太阳能路灯控制系统设计本科毕业论文

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论文—太阳能LED路灯智能控制系统研究

论文—太阳能LED路灯智能控制系统研究

摘要太阳能光伏发电是一种不需燃料、无污染获取电能的高新技术。

充分利用太阳能不仅可以节约日益减少的不可再生能源,又可以减少对环境的污染,这使太阳能成为现在社会的一种重要能源。

太阳能LED路灯,是太阳能应用在现实生活中的实例,近几年受到普遍的关注与研究。

本论文设计了一种智能太阳能LED路灯系统,以AT89S51单片机为核心,通过对光强的检测和蓄电池电量的检测,再由单片机实现设定功能。

本文内容包括国内外太阳能发电现状及工作原理,方案选择,元器件选择,系统的硬件,软件设计及系统的改进方向。

其中系统的硬件设计主要包括单片机最小系统、蓄电池充放电控制电路、主副电路的电压变换电路、A/D转换电路、主副电路切换电路、光强检测电路、电量检测电路、系统与上位机通信电路和温度检测等设计。

关键词太阳能LED路灯光强检测电量检测Abstract:Solar photovoltaic power generation is a kind of don't need fuel, pollution-free electricity for high and new technology. Make full use of solar light can not only save increasingly reduce non-renewable energy sources, and can reduce the pollution to the environment, which makes solar energy society be an important energy. Solar LED street light is a solar energy application examples in real life, so it is widely attention and research in recent years.This paper designs a kind of intelligent solar LED street light system. It is based on AT89S51 as the core, through the optical detection and battery power, to set function by microcomputer.In this paper, the concrete content includes solar power at home and abroad present situation and the working principle, scheme selection, component selection, system hardware, software design and the improvement direction of thesystem.The system's hardware design mainly includes the SCM smallest system, storage battery charging and discharging control circuit, main circuit and assistant circuit voltage conversion circuit, A/D conversion circuit, main circuit and assistant circuit of switching circuit, light intensity detection circuit, power circuit, communication circuit of system and the upper machine,temperature detection. Keywords:Solar energy LED street light Light intensity detection Capacity check目录1绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 国内外发展现状 (2)1.3 研究的内容 (5)2方案论证 (7)2.1 控制方式的选择 (7)2.2 蓄电池充电方式的选择 (7)2.3 电网电压的转换电路的选择 (9)2.4 电池电量检测方式的选择 (11)3 元器件选择 (13)3.1 太阳能电池的选择 (13)3.2 控制器的选择 (14)3.3 蓄电池的选择 (16)3.4 光强检测的选择 (17)3.5 LED的选择 (19)3.6 以长春地区为例的设计举例 (20)4 硬件电路设计 (21)4.1 单片机简介 (21)4.2 时钟电路 (26)4.3 复位电路 (27)4.4 过充过放控制电路 (27)4.5 副电源电压变换电路 (28)4.6 报警电路 (29)4.7 蓄电池电压变换电路 (29)4.8 A/D转换电路 (30)4.9 光强检测及传感电路 (31)4.10 主副电源电路切换电路 (32)4.11 电量检测电路 (32)4.12 系统与上位机通信电路 (33)4.13 温度检测电路 (33)5 系统软件设计 (34)5.1 路灯开关程序框图 (35)5.2 蓄电池充电程序框图 (35)5.3 主副电路切换程序框图 (36)6 系统设计展望 (37)7 总结 (38)参考文献 (39)致谢 (40)附录 (41)附录一主程序 (41)附录二原理图 (46)1绪论1.1 前言能源是当今世界存在和保持发展的核心动力,随着社会生产的扩大、人口的增长、科技的发展等,对能源的需求也在不断增长,当今世界已经面临着能源需求量成倍增长的挑战,随之而来的是全球范围内的能源危机。

《2024年智能太阳能路灯系统设计》范文

《2024年智能太阳能路灯系统设计》范文

《智能太阳能路灯系统设计》篇一一、引言随着现代科技的不断发展,人类社会正面临越来越多的环境与能源问题。

为应对这些问题,环保、节能型科技产品在城市建设和改造中越来越受重视。

其中,智能太阳能路灯系统因其独特的优势和高效能的特点,逐渐成为城市照明系统的重要组成部分。

本文将详细介绍智能太阳能路灯系统的设计思路、原理及其应用。

二、系统设计概述智能太阳能路灯系统是一种利用太阳能作为能源,通过智能控制系统进行开关和亮度调节的路灯系统。

该系统主要包括太阳能电池板、蓄电池、LED路灯、智能控制模块等部分。

设计目标在于通过合理配置和优化这些组成部分,实现路灯的智能化管理,以最大限度地提高太阳能的利用效率和路灯光源的使用效果。

三、主要部件及设计原理1. 太阳能电池板:负责将太阳能转换为电能。

设计时需考虑其转换效率、耐久性及安装角度等因素,确保其能充分接收太阳光并转化为电能。

2. 蓄电池:用于储存太阳能电池板产生的电能。

在无光照条件下,为LED路灯提供电力。

选择合适的蓄电池是确保系统稳定运行的关键。

3. LED路灯:作为光源,具有低功耗、高亮度、长寿命等特点。

通过智能控制模块进行调节,可根据光照强度、时间等因素自动调整亮度。

4. 智能控制模块:是整个系统的核心部分,负责接收传感器信号、处理数据并控制路灯的开关和亮度。

该模块采用微处理器和嵌入式技术,具有高效率、低功耗的特点。

四、系统工作原理智能太阳能路灯系统的工作原理如下:1. 太阳能电池板在有光照的条件下,将太阳能转换为电能,为蓄电池充电。

2. 当夜幕降临,光敏传感器检测到环境光线变暗,将信号传递给智能控制模块。

3. 智能控制模块根据接收到的信号和预设的逻辑,控制LED 路灯的开关和亮度。

4. 在白天或光照充足时,LED路灯关闭或低亮度运行,以节省电能。

5. 当蓄电池电量不足时,智能控制模块会提前调整LED路灯的亮度或工作时间,以延长整个系统的使用寿命。

五、系统应用及优势智能太阳能路灯系统在城市建设中有着广泛的应用和明显的优势:1. 环保节能:利用太阳能作为能源,减少了对传统电能的依赖,降低了碳排放。

太阳能智能路灯控制系统设计大学毕业论文

太阳能智能路灯控制系统设计大学毕业论文

航空大学自学考试毕业论文题目太阳能智能路灯控制系统设计专业光伏材料应用技术摘要本文介绍了太阳能光伏发电系统的背景和国以与国外的太阳能发展现状与发展趋势,并介绍了离网型和并网型的太阳能光伏发电系统,分析了太阳能光伏发电的利用原理和发展优势,说明了太阳能电池最大功率跟踪的原理以与一些常用的方法,并比较了他们的优缺点,介绍了太阳能蓄电池的工作原理和一些常用方法;随着全球能源危机和环境污染的日益严重,开发利用清洁的可再生能源势在必行,太阳能成为了当今世界上最清洁、最具有规模开发前景的可再生能源之一,其中光伏并网发电是太阳能利用的主要趋势。

