技术领域
[0001] 本
发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种智能化灭虫的LED路灯。
背景技术
[0002] 如今，由于平时工作的繁忙，人们白天的时间一般被分配为工作时间，而把夜间的时间作为运动、娱乐和休闲的时间。但是，在夜间活动对场所提出了一定的要求，除了照明
亮度的要求之外，对于夜间开放式的公共场所，如何防范有害昆虫是场所管理方头疼的问题之一。
[0003]
现有技术中，一般采用
电子式或非电子式的各类灭虫装置进行定点定时灭虫，显而易见，这种方式具有适应程度差、无法根据昆虫具体情况进行灭虫的
缺陷，而且定点的方式过于依赖人工经验，灭虫效率不高。
[0004] 为了克服上述不足，本发明搭建了一种智能化灭虫的LED路灯，将灭虫设备安装在LED路灯平台上，在解决上夜间开放式的公共场所的照明问题的同时，解决灭虫的问题，更关键的是，提高了灭虫设备的自动化
水平和LED路灯的供电效率，从而为夜间活动的人们创造适宜的活动环境。
发明内容
[0005] 为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种智能化灭虫的LED路灯，利用适合水下打捞的专用结构的水下
机器人为探寻平台，采用适合水下环境的高
精度图像检测技术，并辅助多重
定位手段实现水下遗体的准确定位，同时搭建了水下水上工作环境之间的通信链路，使得水上人员也能参与打捞工作，从而整体上提高了水下遗体打捞的智能化程度和可靠性。
[0006] 根据本发明的一方面，提供了一种智能化灭虫的LED路灯，所述LED路灯包括飞思卡尔IMX6处理器、电子喷雾设备、充电子系统和铅酸
蓄电池，充电子系统为
铅酸蓄电池充电，充电后的
铅酸蓄电池为飞思卡尔IMX6处理器、电子喷雾设备和
LED灯管提供电
力供应，飞思卡尔IMX6处理器与电子喷雾设备连接以控制电子喷雾设备实现对所述LED路灯附近的灭虫操作。
[0007] 更具体地，在所述智能化灭虫的LED路灯中，还包括：药水储存箱，设置在灯架上，用于储存灭虫用的药水；电子喷雾设备，设置在灯架上，与药水储存箱相通，与飞思卡尔IMX6处理器连接，用于在接收到灭虫启动
信号时，喷射一次药水储存箱中的药水，每次喷射的药水用量固定；光电池，设置在灯架上，具有
电能输出
接口，用于输出光电池将
太阳能转换后的电能，电能输出接口包括输出正端和输出负端；瞬态
电压抑制器，并联在电能输出接口的输出正端和输出负端之间；第一
电阻，其一端连接电能输出接口的输出正端，其另一端连接第二电阻的一端；第二电阻，其另一端连接电能输出接口的输出负端；升力
风机主结构，设置在灯架上，包括三个
叶片、
偏航设备、
轮毂和传动设备；三个叶片在风通过时，由于每一个叶片的正
反面的压力不等而产生升力，所述升力带动对应叶片旋转；偏航设备与三个叶片连接，用于提供三个叶片旋转的可靠性并解缆；轮毂与三个叶片连接，用于固定三个叶片，以在叶片受力后被带动进行顺
时针旋转，将
风能转化为低转速的
动能；传动设备包括低速轴、
齿轮箱、高速轴、
支撑轴承、
联轴器和
盘式制动器，齿轮箱通过低速轴与轮毂连接，通过高速轴与
风力发
电机连接，用于将轮毂的低转速的动能转化为风力发电机所需要的高转速的动能，联轴器为一柔性轴，用于补偿齿轮箱
输出轴和发电机
转子的平行性偏差和
角度误差，
盘式制动器，为一液压动作的盘式制动器，用于机械
刹车制动；风力发电机，与升力风机主结构的齿轮箱连接，为一双馈异步发电机，用于将接收到的高转速的动能转化为风力电能，风力发电机包括
定子绕组、转子绕组、双向背靠背IGBT电压源变流器和风力发电机输出接口，定子绕组直连风力发电机输出接口，转子绕组通过双向背靠背IGBT电压源变流器与风力发电机输出接口连接，风力发电机输出接口为三相交流输出接口，用于输出风力电能；整流
电路，与风力发电机输出接口连接，对风力发电机输出接口输出的三相交流电压进行整流以获得风力直流电压；滤波稳压电路，与整流电路连接以对风力直流电压进行滤波稳压，以输出稳压直流电压；第三电阻和第四电阻，
串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第三电阻的一端连接滤波稳压电路的正端，第四电阻的一端连接滤波稳压电路的负端；第一电容和第二电容，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第一电容的一端连接滤波稳压电路的正端，第二电容的一端连接滤波稳压电路的负端，第一电容的另一端连接第三电阻的另一端，第二电容的另一端连接第四电阻的另一端；第三电容，并联在滤波稳压电路的正负二端；第五电阻，其一端连接滤波稳压电路的正端；第一
开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第五电阻的另一端连接，其衬底与源极相连，其源极与滤波稳压电路的负端连接；手动卸荷电路，其两端分别与第一开关管的漏极和源极连接；第一防反
