天体时钟，并根据当地的经度与纬度及日落日出的规律，对照明系统的开关时间以及节电水平、电压等进行一年四季的自动跟踪调节。

　〔三〕微处理系统〔编入相关程序的单片机〕

1.发出指令，保证开关闭合并且进行延时的程序及相关电路〔开关闭合时，调用一个延时程序〕

2. 外置天体钟所控制的时间调控程序及相关电路

四．   优点

1.节约了不必要的电能，节电率可高达20%-40%，对用电系统的保护作用可使其寿命延长3-4倍

3.红外线，光电感应的灵敏度高，调节精度高?。

4.天体时钟可以跟踪调控所检测的时间段，容易控制

5.结构简单，元器件较少容易生产

6.应用范围广，卫生，环保，节能

?照度，照度的均匀度不变?没有阴暗区?道路照度完全到达交通安全的要求。

10.安装可靠，体积小，重量轻安装方便。

说明书附图