通过所学知识设计了一个太阳能路灯智能控制系统,整个系统运行均为自动控制,工作原理简单,安装方便。

关键词:离网光伏发电系统;并网光伏发电系统;变换器;智能路灯。

目录摘要Ⅱ第一章绪论11.1太阳能光伏发电的背景11.2太阳能光伏发电系统的现状与发展趋势31.2.1我国太阳能光伏发电的现状与发展趋势31.2.2国外太阳能光伏发电现状与发展趋势3第二章太阳能光伏发电系统的介绍42.1太阳能光伏发电的优点52.2并网型的光伏发电系统62.3离网型的光伏发电系统72.4太阳能电池最大功率点跟踪82.4.1太阳能电池最大功率点跟踪原理与方法8第三章铅酸蓄电池113.1太阳能蓄电池的工作原理113.2太阳能控制器133.2.1太阳能控制器的充电保护模式133.3光伏逆变器14第四章太阳能路灯智能控制系统设计16总结21参考文献22致22第一章绪论1.1太阳能光伏发电的背景全球石油剩余可开采年限仅有41年,天然气剩余可采年限61.9年,煤炭剩余可采年限230随着全球能源消费量不断提高,常规非可再生能源已经不能满足大多数国家的供给需求。

根据世界能源权威机构的分析,按照目前已经探明的化石能源储量以与开采速度来计算,年。

另一方面,一次性能源的开采和应用也是造成生态破坏和全球环境污染的一个重要原因。

太阳能路灯系统设计毕业论文

太阳能路灯系统设计毕业论文

自适应哈弗曼编码毕业论文目录中文摘要 ..........................................................................................................错误!未定义书签。

英文摘要 ..........................................................................................................错误!未定义书签。

1 绪论 (1)1.1太阳能的优点 (1)1.2太阳能照明的发展趋势 (2)1.3太阳能路灯 (3)2系统设计思路 (5)2.1系统组成 (5)2.2设计思路 (5)3各组成部件工作原理 (7)3.1太阳能电池 (7)3.1.1太阳能电池的分类 (7)3.1.2硅太阳能电池工作原理 (8)3.2蓄电池 (10)3.2.1蓄电池的种类 (10)3.2.2铅酸蓄电池的工作原理 (12)3.3控制器 (13)3.3.1单片机STC12C5A60S2的介绍 (13)3.3.2复位电路 (14)3.3.3时钟电路 (15)3.3.4控制器工作原理 (15)3.3.5 技术参数 (17)4容量计算及配置选型 (19)4.1负载 (19)4.1.1LED负载特性 (19)4.1.2LED负载的选择 (20)4.2系统容量的计算 (21)4.2.1太阳能电池组件及方阵的设计与计算 (21)4.2.2蓄电池和蓄电池组的设计与计算 (22)4.3太阳能路灯的安装 (22)5结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录太阳能路灯系统电路原理图 (28)1 绪论1.1太阳能的优点无论是现在还是将来,太阳能都拥有广阔的市场前景。

潜力无限的太阳能是一种清洁、高效而且可持续的再生能源。

同时,使用太阳能是一个明智的选择,如果使用太阳能电池板为您的住宅供电,在收到每个月的电费单时,您就能体会到这一点。

《2024年智能太阳能路灯系统设计》范文

《2024年智能太阳能路灯系统设计》范文

《智能太阳能路灯系统设计》篇一一、引言随着社会科技的不断进步和环境保护意识的逐渐加强,节能、环保、高效的绿色能源利用已成为当前发展的重要方向。

其中,智能太阳能路灯系统作为一种高效、环保的照明解决方案,逐渐受到了广泛关注。

本文将详细阐述智能太阳能路灯系统的设计原理、构成部分以及其在应用中的优势。

二、系统设计原理智能太阳能路灯系统以太阳能为能源,通过光伏效应将太阳能转化为电能,为路灯提供照明动力。

系统设计主要遵循节能、环保、智能化的原则,实现自动开关灯、亮度调节、故障诊断等功能。

三、系统构成部分1. 太阳能电池板:太阳能电池板是智能太阳能路灯系统的核心部分,负责将太阳能转化为电能。

其性能直接影响系统的发电效率和寿命。

2. 储能电池:储能电池用于储存太阳能电池板产生的电能,以供夜间或阴雨天使用。

常见的储能电池有铅酸电池、锂离子电池等。

3. 智能控制器:智能控制器是系统的“大脑”,负责控制路灯的开关、亮度调节等功能。

通过内置的传感器和算法,实现自动开关灯、故障诊断等功能。

4. LED路灯:LED路灯作为照明设备,具有节能、环保、寿命长等特点。

系统采用高亮度的LED路灯,以满足照明需求。

5. 其他辅助设备:包括支架、电缆等,用于支撑太阳能电池板和连接各部分设备。

四、系统设计优势1. 节能环保:智能太阳能路灯系统以太阳能为能源,无需消耗传统能源,实现节能环保。

2. 智能化管理:通过智能控制器,实现自动开关灯、亮度调节、故障诊断等功能,提高管理效率。

3. 长寿命:太阳能电池板、LED路灯等主要设备具有较长的使用寿命,降低维护成本。

4. 适用范围广:智能太阳能路灯系统适用于各种环境,如城市道路、乡村小道、公园等。

5. 经济效益:长期运行成本低,可为用户节省大量电费支出。

五、结论智能太阳能路灯系统作为一种高效、环保的照明解决方案,具有广阔的应用前景。

通过不断的技术创新和优化,智能太阳能路灯系统将在节能、环保、智能化等方面发挥更大的作用,为城市和乡村的照明事业做出积极贡献。

太阳能路灯毕业设计

太阳能路灯毕业设计
4 各部件的组成及工作原理 .................12. ..... 4.1太 阳 能电池的组成及工作原理 ...........1.2. ..... 4.1.太1阳 能 电池的分类 .............1.2. ..... 4.1.硅2太 阳 能电池工作原理与结构 ........1.2. ..... 4.1.太3阳 能 电池组件 ..............1.5. ..... 4.1.太4阳 能电池组件结构 .............18. ..... 4.2蓄 电 池的结构及原理 ...............2.0. ..... 4.2.铅1酸 蓄 电池的结构及工作原理 ........2.1. ..... 4.3控 制 器的基本工作原理 ..............2.1. ..... 4.3.蓄1电 池充电 .................22. ..... 4.3.蓄2电 池给 LE供D电 ..............23. ..... 4.4 光L源E .D...................2.4. .....
6
河南理工大学万方科技学院本科毕业论文
表 1-2相 关政策
文件编号
内容
职能部门 /时 间
国发[ 200]6 28号
国务院关于加强节能工作的决定
2006-8-6
国发[ 200]8 国务院关于进一步加强节油节电
23号
工作的通知
国务院 2008-8-1
关于开展“节能产品惠民工程” 的 财建[ 200]9
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河南理工大学万方科技学院本科毕业论文
2 设计思想 2.设1计 思路及原则
设计思路:太阳能路灯的设计与一般的太阳能照明相比,基本原理 相同,但是需要考虑的环节更多。

