基于单片机控制的太阳能LED智能路灯照明系统
基于单片机控制的智能路灯控制系统设计
基于单片机控制的智能路灯控制系统设计一、本文概述随着科技的不断进步和城市化进程的加速，城市照明系统作为城市基础设施的重要组成部分，其智能化改造已成为提升城市管理水平和节能减排的重要措施。
智能路灯控制系统作为城市照明系统的核心，其设计和实现对于提高路灯的运行效率、降低能耗、增强城市照明的智能化水平具有重要意义。
本文旨在探讨基于单片机控制的智能路灯控制系统的设计方法和实现策略。
本文将介绍智能路灯控制系统的基本概念和功能需求，阐述其在城市照明中的作用和意义。
将详细分析单片机控制系统的工作原理及其在智能路灯控制中的应用，包括单片机的选型、外围设备的选择、控制算法的设计等关键技术问题。
接着，本文将重点介绍智能路灯控制系统的设计流程，包括硬件设计、软件编程、系统测试等环节，并结合实际案例，展示该系统在实际应用中的效果和优势。
本文将对智能路灯控制系统的发展趋势进行展望，探讨未来可能的技术革新和应用拓展。
通过本文的研究和分析，期望能够为相关领域的工程技术人员和研究人员提供有益的参考和启示，推动智能路灯控制系统的发展，为建设更加智能、节能、环保的城市照明系统贡献力量。
二、智能路灯控制系统总体设计本节将详细介绍基于单片机控制的智能路灯控制系统的总体设计。
该系统设计旨在实现路灯的智能化管理，提高能源利用效率，同时确保道路照明质量。
能效优化：通过精确控制路灯的开关和亮度，减少能源浪费，实现节能减排。
单片机控制单元：作为系统的核心，负责处理传感器数据，控制路灯的开关和亮度。
传感器单元：包括光强传感器和运动传感器，用于检测环境光线强度和行人车辆流动情况。
单片机根据传感器数据，通过预设的控制算法，决定路灯的开关和亮度。
通信协议：采用稳定可靠的通信协议，确保数据传输的实时性和安全性。
三、单片机控制模块设计单片机控制模块是整个智能路灯控制系统的核心部分，负责接收传感器信号、执行控制逻辑、以及驱动路灯的开关。
在本设计中，我们采用了广泛应用的STC89C52单片机作为核心控制器。
基于单片机太阳能路灯控制系统的硬件设计与实现
基于单片机太阳能路灯控制系统的硬件设计与实现太阳能路灯控制系统是一种高效节能、环保的路灯控制系统。
它通过使用太阳能电池板来收集太阳能，将其转化为电能，然后通过单片机来控制路灯的开关和亮度。
本文将重点介绍基于单片机的太阳能路灯控制系统的硬件设计和实现。
一、硬件设计1. 单片机：本系统采用AT89C52单片机作为核心处理器，具有高性能、低功耗、易于编程等优点。
2. 太阳能电池板：太阳能电池板是收集太阳光线并将其转化为电能的设备。
本系统采用带有充电管理功能的12V/10W太阳能电池板。
3. 电源管理模块：该模块主要用于对太阳能电池板进行充放电管理，确保系统正常运行。
本系统采用TP4056芯片作为充电管理芯片。
4. 亮度传感器：亮度传感器可以检测周围环境的亮度，并将其转化为模拟信号输出。
本系统采用LDR（光敏电阻）作为亮度传感器。
5. LED驱动模块：该模块主要用于对LED灯进行控制。
本系统采用ULN2003芯片作为驱动芯片。
6. 电池：电池是太阳能路灯控制系统的重要组成部分，用于存储太阳能转化而来的电能。
本系统采用12V/7AH铅酸蓄电池。
7. 其他元器件：如稳压器、滤波电容、继电器等。
二、实现步骤1. 搭建硬件平台：将各个模块按照设计图连接起来，确保每个模块正常工作。
2. 编写程序：编写单片机程序，实现对亮度传感器和LED灯的控制，并添加充放电管理功能。
3. 调试测试：对整个系统进行测试和调试，确保每个模块正常工作，并且整个系统可以稳定运行。
4. 安装调试：将太阳能路灯控制系统安装到路灯杆上，进行最终调试和测试，确保其在实际使用中可以正常工作。
三、总结基于单片机的太阳能路灯控制系统可以有效地利用太阳能资源，实现路灯的自动控制和节能环保。
通过合理的硬件设计和程序编写，可以使该系统具有稳定性、可靠性和高效性。
基于单片机的太阳能路灯控制系统
基于单片机的太阳能路灯控制系统概述太阳能路灯是一种节能环保的新兴路灯，其优点在于不需要外接电源，只需利用太阳能进行充电，从而在夜间提供照明服务。
本文将介绍一种基于单片机的太阳能路灯控制系统，该系统能够自动调节亮度，提高能源利用率，同时延长路灯使用寿命。
设计方案该控制系统由三个主要部分组成：太阳能电池板、可充电蓄电池和单片机控制电路。
太阳能电池板将光能转化为电能，通过充电控制电路将电能储存到可充电蓄电池中。
如图所示：system_designsystem_design在夜间，单片机控制电路将控制电路工作在路灯的亮度调节模式下。
当路灯检测到环境亮度低于一定阈值时，系统将开启路灯以提供光照服务。
当环境亮度逐渐升高时，系统将自动调整亮度，以达到最佳能耗效率。
该系统还具有手动控制功能，这意味着用户可以在必要时手动开启或关闭路灯。
系统实现该系统采用了一块ATmega328P单片机，它是一款高性能、低功耗的8位微处理器。
