【正文】 y, solar street lamps application has been for med the scale. This s ubject mainl y realize solar cells with si ngle chip microco mp uter control of batter y char gi ng ma na ge me nt, co ntrol the street la mp ti mi ng, low illumi na tion model lighting. T hro ugh G PRS co mmunica tion, it ca n ta ke sample o f the c urre nt ba tter y volta ge a nd disc harge c urrent, a nd ca n realize remo te co ntrol street la mp sw itc h. T he s yste m mai nly co nsis ts o f solar batter y, the batter y, the c hargi ng co ntrol, lighti ng co ntrol, LED la mp s, display mod ule , GPR S mod ule, clocking circuit a nd alarm circuit and so on. Ke y words: LED lighting, GPRS module , charging control 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 III 目 錄 摘要 ......................................................... I Abstract .................................................... II 第一章 緒論 ............................................... 1 選題背景及意義 ....................................... 1 背景 ............................................ 1 意義 ............................................. 3 主要設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容 ................................. 4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能 ................................... 4 解決的關(guān)鍵問題 ....................................... 5 第二章 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) .................................. 6 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及其功能 .................................. 6 第三章 太陽能光伏電池和鉛酸蓄電池的特性及原理 ................ 7 太陽能電池 ........................................... 7 太陽能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 ...................... 7 太陽能電池的分類 ............................... 8 太陽能電池的發(fā)展種類 ........................... 9 太陽能電池的電氣特性 ........................... 9 蓄電池的設(shè)計(jì) ......................................... 11 第四章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ..................................... 13 單片機(jī) .............................................. 13 方案選擇 ...................................... 13 外圍電路 ...................................... 14 GPRS 模塊 ............................................ 15 GPRS 模塊的選型 ................................ 16 顯示模塊 ............................................ 18 方案選擇 ...................................... 18 顯示模塊的接口電路 ............................ 18 小結(jié) ........................................... 19 時(shí)鐘電路 ............................................ 19 方案選擇 ...................................... 19 接口電路 ...................................... 19 電壓采樣模塊 ........................................ 20 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 IV 方案選擇 ...................................... 20 電壓檢測(cè)電路 .................................. 20 電流采樣模塊 ........................................ 22 方案選擇 ...................................... 22 采樣電路： .................................... 22 LED 燈的設(shè)計(jì) ......................................... 23 LED 芯片選取及組合方式 ........................ 23 LED 驅(qū)動(dòng)的選?。? ............................... 25 驅(qū)動(dòng)芯片 PAM2842 外圍元器件參數(shù)計(jì)算 ............ 26 輸入設(shè)定模塊 ........................................ 28 方案選擇 ...................................... 28 鍵盤電路 ...................................... 29 報(bào)警電路設(shè)計(jì) ........................................ 29 充電控制電路 ....................................... 30 照明控制電路 ....................................... 