二极管，其正端与滤波稳压电路的正端连接，其负端与第一开关管的漏极连接；第二开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与滤波稳压电路的正端连接，其衬底与源极相连；第二防反二极管，其正端与第二开关管的源极连接；第四电容和第五电容，都并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电路的负端之间；第三防反二极管，并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电路的负端之间；第三开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第三防反二极管的负端连接，其衬底与源极相连；第四防反二极管，并联在第三开关管的源极和滤波稳压电路的负端之间；第一电感，其一端与第三开关管的源极连接；第六电容和第七电容，都并联在第一电感的另一端和滤波稳压电路的负端之间；第五防反二极管，并联在第一电感的另一端和滤波稳压电路的负端之间；铅酸蓄电池，并联在电能输出接口的输出正端和输出负端之间，同时其正极与第五防反二极管的负极连接，其负极与第五防反二极管的正极连接；继电器，位于LED
灯管和铅酸蓄电池之间，通过是否切断LED灯管和铅酸蓄电池之间的连接来控制LED灯管的打开和关闭；光耦，位于继电器和嵌入式处理器之间，用于在嵌入式处理器的控制下，决定继电器的切断操作；电压检测器，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电压；
电流检测器，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电流；太阳能充电
控制器，与电能输出接口、铅酸蓄电池、电压检测器和电流检测器分别连接，在检测到电能输出接口对铅酸蓄电池供电时，当接收到的充电电压小于预设电压
阈值时，采用恒流充电方式对铅酸蓄电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设电压阈值且接收到的充电电流大于等于预设电流阈值时，采用恒压充电方式对铅酸蓄电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设电压阈值且接收到的充电电流小于预设电流阈值时，采用浮充充电方式对铅酸蓄电池进行充电；FLASH存储芯片，预先存储了预设
害虫数量阈值、黑白阈值和
像素数阈值，所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理，所述FLASH存储芯片还预先存储了各种类型昆虫的灰度化基准昆虫
模版，每一种灰度化基准昆虫模版为对对应种类的基准昆虫形状进行拍摄所得到的昆虫图像执行灰度化处理而获得；高清图像
数据采集设备，设置在灯架上，用于每隔预设时间对灯架附近进行拍摄，以获得高清灯架周围图像；图像预处理设备，与所述高清图像数据采集设备连接，用于对所述高清灯架周围图像依次执行自适应边缘增强和中值滤波处理，以获得预处理图像；二值化处理设备，与图像预处理设备和FLASH存储芯片分别连接，用于将预处理图像的每一个像素的亮度与黑白阈值分别比较，当像素的亮度大于黑白阈值时，将像素记为白色像素，当像素的亮度小于黑白阈值时，将像素记为黑色像素，从而获得二值化图像；列
边缘检测设备，与二值化处理设备和FLASH存储芯片分别连接，用于对二值化图像，计算每列黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于像素数阈值的列记为边缘列；行边缘检测设备，与二值化处理设备和FLASH存储芯片分别连接，用于对二值化图像，计算每行黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于像素数阈值的行记为边缘行；目标分割设备，与列边缘检测设备和行边缘检测设备分别连接，将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域，并二值化图像中分割出目标存在区域以作为目标子图像输出，目标存在区域的数量为一个或多个，对应的，目标子图像的数量为一个或多个；目标识别设备，与目标分割设备和FLASH存储芯片分别连接，将每一个目标子图像与各种类型昆虫的灰度化基准昆虫模版逐一匹配，匹配成功时，则获得匹配到的昆虫类型；飞思卡尔IMX6处理器，与第二开关管的栅极和第三开关管的栅极分别连接，通过在第二开关管的栅极上施加PWM