该单片机具有丰富的程序存储器和数据存储器，可满足我们应用程序的要求。
为了测量环境亮度，我们使用一个光敏电阻，并将其连接到单片机的模拟输入引脚。
当电阻接收到的光线强度变化时，它的阻值将发生变化，并通过模拟信号输入到单片机中。
控制电路使用的是一个H桥直流电机驱动芯片，它可用于控制电机和灯的功率输出。
我们将其配置为驱动LED灯，以提供路灯的光照服务。
该系统还配备了一个电容充放电电路，用于确保可充电蓄电池的充电和放电过程。
该电路使用一个集成电路和几个外部元器件，通过PWM输出信号进行控制。
系统测试为了测试该系统的功能，我们将其放置在光线较强的环境下进行测试。
通过多次测试，可以得出该系统具有以下功能：•延长路灯使用寿命•自动调节亮度•实现手动控制•具有过充保护和过放保护功能•系统运行稳定，可靠性高基于单片机的太阳能路灯控制系统是一种高效的节能环保产品。
该系统采用了新兴的太阳能技术，为城市的照明服务提供了更可靠、更环保的方法。
基于单片机的太阳能路灯控制系统设计
目录
01 一、系统需求分析
02 二、系统硬件设计
03 三、系统软件设计
04 四、结语
05 参考内容
随着社会对环保和能源利用的度不断提高，太阳能路灯控制系统在城市照明 中的应用越来越广泛。这种系统可以有效降低电力消耗，减少碳排放，同时提高 能源利用效率。本次演示将探讨基于单片机的太阳能路灯控制系统的设计。
三、系统软件设计
系统软件设计主要是根据传感器的输入和预设规则来控制路灯的开关和亮度。 具体来说，程序需要实现以下几个功能：
1、实时监测环境光线和时间：通过读取光敏电阻或数字光感器的电压值以 及GPS模块或网络时间服务器的当前时间，程序可以实时获取环境光线和时间数 据。
2、控制路灯开关：根据当前时间和环境光线强度，程序可以判断是否需要 打开或关闭路灯。例如，在夜晚或光线较弱的情况下，程序可以自动打开路灯； 而在白天或光线较强的情况下，程序可以自动关闭路灯。
5、日志记录：为了方便后期维护和管理，程序需要具备日志记录功能。例 如，记录每天的开关灯时间、亮度值以及异常情况等。
四、结语
基于单片机的太阳能路灯控制系统设计可以有效提高城市照明的智能化和绿 色化水平。通过实时监测环境光线和时间，自动控制路灯的开关和亮度调节，可 以有效降低电力消耗和碳排放，同时提高能源利用效率。这种系统不仅可以广泛 应用于城市道路照明中，也可以为其他领域提供一种绿色、智能的能源利用方案。
参考内容
随着人类对可再生能源的依赖日益增加，太阳能路灯系统在公共照明领域中 的应用越来越广泛。这种系统不仅可以节约电力，降低碳排放，而且可以持续供 电，不受天气影响。然而，如何有效地管理和控制太阳能路灯系统，使其在保证 照明质量的最大限度地减少电力消耗，是当前面临的一个重要问题。本次演示提 出了一种基于单片机的太阳能路灯智能控制系统设计，以解决这一问题。
基于单片机的太阳能路灯控制系统(推荐)
目录第一章绪论 61.1 研究背景、目的与意义 61.1.1 新能源开发的必要性 61.1.2 太阳能利用的优势 61.1.3 太阳能LED路灯优势81.1.4 系统的拓展应用91.2 国内外应用现状 101.3 项目成员的组成、特长、分工及成员间相互协调配合的情况，导师指导情况 12 第二章项目完成情况及取得的创新成果132.1概述132.2 系统电路研究报告132.2.1 系统模块介绍132.2.1.1 AD电压采样模块132.2.1.2 物体检测模块和环境明暗检测模块162.2.1.3 LCD显示模块172.2.1.4 键盘电路模块182.2.1.5 路灯控制模块192.2.1.7 串口通信模块202.2.1.8 USB通信模块212.2.1.9 时钟模块212.2.1.10 电源模块222.2.1.11 过流保护222.2.1.12 太阳能电池组件及负载LED开关控制232.2.2本次系统电路搭建过程中的体会242.2.2.1 电路接地去噪问题242.2.2.2 布线注意事项252.3系统软件研究报告262.3.1 软件编程要点262.3.2单片机软件编程262.3.2.1 程序主流程图262.3.2.2 按键功能规划272.3.2.3 AD转换程序282.3.2.4 蓄电池电压检测电路29第三章项目实施过程中的收获和体会303.1 概述303.2 收获体会30袁子晴：团队合作教会我成长30费婷婷：团队——智慧的碰撞32刘蓉：平凡也能追求卓越34周乐意：兴趣激发创造的火花37结论39参考文献40致谢41附录42第一章绪论1.1 研究背景、目的与意义由于全球性能源危机，世界普遍重视可再生能源的利用与研究。
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。
太阳能路灯以其不用专人管理和控制，安装一次性投资无需日后电费开支，无需架设输电线路或挖沟铺设电缆．可以方便安装在广场、校园、公园以及不便于架设输电线路的地方等多方面的优点而越来越受到重视。
基于单片机控制的太阳能LED智能路灯照明系统
２ 系统 硬 件 设 计
２１ 主 控 及 数 据 采 集 模 块 ．
