随着全球能源日益紧张，太阳能光伏照明发展迅速。 在太阳能照明系统的发展过程中，人们不断分析照明系统常用的控制方式，设计出各种切实可行的工作模式。 在勘探过程中，有效利用率越来越高。 在太阳能各组成部分的发展和协调下，太阳能照明系统也在不断地发展和完善。
本文引用地址：
1 太阳能路灯的原理及组成
太阳能照明系统是一种直流独立的光伏系统。 太阳能电池组件将太阳能转化为电能，通过控制器对其进行控制和保护，并将电能转化为化学能储存在蓄电池中。 用电时，电池将化学能转化为电能，供直流负载使用，或通过逆变器将其转化为交流电，供交流负载使用。 只有在长时间没有光并且电池中的电量耗尽时，设备才会停止工作。
太阳能路灯由以下几部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、电池组、光源、灯杆和灯壳，有的还需要逆变器。
1）太阳能电池板
太阳能电池板是太阳能路灯的核心部分，也是太阳能路灯最有价值的部分。 它的作用是将太阳的辐射能转化为电能，或送入蓄电池储存。 太阳能电池主要由单晶硅和多晶硅制成。 单晶硅的光电转换效率为13%～15%，多晶硅为11%～13%。 最新技术还包括光伏薄膜电池。
2) 太阳能控制器
太阳能照明系统中最重要的环节是控制器，其性能的好坏直接影响到系统的寿命太阳能照明，尤其是蓄电池的寿命。 该控制器采用工业级MCU作为主控制器。 通过对环境温度的测量，对蓄电池和太阳能电池组件电压、电流等参数的检测和判断，控制装置的通断，实现各种控制和保护功能。
3) 电池
由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，一般需要配置蓄电池系统才能工作。 一般有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池。 电池容量的选择一般遵循以下原则：一是在满足夜间照明的前提下，尽量储存太阳能电池组件白天的能量。 如果电池容量太小，就不能满足夜间照明的需要。 如果容量过大，电池就会一直处于电量不足的状态，影响电池的寿命，造成浪费。 蓄电池应与太阳能电池和用电负载（路灯）相匹配。 它们之间的关系可以用一种简单的方式确定。 太阳能电池功率必须高于负载功率4倍以上，系统才能正常工作。 太阳能电池的电压必须超过蓄电池工作电压的20%～30%，才能保证蓄电池正常负充电。 电池容量必须高于日常负载消耗的6倍以上为宜。
4）光源
太阳能路灯使用的光源是太阳能路灯能否正常使用的重要指标。 太阳能灯一般采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、LED光源。
LED光源使用寿命长达1小时，工作电压低，无需逆变器，光效高，国产50lm/W，进口80lm/W。 随着技术的进步，LED的性能将进一步提高。
5）灯杆和灯壳的高度应根据道路宽度、灯具间距和道路照度标准确定。 根据我们搜集到的很多国外太阳能灯的数据，大部分在美观和节能之间选择了节能。 灯具的外观要求不高，比较实用。
2 太阳能路灯控制系统
1）系统结构
太阳能路灯微机监控系统由微机主控电路、太阳能电池板、电池充放电器、电池组、LED光源驱动器、LED灯组成。 系统结构如图1所示：
620)this.width=620;" />
图1 太阳能路灯微机监控系统结构图
2）功能控制
（一）太阳能路灯控制器的基本要求
太阳能路灯是由多个LED灯串联而成。 路灯照明系统不仅消耗大量电能，还需要投入巨额的日常维护费用，给城市带来电力供应和财政支出的双重压力。 制定“按需照明”的供电策略可以缓解这一矛盾。 通过编程，可以实现对分布在城市繁华道路上的路灯进行灵活控制，在任意时间段通过PWM方式实现开关控制，从而达到节电、提升城市照明氛围的目的. 控制的基本要求如下：
① 控制上半夜和下半夜的亮度，控制比例视情况而定； ②开启单边路灯策略，即电池现有电量只用于一个路灯的照明，另一个路灯关闭； ③ 半夜开灯策略，即上半夜开灯，下半夜关灯，电池现有电量仅用于上半夜照明晚上。
太阳能路灯是通过自然光的强弱来控制照明灯具的开关。 这些光控太阳能照明系统的优化设计是系统长期可靠运行的前提。 系统容量可根据当地地理位置、天气条件和负载情况进行优化设计。 但受季节因素影响，冬季太阳辐射比夏季少，太阳能电池阵列冬季发的电比夏季少，但冬季照明所需的电量却比夏季多，使得照明系统产生的电力与电力需求之间的对比仍然很困难。 平衡每月发电盈余和用电赤字。 为了提高照明系统发电的利用率，克服系统因电力不足造成的不足，在太阳能照明系统的开发中，人们不断分析照明系统的常用控制方式设计各种切实可行的工作模式。 光源技术也在不断更新，电池的充电方式也在不断的研究探索中被越来越有效的使用。 因此，在太阳能各组成部分的发展和协调下，太阳能照明系统也在不断完善。 .