控制信号，确定第二开关管的通断，以控制风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电的通断，还通过在第三开关管的栅极上施加占空比可调的PWM控制信号，以控制风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电电压；其中，飞思卡尔IMX6处理器还与目标识别设备和FLASH存储芯片分别连接，当属于害虫类型的匹配到的昆虫类型的数量大于等于预设害虫数量阈值时，发出灭虫启动信号。
[0008] 更具体地，在所述智能化灭虫的LED路灯中：电子喷雾设备包括电子
驱动器件和喷头。
[0009] 更具体地，在所述智能化灭虫的LED路灯中：电子驱动器件用于接收灭虫启动信号并启动电子喷雾设备的药水喷射。
[0010] 更具体地，在所述智能化灭虫的LED路灯中：喷头与药水储存箱相通，用于喷出药水储存箱中的药水。
[0011] 更具体地，在所述智能化灭虫的LED路灯中：高清图像数据采集设备与图像预处理设备集成在一
块集成
电路板上。
附图说明
[0012] 以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
[0013] 图1为根据本发明实施方案示出的智能化灭虫的LED路灯的结构方
框图。
[0014] 附图标记：1飞思卡尔IMX6处理器；2电子喷雾设备；3充电子系统；4铅酸蓄电池具体实施方式
[0015] 下面将参照附图对本发明的智能化灭虫的LED路灯的实施方案进行详细说明。
[0016] 在夜间的公共场所，例如公园、开放式篮球馆、外设舞台处，经常有各类昆虫出没，尤其在夏天，其中蚊虫、苍蝇等有害的昆虫对人们的夜间正常活动造成一定干扰，需要通过一些灭虫装置进行杀除，以保证室外活动的正常进行。
[0017] 现有技术中，公共场所的管理方一般会根据经验，在有害昆虫经常出没的
位置放置电子式或非电子式的捕虫装置，例如灭蚊灯、笼式捕蝇器，这种方式虽然在一定程度上能够达到去除有害昆虫的效果，但过于偏重于个人经验，同时扑杀的范围不够宽且分布不够均匀，杀虫的效果受到严重限制。
[0018] 为了克服上述不足，本发明搭建了一种智能化灭虫的LED路灯，将杀虫设备转移到LED路灯上，利用LED路灯分布均匀且分布范围广的特点进行杀虫，同时提高杀虫的自动化水平，从而全面提升夜间公共场所的杀虫效率。
[0019] 图1为根据本发明实施方案示出的智能化灭虫的LED路灯的结构方框图，所述LED路灯包括飞思卡尔IMX6处理器、电子喷雾设备、充电子系统和铅酸蓄电池，充电子系统为铅酸蓄电池充电，充电后的铅酸蓄电池为飞思卡尔IMX6处理器、电子喷雾设备和LED灯管提供电力供应，飞思卡尔IMX6处理器与电子喷雾设备连接以控制电子喷雾设备实现对所述LED路灯附近的灭虫操作。
[0020] 接着，继续对本发明的智能化灭虫的LED路灯的具体结构进行进一步的说明。
[0021] 所述LED路灯还包括：水上浮标，设置在所述水下机器人主体的上方水面上。
[0022] 所述LED路灯还包括：药水储存箱，设置在灯架上，用于储存灭虫用的药水。
[0023] 所述LED路灯还包括：电子喷雾设备，设置在灯架上，与药水储存箱相通，与飞思卡尔IMX6处理器连接，用于在接收到灭虫启动信号时，喷射一次药水储存箱中的药水，每次喷射的药水用量固定。
[0024] 所述LED路灯还包括：光电池，设置在灯架上，具有电能输出接口，用于输出光电池将太阳能转换后的电能，电能输出接口包括输出正端和输出负端。
[0025] 所述LED路灯还包括：
瞬态电压抑制器，并联在电能输出接口的输出正端和输出负端之间。
[0026] 所述LED路灯还包括：第一电阻，其一端连接电能输出接口的输出正端，其另一端连接第二电阻的一端；第二电阻，其另一端连接电能输出接口的输出负端。
[0027] 所述LED路灯还包括：升力风机主结构，设置在灯架上，包括三个叶片、偏航设备、轮毂和传动设备；三个叶片在风通过时，由于每一个叶片的正反面的压力不等而产生升力，所述升力带动对应叶片旋转；偏航设备与三个叶片连接，用于提供三个叶片旋转的可靠性并解缆；轮毂与三个叶片连接，用于固定三个叶片，以在叶片受力后被带动进行顺时针旋转，将风能转化为低转速的动能；传动设备包括低速轴、齿轮箱、高速轴、支撑轴承、联轴器和盘式制动器，齿轮箱通过低速轴与轮毂连接，通过高速轴与风力发电机连接，用于将轮毂的低转速的动能转化为风力发电机所需要的高转速的动能，联轴器为一柔性轴，用于补偿齿轮箱输出轴和发电机转子的平行性偏差和角度误差，盘式制动器，为一液压动作的盘式制动器，用于机械刹车制动。
[0028] 所述LED路灯还包括：风力发电机，与升力风机主结构的齿轮箱连接，为一双馈异步发电机，用于将接收到的高转速的动能转化为风力电能，风力发电机包括定子绕组、转子绕组、双向背靠背IGBT电压源变流器和风力发电机输出接口，定子绕组直连风力发电机输出接口，转子绕组通过双向背靠背IGBT电压源变流器与风力发电机输出接口连接，风力发电机输出接口为三相交流输出接口，用于输出风力电能。