主 控 及 数 据 采 集 电 路翻 图 ２所 示 ， 括 单 片 机 最 小 系 统 和 如 包
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基 金 项 目 ： 东省 优 秀 中青 年 科 学 家科 研 奖励 基 金 （Ｓ ０ ０ ｘ ２ ） 山 东省 高等 学校 科 技 计 划项 目（１Ｌ ２ ）青 岛经 济 技 术 开 山 Ｂ ２ ｌＤ ０ ６ ； Ｊ０ Ｇ ４ ；
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基于单片机的太阳能LED路灯控制系统
基于单片机的太阳能LED路灯控制系统摘 要要本项目基于A T89C52单片机，完成了基于单片机的太阳能ＬＥＤ路灯控制系统的要求。
系统的要求。
项目电路主要分为核心单片机、项目电路主要分为核心单片机、项目电路主要分为核心单片机、太阳能采集电路、太阳能采集电路、太阳能采集电路、蓄电池存储及电蓄电池存储及电压检测电路、压检测电路、红外传感器距离感应电路、红外传感器距离感应电路、红外传感器距离感应电路、负载输出控制与过流检测电路、负载输出控制与过流检测电路、负载输出控制与过流检测电路、键盘电键盘电路、节能LED 电路、串口通信电路、LCD 显示等模块。
显示等模块。
现已设计焊好整体电路，现已设计焊好整体电路，并深入调试取得成果；并深入调试取得成果；程序编写结构清晰，程序编写结构清晰，程序编写结构清晰，可读性强。
可读性强。
可读性强。
项目中各状态均由按键控项目中各状态均由按键控制，并以12864 点阵LCD 显示，操作简单，功能齐全，界面友好。
关键词：单片机关键词：单片机 负载输出控制与检测电路负载输出控制与检测电路 太阳能采集电路太阳能采集电路 红外感应红外感应 LED 目 录录第一章第一章 绪论绪论 6 1.1 研究背景、目的与意义研究背景、目的与意义 6 1.1.1 新能源开发的必要性新能源开发的必要性 6 1.1.2 太阳能利用的优势太阳能利用的优势 6 1.1.3 太阳能LED 路灯优势 8 1.1.4 系统的拓展应用系统的拓展应用 9 1.2 国内外应用现状国内外应用现状 10 1.3 项目成员的组成、特长、分工及成员间相互协调配合的情况，导师指导情况 12 第二章第二章 项目完成情况及取得的创新成果项目完成情况及取得的创新成果 13 2.1概述概述 13 2.2 系统电路研究报告系统电路研究报告 13 2.2.1 系统模块介绍系统模块介绍 13 2.2.1.1 AD 电压采样模块电压采样模块 13 2.2.1.2 物体检测模块和环境明暗检测模块物体检测模块和环境明暗检测模块 16 2.2.1.3 LCD 显示模块显示模块 17 2.2.1.4 键盘电路模块键盘电路模块 18 2.2.1.5 路灯控制模块路灯控制模块 19 2.2.1.7 串口通信模块串口通信模块 20 2.2.1.8 USB 通信模块通信模块 21 2.2.1.9 时钟模块时钟模块 21 2.2.1.10 电源模块电源模块 22 2.2.1.11 过流保护过流保护 22 2.2.1.12 太阳能电池组件及负载LED 开关控制开关控制 23 2.2.2本次系统电路搭建过程中的体会本次系统电路搭建过程中的体会 24 2.2.2.1 电路接地去噪问题电路接地去噪问题 24 2.2.2.2 布线注意事项布线注意事项 25 2.3系统软件研究报告系统软件研究报告 26 2.3.1 软件编程要点 26 2.3.2单片机软件编程单片机软件编程 26 2.3.2.1 程序主流程图程序主流程图 26 2.3.2.2 按键功能规划按键功能规划 27 2.3.2.3 AD 转换程序转换程序28 2.3.2.4 蓄电池电压检测电路蓄电池电压检测电路 29 第三章第三章 项目实施过程中的收获和体会项目实施过程中的收获和体会 30 3.1 概述概述 30 3.2 收获体会收获体会 30 袁子晴：团队合作教会我成长袁子晴：团队合作教会我成长 30 费婷婷：团队——智慧的碰撞费婷婷：团队——智慧的碰撞 32 刘蓉：平凡也能追求卓越刘蓉：平凡也能追求卓越 34 周乐意：兴趣激发创造的火花周乐意：兴趣激发创造的火花 37 结论39 参考文献 40 参考文献致谢41 附录42 第一章第一章 绪论绪论1.1 1.1 研究背景、目的与意义研究背景、目的与意义研究背景、目的与意义由于全球性能源危机，世界普遍重视可再生能源的利用与研究。
基于单片机的太阳能路灯照明控制系统设计
基于单片机的太阳能路灯照明控制系统设计刘鑫;宋维波【摘要】针对当前资源能源供求不断紧张的局面，提出了一种基于单片机的太阳能路灯照明控制系统设计方案。
太阳能路灯以太阳光为能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给负载提供电能。
实际应用表明，该系统工作稳定，运行良好，而且具有安全、节能、方便、无污染的特点。