太阳能路灯毕业论文

太阳能路灯毕业论文

太阳能路灯的优化设计与经济性评估摘要全球的能源短缺、环境污染、气候变暖等问题正日益困扰着人类社会,“寻求绿色替代能源,实现可持续发展”已成为世界各国面临的共同课题。

太阳能光伏发电不排放CO2和SO2等污染性的气体,也没有常规发电的噪音、固体废物和其他污染,是当前最重要的可再生能源技术之一。

随着太阳能发电技术的不断发展,太阳能路灯以环保、节能、安全等优势成为城市道路照明行业的新宠,市场潜力巨大。

在不同地区,诸如城市或乡村,对太阳能路灯照明密度的要求不同,本论文主要通过研究太阳能路灯及太阳能电池的工作原理,太阳能电池的基本特性及太阳能路灯系统的优化设计,根据不同的要求主要从实用性和经济性方面考虑选择出适合本地区需求的相应容量的太阳能光伏电池以及太阳能光伏电池配置。

关键词:太阳能路灯,光伏电池,优化设计Study on the Selection of photovoltaic cellssolarstreetlampAbstractGlobal energy shortages,environmental pollution,climate warming and other issuesare increasingly troubledby the human society, "to find the green alternativesources ofenergy andachieve sustainable development" hasbecome a common task facing allcountriesin the world.Solar PV doesnot emitCO2andSO2, there isno noise of conventionalpower generation, solid waste andotherpollution, is the most important renewable energy technologies. Withthe continuousdevelopment of solar power technology,solar energy streetlamp to environmentalprotection,energy saving, security andother benefit sto becomethe new darling ofcity roadlightingindustry, themarkethas great potential.In different regions,such ascities or ruralareas,thedensity of solar streetlighting requirements are different,this thesisby studying thesolar lights andsolar cell works, thebasic characteristics of solar cells. According to different requirements, mainly fromthe practical and economic considerat ions demand for choice in theregionsuitable for the corresponding capacity of solar photovoltaic cells and solar photovoltaic cellsconfigure d.Keywords :solarl light, PV, optimization目录摘要ﻩIAbstract ........................................................................................................... 错误!未定义书签。

太阳能路灯控制系统毕业论文

太阳能路灯控制系统毕业论文
《工程实践》设计任务书
题 目
太阳能路灯控制系统




由于现在的能源短缺问题,新能源供电对于在生活中实现照明要求有较好的效果。在设计该系统过程中,考虑到利用太阳能照明,此系统必须包含充放电的保护、电能强弱的检测和供电能源的切换等功能。因此设计的主要容是研究太阳能路灯供电的控制,在太阳能足够对路灯进行供电时,使用太阳能对蓄电池充电;如果太阳能不足以提供充足的能源,那么转为市电对路灯进行供电。这样,通过对供电电源的切换达到节能并智能选择供电电源。其意义在于实现智能供电的同时,达到节能的目的。
1.2设计目的
随着经济的发展、社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求,近年来能源供需矛盾突出,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太没有地域的限制无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开发和利用,且勿须开采和运输。它同以往其他电源发电原理完全不同,具有以下特点:
1.无枯竭危险;
2.干净无公害;
1.3 设计任务
设计出一款能够将太阳能转化为电能并储存在蓄电池中且能智能给路灯供电,智能转换蓄电池和市电对路灯供电的一个控制系统。设计一个功能全面,能控制蓄电池充放电,转换供电电源的实物控制系统。此系统在太阳能不足时需转变为市电供电,市电220V经变压器降压到9V后经全桥整流稳压后保持7V的稳定值。太阳能电池板给蓄电池以6.5V的恒定电压充电,并且在蓄电池两端并联一个电压采集电路,采样信息由P1.1口输入单片机,经AD转化后由单片机处理识别,并控制两个继电器的动作,从而实现两供电电源的转换。同时,单片机的另外端口也控制指示灯的状态,在判断符合某指示灯亮的条件时,单片机给出亮灯信号。另一方面,单片机的电源是从市电或者蓄电池处获得,当蓄电池电量充足时,由蓄电池给单片机供电,不足时由市电给单片机供电,其条件如路灯的控制条件。最后,绘制原理图和PCB板,做出实物,进行调试,使其能达到理想的功能状态。

太阳能LED路灯照明系统设计(毕业设计)

太阳能LED路灯照明系统设计(毕业设计)

广西大学毕业设计(论文)任务书课题名称太阳能LED路灯照明系统设计学院物理科学与工程技术专业电子科学与技术班级 06级1班学号**********姓名郭卫指导教师陆翔二O一 O 年六月二日摘 要近年来,随着太阳能发电产业的迅速发展,光伏应用的领域正在逐渐扩大,各种光伏新产品不断涌现。

这种光伏技术被公认为是21世纪最具发展前景的高新技术领域之一。

已开始在美国、法国、日本等发达国家很多地区得到广泛应用。

研究方法是设计步骤中的核心问题。

对方法的研究过程中,最终采用了PIC16F716的PWM限流控制器,该控制器为结合铅酸蓄电池充放电特性和太阳电池伏安特性,专为负载LED灯具设计的一款充放电控制器,其利用PWM技术对LED进行稳压限流供电,从而达到延长LED使用寿命的目的。

此外,充电电路太阳能路灯系统是利用太阳能电池的光伏效应将太阳光能直接转换成电能,选择一种合适的蓄电池的充电管理模式,并要求对电压的实时监测,及时配合控制器的指令控制最终能够有效的完成白天利用太阳能电池板对蓄电池充电,晚上蓄电池释放能量点亮LED 灯,并且在阴雨天气的状况下,能够持续供电3~4天。

并且充电电路分别对保护电压、浮充点电压,恢复电压时进行不同的充电方式,再用于照明的系统。

经过调试试验等最终证实了,在照明路灯中,作为技术和艺术相结合的太阳能照明系统-太阳能LED路灯,因具备环保、节能、发光效率高等诸多优点,是的太阳能LED灯照明技术正在成为照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一场照明光源的革命。