根据太阳能路灯系统的特点，路灯的运行要考虑蓄电池剩余容量的影响。 路灯正常开启时，根据电池剩余容量检测方法获取当前电池容量，查询后获取电池需要维持的供电时间，平均使用现有电池电量，并根据当晚可使用的电池电量灵活控制路灯的照明模式，合理利用电池现有电量。
(2)电池充放电控制功能
电池充放电控制是整个系统的重要功能，它影响着整个太阳能路灯系统的运行效率，也可以防止电池组过充过放。 电池的过度充电或过度放电都会严重影响其性能和寿命。 充放电控制功能按控制方式可分为开关控制（包括单通道和多通道开关控制）型和脉宽调制（PWM）控制（包括最大功率跟踪控制）型。 本系统采用脉宽调制控制器方式，选用MOS管作为开关器件。 晴天时，根据蓄电池的剩余容量，选择相应的占空比方式对蓄电池进行充电，力求高效充电； 夜间，根据电池剩余容量和未来天气情况，调整占空比的方法来调节LED灯的亮度，保证电池的均衡合理使用。
此外，系统还具有电池过充保护功能，即当充电电压高于保护电压（15V）时，会自动降低电池的充电电压； 之后，当电压下降到维持电压（13.2V）时，电池进入浮充状态，当低于13.2V时，浮充关闭太阳能照明，进入等充状态。
当电池电压低于保护电压（11V）时，控制器自动关闭负载开关，保护电池不受损坏。 采用PWM方式充电，不仅可以使太阳能电池板发挥最大的作用，还可以提高系统的充电效率。 本设计对电池的反接、过充、过放都有相应的保护措施。
(3)太阳能路灯运行模式控制功能
高亮度、大电流的LED灯因其在同等亮度下比白炽灯节电90%左右而得到广泛应用，目前正逐步取代传统照明。
太阳能路灯是由多个LED灯串联而成，可以通过PWM调节亮度，即通过EN端改变流过LED的电流，从而调节LED灯的亮度。 达到预期的亮度。
PWM信号可以由微控制器或其他脉冲信号产生。 PWM信号可以使流过LED灯的电流从0变为额定电流，从而可以使LED灯由暗变到正常亮度。 PWM占空比越小（高电平时间越长），亮度越高。 使用PWM来控制LED的亮度非常方便灵活。 它是最常用的调光方法。 PWM 的频率范围可以从几十赫兹到几千赫兹。
PWM调光是通过控制晶体管实现的。
由于本系统路灯单元所使用的电压是由若干个电池串联产生的，因此在选择三极管时首先要考虑耐压，本系统要求的耐压应高于40V； 选择 IDS 的最大电流。 在直流供电的情况下，首先考虑的是IDS最大电流值和RDS值。 一般来说，应选用的IDS最大电流为LED灯驱动电流的5倍以上； 另外，内阻要选小； LED驱动电流越大，RDS应该越小，RDS越小，转换效率越高。
城市太阳能路灯是与人们生活密切相关的公共设施，在一定程度上反映了城市的繁荣发展水平。 过去很长一段时间，路灯的更新换代大多局限于照明部分。 随着城市和电子技术的发展，城市路灯系统经历了手动控制、自动定时/光电控制、计算机程序控制的发展过程。 利用计算机实现城市太阳能路灯照明系统的自动控制，对于提高城市现代化管理水平，节约人力物力，具有良好的经济效益和社会效益。 通过有效调整灯光开关时间，可大大提高路灯照明系统的工作质量和效率，为城市照明系统的运维、扩容提供全面的解决方案和强有力的技术支持，提高城市运行效率。灯光。 管理级别。
(1)微机主控电路。
微电脑主控电路是整个系统的控制核心，控制着整个太阳能路灯系统的正常运行。 微机主控电路具有测量功能。 通过对太阳能电池板电压、蓄电池电压等参数的检测和判断，控制相应电路的开通或闭合，实现各种控制和保护功能。
(2)充电驱动电路