%In view of problem of imbalance of energy supply and demand,a design scheme of the solar energy streetlights controller based on microcontroller is proposed in this paper. Solar energy streetlights feed on solar batteries. During the day, the solar battery charges up the battery. In the night,storage battery provides power for local load. The actual application shows that the system runs stable. It has properties of safety,energy⁃saving,sanity,convenience and non⁃pollution.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】3页(P157-159)【关键词】单片机;太阳能;路灯;控制系统【作者】刘鑫;宋维波【作者单位】中国海洋大学信息科学与工程学院，山东青岛 266100;烟台供电公司，山东烟台 264001【正文语种】中文【中图分类】TN29-34太阳能是干净、无污染且随处可得的能源,而且取之不尽、用之不竭。
基于单片机控制的太阳能路灯系统设计
基于单片机控制的太阳能路灯系统设计太阳能路灯是一种利用太阳能发电来驱动灯具实现照明的系统。
它具有节能环保、无需电网供电、安装灵活等优点，被广泛应用于城市道路、公园、广场等场所。
本文将详细介绍基于单片机控制的太阳能路灯系统设计。
一、系统设计目标和功能1.照明功能：路灯在夜晚自动点亮，提供照明功能，为行人和车辆提供安全的照明环境。
2.节能环保：利用太阳能发电，减少对传统电力资源的依赖，实现节能环保的目的。
3.智能控制：通过单片机控制系统，实现夜间自动点亮、白天自动充电的功能，提高系统的智能化程度。
4.超时保护：设置定时功能和光敏传感器，在达到设定的亮度或时间后自动关闭路灯，防止能源浪费和光污染。
二、系统设计方案1.太阳能发电系统：由太阳能电池板、充电控制电路和储能电池组成，通过太阳能电池板将太阳能转换为电能，充电控制电路管理电池的充电和放电过程，储能电池储存电能供给给灯具使用。
2.灯具控制系统：通过单片机控制灯具的开关，根据光敏传感器检测到的光线强度和设定的时间，控制灯具的亮度和开启时长。
3.时序控制电路：采用单片机作为主控芯片，编写程序实现夜间自动点亮、白天自动充电的控制逻辑。
4.光敏传感器：用于检测环境光线强度，控制灯具的亮度和开关。
三、系统硬件设计1.太阳能电池板：选用高效率的太阳能电池板，将太阳能转换为电能供给系统使用。
2.充电控制电路：使用电池管理芯片实现对储能电池的充放电管理，保证电池的安全性和稳定性。
3.储能电池：选择容量适中的储能电池，储存白天通过太阳能电池板充电获得的电能。
4.单片机控制电路：选用常用的单片机控制芯片，并设计合适的电路板布局和连接方式。
5.光敏传感器：选用高精度的光敏传感器，检测环境光线情况，控制灯具的亮度和开关。
四、系统软件设计1.程序设计：利用C语言编程，编写单片机控制程序，实现路灯的智能控制。
2.功能设计：设计程序逻辑，实现夜间自动点亮、白天自动充电、定时关灯等功能。
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摘要：本文主要介绍的是基于单片机的太阳能路灯控制系统的设计，路灯的状态控制是根据自动检测环境光照强度实现的。
实现的目的主要包括了使得太阳能电池板的效率实现最大化，同时还可以设置LED 的工作显示时间。
关键字：太阳能 LED 单片机1 引言随着社会信息技术的不断的突破与进步，人们追求节环保的意识逐渐的增强，可再生新能源越来越引起了人们的高度重视。
目前市场上被认为是最具有环保功能的灯是LED路灯，LED路灯的优点是使用的寿命长，有着丰富的色彩，安全性能高。
同时太阳能-LED路灯的优点是结合了LED的基础实现的，绿色照明的实现是结合了能源的清洁特性和LED 的高效率达到目的的。
现今，现实的生活中通常使用的路灯选择的结构是高压钠灯，在高压钠灯里面的电子驱动中所要做的是进行电流的转变，这个转变的过程是将交流向直流，接着转变成交流，最终造成了系统的执行效率过于低的结果。
同时因为用到的是市电，因此在电力的建设方面所用到的管线比较繁琐。
太阳能-LED路灯能够解决上面提出的一些难点，因为从太阳能电池板中得到的结果电流是直流，同时作为直流驱动光源中的一种，太阳能-LED路灯实现绿化节能中是结合太阳能以及LED路灯的优点，从而大大地提高了系统的整体效率，使得市政府所投入的成本大大地减少了。