关键词:太阳能LED路灯放电路 PWM控制光伏效应目 录第一章 绪 论 (1)1.1 前言 (1)1.2 技术指标和系统功能 (1)1.2.1 系统技术指标: (1)1.2.2 系统功能 (2)第二章 系统方案论证及选择 (3)2.1 方案比较与论证 (3)2.1.1太阳能电池板的选择 (3)2.1.2 蓄电池的选择对比 (3)2.1.3 照明灯具的选择 (4)2.1.4 控制器芯片的选择 (5)2.2 方案的配置与计算 (6)2.2.1方案的配置 (6)第三章 系统设计的理论分析 (7)3.1太阳能照明系统电路总体分析 (7)3.2太阳能光伏发电的理论 (7)3.3控制器设计的理论基础 (8)3.4 蓄电池的充放电原理 (8)3.5 LED的驱动原理 (9)第四章 系统的硬件设计 (10)4.1系统电路框图 (10)4. 2 控制模块的硬件设计 (11)4.2.1充电电路的设计 (11)4.2.2放电电路的硬件设计 (12)4.2.3 LED指示电路 (12)4.2.4控制器电源稳压电路的硬件设计 (13)4.2.5外围电路的硬件设计 (14)4.3 LED的连接方式 (14)4.4 硬件设计的原理流程图 (14)4.5硬件系统总图 (15)第五章 软件设计 (17)5.1系统软件框图 (17)5.2系统主要程序编辑 (17)5.2.1PWM模式的选择 (17)5.2.2检测程序的流程 (17)第六章 实验结果与分析 (20)6.1实验的性能分析 (20)6.2实验结果 (21)第七章 产品经济可行性分析 (22)7.1成本对比估算 (22)7.2设计的前景展望 (23)结束语 (25)参考书目 (26)致 谢 (28)第一章 绪 论1.1 前言太阳能LED照明是未来照明的方向,其最大特点为:环保、节能、发光效率高,因此使它将逐步取代传统光源。

led太阳能路灯控制器设计本科毕设论文

led太阳能路灯控制器设计本科毕设论文

LED太阳能路灯控制器设计根据LED太阳能路灯系统特点,设计了太阳能路灯控制器。

详细说明了蓄电池充电控制及负载输出控制的硬件设计原理,并采用三段式充电理论实现了控制器的软件设计。

控制器功能易于实现,满足控制和环保节能的要求。

太阳能作为一种新兴的绿色能源,以其永不枯竭、无污染等优点,正得到迅速的推广应用。

LED具有体积小而坚固耐用,耗电量低、使用奉命长、环保、光色性能好等特点,有资料显示,每年用于照明的电力在3000亿度以上,若采用LED 照明,每年就可以节约1/3的照明用电,基本上相当于总投资规模超过2000亿元的三峡工程的全年发电量。

由于太阳能电池板输出的是直流电能,而LED也是直流驱动光源,两者的结合更能提高整个系统的效率,降低市政成本,所以LED 太阳能路灯越来越受到人们的重视。

2LED太阳能路灯系统结构LED太阳能路灯系统1所示,可以看出其由太阳能电池、路灯控制器、蓄电池、市电供电和LED路灯五部分组成,其中太阳电池用于把太阳光能转互电能,即白天时刻太阳能电池给蓄电池充电,并且可以根据太阳能电池两端电压的大小判断光亮程度。

也就是从太阳电池电压的大小来判断天黑和天亮。

蓄电池是整个太阳能系统的储备能源设备,白天时太阳电池给蓄电池充电,晚上或阴雨天系统和负载用电由蓄电池来提供。

3路灯控制器硬件设计太阳能路灯控制器是太阳能路灯系统中最为重要的部件,其功能设计的好坏决定了一个太阳能路灯系统运行情况的优劣。

路灯控制器需要实现的功能有:根据太阳亮度,白天断开LED路灯而给蓄电池充电,晚上通过蓄电池给路灯供电,并能分时段进行功率调整,在蓄电池电量不足时,自动切换到市电供电系统;防止蓄电池过充和过放,具有短路保护和反接保护功能等。

根据需要实现的控制功能,本文选择STM8单片机对LED 太阳能路灯系统进行控制。

单片机主要完成的功能包括检测蓄电池两端电压并根据不同状态采用不同的充电模式;判断白天黑夜并以此来切换蓄电池充电和放电模式以及切换到市电供电系统。

论文—太阳能LED路灯智能控制系统研究

论文—太阳能LED路灯智能控制系统研究

2
LED路灯具有节能、环保、使用寿命长等优点 ,是城市道路照明的理想选择。
3
智能控制系统可以提高路灯的能源利用效率, 降低维护成本,并实现智能化管理。
研究目的与内容
研究目的:开发一种基于太阳能LED路灯的智能控制系 统,提高路灯系统的能源利用效率和管理水平。
分析太阳能LED路灯系统的特点及存在的问题。
02
太阳能LED路灯智能控制系统概述
太阳能LED路灯系统简介
太阳能LED路灯系统的组成和工作原理 太阳能LED路灯系统的优势和应用范围
智能控制系统在太阳能LED路灯系统中的应用
智能控制系统的功能和实现方法
智能控制系统在太阳能LED路灯系统中的应用实例和效果
太阳能LED路灯智能控制系统的研究现状与发展趋势
控制系统对环境的适应性有待进一步提高
由于不同地区的气候和环境条件不同,需要对控制系统进行更多的适应性测试和优化,以 更好地满足不同环境下的使用需求。
智能化程度还有提升空间
虽然目前的智能控制系统已经取得了一定的成果,但还可以通过增加更多的智能化功能和 优化算法,提高控制系统的智能化程度。
需要进一步推广应用
设计并实现一种基于物联网和云计算的智能控制系统架 构。
研究内容 研究智能控制系统的组成和功能需求。 对系统的性能进行测试和验证。
研究方法与论文结构
研究方法
采用理论分析和实验研究相结合的方法,首先进行需求分析 和系统设计,然后进行硬件开发和软件编程,最后进行系统 测试和性能评估。
论文结构
引言、第1章、第2章、第3章、第4章、结论与展望、参考文 献。
04
太阳能LED路灯智能控制系统性能测 试与分析
测试方案与实验设备

太阳能路灯控制系统的设计本科毕业论文

太阳能路灯控制系统的设计本科毕业论文

目录1.引言 (1)2.方案论证及选择 (3)2.1方案一:采用分立元件设计 (3)2.2方案二:采用单片机控制实现 (3)2.3方案选择 (4)3. 系统硬件的设计 (5)3.1 单片机最小系统电路设计 (5)3.2 显示电路设计 (8)3.3 按键开关电路 (9)3.4 太阳能板模块 (10)3.5 蓄电池管理模块 (12)3.6 路灯控制模块 (13)3.7 整体电路图 (14)4.系统软件的设计 (15)4.1 软件设计思路和实现的功能 (15)4.2 系统流程图 (15)4.2.1 ADC0832的子程序 (16)4.2.2 LCD1602子程序 (17)4.2.3 按键子程序 (18)4.3 系统源程序 (18)5.系统电路的搭建与调试 (19)5.1 系统软件的仿真 (19)5.2系统硬件电路搭建 (19)5.3 系统硬件电路的调试 (20)5.4 设计中遇到的问题及解决结果 (22)6.总结与展望 (23)致 (24)参考文献 (25)附录A 英文文献原文 (26)附录B 英文文献译文 (31)附录C 系统源程序 (35)附录D 元器件清单 (40)1.引言太阳能LED路灯是一种新型的结合太阳能光伏发电技术与LED技术的路灯。

