基于单片机的太阳能路灯控制器设计

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Keywords:Singlechip microcomputer; light; voice; human detection; PWM;
目 录
前言ﻩ1
第1章课题研究背景与价值3
第1.1节选题的意义与价值ﻩ3
第1.3节课题的研究意义与目的ﻩ4
第1.4节 研究范围与内容5
第1.5节研究视角与方法ﻩ5
一方面加大力度反战火电、水电的同时,大力发展风力、潮汐能发电、太阳能发电等,尽可能的生产出更多的电能供经济飞速发展的需求。另一方面要大力提倡节约电能,因为生产毕竟是有限的,而节约可以起到意想不到的作用。同时随着各种能源尤其是石油、煤炭的大量消耗,大量的二氧化硫、氮氧化合物和二氧化碳排放到空气中,严重污染环境,给人类赖以生存的环境带来了灭绝性大灾难。大量的人因为呼吸了有害气体或者食用了含有有害气体的食物而引发了各式各样的疾病。人类正面临从未有过的生态和环境问题。
此次设计的是一种体积很小,结构化较为简单,安全性能和可靠性能很高,功能较为齐全的太阳能路灯控制器,具有很高的经济利益与市场价值。
第1章
路灯照明控制系统是一项复杂、多样的系统工程,其照明灯具有白炽灯、高压汞灯、荧光灯、高压钠灯、金卤灯、无极灯、霓虹灯、LED灯等;其能源诱惑力发电、水利发电、风力发电、太阳能发电、潮汐能发电、核能等;其控制方式有手动、光控、钟空、几种回路控制、GPRS远程控制等;涉及到计算机、软件、通信、电力、材料、制造、数学等多学科尖端技术的交叉应用,近年来随着各地路灯照明控制系统的大面积推广应用,每天要消耗大量的电能,其能耗问题日益引起社会的重点关注。研究一种节能的高效的自动化程度高的路灯控制器具有重要的理论研究意义和实际应用价值。
第6章 系统软件设计33
第6.1节 系统程序流程图及主程序33
第6.2节定时器子程序及作用ﻩ37