充电驱动电路由驱动模块和电池组成。 驱动模块采用高速光耦隔离、射极输出、短路保护和快速关断功能。 选用隔离、节能的单片开关电源IC。 LED驱动器的全电压输入范围为150-200V，输出电流为8-9A。 输入电压范围宽，稳压和负载调节性能好，抗干扰能力强，功耗低。
本系统通过充电驱动电路完成太阳能电池组对蓄电池的充电，电路中还提供了相应的保护措施。
(3) LED驱动电路
它由IGBT驱动模块组成，可以实现路灯亮度的调节和路灯的开关。
(4) 太阳能电池组
太阳能电池组由太阳能电池单体（工作电压约0.5V，工作电流约20-25mA/cm2，面积10cm×10cm）串联、并联组成组件。 标准模块包括 36 个单体。 一个太阳能电池组件可以产生17V左右的电压，成为额定电压为12V的电池组。 当应用系统需要更高的电压和电流组件时，可以将多个组件组成太阳能电池阵列以获得所需的电压和电流。
(5) 电池组
由于从光伏阵列获得的能量并不总是与电子负载的需求相匹配，当光伏阵列本身不能提供足够的电能时，电池仍然可以使负载工作。 如果电子负载需要在夜间或阴天或阴天工作，则需要储能。 电池的存储能量大小可满足自主运行期间平均日常电子负载的需求。 一般来说，夜间照明应该可以储备5-7天的用电量。 在独立的光伏系统中，光伏阵列产生的电并不总是与发电同时使用，因此大多数独立的光伏系统都需要电池。
(6) 通讯设备
它由无线数据传输模块组成。 无线数传模块支持GPRS，具有RS-232接口，通讯距离可达100米，抗干扰性强，不受广播电视、移动通讯干扰，实现相邻路灯终端之间的通讯。
近年来智能家居系统，智能家居的热潮几乎席卷了整个家电行业，大到冰箱、空调、电视等大家电，小到电饭煲、电磁炉等小家电。 几乎所有的家电都在朝着智能化的方向发展。 转型。 智能产品最大的特点就是可以通过手机APP进行远程控制。 在下班回家的路上，他们可以提前打开空调和热水器，或者提前把电饭锅调好做饭，为忙碌的农民工提供了极大的方便。 小雷和家人商量购买家电时，也会优先考虑智能家电。
但是，家电不是快速消费品，其更新换代的时间一般都比较长。 一般情况下，一台冰箱和洗衣机可以用十年八年。 对于很多还在使用传统家电的消费者来说，智能家电已经成为遥不可及的梦想。 毕竟不是所有人都愿意舍弃旧家电，换上新家电。 智能家电确实有吸引力，但只有近几年推出的新产品才会支持，不利于概念的普及和市场的开拓。 于是，大家开始思考如何在不拆换的情况下，让传统的旧家电变得智能，智能开关应运而生。
（来源：小米官方）
智能开关所能带来的体验自然是智能家电无法比拟的，但它确实可以让一些传统家电具备基本的智能功能，比如定时开关灯、开关热水器等，让一些开机即可。开始 家电也有智能体验。 而且，随着智能开关的不断进步，智能家电拥有了更多的模式和玩法，提升了用户体验。 近年来，智能开关发展迅速，已成为全屋智能系统中不可或缺的一部分，逐渐取代传统开关。
智能开关市场配置率持续提升
天猫《下沉市场智能家居消费洞察2020》报告指出，智能开关在下沉市场年销量同比增长高达900%，成为下沉市场增长最快的智能家居品类市场。 在精装市场，智能开关逐渐成为标配。 1-11月，新开精装住宅市场总量272.2万套，智能开关配套规模达32万套，同比增长81.2%，配置率达11.8%。 2021年智能开关配套规模将达到42.7万台，同比增长15.5%，配置率为14.9%，稳步发展。
