论文—太阳能LED路灯智能控制系统研究

下载后可任意编辑 摘 要 太阳能光伏发电是一种不需燃料、无污染猎取电能的高新技术。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讨论。 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 dont 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 the system. The systems 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 下载后可任意编辑 目 录 1 绪论1 1.1 前言1 1.2 国内外进展现状2 1.3 讨论的内容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 II 下载后可任意编辑 1 绪论 1.1 前言 能源是当今世界存在和保持进展的核心动力，随着社会生产的扩大、人口的增长、科技的进展等，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。在传统的能源消费结构中，以石油、天然气和煤炭为主的化石能源占有重要比例。随着人类近百年的消费，这些化石能源的消耗非常快，据专家估计地球上25亿年累积的化石能源，人类只要400年就可以消耗殆尽，因此能源危机在当代显得更加危机。不仅如此，化石能源的大量使用还造成了全球的环境恶化，引起气候异常、臭氧层空洞扩大、酸雨频发等恶果，由化石能源的消耗所产生的二氧化碳是导致地球温室效应的最主要原因，目前全世界每天产生的温室效应气体以亿吨计，假如不加以控制，气温持续走高，会造成两极冰山融化、海平面上升，连人类生活的空间都将面临极大威胁。 太阳能光伏发电是一种不需燃料、无污染猎取电能的新技术，具有安全可靠、无噪声、能量随处可得、不受地域限制、无机械转动部件、故障率低、维护简便、可以无人值守、建站周期短、规模大小随意、无需架设输电线路、可以方便的与建筑物相结合等优点。因此，在太阳能的