概 述
目前已经在多条高速上使用的风光互补可变信息标志为我公司自行研制的，利用风能和太阳能供电的大型可变信息发布系统。本系统在显示部分及控制部分均采用超节能设计；风光互补充放电控制器是本公司专门为本套显示系统研制开发的，具有充放电额定电流大，对发电系统、蓄电池组及负载的保护功能全面，超大液晶屏能清晰显示系统的各种工作状态；专门为蓄电池组设计了电池监测器，可监测蓄电池组中每节蓄电池的工作状态。
本公司已经为太阳能供电可变信息标志申请了国家技术专利，专利证书号为：第1385287号；同时太阳能供电可变信息标志已经通过交通部交通工程监理检测中心的检测，并通过了检测中心的审查，获得了批量生产许可证和现场施工许可证。
系统组成部分
风光互补门架型可变信息标志由显示分系统、供电分系统、通信分系统三大部分构成。
- 显示分系统：由显示屏体、扫描控制器构成
- 供电分系统：由风力发电机、光伏方阵（太阳能极板）、蓄电池组、风光互补充放电控制器、电池监测器、卸荷器构成
- 通信分系统
系统性能指标
一．显示分系统
1．显示屏体：
1）显示尺寸：长×高=10000mm×1000mm ，尺寸可定制
2）显示单元组成：解析度320×32点，采用红绿双色显示，每个像素由红、纯绿、双基色LED组成，显示板每平米亮度≥10000cd
3）相邻像素间距：31.25mm
4）半功率角≥30。，失控点≤3‰，且为离散型。
5）工作功率：≤180W。
6）显示功能：显示屏上的字符或图案的结构尺寸符合GB 5768的要求。
7)发光二极管的使用寿命不小100000小时，其他电子元器件的MTBF不小于30000小时。
8)LED采用恒流驱动，具有过流保护功能。
9) 静态视认距离不小于250米，动态视认距离不小于210米。
10) 每屏刷新频率为l2OHz，在汽车高速行驶时，标志的内容清晰、稳定。
2．扫描控制器
1) 该扫描控制单元是一款单板嵌入式扫描控制器，在180mm×200mm尺寸的主板上集成了PHILIPS公司最新超低功耗32位ARM微处理器、SDRAM、LCD控制、CPLD扫描电路、大容量存储器；
2)内置国标一、二级字库中的所有汉字、GB2312指定的全部汉字和数字字符及简单图形，可以满足图文信息显示的要求；
3)超低功耗，典型功耗为1.5W，无需风扇，提高了系统可靠性；
4)带10/100Mbps以太网接口和RS232/RS422双通信接口；
5)单电源供电，适用电元范围：+6V--+30V；
6)可向存储单元下载500条信息供操作员选择；
7)可实现静止显示、左移、右移、上移、下移、横百叶、竖百叶、闪烁等显示效果；
8)内置环境亮度取样电路，可实现32级自动、手动、程序调光；
9)通信协议开放。
⒊ 结构：(门架式可变信息标志)
可变信息标志采用门架支撑。显示板设于车道上方，门架基础一端设置在中央分隔带，另一端设置在路侧，其底缘距地而净空为5.5米，并设有便于维修的梯子和通道。门架式情报板及所有的支撑件已做防锈处理。
龙门架采用箱梁式结构，外形应美观大方，并能确保门架式情报板在承受由40m／s的风速产生的风压后，不影响标志板的使用性能，由此产生的几何形变应不大于2mm。
根据本次显示屏的总体显示尺寸要求，整个可变情报板显示屏体由十个模块式显示机箱组成。显示机箱箱体横向安装在龙门架上方，控制箱设在显示机箱两端，与显示机箱自成一体。上下门架有阶梯，路侧立柱带梯子，阶梯入口距人员站立面高度为2.5米，防止路人攀爬。显示屏前后均有保护栏杆,在不安装显示屏的位置设有前保护栏杆。门架上预留维护通道，通道位于显示屏的后面。
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控
制
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JX1
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JX2
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JX3
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JX4
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JX5
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JX6
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JX7
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JX8
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JX9