据奥微云网最新发布的数据显示，今年国产智能开关的发展实现了逆势正增长。 今年由于市场经济不景气，房地产行业也遭遇了前所未有的低谷。 1-10月，新开精装住宅市场总量仅为118.75万套，同比下降47.8%，几近腰斩。 其中，智能开关配套规模22.07万台，同比下降37%，但配置率达到18.6%，比去年提高3.7个百分点。 可以看出，虽然买房、精装修的用户在减少，但选择使用智能开关的用户比例却在逐年上升。
（来源：奥维云网）
目前，国内智能开关市场的品牌头部化趋势还是比较明朗的。 TOP5品牌的总市场份额达到了55.4%，占比过半。 其中，TCL-罗格朗以19.1%的份额连续两年排名第一，紧随其后的是西门子、西蒙、朗信等品牌。 TOP5品牌的排名虽然有起伏，但基本都被这几个品牌占据。 但是，外资品牌在整个市场的份额仍然超过了内资品牌，达到了51%。 内资品牌虽然近年奋起直追，但品牌影响力仍略显不足，仍需想方设法提升。
从城市结构看，成都、南京、西安等新一线城市发展较快，智能开关需求最高，规模达9.4万套，市场份额达43%。 其他各线城市增速均有不同程度下滑。 北京、上海、广州、深圳等一线城市降幅最慢，但也同比下降了14.7%。 由此可见，未来智能开关的主要发展市场应该集中在新一线城市和周边的二三线城市。 一线城市虽然经济发达，但潜力确实在下降。 随着明年国内经济的复苏，智能开关市场应该会迎来一波比较大的增长。
（来源：奥维云网）
新一线城市的快速崛起，吸引了更多的年轻人上班、买房、安家，而大多数年轻人对智能家电的热情更高，这将成为智能开关和智能家居发展的潜力所在。未来的家电。 如今，智能开关的配置率不断提升，已成为新趋势。 随着行业解决方案的增多和成本的降低，必将推动智能开关行业的快速腾飞，前景可期。
智能开关的优缺点
看到以上数据，很多朋友可能开始心动了，想把家里的开关全部升级为智能开关，紧跟时代主流。 不过，小雷要提醒大家的是，智能开关虽然可以提供很多便利，但也不是没有缺点。 在升级之前，您还是需要对产品有更详细的了解。 下面小雷就为大家简单介绍一下智能开关的优缺点，让大家更好的做出判断。
按照功能划分，智能开关大致可以分为调光开关、场景开关、绑定开关、智能空调开关等几类，从名字就可以猜出它们的基本功能特点。 与传统开关相比，智能开关最大的优势在于可以与各种智能家电相连接，实现更丰富的可控性。 例如，调光开关不仅可以控制灯的开/关，还可以控制亮度、色温、模式等； 场景开关 可同时连接控制多台家电，实现一键启动。 比如设置电影场景，可以自动打开电视、关灯、拉上窗帘等，营造适合看电影的氛围场景。
（来源：小米官方）
第二个优点是支持手机APP远程控制或者定时控制。 可每天定时开启或关闭，避免因忘记关电源造成的浪费。 正是得益于这个特点，一些传统家电可以变得更加智能，支持定时开关、远程启动等。第三个优势是，大多数智能开关设计简洁大方，有的还配备了触摸屏，比带按钮的传统机械开关漂亮得多。 外观和结构更加简洁，产品的稳定性和安全性也会得到一定程度的提升。
智能开关的缺点其实还是比较明显的。 首先，自然是网络连接和通信的问题。 智能开关可能遍布家庭的各个角落，但家里的WiFi或无线技术可能做不到这一点。 很难保证每台交换机都时刻在线，不会掉话。 而且，任何智能家电对网络的稳定性都有很高的要求。 如果网络突然断开，家电将无法正常工作。 有时在恢复网络的过程中可能会遇到问题，需要重新配对。 因此，在选择使用智能开关或智能家电时，首先要评估自己的家庭网络是否称职。
（来源：青米Aqara官方）
