本發(fā)明涉及野營(yíng)燈技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于遠(yuǎn)紅外感應(yīng)報(bào)警功能的戶外野營(yíng)燈。

背景技術(shù)：

野營(yíng)燈，包括底座、透明罩和LED燈，透明罩固定在底座上方，LED燈處于透明罩內(nèi)，LED燈底部固定在底座上；還包括頂蓋、太陽(yáng)能電池板、線路板、蓄電池和亮度調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)；頂蓋底部與透明罩頂端固定連接，太陽(yáng)能電池板裝在頂蓋的頂面上；線路板和蓄電池裝在底座內(nèi)，亮度調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)固定在底座的外側(cè)壁上，LED燈底部連接線路板；太陽(yáng)能電池板與蓄電池連接，蓄電池和亮度調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)均通過(guò)線路板與LED燈連接。該野營(yíng)燈的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，燈光亮度可以調(diào)整，采用太陽(yáng)能電池板供電。以上是普通野營(yíng)燈的整體結(jié)構(gòu)。

由于戶外野營(yíng)燈的主要目的除了為戶外探險(xiǎn)者，提供照明之外，很大一定程度上是為了有照明，而驅(qū)散戶外常會(huì)出現(xiàn)的野生動(dòng)物。雖然很多時(shí)候野生動(dòng)物會(huì)因?yàn)闊艄獠桓铱拷?，但是由于戶外探險(xiǎn)在野營(yíng)燈覆蓋不了的位置，或者由于蓄電池電量不夠等原因?qū)е铝舫龅奈ｋU(xiǎn)，或者是由于探險(xiǎn)者由于睡著導(dǎo)致的危險(xiǎn)，而且其充放電的控制不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于遠(yuǎn)紅外感應(yīng)報(bào)警功能的戶外野營(yíng)燈，將報(bào)警功能附加在野營(yíng)燈上，野營(yíng)燈由于其能充電的特性，可以為附加功能提供電源支持，避免出現(xiàn)斷電附加功能失效，而失去對(duì)戶外探險(xiǎn)者保護(hù)的功能，通過(guò)該系統(tǒng)能夠正確地工作于充電，供電和等待三種狀態(tài)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在充電階段，系統(tǒng)能夠依據(jù)蓄電池的不同狀態(tài)準(zhǔn)確切換到MPPT充電、恒壓充電和浮充方式，上位機(jī)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)使得充放電控制器的調(diào)試和維護(hù)更加便利，利用SD卡存儲(chǔ)太陽(yáng)電池的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為太陽(yáng)能LED照明系統(tǒng)的優(yōu)化配置提供了依據(jù)，并可以有效解決背景技術(shù)中的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于遠(yuǎn)紅外感應(yīng)報(bào)警功能的戶外野營(yíng)燈，由單片機(jī)控制單元以及由其所控制連接的遠(yuǎn)紅外探測(cè)模塊、野營(yíng)燈、顯示模塊和報(bào)警功能模塊組成，所述遠(yuǎn)紅外探測(cè)單元將待測(cè)物體輻射區(qū)域輻射能量經(jīng)過(guò)透鏡聚焦到光纖束上，經(jīng)光纖束傳輸照射在雙色光電管敏感面上，雙色光電管有2層的濾光片，2個(gè)濾光層分別對(duì)2個(gè)不同波長(zhǎng)的光具有良好的透過(guò)性，熱輻射能量轉(zhuǎn)換為2路電信號(hào)輸出，分別對(duì)2路信號(hào)進(jìn)行直流放大；

所述單片機(jī)控制單元包括上位機(jī)管理系統(tǒng)、ATMEGA16單片機(jī)、太陽(yáng)能電池、蓄電池和野營(yíng)燈，所述上位機(jī)管理系統(tǒng)通過(guò)NRF9E5的無(wú)線數(shù)傳單元與ATMEGA16單片機(jī)通訊，所述太陽(yáng)能電池通過(guò)充電電路給蓄電池存儲(chǔ)電能，并由蓄電池通過(guò)放電電路給野營(yíng)燈提供電能，ATMEGA16單片機(jī)對(duì)充電電路和放電電路進(jìn)行充放電控制以及對(duì)太陽(yáng)能電池輸入的電壓、電流和溫度采樣。

優(yōu)選的，所述顯示模塊采用單片機(jī)并行口顯示，由74ls373作為數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)及位選電路，數(shù)碼管用于顯示當(dāng)前時(shí)間，以及當(dāng)前電壓，74ls373位選端LE1，LE2，LE3，LE4分別接單片機(jī)P3.4，P3.5，P3.6，P3.7端口，單片機(jī)通過(guò)每次選擇74ls373的一位位選，選擇當(dāng)前顯示的數(shù)碼管送入顯示編碼，然后選擇另外一位位選，送入顯示編碼，依次類(lèi)推，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管靜態(tài)顯示。

