太陽能LED路燈智能化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

【摘要】：隨著時(shí)代的發(fā)展，最近十年來將太陽能應(yīng)用于照明的技術(shù)在城市路燈照明行業(yè)中發(fā)展相當(dāng)迅猛。當(dāng)LED節(jié)能燈具逐漸成為新的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品之后，與太陽能相互結(jié)合應(yīng)用，形成了新的節(jié)能產(chǎn)品——太陽能LED路燈。太陽能LED路燈的優(yōu)勢非常明顯，它的使用可以節(jié)約大量的電能?，F(xiàn)在它已經(jīng)逐漸用于城市的主干道路，因此太陽能路燈控制器的智能化發(fā)展需求越來越明顯。 本篇文章將詳細(xì)地介紹了太陽能LED路燈智能化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，首先簡單介紹了太陽能LED路燈智能化控制系統(tǒng)的外圍組成器件，該新型路燈主要由太陽能電池板、蓄電池、LED燈具、主控制器等器件組成，然后針對控制設(shè)計(jì)的功能，本文對系統(tǒng)的控制系統(tǒng)開發(fā)了硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)兩大部分，并以模塊化的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)功能。 硬件電路部分，該系統(tǒng)的主要控制芯片選用高性能的ATmega128單片機(jī)，通過路燈的主要控制芯片來控制蓄電池充電和放電，并且在蓄電池充電部分設(shè)計(jì)了快速充電（快充）和慢速充電（慢充）兩種不同的階段；并且對路燈的開關(guān)進(jìn)行時(shí)控與光控相結(jié)合的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用了DS18B20溫度傳感器，結(jié)合PWM調(diào)光方式，智能調(diào)節(jié)LED路燈的亮度；最后還設(shè)計(jì)了無線傳輸數(shù)據(jù)模塊，它可以較遠(yuǎn)距離地在路燈控制器與故障檢測小車之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的相互傳輸。軟件程序部分，主要是結(jié)合系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能，用ICCV7forAVR開發(fā)軟件，編寫系統(tǒng)的所有功能程序。最后對設(shè)計(jì)出來的智能太陽能LED路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)的調(diào)試工作，并且取得了理想的結(jié)果。 根據(jù)該系統(tǒng)實(shí)際的調(diào)試結(jié)果可表明，本文所設(shè)計(jì)的太陽能LED路燈智能控制系統(tǒng)運(yùn)行正常，可以將太陽能電池收集電能并且提供給系統(tǒng)供電，可以對蓄電池進(jìn)行快充和慢充，準(zhǔn)確的采集蓄電池的電壓，并且完成LED路燈關(guān)鍵工作參數(shù)的檢測，實(shí)時(shí)調(diào)控和無線通訊等功能，完全可以滿足太陽能LED路燈智能控制系統(tǒng)的要求。在理論證實(shí)了該智能太陽能LED路燈控制系統(tǒng)的可行性。 【關(guān)鍵詞】：太陽能LED路燈 單片機(jī) 蓄電池 智能控制
【學(xué)位授予單位】：武漢輕工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP273.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 概論8-12
• 1.1 課題的背景8-9
• 1.2 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9
• 1.3 課題研究的目的和意義9-10
• 1.4 課題研究的內(nèi)容10-12
• 第2章 太陽能 LED 路燈系統(tǒng)的組成12-20
• 2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原則12
• 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案12-14
• 2.2.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖13
• 2.2.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能13-14
• 2.3 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)14-20
• 2.3.1 太陽能電池14-15
• 2.3.2 蓄電池15
• 2.3.3 路燈控制器15-18
• 2.3.4 LED 光源18-20
• 第3章 太陽能 LED 路燈智能控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)20-35
• 3.1 主控制器基礎(chǔ)硬件設(shè)計(jì)20-21
• 3.1.1 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)20
• 3.1.2 穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)20-21
• 3.2 電壓采集模塊21-25
• 3.2.1 DC/DC 變換器21-22
• 3.2.2 電壓采集電路設(shè)計(jì)22-23
• 3.2.3 蓄電池充放電控制電路設(shè)計(jì)23-25
• 3.3 時(shí)控和光控相結(jié)合模塊設(shè)計(jì)25-28
• 3.3.1 時(shí)控設(shè)計(jì)26-27
• 3.3.2 光控設(shè)計(jì)27-28
• 3.4 LED 驅(qū)動(dòng)電路28-29
• 3.5 測溫電路設(shè)計(jì)29-31
• 3.6 無線傳輸模塊31-32
• 3.7 程序下載與仿真硬件電路設(shè)計(jì)32-35
• 3.7.1 JTAG 仿真電路設(shè)計(jì)32-33
• 3.7.2 ISP 下載電路設(shè)計(jì)33-35
• 第4章 太陽能 LED 路燈智能控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)35-43
• 4.1 蓄電池充放電處理程序設(shè)計(jì)35-37
• 4.1.1 白天處理程序設(shè)計(jì)35-36
• 4.1.2 夜晚處理程序設(shè)計(jì)36-37
• 4.2 時(shí)控和光控相合的軟件設(shè)計(jì)37-38
• 4.3 測溫模塊的程序設(shè)計(jì)38-43
• 4.3.1 DS18B20 的通信協(xié)議38-41
• 4.3.2 程序流程及說明41-42
• 4.3.3 PWM 調(diào)光42-43
• 第5章 系統(tǒng)的調(diào)試43-48
• 5.1 控制系統(tǒng)的硬件調(diào)試43
• 5.2 控制系統(tǒng)的軟件調(diào)試43-47
• 5.2.1 調(diào)試工具 ICCV7 for AVR 介紹44
• 5.2.2 ICCV7 for AVR 的集成工作環(huán)境44-45
• 5.2.3 系統(tǒng)的調(diào)試45-47
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析47-48
• 第6章 總結(jié)與展望48-50
• 6.1 課題總結(jié)48-49
• 6.2 未來展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-53
• 致謝53-54
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果54

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