[0029] 所述LED路灯还包括：整流电路，与风力发电机输出接口连接，对风力发电机输出接口输出的三相交流电压进行整流以获得风力直流电压；滤波稳压电路，与整流电路连接以对风力直流电压进行滤波稳压，以输出稳压直流电压。
[0030] 所述LED路灯还包括：第三电阻和第四电阻，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第三电阻的一端连接滤波稳压电路的正端，第四电阻的一端连接滤波稳压电路的负端；第一电容和第二电容，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第一电容的一端连接滤波稳压电路的正端，第二电容的一端连接滤波稳压电路的负端，第一电容的另一端连接第三电阻的另一端，第二电容的另一端连接第四电阻的另一端；第三电容，并联在滤波稳压电路的正负二端；第五电阻，其一端连接滤波稳压电路的正端；第一开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第五电阻的另一端连接，其衬底与源极相连，其源极与滤波稳压电路的负端连接。
[0031] 所述LED路灯还包括：手动卸荷电路，其两端分别与第一开关管的漏极和源极连接；第一防反二极管，其正端与滤波稳压电路的正端连接，其负端与第一开关管的漏极连接；第二开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与滤波稳压电路的正端连接，其衬底与源极相连；第二防反二极管，其正端与第二开关管的源极连接。
[0032] 所述LED路灯还包括：第四电容和第五电容，都并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电路的负端之间；第三防反二极管，并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电路的负端之间；第三开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第三防反二极管的负端连接，其衬底与源极相连；第四防反二极管，并联在第三开关管的源极和滤波稳压电路的负端之间；第一电感，其一端与第三开关管的源极连接；第六电容和第七电容，都并联在第一电感的另一端和滤波稳压电路的负端之间；第五防反二极管，并联在第一电感的另一端和滤波稳压电路的负端之间。
[0033] 所述LED路灯还包括：铅酸蓄电池，并联在电能输出接口的输出正端和输出负端之间，同时其正极与第五防反二极管的负极连接，其负极与第五防反二极管的正极连接；继电器，位于LED灯管和铅酸蓄电池之间，通过是否切断LED灯管和铅酸蓄电池之间的连接来控制LED灯管的打开和关闭；光耦，位于继电器和嵌入式处理器之间，用于在嵌入式处理器的控制下，决定继电器的切断操作。
[0034] 所述LED路灯还包括：电压检测器，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电压。
[0035] 所述LED路灯还包括：电流检测器，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电流。
[0036] 所述LED路灯还包括：太阳能充电控制器，与电能输出接口、铅酸蓄电池、电压检测器和电流检测器分别连接，在检测到电能输出接口对铅酸蓄电池供电时，当接收到的充电电压小于预设电压阈值时，采用恒流充电方式对铅酸蓄电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设电压阈值且接收到的充电电流大于等于预设电流阈值时，采用恒压充电方式对铅酸蓄电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设电压阈值且接收到的充电电流小于预设电流阈值时，采用浮充充电方式对铅酸蓄电池进行充电。
[0037] 所述LED路灯还包括：FLASH存储芯片，预先存储了预设害虫数量阈值、黑白阈值和像素数阈值，所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理，所述FLASH存储芯片还预先存储了各种类型昆虫的灰度化基准昆虫模版，每一种灰度化基准昆虫模版为对对应种类的基准昆虫形状进行拍摄所得到的昆虫图像执行灰度化处理而获得。
[0038] 所述LED路灯还包括：高清图像数据采集设备，设置在灯架上，用于每隔预设时间对灯架附近进行拍摄，以获得高清灯架周围图像；图像预处理设备，与所述高清图像数据采集设备连接，用于对所述高清灯架周围图像依次执行自适应边缘增强和中值滤波处理，以获得预处理图像。