2 设计原理通过太阳能-LED路灯系统的原理图能够知道，当太阳能电池板经过太阳光一定的光照之后，太阳能电池板里面的PN结就会产生新型的电子空穴对，从而直流电流就会在一个回路里面形成。
控制器中就会加入这个新的电流，而且控制器也可以有新的指令生成，当充电蓄电池的时候。
也就是当白天的时候，蓄电池可以成功充电，同时当晚上的时候，LED就会接收到能量。
通过控制器完成LED的进程，当电流是恒流的时候，控制器就会对LED的状态进行监测。
同时还会对LED的工作时间进行控制。
当天气是阴天的时候，或者是蓄电池需要充电的时候，控制信号就会产生，从而启动外部的供电系统，最终确保LED可以成功的运行。
基于单片机的太阳能路灯智能控制系统设计
基于单片机的太阳能路灯智能控制系统设计摘要：随着社会经济的快速发展能源消耗不断增加，造成极大的资源浪费。
为了应对当前日益严重的能源危机，响应生态文明建设，本小组设计了一种基于单片机控制的太阳能路灯控制系统方案。
该系统依靠太阳光为主要能量来源，白天该系统由电池板实现光电转换对蓄电池进行储能，电池负责在夜间为负载供电，该系统具有环保，节能，安全的特点。
关键词：太阳能；路灯；智能控制系统；监测引言城市照明是一种生活姿态，也是一种时尚体验。
它是城市的一面镜子，代表城市的风格，散发城市的魅力。
太阳能LED灯具得天独厚，拥有优良的节能效果、人性化的照明控制，吸引了众多客户的眼球，与传统灯具相比，优势突出，堪称性价比之王，对环境要求不高，只要有阳光，太阳能LED灯具就呈现星火燎原的态势。
太阳能LED灯具发展前景广阔，节能环保、发光效率高是它的优势所在，传统光源必将被逐步取代。
伴随着科技的进步，太阳能LED发光效率不断升高，投入成本不断下降已经是不争的事实。
1智能控制系统运行原理太阳能路灯控制系统在运行的过程中，判定恒流负载输出主要是利用采集太阳能光伏板的电压。
一旦系统检测到太阳能板电压较高，且高出蓄电池额定电压的时候，MPPT充电模式就会自动开启，这时STC单片机通过采样到的太阳能板电压和电流值通过变步长的电导增量法计算最大功率点，通过PWM信号的占空比调节太阳能板充电电压大小达到最佳充电功率点。
在充电的时候对蓄电池进行实施检测，防止其电压发生过充电现象。
太阳能板的电压降低到规定值时，系统则会自动停止冲电，进入分段式恒流负载输出控制模式。
此时主要根据不同的太阳能板电压值，通过Boost放电电路控制PWM信号的占空比方式控制负载输出电路输出不同的电流值。
2系统设计2.1系统总体结构在光照情况下,太阳能路灯系统的电池组件会自动手机太阳光的能量,将这些光能转化为电能并进行存储,对蓄电池进行蓄电过程,而在无光照情况下,太阳能路灯系统会自动转为对通过路灯控制处理器对蓄电池进行放电控制,让路灯照明。
基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统毕业论文
清华大学本科毕业论文基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统专业名称自动化申请学士学位所属学科工科2012年5月10号摘要摘要本设计基于AT89C52单片机，太阳能采集板吸收的太阳能经逆变器转化为稳定的+5V电压作为各器件的供电电源。
热释传感器检测移动物体，及由光敏电阻组成的分压电路检测周围环境明暗情况。
矩阵键盘键入数据后经芯片AT89C52控制由LCD显示相应信息。
单片机与上位机之间由RS232串行通信接口连接，使软硬件相结合。
整个过程完成了基于单片机的太阳能ＬＥＤ路灯照明控制系统的要求。
设计电路主要分为核心单片机、太阳能采集电路、蓄电池存储及电压检测电路、负载输出控制与过流检测电路、红外传感器距离感应电路、键盘电路、节能LED电路、串口通信电路、LCD显示等模块。
设计中各状态均由按键控制，并以128*64 点阵LCD显示，操作简单，功能齐全，界面友好。
关键词：负载输出控制及检测电路太阳能采集电路 LED 红外感应AbstractAbstractThis design based on the AT89C52 single chip computer, solar collection plate absorbs solar via inverter into stable + 5V voltage as each device of power supplies. Heat release it sensor detection, and moving object by photosensitive resistors points voltage circuit testing environment light and shade. Matrix keyboard type data by AT89C52 control after chip LCD the corresponding information. Between SCM and PC by RS232 serial communication interface connection, make