系统通过蓄电池将太阳电池板产生的电能储存起来供负载在夜晚照明使用。

自哥本哈根气候峰会召开以来,环保节能的话题已经成为当今世界的热点话题。

节能减排已不仅是政府的一个行动目标,而且给企业带来经济上的收入,让人们能得到一个较好的生存环境。

当今社会,人类面临着经济和能源可持续发展的重大挑战,其中,能源问题更为突出,不仅表现在常规能源的匮乏,更严重的是化石能源的开发利用更加剧了环境的恶化。

主要表现为以下几个方面:(1)能源的短缺。

常规能源的有限性和分布不均匀,造成了世界上大部分国家能源供应不足,不能满足其经济发展的需求。

从长远来看,全球已探明石油储量只能用到2020年,天然气也只能延续到2040年左右,即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。

2024年新太阳能路灯方案范文(三篇)

2024年新太阳能路灯方案范文(三篇)

2024年新太阳能路灯方案范文摘要:太阳能路灯作为一种环保、节能的照明设施,已经在全球范围内得到广泛应用。

为了进一步提高太阳能路灯的效能和实用性,本文提出了一种新型的太阳能路灯方案,通过引入智能控制系统和高能效光源,提高路灯的能源利用效率和亮度,同时减少了对环境的污染。

该方案同时考虑到路灯的外观设计和安全性能,满足了城市照明的需求。

关键词:太阳能路灯,智能控制系统,高能效光源,环保,节能1. 引言太阳能路灯作为一种环保、节能的照明设施,已经成为城市照明的重要组成部分。

然而,传统的太阳能路灯存在一些问题,如能源利用效率低、亮度不足、对环境污染等。

为了解决这些问题,本文提出了一种新型的太阳能路灯方案。

2. 方案介绍2.1 智能控制系统传统的太阳能路灯大多采用固定的光照时间,无法根据实际需要进行调节。

为了解决这个问题,新型太阳能路灯引入了智能控制系统。

该系统可以根据光强传感器感知到的光照情况,智能地调节路灯的亮度。

当周围环境变暗时,路灯会自动提高亮度,以确保道路的安全。

而在光线充足的时候,路灯则会自动降低亮度,以节省能源。

2.2 高能效光源传统的太阳能路灯大多使用荧光灯作为光源,其能源利用效率相对较低。

为了提高能源利用效率和亮度,新型太阳能路灯采用了LED 光源。

LED光源具有能效高、寿命长、亮度高等优点,在路灯的照明效果上具有明显的改善。

此外,LED光源还可根据需要调节颜色和亮度,以满足不同场景的照明需求。

2.3 外观设计新型太阳能路灯在外观设计上也进行了优化。

传统的太阳能路灯外观单调,缺乏美感。

而新型太阳能路灯采用创意设计,结合现代科技元素,使其更加具有艺术感和时尚感。

同时,路灯的外壳采用防水和防腐材料,能够在不同的天气条件下长时间使用。

2.4 安全性能新型太阳能路灯的安全性能也得到了加强。

路灯配备了智能感应器,能够自动感知行人和车辆的存在,并在需要时提供足够的照明。

此外,路灯还具备防盗功能,有助于减少路灯被盗的情况发生。

基于单片机的太阳能路灯控制器设计_毕业设计(论文)

基于单片机的太阳能路灯控制器设计_毕业设计(论文)
首先对太阳能路灯基本模块组成、基本功能及发展现状进行了阐述,并根据蓄电池剩余荷电容量(SOC)的数学模型和剩余荷电容量(SOC)与蓄电池的使用寿命的关系提出了单片机系统改进的控制方案,并根据实际需要提出用脉宽调制信号(PWM)来驱动和调节白光LED,可使白光LED工作于发射最纯净白光。半导体PN结技术的太阳能光伏发电技术与发光二极管(LED)照明技术,都有着环保、节能、长寿命和安全的特点。对这两项技术的高效结合进行优化研究,符合我国目前节能,环保及可持续性发展的目标。
总之,随着城市规模的不断扩大,现有的路灯技术不能达到环保节能的要求,本文采用多点控制蓄电池剩余荷电容量(SOC)控制和脉宽调制信号(PWM)来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和源程序设计,能有效解决LED太阳能路灯的不足。因此,本课题设计对我国LED路灯节能环保的发展有很大的现实意义。
关键词:光伏发电;剩余荷电Fra bibliotek量;脉宽调制信号;控制系统
First,this artical in detail find the basic modules for solar street light, the basic function and development. To improve control programs, it based on the remaining battery capacity of charge (SOC) of the mathematical model and the remaining capacity of charge (SOC) and battery life of the relationship between the proposed SCM system and proposed to the actual needs of PWM signal (PWM) to drive and adjust the white LED.Then the white LED can work on the launch of the purest white.What’s more, PN junction semiconductor technology, solar photovoltaic technology and light-emitting diode (LED) lighting technology, all have environmental protection, energy saving, long life and safety features. Combining these two techniques to optimize the research, in line with our current energy, environmental protection and sustainable development are the development goals.

基于单片机的太阳能路灯控制系统设计毕业论文

基于单片机的太阳能路灯控制系统设计毕业论文

吉林工程技术师范学院信息工程学院学士学位论文基于单片机的太阳能路灯控制系统设计基于单片机的太阳能路灯控制系统设计The Design of Solar street lamp Control system Based on MCU学生姓名:张建木班级: D0745指导教师:吉李满职称:副教授专业名称:电子信息工程答辩时间:答辩委员会主席:毕业设计(论文)评阅人:2011 年 6 月吉林工程技术师范学院毕业论文摘要随着可持续发展的不断深入,人们在积极开发各类可再生新能源的同时也在倡导节能减排的绿色环保技术。