優(yōu)選的，所述充電電路采用MOSFET取代二極管，其驅(qū)動(dòng)電路采用了高壓浮動(dòng)MOS柵極驅(qū)動(dòng)芯片IR2103。

優(yōu)選的，所述放電電路采用Boost升壓變換作為放電電路，MOSFET的驅(qū)動(dòng)采用推挽式結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述ATMEGA16單片機(jī)還連接有SD卡模塊用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將報(bào)警功能附加在野營(yíng)燈上，野營(yíng)燈由于其能充電的特性，可以為附加功能提供電源支持，避免出現(xiàn)斷電附加功能失效，而失去對(duì)戶外探險(xiǎn)者保護(hù)的功能，通過(guò)該系統(tǒng)能夠正確地工作于充電，供電和等待三種狀態(tài)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在充電階段，系統(tǒng)能夠依據(jù)蓄電池的不同狀態(tài)準(zhǔn)確切換到MPPT充電、恒壓充電和浮充方式，上位機(jī)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)使得充放電控制器的調(diào)試和維護(hù)更加便利，利用SD卡存儲(chǔ)太陽(yáng)電池的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為太陽(yáng)能LED照明系統(tǒng)的優(yōu)化配置提供了依據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中雙色光電管的示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中單片機(jī)控制單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中采樣電路圖。

圖5為本發(fā)明顯示模塊電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例：

請(qǐng)參閱圖1和圖2，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種基于遠(yuǎn)紅外感應(yīng)報(bào)警功能的戶外野營(yíng)燈，由單片機(jī)控制單元以及由其所控制連接的遠(yuǎn)紅外探測(cè)模塊、野營(yíng)燈、顯示模塊和報(bào)警功能模塊組成，所述遠(yuǎn)紅外探測(cè)單元將待測(cè)物體輻射區(qū)域輻射能量經(jīng)過(guò)透鏡聚焦到光纖束上，經(jīng)光纖束傳輸照射在雙色光電管敏感面上，雙色光電管有2層的濾光片，2個(gè)濾光層分別對(duì)2個(gè)不同波長(zhǎng)的光具有良好的透過(guò)性，熱輻射能量轉(zhuǎn)換為2路電信號(hào)輸出，分別對(duì)2路信號(hào)進(jìn)行直流放大；采用J16Si雙色光電管可以有效地提高系統(tǒng)集成度，但是由于不同波段光信號(hào)能量轉(zhuǎn)換率不同，需要進(jìn)行補(bǔ)償，與單模或者多模光纖相比光纖束的使用不僅降低了對(duì)準(zhǔn)的難度，而且傳輸光信號(hào)的能量更強(qiáng)，有助于后續(xù)光電轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)；將輻射區(qū)域所輻射出的光能量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，是紅外測(cè)溫硬件系統(tǒng)中最核心的部分，其中放大器設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，第一級(jí)運(yùn)放尤為重要，由于探頭測(cè)量的輻射區(qū)域較小，輻射能量有限，尤其在溫度較低的區(qū)域能量更低，經(jīng)過(guò)透鏡和光纖束的傳輸也存在一定的能量損耗，光電管轉(zhuǎn)換輸出的電流信號(hào)十分微弱，提供給運(yùn)放的輸入電流只有幾個(gè)微安級(jí)甚至更低。既要保證對(duì)信號(hào)放大，同時(shí)避免在第一級(jí)放大器引入較大的噪聲，影響后續(xù)信號(hào)處理，應(yīng)采用低輸入電壓噪聲的運(yùn)放，由于是微弱信號(hào)放大，輸入與輸出端要做好屏蔽，避免對(duì)輸入信號(hào)產(chǎn)生干擾，反饋電阻可以采用多個(gè)電阻串聯(lián)的方式，這樣可以最大限度的消除寄生電容，采用高性能的電源供電，紋波只有3～5mV；采用反偏電壓連接光電管時(shí)應(yīng)特別注意光電管所能承受的最大反偏電壓，同時(shí)，要使用限流電阻保護(hù)光電管。