combining software. The whole process completed based on SCM solar LED street lamp lighting control system requirements. Circuit design mainly divided into core microcontroller, solar acquisition circuit, battery storage and voltage detection circuit, load output control and flow detection circuit, infrared sensor distance induction circuit, keyboard circuit, energy-saving LED circuit, serial communication circuit module, LCD display. Design of each state all by buttons control, and to 128 * 64 dot matrix LCD display, simple operation, the function is all ready, friendly interfaceKey words:load output control and detection circuit solar data acquisition circuit LED infrared sensor目录1 绪论 (1)1.1 设计研究的原因、目的与意义 (1)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (1)2 系统原理及各组成模块 (2)2.1系统原理 (2)2.2系统各模块介绍 (2)2.2.1 太阳能采集及电源模块 (2)2.2.2 A/D电压采样模块 (3)2.2.3 物体检测模块和环境明暗检测模块 (5)2.2.4 路灯控制模块 (6)2.2.5 键盘电路模块 (7)2.2.6 LCD显示模块 (8)2.2.7 时钟模块 (9)2.2.8 串口通信模块 (10)2.2.9 过流保护及声光报警模块 (10)2.2.10 太阳能电池组件及负载LED开关控制 (12)2.3 硬件连接过程中应注意的事项 (13)2.3.1 电路接地去噪问题 (13)2.3.2 布线注意事项 (14)3 软件编程 (14)3.1 软件编程要点 (14)3.2 程序主流程图及按键功能规划 (14)3.3 A/D转换程序 (15)3.4蓄电池电压检测电路 (15)4 总结及展望 (15)4.1所获心得及结论 (15)4.2前景展望 (17)参考文献 (17)致谢 (18)附录 (18)1 引言1.1 研究原因、目的与意义伴随着日益严重的能源危机，可再生能源的开发与利用渐渐成为人们研究的话题。
基于单片机的太阳能路灯控制系统设计_毕业论文 精品
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。
基于单片机控制的太阳能LED智能路灯照明系统
基于单片机控制的太阳能LED智能路灯照明系统摘要：系统本着充分利用太阳能供电，并且实现路灯照明系统的智能化为目的，以AT89S51 单片机为控制核心，自行设计了一套太阳能LED 路灯智能照明系统。
在该系统中以单片机与模数转换器构成数据采样模块，实现蓄电池的过充与过放保护电路；数码管显示电路显示蓄电池的电压和当前时间；通过光敏电阻感知外界环境亮度，实现LED 路灯的开启与关闭；无线模块实现对LED 路灯人为的控制。
实验结果表明该系统性能稳定、实时性高、节能、智能。
具有良好的应用前景。
关键词：蓄电池过充；过放保护；AT89S51；ADC0809；无线收发；光敏电阻我国经济的高速发展必然伴随着能源的大量消耗，节约资源和保护环境是政府坚持的基本国策，目前国家大力倡导既环保又再生的能源(水电、风电、太阳能发电等)的开发，特别是太阳能的应用。
本文基于此，结合单片机设计了一种太阳能LED 路灯控制器，利用太阳能对蓄电池充电和LED 路灯照明，并且具过充电、过放电保护功能、可根据白天晚上亮度自动启动和关闭LED 灯等智能功能的路灯照明系统。
1 系统总体结构图1 为该系统结构图，由7 个模块组成，分别为主控模块、数据采集模块、显示模块、过充电保护模块、过放电保护模块、光控模块和遥控模块组成。
1)主控模块主要负责数据处理与外部电路控制；2)数据采集模块主要用于采集蓄电池两端的电压并将其转化为数字量输出；3)显示模块主要用于显示当前电压和时间；4)过充电保护模块主要用于避免蓄电池被过度充电而损坏；5)过放电模块主要用于避免蓄电池过度放电而损坏；6)光电模块主要用于根据白天和晚上的亮度自动启动和关闭LLED 灯；7)遥控模块主要用于实现对LED 灯的人为控制。