太阳能作为一种清洁的优秀的可再生能源,已成为最有价值的新能源。

而在照明领域,寿命长、节能、安全、绿色环保、色彩丰富、微型化的LED固态照明也已被公认为一种节能环保的重要途径。

本文研究的路灯同时整合了这两者的优势,利用清洁能源以及高效率的LED实现绿色照明。

太阳能LED路灯是一种结合太阳能光伏发电技术与LED技术的新型路灯。

系统通过蓄电池将太阳电池组件产生的电能储存起来供负载在夜晚照明使用。

基于单片机控制的太阳能路灯具有很多优点:安全可靠,维护方便;不需要常规能源,不污染环境;安装方便,自动控制。

从而不仅节约了电能,而且避免了由于四季昼夜长短不一,需要调整电路系统的麻烦,使路灯更为人性化。

关键词:光伏发电,蓄电池,发光二极管I摘要ABSTRACTWith the deepening of the sustainable development, people are active in the development of all kinds of renewable energy, while also advocating green environmental technology of energy saving and reducing emission. Solar energy as a kind of clean excellent renewable energy has become the most valuable new energy. While in the lighting area, long life, energy saving, safety, green environmental protection, rich colors, miniaturization of light emitting diode (LED) solid-state lighting has been considered as one of the important ways of saving energy and environmental protection. The street lamp in this paper simultaneously integrates both the advantages; utilize clean energy and high efficient LED to realize green lighting.Solar LED lamp is one new type of street lamp by uniting solar photo- voltaic (PV) power generation technology and LED technology. The system stores electrical energy via battery, generated by components of solar cells, to supply night illumination of street lamps. Solar street lamps based on MCU control have many advantages: safety, reliability, easy to maintain; energy saving, without pollution to environment; easy installation, automatic control. Consequently, not only save electrical energy but also avoid the troubles to need adjusting the circuit system due to the different day-and-night’s lengths in the four seasons, to make the street lamp more user-friendly.Key Words: PV, Battery, LEDII目录第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 太阳能路灯的优势 (2)1.3 太阳能路灯的应用现状 (3)1.4 本论文研究的主要内容 (5)第二章系统方案论证及选择 (6)2.1 方案比较与论证 (6)2.1.1 太阳能电池板的选择 (6)2.1.2 蓄电池的选择 (6)2.1.3 照明灯具的选择 (8)2.1.4 控制器芯片的选择 (9)2.2 方案的配置与计算 (11)2.2.1 路灯设计所需的数据 (11)2.2.3 路灯设计参数的确定 (12)第三章系统设计的理论分析 (14)3.1 系统基本介绍 (14)3.2 太阳能路灯系统设计总体分析 (15)3.3 太阳能光伏发电的理论 (15)3.4 控制器设计的理论基础 (17)3.5 蓄电池的充放电原理 (18)3.6 蓄电池充电技术研究 (20)3.6.1 恒流充电 (20)3.6.2 恒压充电 (21)I3.6.3 恒压限流充电 (22)3.6.4 两阶段、三阶段充电 (22)3.6.5 快速充电 (23)3.6.6 智能充电 (25)3.7 LED的发光及驱动原理 (26)3.7.1 发光原理 (26)3.7.2 驱动原理 (28)第四章系统的硬件设计 (30)4.1 系统电路框图 (30)4.2 硬件设计的原理流程图 (31)4.3 电源电路设计 (32)4.4 LED指示电路 (32)4.5 光控电路 (33)4.6 LED驱动电路设计 (34)4.7 涓流充电电路 (36)4.8 过充、过放控制电路 (36)4.9 单片机外围电路设计 (38)4.9.1 复位模块电路设计 (38)4.9.2 晶振电路 (38)4.9.3 按键开关电路 (39)4.9.4 显示模块电路设计 (39)第五章系统的软件设计 (41)5.1 系统软件框图 (41)5.2 计时程序设计 (42)5.3 中断程序设计 (44)II第六章系统调试 (45)6.1软件调试 (45)6.2硬件及总体电路调试 (45)6.3系统改进方案 (46)第七章总结与展望 (47)附录 1 (48)附录 2 (49)参考文献 (I)致谢 (I)III前言城市照明是一门科学、一种文化、一项艺术。

