基于单片机的太阳能路灯控制系统

下载后可任意编辑 摘 要 本项目基于AT89C52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。项目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、红外传感器距离感应电路、负载输出控制与过流检测电路、键盘电路、节能LED电路、串口通信电路、LCD显示等模块。现已设计焊好整体电路，并深化调试取得成果；程序编写结构清楚，可读性强。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 ；负载输出控制与检测电路；太阳能采集电路；红外感应 LED。 目 录 第一章绪论6 1.1 讨论背景、目的与意义6 1.1.1 新能源开发的必要性6 1.1.2 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9 1.2 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 项目完成情况及取得的创新成果13 2.1概述13 2.2 系统电路讨论报告13 2.2.1系统模块介绍13 2.2.1.1AD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16 2.2.1.3LCD显示模块17 2.2.1.4 键盘电路模块18 2.2.1.5 路灯控制模块19 2.2.1.7串口通信模块20 2.2.1.8USB通信模块21 2.2.1.9时钟模块21 2.2.1.10 电源模块22 2.2.1.11 过流保护22 2.2.1.12 太阳能电池组件及负载LED开关控制23 2.2.2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24 2.2.2.2布线注意事项25 2.3系统软件讨论报告26 2.3.1 软件编程要点26 2.3.2单片机软件编程26 2.3.2.1 程序主流程图26 2.3.2.2 按键功能规划27 2.3.2.3 AD转换程序28 2.3.2.4 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30 3.1 概述30 3.2 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：兴趣激发制造的火花37 结 论39 参考文献40 致 谢41 附 录42 第一章 绪论 1.1 讨论背景、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讨论。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。 1.1.1 新能源开发的必要性 跨入21世纪后，人类面临着实现经济和社会可持续进展的重大挑战，如何能在能源有限和环境保护的双重制约下进展经济已成为全球的热点问题。而能源问题更为突出，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，不能满足其经济进展的需求。从长远来看，全球已探明石油储量只能用到2024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，是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 1.1.2 太阳能利用的优势 人类要解决能源问题，实现可持续进展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生干净能源。据预测，到本世纪中叶可再生能源在世界能源结构中将占到50％以上，包括太阳能在内的可再生能源在本世纪将会以前所未有的速度进展，逐步成为人类社会基础能源的重点。太阳能具有独特的优势，其开发利用必将在21世纪得到长足的进展，并终将在世界能源结构转移中担当重任，成为21世纪后期的主导能源。我国幅员宽阔，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，全国各地太阳年辐射总量达335～837 中值为586。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等宽阔地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。例如被人们称为“日光城’’的拉萨市，1961年至1970年的平均值，年平均日照时间为3005．7h，相对日照为68％，年平均晴天为108．5天，阴天为98.8天，太阳总辐射为816，比全国其它省区和同纬度的地区都高。全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小，其中尤以四川盆地为最，那里雨多、雾多，晴天较少。例如素有“雾都’’之称的成都市，年平均日照时数仅为1 152．2h，相对日照为26％，年平均晴天为24．7天，阴天达244．6天。其它地区的太阳年辐射总量居中。 太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭“的安全、环保新能源越来越受到重视。在这里我们就太阳能灯具和使用市电灯具的效果作有用对比。 市电照明灯具安装复杂：在市电照明灯具工程中有复杂的作业程序，首先要铺设电缆，这里就要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。太阳能照明灯安装简便：太阳能灯具安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可。 市电照明灯具电费高昂：市电照明灯具工作中有固定高昂的电费，要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。太阳能照明灯具免电费：太阳能照明灯具是一次性投入，无任何维护成本，三年可收回投资成本，长期受益。 市电照明灯具有安全隐患：市电照明灯具由于在施工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面带来诸多安全隐患。太阳能照明没有安全隐患：太阳能灯具是超低压产品，运行安全可靠。 太阳能灯照明的其它优势：绿色环保，能为高尚生态小区的开发和推广增加新的卖点；可持续降低物业管理成本，减少业主公共分摊部分的费用。综上对比所述，太阳能照明之安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等固有的特性将为楼盘的销售、市政工程的建设直接带来明显可利用的优势。 1.