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基于单片机控制的太阳能LED 智能路灯照明系统张晓晖，杜学东（山东科技大学信息科学与工程学院，山东青岛266590）摘要：系统本着充分利用太阳能供电，并且实现路灯照明系统的智能化为目的，以AT89S51单片机为控制核心，自行设计了一套太阳能LED 路灯智能照明系统。
在该系统中以单片机与模数转换器构成数据采样模块，实现蓄电池的过充与过放保护电路；数码管显示电路显示蓄电池的电压和当前时间；通过光敏电阻感知外界环境亮度，实现LED 路灯的开启与关闭；无线模块实现对LED 路灯人为的控制。
实验结果表明该系统性能稳定、实时性高、节能、智能，具有良好的应用前景。
关键词：蓄电池过充；过放保护；AT89S51；ADC0809；无线收发；光敏电阻中图分类号：TP368.1文献标识码：A文章编号：1674－6236（2012）07-0128-04Solar LED intelligent lighting system based on the micro control unitZHANG Xiao -hui ，DU Xue -dong（Information Engineering College ，Shandong University of Science and Technology ，Qingdao 266510，China ）Abstract:The Solar LED intelligent lighting system makes full use of the solar power supply for the purpose of the intelligent lighting with AT89S51MCU as the control core.In the system the data sampling module composed by MCU and the analog -to -digital converter ，to realize the battery overcharge and over discharge protection circuit.Digital tube display circuit displays the battery voltage and current time.Through photosensitive resistance to perceive the external environment brightness ，to realize the opening and the closing of the LED street lamp.Wireless module to realize the LED street lamp artificial control.The experimental results show that the system has stable performance ，high real -time performance ，energy -saving ，intelligent ，and has good application prospect.Key words:battery overcharge ；over discharge protection ；AT89S51；ADC0809；wireless transceiver ；photosensitive resistance收稿日期：2012-01-06稿件编号：201201016基金项目：山东省优秀中青年科学家科研奖励基金（BS2010DX026）；山东省高等学校科技计划项目（J10LG24）；青岛经济技术开发区重点科技发展计划项目（2010-2-43）作者简介：张晓晖（1965—），女，山东青岛人，高级实验师。
研究方向：单片机、嵌入式系统及应用。
我国经济的高速发展必然伴随着能源的大量消耗，节约资源和保护环境是政府坚持的基本国策，目前国家大力倡导既环保又再生的能源（水电、风电、太阳能发电等）的开发，特别是太阳能的应用。
本文基于此，结合单片机设计了一种太阳能LED 路灯控制器，利用太阳能对蓄电池充电和LED 路灯照明，并且具过充电、过放电保护功能、可根据白天晚上亮度自动启动和关闭LED 灯等智能功能的路灯照明系统。
1系统总体结构图1为该系统结构图[1-5]，由7个模块组成，分别为主控模块、数据采集模块、显示模块、过充电保护模块、过放电保护模块、光控模块和遥控模块组成。
1）主控模块主要负责数据处理与外部电路控制；2）数据采集模块主要用于采集蓄电池两端的电压并将其转化为数字量输出；3）显示模块主要用于显示当前电压和时间；4）过充电保护模块主要用于避免蓄电池被过度充电而损坏；5）过放电模块主要用于避免蓄电池过度放电而损坏；6）光电模块主要用于根据白天和晚上的亮度自动启动和关闭LED 灯；7）遥控模块主要用于实现对LED 灯的人为控制。