世界经济飞速发展,需要更多的能源作为支撑,而石油、煤炭、天然气等常规能源随着开采的不断加剧,总量急剧减少,供需矛盾十分明显,越来越多的地方因为用电量日益剧增,负荷加大,已不堪承担,在夏天出现经常性的拉闸停电现象,严重影响了居民生活水平,影响了经济的持续稳定发展,国家虽然加大力气,整顿小煤窑,合理开采煤炭、大力发展坑头电站、优先发展风力发电、太阳能光伏系统,采取了一系列的措施,但是和经济飞速发展对能源的需求,尤其是对电能的需求,仍然极不配套。
第4.4节声音检测模块介绍20
第4.5节单片机晶振电路原理及作用ﻩ22
第4.6节PWM控制技术介绍23
第5章 硬件电路的设计及原理24
第5.2节 电源电路及作用ﻩ26
第5.3节光强度检测电路及作用27
第5.4节 热式红外传感器电路及作用28
第5.6节PWM控制技术及路灯驱动电路30
第5.7节电路设计软件功能介绍ﻩ31
第2章基于单片机太阳能路灯控制器的概况8
第2.1节 太阳能路灯控制器的概念ﻩ8
第2.2节太阳能路灯控制器的基本情况8
第3章 系统设计方案ﻩ10
第3.1节系统设计的任务ﻩ10
第3.2节 硬件设计方案ﻩ10
第4章系统总体方案及元器件介绍13
第4.1节单片机介绍ﻩ13
第4.2节热释电红外传感器介绍18
第4.3节光敏电阻介绍20
北京化工大学
北方学院
NORTHCOLLEGEOFBEIJINGUNIVERSITYOF
CHEMICALTECHNOLOGY
20 届本科生毕业设计(论文)
学 院
学生姓名
专 业
学 号
班 级
指导教师诚信申明源自本人申明:我所呈交的本科毕业设计(论文)是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京化工大学北方学院或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计(论文)的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。
太阳能路灯控制器是一个复杂的自动化控制设备,其研究涉及到计算机、软件、通信、电力、材料、制造、数学等,是一个多学科的融合,体现了多学科尖端技术的交叉应用。
1.1.2实践意义与价值
我国每年路灯照明大约要消耗200亿元左右的人民币,而且随着城市建设的快速发展,每年仍然以很快的速度在急剧增长。日益增加的财政开支使得许多城市都不约而同的开始采用隔盏开灯的方法来节省电费。由于要实现隔盏开灯,在施工的时候就必须先分好电缆的抽头,分好组来实现分组控制,无形之中增加了施工的难度和施工成本。好多地方通过这种方法省了部分电费,却又引发了一些道路交通安全事故的发生,许多地方因为在道路上形成了许多照明盲点,而引发不少的交通事故。这些国外早就不用的节能方法,距离我们要实现的按需照明目标,还要遥远的多。
节约潜力大是我国目前照明用电最明显的一个特色。因为用电效率很低,浪费又比较严重,所以有很大的节约空间。倡导全民节约用电,可以有效的减少环境污染,保护环境,有利于人民生活水平的稳步提升。我国目前倡导的节能方案均能达到20%左右的节能目标,而本文提出的节能总体方案节能效果可高达40%,全国一盘棋,40%是什么概念,按照2005年统计结果,每年路灯照明用电总费用为200亿元左右,那么40%就是80亿元人民币。
本人签名: 年 月 日
基于单片机的太阳能路灯控制器设计
摘 要
随着世界能源危机的加剧,各国都在寻求解决能源危机的办法,太阳能作为一种“取之不尽,用之不竭”的安全、环保的新能源越来越受到重视,近年来,太阳能路灯在国内许多城市的应用方兴未艾,其良好的技术经济性得到了一致的认可。对太阳能路灯控制系统的研究,能把太阳能资源的利用率增加,并且可以在节约能源方面起到作用。
各地政府逐渐加大城市道路照明新改建的力度,根据中国市政工程协会城市道路照明专业委员会对718个城市路灯管理单位统计数据,自2004年底以来总投资约260亿元人民币,其中新改建路灯约投资100亿元左右,净增路灯500余万盏。到2007年底718个城市照明设施已达1372万盏,比2004年统计数净增33.9%。有45%以上城市道路装灯率达100%;62%以上城市公共区域装灯率达95%;100%城市亮灯率达97%以上的骄人成就,照亮了城市、没话了环境,得到了城市市民的好评。根据路灯设施不完全调查统计,三年来路灯总盏数从920盏增加到1372万盏,增加了33.9%,而路灯总功率2004年为161.7万Kw,2007年为197万Kw,缺只增长了18.26%。这说明路灯总盏数增长,总功率没有同比增长,照明总功耗电量却在下降。到目前为止,节能型光源电器的采用量已占整个路灯光源电器用量的80.6%,抵效高耗的白炽灯、高压汞灯逐步被高光低耗能的节能灯、高压钠灯所取代。在道路照明的灯具选用上,严格按功能为主装饰为辅的原则,光源电器选择以节能型产品为主,如变功率整流器、降压、降流节电控制器、智能型分时段控制和无线三遥监控系统等新技术、新材料等得到了广泛应用。
关键词:单片机;光控;声控;人体检测;PWM;
TheDesign ofsolar streetlampcontrollerbasedonMCU
Abstract
Astheworldenergy crisisintensifies,countries areseekingtosolve theenergy crisismeasures,solar energyas an "inexhaustiblebe inexhaustible,safety,environmentalprotection"ofthenewenergyhasbeenpaid moreand more attention,in recentyears,the solarstreetlights inmanycitydomestic applicationFang XingAI,itsgoodtechnical economygotunanimousapproval.Study on thesolarstreetlamp controlsystem,canmakeuseofsolarenergy resourcestoincrease the rate,andcanplay a rolein energysaving.
本文设计一个太阳能路灯控制器,使用STC89C52单片机为核心控制器,使用光敏电阻检测是白天还是黑夜,使用咪头检测声音实现声控,使用用人体红外感应模块检测是否有人通过。当白天光线较强时,单片机控制LED路灯不打开,当夜晚或阴雨天光线较弱时,LED路灯打开,单片机通过控制输出PWM的占空比来实现LED路灯灯光强弱的调节:当无声音或者无人经过路灯时,路灯发弱光以达到一定的照明目的,若有声音或者有人通过则发强光,实现照明,同时更好地实现节能的目的,太阳能路灯控制器的输入电源可以通过市电变压整流获取也可以从太阳能电池板获取,并可实现自动切换。
In thispaper,the designofasolarstreet lampcontroller,usingSTC89C52MCUas the core controller,theuse ofphotosensitiveresistancedetection isdayor night,usingthemicrophonesound detectionof achieving sound,usinginfrared humanbodyinduction moduledetectswhethersomeone through.When the daylightisstrong,the SCMcontrolLEDlampsdo notopen,whenthenightoroncloudy dayswhenthelightisweak,LEDStreetopened,the microcontroller throughthecontroloutputofthe PWMduty cycletoachievethe regulationofLEDstreetlamplamplight: whenno soundornoafter astreet lamp,streetlamphairweak lightto achievelightingpurpose,ifa voiceoris madebymanrealize lighting,glare,andbetter achievethepurpose ofenergy saving,the input powersupplyof solarstreet lampcontrollercanaccesscan alsobeobtained fromthe solarbatteryboardthroughthecity ofelectrictransformer rectifier,and can realizetheautomaticswitching.
随着我国经济的快速增长,能源需求大幅增加,能源供需矛盾突出。尤其是近两年,全国用电量及电负荷增加较快,去年以来已有三分之一的省(区、市)出现了不同程度的缺电甚至拉闸限电现象,严重影响经济社会发展和人民生活水平提高。能源是人类社会赖以生存发展的重要资源。全球人口增长和经济增长对能源的需求日益增加,长期过量开采煤炭、石油、天然气这些常规能源,致使其储量减少。剧联合国等官方资料估计,地壳中剩下的石油还可以开采35年、天然气40年、煤炭110年,人类面临何等的能源的压力,同时,由于长期使用煤炭和石油等污染的能源,所导致的环境和生态问题,已严重威胁人类自身的生存。因为大量消耗能源尤其是火力电能而引发的环境污染问题日趋加剧,全球气候变暖,南极冰川融化、温室效应加剧等等。

1.1.1理论意义与价值
随着世界能源危机的加剧,各国都在寻求解决能源危机的办法,太阳能作为一种“取之不尽,用之不竭”的安全、环保的新能源越来越受到重视,近年来,太阳能路灯在国内许多城市的应用方兴未艾,其良好的技术经济性得到了一致的认可。对太阳能路灯控制系统的研究,能把太阳能资源的利用率增加,并且可以在节约能源方面起到作用。
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