《2024年智能太阳能路灯系统设计》范文

《2024年智能太阳能路灯系统设计》范文

《智能太阳能路灯系统设计》篇一一、引言随着科技的不断进步和环保意识的日益增强,太阳能作为一种清洁、可再生的能源,在照明领域的应用越来越广泛。

智能太阳能路灯系统作为现代城市照明的重要组成部分,其设计不仅关乎节能减排,还与城市形象、居民生活品质息息相关。

本文将详细探讨智能太阳能路灯系统的设计思路、技术要点及其实用价值。

二、系统设计目标1. 节能环保:通过高效利用太阳能,减少对传统电能的依赖,实现节能减排。

2. 智能化管理:通过智能控制技术,实现路灯的自动开关、亮度调节等功能。

3. 安全性:确保系统运行稳定,具备防雷、过充、过放等保护功能。

4. 维护便捷:系统设计应便于后期维护和升级。

三、硬件设计1. 太阳能板:选用高效能单晶硅或多晶硅太阳能板,提高太阳能的转换效率。

2. 储能装置:采用高性能的锂电池作为储能装置,确保系统在阴雨天仍能正常工作。

3. LED路灯:选用高亮度、低功耗的LED灯,保证照明效果的同时降低能耗。

4. 控制器:采用微处理器控制的智能控制器,实现路灯的自动开关、亮度调节等功能。

5. 其他部件:包括支架、电缆等,需具备防腐、防锈等特性,以适应户外环境。

四、软件设计1. 智能控制算法:通过智能控制算法,根据环境光线、人车流量等因素,自动调节路灯的开关时间和亮度。

2. 远程监控系统:通过物联网技术,实现远程监控和控制,方便管理人员实时掌握系统运行状态。

3. 数据管理系统:收集并分析运行数据,为后期维护和升级提供依据。

五、系统实现1. 太阳能板安装:根据实际情况选择合适的安装角度和位置,确保太阳能板能充分接收阳光。

2. 储能装置连接:将锂电池与控制器、LED路灯等设备连接,确保电能供应稳定。

3. 控制器设置:根据实际需求设置控制参数,如开关时间、亮度等级等。

4. 系统调试:完成所有设备安装和设置后,进行系统调试,确保各部分工作正常。

六、实用价值1. 节能减排:智能太阳能路灯系统通过高效利用太阳能,减少对传统电能的依赖,实现节能减排,符合绿色环保的发展趋势。

太阳能路灯毕业论文

太阳能路灯毕业论文

太阳能路灯毕业论文太阳能路灯是一种环保型城市智能路灯,不仅能够满足城市照明的需求,还能够提供环境保护和节能减排的效果。

太阳能路灯采用太阳能电池板吸收太阳能,同时储存能量,当夜晚到来时,通过控制器自动亮灯,这种路灯也被称为“光伏路灯”。

本文旨在研究太阳能路灯的应用价值、设计要求、性能指标和优化技术,以期为太阳能路灯的进一步发展提供参考。

一、应用价值1.环保型路灯太阳能路灯采用太阳能作为能源,无需外界电力供应,具有零污染、低碳排放和环保的优点。

太阳能道路灯对城市照明有重要作用,不仅能够提供明亮的道路照明,还能够保持城市的景观效果。

2. 经济价值太阳能路灯可以替代传统的路灯,省去了传统路灯的电费和维护成本。

它的能源是太阳能免费供给的,无需外界投入。

虽然太阳能路灯的成本比传统路灯略高,但其使用寿命比传统路灯更长,以及节省的电费和维护成本,最终可以收回成本并且还能节省城市能源的开支。

二、设计要求1.太阳能电池板太阳能电池板是太阳能路灯的核心部件。

太阳能电池板的选择要根据太阳能的辐照度、城市的纬度高度、所需照明灯具的功率和在劣势天气条件下的运行时间等因素进行选择。

2.电池选择合适的电池是太阳能路灯的另一个重点。

根据所需亮度和光照时间,选购电池量和容量大小。

3.光控器太阳能路灯采用光控器可以很好的控制昼夜时间的开关。

当天色愈渐暗,在光强度较低的情况下,路灯会自动点亮。

相反,当太阳出现时,路灯会自动关闭,以节省能源。

三、性能指标1.光效光效是衡量一款路灯的功率和亮度的指标。

太阳能路灯亮度的强弱和功率高低取决于所配备的LED灯。

现在市面上的主流LED功率包括50W、60W、70W等,并且很多太阳能道路灯可以自主调整功率。

2.光强分布光强分布是为了保证路灯的亮度均匀分布而采用的技术。

通过此技术可以将光线调整为合适的亮度,确保城市的可视性和安全性。

3. 防腐蚀性和防水性太阳能道路灯安装在室外,需要考虑其防腐蚀性和防水性。

太阳能LED路灯毕业论文(设计)

太阳能LED路灯毕业论文(设计)

太阳能LED路灯毕业论文(设计)太阳能LED路灯毕业论文摘要近年来能源及与之相关的环境成为全世界各国最为关注的热点,各国都在从自己本国的国情出发来解决能源与环境问题。

对我国来说,由于人均能源资源短缺(尤其是油、气、水),环境容量(亦是资源)有限,西部生态脆弱,这个问题尤为严重,它将极大的制约我国的可持续发展以及为中华民族子孙万代生生息息留有生存空间。

从某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。

在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。

近年来,我国GDP每年以10%的速度发展,能源消耗急骤增加,环境、生态日益恶化。

这种对自然无序的、掠夺性索取的发展模式已难以为继,实际上已造成当前十分严重的、不可逆转的后果,大自然的惩罚已经不断地凸现出来,并还要继续加重。

在这样的严峻形势下,节能成为了社会生活的主题。

本文设计了一种具有时控和光控相结合的太阳能路灯控制器,利用光敏电阻实现光电控制。

傍晚光线暗时控制器自动接通路灯电源,深夜行人少时根据设置的时间熄灭路灯,早上再自动接通电源点亮路灯、天亮后自动关断。

关键词控制器蓄电池充放电控制太阳能电池;LED;铅酸蓄电池;时控、光控电路;目录第一章引言 (3)太阳能路灯工作原理介绍...................................................................4第二章方案论证 (5)2.1 设计要求 (5)2.2 方案选择 (5)第三章系统总体框图 (6)第四章系统硬件 (6)4.1 太阳能电池板 (6)4.2 太阳能电池的基本特性 (7)4.3 蓄电池 (8)4.4太阳能控制器介绍 (8)4.5 照明负载 (10)4.6 蓄电池和太阳能板选用 (11)4.7过充过放电路 (12)第五章太阳能路灯系统设计 (13)5.1设计要求 (13)5.2设计原理 (13)致谢 (14)结束语 (14)参考文献 (15)第一章引言面对人类的可持续发展,从现有常规能源向清洁、可再生的新能源过渡已提到议事上来了。

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目录1.引言 (1)2.方案论证及选择 (4)2.1方案一:采用分立元件设计 (4)2.2方案二:采用单片机控制实现 (4)2.3方案选择 (5)3. 系统硬件的设计 (6)3.1 单片机最小系统电路设计 (6)3.2 显示电路设计 (9)3.3 按键开关电路 (11)3.4 太阳能板模块 (11)3.5 蓄电池管理模块 (13)3.6 路灯控制模块 (15)3.7 整体电路图 (17)4.系统软件的设计 (18)4.1 软件设计思路和实现的功能 (18)4.2 系统流程图 (18)4.2.1 ADC0832的子程序 (19)4.2.2 LCD1602子程序 (20)4.2.3 按键子程序 (21)4.3 系统源程序 (18)5.系统电路的搭建及调试 (19)5.1 系统软件的仿真 (19)5.2系统硬件电路搭建 (19)5.3 系统硬件电路的调试 (24)5.4 设计中遇到的问题及解决结果 (26)6.总结及展望 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录A 英文文献原文 (30)附录B 英文文献译文 (37)附录C 系统源程序 (43)附录D 元器件清单 (48)1.引言太阳能LED路灯是一种新型的结合太阳能光伏发电技术及LED技术的路灯。

系统通过蓄电池将太阳电池板产生的电能储存起来供负载在夜晚照明使用。

自哥本哈根气候峰会召开以来,环保节能的话题已经成为当今世界的热点话题。

节能减排已不仅是政府的一个行动目标,而且给企业带来经济上的收入,让人们能得到一个较好的生存环境。

当今社会,人类面临着经济和能源可持续发展的重大挑战,其中,能源问题更为突出,不仅表现在常规能源的匮乏,更严重的是化石能源的开发利用更加剧了环境的恶化。

主要表现为以下几个方面:(1)能源的短缺。

常规能源的有限性和分布不均匀,造成了世界上大部分国家能源供应不足,不能满足其经济发展的需求。

从长远来看,全球已探明石油储量只能用到2020年,天然气也只能延续到2040年左右,即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。

因此,人类迟早要面临化石燃料枯竭的危机局面。

(2)环境的污染。

燃烧煤、石油等化石燃料,每年有数十万吨硫等有害物质排入天空,使大气环境遭到严重污染,直接影响居民的身体健康和生活质量,甚至在局部地区形成酸雨,严重污染水土资源。

(3))温室效应。

化石能源的利用不仅造成环境污染,同时会排放大量的温室气体,产生温室效应,引起全球气候变化。

太阳能作为一种可再生的新型能源,很早就被人们开发和利用了。

随着科学和技术的迅速发展,世界能源危机的日益严重,利用常规能源已不能适应世界经济快速增长的需要,开发和利用新能源,尤其是太阳能越来越引起各国政府的重视。

同时,以煤、石油等作为燃料油面临严重的环境污染,再者人民生活水平的提高对能源的需求量越来越大,这就迫使政府和社会在大力发展常规能源的同时必须加大对新能源的开发和利用。