2系统硬件设计2.1主控及数据采集模块主控及数据采集电路[2]如图2所示，包括单片机最小系统和A/D0809芯片，其中单片机P1口向数码管发送显示数据；P0口连接A/D0809芯片数据输出端，用于接收模数转换的数据；ALE （30引脚）连接A/D0809的CLOCK 端，用于给A/D0809提供时钟信号；P2.7，P2.6分别用于控制过充过放电电子设计工程Electronic Design Engineering第20卷Vol.20第7期No.72012年4月Apr.2012图1系统结构框图Fig.1System structure diagram－128－图2主控及数据采集电路Fig.2Master control and data acquisition circuit路，通过这2个端的高低电平变化，对电路进行过充过放保护以及对指示灯亮灭控制；P2.5连接A/D0809的OE 端，用于控制A/D0809转换输出允许；P2.4连接A/D0809的转换启动端START ，用于控制AD 转换启动信号；P2.3连接A/D0809地址锁存端ALE ，用于控制地址锁存信号；P2.0，P2.1，P2.2连接A/D0809模拟通道地址端ADDA ，ADDB ，ADDC ，用于对模拟通道进行选择。
主控电路功能实现：单片机通过P2.0，P2.1，P2.2控制A/D0809ADDA ，ADDB ，ADDC ，选择A/D0809模拟输入IN0端作为模拟信号输入端，A/D0809通过内部AD 转换，将模拟电压信号转换成数字信号，并通过数据口传送给单片机，单片机通过一系列处理控制数码管显示以及充放电控制端。
2.2过充过放控制模块过充控制是在蓄电池处于过充状态时断开充电电路，过放控制是在蓄电池处于过放状态时断开放电电路。
过充、过放控制都是为了保护蓄电池，延长蓄电池的使用寿命。
过充、过放判断的依据主要是蓄电池电压的高低。
其功能实现：过充控制电路中将继电器J1的开关串联在充电电路中，当白天有太阳光时处于正常充电状态时，由太阳能板吸热经继电器开关常闭点向蓄电池充电，当蓄电池的电压高于26V 时，认为蓄电池处于过充状态，单片机向P2.6送出一个低电平，使得继电器线圈J1通电，则继电器常闭点断开，常开点闭合，充电电路断开，过充指示灯亮，停止向蓄电池充电，达到过充保护功能。
过放控制电路中将继电器J2的开关串联在放电电路中，当处于正常放电状态时，放电电路正常工作。
在晚上由蓄电池向负载供电时，当蓄电池的电压低于10.3V 时，认为蓄电池处于过放状态，此时单片机向P2.7送一个低电平，使得继电器线圈J2通电，继电器开关由常闭点转到常开点，放电电路就断开，过放指示灯亮，停止向负载供电，达到过放保护功能，该模块电路如图3所示[3]。
2.3显示电路模块图4为数码管显示电路，本电路采用单片机并行口显示，由74ls373作为数码管驱动及位选电路，数码管用于显示当前时间，以及当前电压。
74ls373位选端LE1，LE2，LE3，LE4分别接单片机P3.4，P3.5，P3.6，P3.7端口，单片机通过每次选择74ls373的一位位选，选择当前显示的数码管送入显示编码，然后选择另外一位位选，送入显示编码，依次类推，实现数码管静态显示。
2.4光敏电阻控制模块利用通常情况下单片机低电平应低于0.8V 的特点，结合光敏电阻受光照影响电阻变化灵敏的特点，通过光敏电阻与固定电阻串联的方式，即通过检测固定电阻的分压值来检测白天与黑夜。
当黑夜时设计固定电阻的分压值为0.8V 以下，即单片机引脚低电平值范围，此时通过单片机给P2.7送高电平，使放电电路工作，LED 正常工作，否则LED 灭。
3系统软件设计如图5所示为该系统程序流程图，上电之后进行初始化操作，包括关头关闭LED ，禁止电池充电与放电，初始化数码管显示等。
启动AD0809转换，读取外界电压值，判断蓄电池是否过冲或过放，之后判断是否有外界控制和时间是否大于6点，如果有外界控制则强制开灯或关灯，否则根据光强判断开灯或关灯，时间小于6点时，定时为关灯。
4结束语本文对基于单片机控制的太阳能LED 路灯照明系统硬张晓晖，等基于单片机控制的太阳能LED 智能路灯照明系统－129－《电子设计工程》2012年第7期图4数码管显示电路Fig.4Digital display图3过充过放控制电路Fig.3Overcharge /over discharge control circuit－130－图5系统程序流程图Fig.5System programflow件进件进行了模块化设计，并着重介绍了系统的主要模块主控及数据采集模块、过充过放控制模块、显示电路模块、光敏电阻控制模块。
软件设计给出了程序流程。
目前系统的实验效果良好，该设计结构简单，数字显示电压值，无触点充放电控制，外界随时遥控LED 灯的亮灭，可据外界光线的强度开灯或关灯，一定时间可定时为灭灯状态。
本系统设计充分且可行的利用太阳能供电，节约了大量能源，对LED 路灯照明系统实现了智能化，具有较强的实用性。
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