其中，充放電控制、電壓、電流和溫度采樣部分實(shí)現(xiàn)的功能為:(1)根據(jù)蓄電池的狀態(tài)選擇不同的充電方式；(2)LED照明時(shí)間可選擇自動(dòng)控制或定時(shí)控制；(3)在離線狀態(tài)時(shí)采樣太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓，在充電狀態(tài)時(shí)采樣太陽(yáng)電池的輸出電壓和電流；(4)采樣蓄電池端口的電壓和電流值，包括充電和放電兩種狀態(tài)；(5)蓄電池溫度采樣，，其采樣電路如圖4所示。

參照?qǐng)D3所示，單片機(jī)控制單元包括上位機(jī)管理系統(tǒng)、ATMEGA16單片機(jī)、太陽(yáng)能電池、蓄電池和野營(yíng)燈，所述上位機(jī)管理系統(tǒng)通過(guò)NRF9E5的無(wú)線數(shù)傳單元與ATMEGA16單片機(jī)通訊，所述太陽(yáng)能電池通過(guò)充電電路給蓄電池存儲(chǔ)電能，并由蓄電池通過(guò)放電電路給野營(yíng)燈提供電能，ATMEGA16單片機(jī)對(duì)充電電路和放電電路進(jìn)行充放電控制以及對(duì)太陽(yáng)能電池輸入的電壓、電流和溫度采樣；ATMEGA16具備靈活的PWM單元，可直接輸出PWM波；ATMEGA16具有最高10位的片上AD(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，不需要外部配置；ATMEGA16系統(tǒng)的穩(wěn)定高、抗干擾能力強(qiáng)；ATMEGA16內(nèi)置的串行通訊接口USART(通用同步和異步收發(fā)器)是一個(gè)高度靈活的串行通訊設(shè)備，本系統(tǒng)中串口的任務(wù)是與上位機(jī)雙向通訊；SPI(串行外圍設(shè)備接口)允許ATMEGA16和SD卡進(jìn)行高速的同步數(shù)據(jù)傳輸。

所述顯示模塊采用單片機(jī)并行口顯示，由74ls373作為數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)及位選電路，數(shù)碼管用于顯示當(dāng)前時(shí)間，以及當(dāng)前電壓，74ls373位選端LE1，LE2，LE3，LE4分別接單片機(jī)P3.4，P3.5，P3.6，P3.7端口，單片機(jī)通過(guò)每次選擇74ls373的一位位選，選擇當(dāng)前顯示的數(shù)碼管送入顯示編碼，然后選擇另外一位位選，送入顯示編碼，依次類(lèi)推，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管靜態(tài)顯示，其電路圖如圖5所示。

由于傳統(tǒng)Buck電路中續(xù)流二極管上的損耗很大，所述充電電路采用MOSFET取代二極管，即同步Buck:減小了開(kāi)關(guān)損耗，提高了效率；同時(shí)，由于開(kāi)關(guān)損耗減小了，主開(kāi)關(guān)管和續(xù)流開(kāi)關(guān)管上散熱器體積減小，其驅(qū)動(dòng)電路采用了高壓浮動(dòng)MOS柵極驅(qū)動(dòng)芯片IR2103；放電電路采用Boost升壓變換作為放電電路，MOSFET的驅(qū)動(dòng)采用推挽式結(jié)構(gòu)。

根據(jù)太陽(yáng)能電池的輸出特性和蓄電池的輸入特性，采用MPPT充電、恒壓充電和浮充充電三種充電控制方式。其具體過(guò)程是:當(dāng)檢測(cè)到蓄電池的端電壓小于蓄電池的最大電壓上限U_C時(shí)，實(shí)施最大功率充電(MPPT)。當(dāng)檢測(cè)U=U_C時(shí)，如果此時(shí)充電電流大于轉(zhuǎn)換門(mén)限值I_C，則對(duì)蓄電池進(jìn)行恒壓充電(CV)；若I＜I_C，則轉(zhuǎn)換為浮充充電(VF)。

本發(fā)明將報(bào)警功能附加在野營(yíng)燈上，野營(yíng)燈由于其能充電的特性，可以為附加功能提供電源支持，避免出現(xiàn)斷電附加功能失效，而失去對(duì)戶外探險(xiǎn)者保護(hù)的功能，通過(guò)該系統(tǒng)能夠正確地工作于充電，供電和等待三種狀態(tài)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在充電階段，系統(tǒng)能夠依據(jù)蓄電池的不同狀態(tài)準(zhǔn)確切換到MPPT充電、恒壓充電和浮充方式，上位機(jī)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)使得充放電控制器的調(diào)試和維護(hù)更加便利，利用SD卡存儲(chǔ)太陽(yáng)電池的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為太陽(yáng)能LED照明系統(tǒng)的優(yōu)化配置提供了依據(jù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。