为贯彻落实科学发展观,把节约资源作为基本国策,发展循环经济,保护生态环境,加快建设资源节约型、环境友好型社会,促进经济及人口、资源、环境相互协调发展的要求。

因而,可再生、无污染的太阳能利用在世界各国崛起,世界光伏产业迅猛发展。

根据可持续发展战略和环境保护的需求,在可以预计的将来,光伏发电必将部分取代常规能源。

由于光伏发电技术的逐渐成熟,成本不断的下降,太阳能的利用无处不在[1]。

各种各样的太阳能电子产品发展非常迅速。

太阳能路灯是以太阳光为能源,和传统的路灯相比有以下一些优点:(1)节能环保:据统计,所有路灯改为太阳能路灯可以节省一个三峡水电站的发电量。

不仅如此,太阳能是一种清洁的可再生能源,它不仅节约了电能,而且减少了二氧化碳的排放量。

有关数据表明太阳能路灯每年可以减少7740万吨二氧化碳就相当于节省了310亿美元的二氧化碳减量成本。

(2)可靠耐用:太阳能壁灯在恶劣的环境和气候条件下,光伏发电系统很少发生故障;目前绝大多数太阳能电池组件的生产技术都足以保证10年以上性能不下降,太阳能电池组件可以发电25年或更长的时间。

(3)成本低廉:就产品本身价格和首次投入费用而言,太阳能路灯比普通路灯造价要高。

若按使用寿命15年把运行费用和路灯维护费用考虑进去的话,太阳能路灯在寿命周期内所发生的总费用要比普通路灯的总费用要低。

且规模越大,普通路灯安装的相关费用越高,如把电力增容费用、架设电力变压器、光源的功率因数补偿耗能、电力电缆、远距离线路功率损耗及路灯开启控制系统和管理人员工资等相关费用考虑进去的话实际费用要远大于预计费用。

(4)安全稳定:运行维护费用低,普通路灯明显高于太阳能壁灯,而且会随着使用时间的增长而越来越高(电费、人工等)。

太阳能路灯免维护,绝对安全,不会发生触电事故且可通过改变控制方式来增强其稳定性。

(5)自主供电:离网运行的太阳能路灯具有供电的自主性、灵活性。

除此之外,LED路灯还具有光线质量高,基本上无辐射,可靠耐用,维护费用极为低廉等优势,属于典型的绿色照明光源。

由于LED 具有发光效率高,发热量低等优势,已经越来越多地应用在照明领域,并呈现出取代传统照明光源的趋势[2]。

近几年,太阳能产业从无到有、从小到大发展起来,国内许多研究单位都对太阳能路灯作了详细的调查和研究。

在发展思路的引导下,太阳能产业得到了快速的发展,产品质量也不断提高。

太阳能不仅拥有良好的经济前景,且随其产业化的发展,也将提供越来越多的就业机会。

因此,太阳能光伏发电市场发展前景十分广阔,已经引起了世界发达国家的高度重视[3]。

2.方案论证及选择2.1方案一:采用分立元件设计太阳能路灯智能控制系统主要由电源、蓄电池过充和过放保护电路、红外控制及光控电路以及灯具组成,总体框图如图2.1所示。

图2.1 太阳能路灯控制系统的框图电源分为电池电源和220V市电经AC-DC转换电路后的稳定电源。

AC-DC转换电路主要由变压器及集成稳压管构成。

蓄电池过充保护电路是一个简单的由稳压二极管、三极管及电阻构成的电路,而在太阳能板给电池充电时为防止电池对太阳能板反向充电,需在太阳能板和电池之间接一个二极管。

蓄电池过放保护电路的主要元件为滞回比较器和继电器。

由滞回比较器来判断电池是否达到过放状态,由继电器作为选择开关,来选择用电池供电还是后备电源供电(电池在过充状态时和阴雨天气时)。

红外控制和光控电路主要组成部分是红外探头、数字电路及光敏电阻,而红外控制部分可以集成一块芯片,即BISS001芯片。

灯具有照明灯具及演示时的指示灯。

由于设计的是路灯,照明灯具需要足够的亮度,可以选用LED指示灯用简单的发光二极管即可。

2.2方案二:采用单片机控制实现本方案设计中,主要的组成部分就是太阳能电池板、充电管理系统、蓄电池、单片机的控制模块、路灯。

整体框图如图2.2。

图2.2 整体框图此设计是由单片机作为核心控制器进行控制的,太阳能电池板将吸收到的太阳光能经过充电管理模块给蓄电池充电,而蓄电池要持续不断给单片机提供电源,让它来检测采集到的太阳能电池板电压值的大小。

同时,蓄电池也要给负载供电。

2.3方案选择方案一的电路模块比较复杂,是利用纯模电电路在来完成的,实现相同的功能模块下,需要更多的电路,故需更多的电路器件,制作成本就相对比较高。

另一方面,电路的模块比较多会增加控制电路的误差,使电路最终不能达到预期的理想效果。

而且,采用分立元件实现太阳能路灯控制系统的智能化方面比较困难。

方案二采用的是用STC89C52单片机作为核心控制器来控制蓄电池的充放电和路灯的亮灭。

主要是通过光线的强弱以检测太阳能电池和蓄电池采集到的电压的大小,从而传输给单片机来控制。

在有阳光时,太阳能电池板将太阳能转换为电能并储存在蓄电池中。

蓄电池对路灯进行供电,这个过程中,单片机一直在对蓄电池和太阳能电池板的电压进行采样分析,如果太阳能采集到的电压低于一定值时,单片机控制的继电器将会做出相应的动作。

在太阳能电池板对蓄电池充电的过程中,也设置了防反充和过充保护。

方案二的电路模块比较简单,易于维护和管理,且在蓄电池的充放电过程和路灯的开关过程中实现全程自动化,智能化。

经过综合考虑,此次设计采用方案二。

3. 系统硬件的设计在本次方案的设计中,电路主要包含了太阳能电池板,蓄电池管理模块,单片机,路灯控制模块,显示模块,按键模块等。

此设计是以ATMEL系列STC89S52单片机为控制核心的软硬件结合,对太阳能电池板和蓄电池进行控制。

太阳能电池板将采集到的电压传输给单片机进行分析和处理。

白天时,太阳能电池板通过充电管理模块给蓄电池充电并监控充电的状态。

傍晚时,蓄电池给路灯进行供电,实现照明效果。

3.1 单片机最小系统电路设计单片机最小系统中中,主要是由单片机、复位电路、时钟电路等组成。

(1) 单片机AT系列和STC系列单片机的选择:AT89C系列的单片机不能进行在线编程,AT89S系列和STC系列都可以在线编程,而STC也可通过串口在线编程,而AT系列采用并口编程方式,相比之下,STC的编程方式更为简单也较普遍,所以选择STC系列。

本次设计采用的是STC89C52单片机。

该单片机是及工业标准MCS-51指令集和输出管脚相兼容的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,具有速度高,功耗低,抗干扰能力强等优点[4]。

a) 主要特性如下:兼容MCS-51指令系统8k可反复擦写(>1000次)Flash ROM32个双向I/O口256x8bit的内部RAM低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个外部中断源6个中断源2个读写中断口线3级加密位2个串行中断可编程UART串行通道b) 单片机的引脚说明:VCC:电源电压输入端。

GND:电源地。

P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL 门电流。

当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器,可以被定义为数据/地址的低八位。

在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。

P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。

P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。

并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。

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