其次，智能开关的价格也不便宜。 传统开关每个的价格在十几块钱左右，买整套房子装修更便宜。 支持最基本的无线连接功能的智能开关价格可能在四五十，带屏幕的，支持语音等更多功能的甚至可能要两三百一个。 智能开关不仅价格昂贵智能家居系统，而且一旦出现故障还需要维修更换，成本不低。 第三，智能开关按功能分为不同类型，导致产品通用性和兼容性低，可能阻碍或限制安装和使用。
智能开关确实有很多好处，但是大家在选择的时候也需要考虑到它们的缺点，以免安装之后用了之后后悔。 按照目前的发展趋势，未来全屋智能化必然成为主流，智能开关的重要性和普及度也将随之提升。 相信随着时间的推移，这些问题会逐渐得到解决。
智能开关能否与智能家电一起起飞？
近年来，国内智能开关等各类智能家电看似发展迅速，但说实话，市场渗透率极低。 前瞻产业研究院数据显示，2016年中国智能家居普及率仅为0.1%，远低于美国的5.8%、日本和德国的1.2%。 截至2021年底，国内智能家居市场整体规模已达5800亿元，渗透率也艰难提升至4.9%，较5年前增长数十倍。 而此时，美国的普及率已经达到了32%，这意味着每三个家庭中就有一个使用智能家电。 我们与发达国家的差距还是很明显的。
（来源：欧瑞博官方）
那么，智能开关的快速发展能否促进智能家电的进一步普及呢？ 小雷觉得很有帮助。 首先，与其他智能家电相比，智能开关的价格还是便宜很多。 最入门的也就几十元，用户试用的门槛比较低。 同时，产品的安装和使用也比较简单，可以直接更换家中原有的开关，轻松获得远程控制等智能化体验。 更重要的是，你可以直接购买一个智能插座，插在普通的排插上，还可以实现定时开关机、远程控制等功能。
通过智能开关等物美价廉、好用的产品，让更多的用户接触和体验智能产品带来的便利，并逐渐形成依赖，可以极大地帮助概念的普及和产品销量的增长. 此外，智能开关还可以同时控制多个产品，并且支持场景设置，可以大大提升智能家电的控制体验，解决设备过多控制复杂的问题，也能吸引用户购买更多的是为了他们的家。 智能设备。
（来源：欧瑞博官方）
当然，要推动智能家电的普及，仅靠智能开关等产品，难度还是很大的。 首先，智能开关产品本身还有一些不足没有解决，比如设备接入配电网，偶尔会出现故障等，有必要让智能开关更易用，更好用。才能得到更多消费者的认可和接受。 . 其次，智能开关的价格普遍偏高，便宜的都是最入门的款式，可能达不到大多数人的预期。 因此，各品牌仍需降低中高端产品的价格，让大家更容易负担得起，以加快智能开关的普及，带动智能家电行业的发展。
最后，智能开关和智能家电对年轻人来说很方便，但可能会让老年人很难知道如何使用。 毕竟有些产品是靠触摸操作的，不像传统的机械开关那么直接。 因此，智能开关可能需要想办法简化控制步骤，或者尽快完成“老化”，让老年人也能明白如何使用。 当然，产品可以加入“专业模式”，让喜欢折腾的用户获得更多的自主权，自由设置各种参数模式等，以满足不同消费群体的需求。
（来源：小米官方）
智能开关的加速发展对于智能家电的普及确实有很多好处，但过程中也充满了困难，需要一一克服。 当然，在时代浪潮的推动下，这些问题都会迎刃而解，智能家电的兴起已经成为不可阻挡的趋势。
总结
智能开关应该是全屋智能系统中最小的单元，也是串联各种家电的枢纽。 可将全屋智能大网络划分为多个小网络，实现分散、多点集散控制。 目的。 智能开关的重要性不言而喻，未来必然具有巨大的发展潜力。 但是，智能开关要想真正投入使用，还需要整个智能家电行业的影响力，仅靠一类产品是很难做到的。 因此，当前的重点仍然是提高智能家电的渗透率和渗透率，从而为智能开关市场的可持续发展贡献力量。