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JX10
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配
电
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二．供电分系统：
1. 风力发电机
◆ 额定功率：1000 W (600-1500W)
◆ 额定电压：24 V
◆ 风轮直径：3.0 m
◆ 启动风速：1.8 m/s
◆ 额定风速：8.5 m/s
◆ 安全风速：35 m/s
◆ 偏航方式：机械式
◆ 额定转速：400 r/m
◆ 外壳材质：钢
◆ 主叶片材料：木芯环氧树脂玻璃纤维涂覆
◆ 副叶片材料：高强工程塑料
◆ 主叶片数：3
◆ 副叶片数：7
2.光伏方阵（太阳能极板）
◆ 种 类：单晶硅太阳能电池
◆ 规 格：190W/24V
◆ 连接方式：并联
◆ 工作电压：36V
◆ 工作电流：5A
◆ 开路电压：43.8V
◆ 短路电流：5.47A
◆ 电池效率：＞15.2%
◆ 极板效率：＞15 %
◆ 工作环境温度：-40～+80℃
◆ 尺寸：1581*809*50mm3
◆ 边框材料：铝
3. 蓄电池组
◆ 品名：阀控式免维护胶体蓄电池
◆ 规格：1200- 2000AH，根据具体情况配置
◆ 连接方式：串联
◆ 额定工作温度: 25℃±3℃
◆ 工作温度范围: -35℃～50℃
◆ 浮充电压(25℃):26.6 ~27V
◆ 循环充电电压： 28 ～28.3V
◆ 端子材料：铜芯端子 Ф10X30mm不锈钢螺母、3 X 25mm镀锌铜排
4. 风光互补充放电控制器
首先
- 采用共阴极设计，控制正极，可实现全系统共地连接，分级保护；
- 对风力发电机产生的交流电进行整流，同时具有太阳能电池及风力发电机防反冲保护功能
- 具有蓄电池过充保护、蓄电池过放电保护功能。
- 具有卸荷控制功能
- 采用大面积液晶显示屏，可显示风电电压、风电电流、极板电压、充电电流、负载电压、负载电流、蓄电池组状态、环境温度等整个供电系统的全面信息；
- 备有门开关告警输入
- 可查询并处理蓄电池检测器采集到的蓄电池组有关信息；本控制器还有历史记录功能，
- 可保存30天的历史信息。
- 可通过RS232/422串行接口连接扫描控制器交换信息；
- 超低功耗，典型功耗为1W，直接利用专用铝型材外壳高效散热；
- 为胶体蓄电池量身定做，直接支持200Ah----2000Ah/24V的胶体蓄电池组；
- 支持最大充电电流为100A的太阳能电池组系统，额定电流压降为0.4V；
5.电池监测器
可监测蓄电池组中每节蓄电池的状态，并通过通信接口传送到风光互补充放电控制器上，并显示在液晶屏上。同时可通过扫描控制器将信息传送至控制中心。
6. 卸荷器
当蓄电池发生过充电时，能够泄放系统多余电能的装置，避免损伤供电系统。
7.供电系统安装
1) 风力发电机和光伏方阵（太阳能极板）安装
风力发电机和光伏方阵安装在同一个钢结构立柱上。立柱高8米，风力发电机位于立杆顶部，通过法兰盘与立柱连接、紧固；光伏方阵安装立柱5.5米处的横梁上，立柱通过法兰盘与水泥基础紧固连接。
2)蓄电池组、电池监测器安装
蓄电池组安装采用直埋式。首先在挖好的土坑内砌好水泥坑，然后放人防护箱，防护箱内放保温箱，在保温箱内放入蓄电池组。上面覆盖预制板，防止箱体被压变形，并且预留通风孔。
蓄电池监测器与蓄电池组一同安装在蓄电池保温箱内，与风光互补充放电控制器的通信线缆和供电线缆一同通过走线槽与显示机箱相连。
三．通信分系统：
1.系统内部控制通信
◆蓄电池监测器与风光互补充放电控制器间的通信接口为RS422接口，由风光互补充放电控制器上的ARM采集蓄电池监测器上的信息。
◆风光互补充放电控制器与扫描控制器间的通信接口为RS422接口，系统的各种信息均通过扫描控制器传送给控制中心。
2.系统与控制中心通信
系统对外的通信接口为标准RS232/RS422和1OM／1OOM以太网接口，与控制中心的通信传输方式有下列几种：
◆光纤通信
通过ODL异步数据协议转换型数据光端机经光缆将数据信息传送至控制中心
ODL异步数据协议转换型数据光端机具有串口协议转换功能和数据光端机功能。在外场，ODL异步数据协议转换型数据光端机可以将RS232/RS485信号转换成光信号或将光信号转换成电信号，实现和局端设备的通信。在监控中心，ODL异步数据协议转换型数据光端机将接收到的光信号转换成RS232/RS485信号再经内置的串口服务器将RS232/RS485信号转换成以太网信号接入监控中心的控制计算机或服务器，以完成整个通信和协议转换的过程。
◆无线通信
可采用GSM或CDMA方式通过公网实现系统与控制中心通信连接。