[0039] 所述LED路灯还包括：二值化处理设备，与图像预处理设备和FLASH存储芯片分别连接，用于将预处理图像的每一个像素的亮度与黑白阈值分别比较，当像素的亮度大于黑白阈值时，将像素记为白色像素，当像素的亮度小于黑白阈值时，将像素记为黑色像素，从而获得二值化图像；列边缘检测设备，与二值化处理设备和FLASH存储芯片分别连接，用于对二值化图像，计算每列黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于像素数阈值的列记为边缘列；行边缘检测设备，与二值化处理设备和FLASH存储芯片分别连接，用于对二值化图像，计算每行黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于像素数阈值的行记为边缘行。
[0040] 所述LED路灯还包括：目标分割设备，与列边缘检测设备和行边缘检测设备分别连接，将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域，并二值化图像中分割出目标存在区域以作为目标子图像输出，目标存在区域的数量为一个或多个，对应的，目标子图像的数量为一个或多个；目标识别设备，与目标分割设备和FLASH存储芯片分别连接，将每一个目标子图像与各种类型昆虫的灰度化基准昆虫模版逐一匹配，匹配成功时，则获得匹配到的昆虫类型。
[0041] 所述LED路灯还包括：飞思卡尔IMX6处理器，与第二开关管的栅极和第三开关管的栅极分别连接，通过在第二开关管的栅极上施加PWM控制信号，确定第二开关管的通断，以控制风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电的通断，还通过在第三开关管的栅极上施加占空比可调的PWM控制信号，以控制风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电电压。
[0042] 其中，飞思卡尔IMX6处理器还与目标识别设备和FLASH存储芯片分别连接，当属于害虫类型的匹配到的昆虫类型的数量大于等于预设害虫数量阈值时，发出灭虫启动信号。
[0043] 可选地，在所述LED路灯中：电子喷雾设备包括电子驱动器件和喷头；电子驱动器件用于接收灭虫启动信号并启动电子喷雾设备的药水喷射；喷头与药水储存箱相通，用于喷出药水储存箱中的药水；高清图像数据采集设备与图像预处理设备集成在一块集成电路板上。
[0044] 另外，光电池又称为“太阳能芯片”或“
太阳能电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电
半导体薄片。它只要被光照到，瞬间就可
输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic，photo光，voltaics伏特，缩写为PV)，简称光伏。太阳能电池是通过
光电效应或者光化学效应直接把光能转
化成电能的装置。以光电效应工作的
薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的实施太阳能电池则还处于萌芽阶段。
[0045] 自20世纪58年代起，美国发射的
人造卫星就已经利用太阳能电池作为
能量的来源。20世纪70年代
能源危机时，让世界各国察觉到能源开发的重要性。1973年发生了石油危机，人们开始把太阳能电池的应用转移到一般的民生用途上。在美国、日本和以色列等国家，已经大量使用太阳能装置，更朝商业化的目标前进。在这些国家中，美国于1983年在加州建立世界上最大的太阳能电厂，它的发电量可以高达16百万瓦特。南非、博茨瓦纳、纳米比亚和非洲南部的其他国家也设立专案，鼓励偏远的乡村地区安装低成本的太阳能电池发电系统。而推行太阳能发电最积极的国家首推日本。1994年日本实施补助奖励办法，推广每户3,000瓦特的“市电并联型太阳光电能系统”。在第一年，政府补助49％的经费，以后的补助再逐年递减。“市电并联型太阳光电能系统”是在日照充足的时候，由太阳能电池提供电能给自家的负载用，若有多余的电力则另行储存。当发电量不足或者不发电的时候，所需要的电力再由电力公司提供。到了1996年，日本有2,600户装置太阳能发电系统，装设总容量已经有8百万瓦特。一年后，已经有9,400户装置，装设的总容量也达到了32百万瓦特。随着环保意识的高涨和政府补助金的制度，预估日本住家用太阳能电池的需求量，也会急速增加。
[0046] 采用本发明的智能化灭虫的LED路灯，针对现有技术中夜间公共场所灭虫效率低下的技术问题，采用分散均匀且分散区域广的LED路灯作为杀虫平台，设计一套能够根据所在区域有害昆虫具体情况来制定灭虫策略的自动化灭虫设备，同时，改造LED路灯的电力供应设备使得LED路灯的电力供应更环保更可靠。
[0047] 可以理解的是，虽然本发明已以较佳
实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或
修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
