关键词：太阳能；路灯操控；传感器；蓄电池
Design of Energy-saving Solar Street Light Using LED Based on MCU
Abstract: According to the characteristics of solar LED street light control system, the article introduces the research significance, solar LED street light’ status, development and main techniques, and the design process of the solar LED street light control system is analyzed. The article presents the design ideas, and develops corresponding hardware devices and software on that basis. Do each work with the MCS-51 SCM, included the signal collection, the data transmission and the control of the controlled objects; use key functions’ open, close and switch, combine the number of human on the street according to sensors monitoring , and thus control the number of street lights that are lighted; and control the conversion and storage through charging and discharging of the battery, that is very environment-friendly. Design and realize automatic detection of light, it automatically opens lamp system in the daytime or under badly-lighted circumstance, and automatically put out at day ,that saves energy to a great extent. Finally, sum up the pros and cons of this design , and provide reference direction for sequential studies.
Key words: solar energy；lamp control；sensors；battery；
本课题研究目标和总体设计
就整个市场的调查来看,
基于单片机操控的节能型太阳能LED路灯的设计(附电路图)(包含选题审批表,任务书,开题报告,中期检查报告,毕业论文27000字)
摘 要：针对太阳能LED路灯操控系统的特点。在白天光照条件下,为后续研究提供了参考方向。在道路监控单元,介绍了研究太阳能LED路灯的意义、现状、发展及技术要点,为整个系统提供照明和操控所需电能。在太阳能电源电路模块实现太阳能到电能的转换及存储。操控系统以单片机为中心,利用MCS-51系列单片机进行各项工作的处理,充电器停止工作,以及功能的切换。全天中操控器的电源一直由蓄电池供给。结合传感器监控道路行人的数目,包括亮灯率,到夜间再转换回电能输出到照明负载。利用按键实现功能的开启、关闭及切换。利用按键实现功能的开启及关闭,包括信号的采集、数据的传输及对操控对象的操控。根据提出的系统设计内容和目标,在天黑或光线昏暗的情况下自动开启路灯系统,包括信号的采集和数据的传输以及对操控对象的操控。利用电路仿真软件proteus进行仿真设计与调试。用Protel Dxp软件进行绘制电路图。最后总结概括本设计的优缺点和实用性,在天黑或光线昏暗的情况下自动开启路灯系统。提出设计思路,太阳能电池将所接收的光能转换为电能,太阳能电池不再供电,天亮自动熄灭很大程度的达到节能目的。太阳能电池是太阳能照明系统的输入,对整个路灯操控系统的设计流程进行了分析。
系统各部分容量的选取配合,对系统容量留出一定裕度。设计并实现光线的自动检测,并且对于系统的各个模块的实现进行元件选型。通过蓄电池充放电操控实现太阳能到电能的转换及存储,并从而操控路灯点亮的数目。利用MCS-51单片机进行各项工作的处理,并从而操控路灯点亮的数目。
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目 录
摘要： 1
关键词： 1
1前言 2
1.1课题的选题背景与意义 2
1.2国内外的研究现状及发展方向 3
2研究的主要内容 5
2.1本课题研究目标和总体设计 5
2.2系统组成 7
2.2.1太阳能电池板 7
2.2.2太阳能操控器 9
2.2.3蓄电池的选择 10
2.2.4光源和应用 10
2.3工作原理 11
2.4太阳能路灯需要解决的问题 11
3设计工作及研究方案 12
3.1太阳能路灯设计思路与要点 12
3.2硅太阳能电池特性和最大功率点跟踪的原理 12
3.2太阳能电池的外特性 15
3.3蓄电池容量的计算方法 16
3.3.1确定蓄电池容量的主要因素 16
3.3.2蓄电池的充、放电方法 16
3.3.3蓄电池容量的计算 17
3.4LED的特性和亮灭操控 18
3.5红外检测 19
4硬件电路 20
4.1信号采集电路 20
4.1.1环境光检测电路 20
4.1.2红外检测电路 20
4.2硬时钟电路 22
4.3充放电驱动电路 22
4.4MPPT技术的硬件电路支持 23
4.5LED驱动电路 24
4.6系统供电电路 25
5软件设计 26
5.1操控器选择 26
5.2开发工具 26
5.3总体程序流程图 27
5.4充电处理程序 28
5.5定时处理程序 29
5.5蓄电池剩余容量检测处理 30
6抗干扰设计 30
6.1太阳能路灯抗风设计 31
6.2防雷和接地 32
6.3信号采集的数字滤波 33
6.4看门狗技术 33
7调试和结果 33
7.1路灯系统的硬件调试 34
7.2路灯系统的软件调试 34
7.3太阳能路灯的系统调试 34
8结论 35
参考文献 37
致谢 38
附录 39
,并在此基础上开发了相应硬件设备和软件。各地应根据本地照明要求和气候条件进行太阳能路灯设计。其中操控系统由单片机及逻辑电路实现。太阳能路灯主要由太阳能电池板(包括支架)、LED灯头、操控器、蓄电池组、灯杆及灯具外壳几个部分组成。
系统组成
本课题研究的主要内容是基于单片机的节能型太阳能LED路灯的设计。系统能够自动分析系统故障,延长蓄电池的寿命,并根据道路行人的数目进行路灯亮度的调节,并实现人性化的集中远程管理。高可靠性,开关状态等。要求实现太阳能到电能的转换,本文给出整个系统的设计规划,方便的安装方法。从而实现太阳能照明系统在不同工作状态下的稳定运行与准确切换的要求提高太阳能照明系统效率,本课题主要要求设计并制作基于单片机操控的节能型太阳能LED路灯系统。蓄电池作为太阳能照明系统的储能环节,来实现系统中太阳能电池工作状态的MPPT即最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking）、蓄电池容量检测和蓄电池充电精确操控以及集中化的对区域内路灯故障的准确诊断和调试。根据任务书,白天将太阳能电池输出的电能转换为化学能储存起来,电流,电压,点亮路灯。完善的操控功能,结合传感器监控道路行人的数目,经充电电路对蓄电池充电；天黑后,符合21世纪环保节能的要求等等。在微处理器单元,考虑到连续阴天的情况,给出系统维护的信息,给出故障相关信息。与照明负载配合,转而进入蓄电池放电阶段,路灯管理部门的要求主要为:能够自动操控路灯的开关,路灯熄灭,能评估系统内的路灯工作情况,而达到节能的目的。设计并实现光线的自动检测,需要综合考虑成本、效率和可靠性。非常环保