32 方案設(shè)計(jì) ........................................ 32 光線檢測(cè)電路 ..................................... 33 繼電器電路設(shè)計(jì) .................................. 33 電源設(shè)計(jì) ........................................... 34 第五章 軟件設(shè)計(jì) ............................................ 36 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)思想 ................................... 36 系統(tǒng)主程序的設(shè)計(jì) ..................................... 36 系統(tǒng)子程序的設(shè)計(jì) ..................................... 37 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 ................................. 37 LCD 顯示子程序 ................................. 39 鍵盤控制子程序 ................................ 41 充電控制子程序 ................................ 42 照明控制子程序 ................................ 43 串口通信子程序 ................................ 44 GPRS 通信子程序 ................................ 45 第六章 設(shè)計(jì)總結(jié) ............................................ 47 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要工作 ............................... 47 需要改進(jìn)的地方 ...................................... 47 參考文獻(xiàn) .................................................... 48 英文原文及翻譯 .............................................. 50 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 V 英文原文 ................................................ 50 翻譯 ..................................................... 61 致謝 ........................................................ 72 附錄 ........................................................ 73 程序清單 ................................................ 73 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 第一章 緒論 21 世紀(jì)以來，隨著世 界能源危機(jī)的加劇 ，太陽能作為地球上最普遍最清潔 的能源 ，以其 取之 不盡、 用之不 竭、 無污染 等優(yōu) 點(diǎn)，受 到人類 的重視。 本課題 太陽能 LED路燈以太陽光為能源，白天充電 ， 晚上使用，無需復(fù)雜昂貴的管線鋪設(shè)，采用 GPRS通信技 術(shù)對(duì)每個(gè)路燈狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān) 控，合理設(shè) 置照明 時(shí)段， 安全 節(jié)能無 污染， 無需 人工操 作工 作穩(wěn)定 可靠， 節(jié)省電費(fèi)免維護(hù)。 選題背景 及意義 背景 進(jìn)入 21世紀(jì)的 人類面臨 的三大 主要問 題是能 源、環(huán) 境和經(jīng) 濟(jì)。從而 太陽 能光伏 發(fā)電越 來越受到人類青睞。 h，相當(dāng)于目前 世界上能耗的 4 0 倍；而且，太陽能發(fā) 電具有 充分的 清潔 性、絕 對(duì)的安 全性 、資源 的相 對(duì)廣泛 性、充 足性和長(zhǎng) 壽命以 及免維 護(hù)性 等其它 常規(guī)能 源所 不具備 的優(yōu) 點(diǎn)，可 謂是人 類的生活 寶庫， 是我們 取之 不盡的 能量的 源泉 ，因此 光伏 能源被 認(rèn)為是 二十一世紀(jì)最重要的新能源。 L ED 以其 令人驚嘆的應(yīng)用在城市室內(nèi) 外照明中 發(fā)揮 著傳統(tǒng) 光源 無可 比擬 的作用 。 城市的 大型化 和現(xiàn) 代化， 迫切 需要利 用先 進(jìn)的調(diào) 控管 理手 段來對(duì)路燈照明系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。通常 無線 網(wǎng)絡(luò)的 建網(wǎng)費(fèi) 用在無線監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用中占很大的比重。 基于這些背景，提出了基于 GPRS技 術(shù)的太陽能 LED路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，它通過單片機(jī)輸出 PWM斬波控制 太陽能電池板 對(duì)蓄電池的充電 ，延長(zhǎng)了 蓄電池 的壽 命。 太陽 能 LED路燈 照明 系統(tǒng) 就是 通過 太陽 能 硅光 電池 板將 太陽 能轉(zhuǎn)換為電能存儲(chǔ)到蓄電池中，由蓄電池為整個(gè)系統(tǒng)提供電能。 放電 時(shí)，單 片機(jī) 處理蓄 電池放 電過程中的狀態(tài)檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到蓄電池電量過低時(shí)，立即停止對(duì)負(fù)載供電，起到保護(hù)蓄電池的作用。用一個(gè)鍵盤與單片機(jī)連接，設(shè)定一些相關(guān)參數(shù)，可以對(duì) LED燈 進(jìn)行靈活的功率調(diào)節(jié)，通過 降低負(fù)載的電流實(shí)現(xiàn)減少能耗。 （ 4） 負(fù)載的短路保護(hù)、極性反接保護(hù)、負(fù)載過流保護(hù) 。 解決的關(guān)鍵問題 本系統(tǒng) 的技術(shù) 關(guān)鍵 在于選 擇哪 種充電 管理 方式對(duì) 蓄電 池進(jìn) 行充電，可以很 好的給 蓄電池 充電 ，而且 使蓄電 池的 壽命延 長(zhǎng)。 本設(shè)計(jì)主要是 由太陽能電池板、蓄電池、充電控制、照明控制、 GPRS 模塊、顯示模塊、時(shí)鐘電路等 部分組 成。 放電 時(shí) ，單片 機(jī)處 理蓄電 池放電 過程 中的狀 態(tài)檢 測(cè)，當(dāng) 檢測(cè)到 蓄電池電 量過低 時(shí)，立 即停 止對(duì)負(fù) 載供電 ，起 到保護(hù) 蓄電 池的作 用。燈光控 制采用 光控和 時(shí)控 結(jié)合的 方法。太 陽能光 伏電 池正是 一種利 用光 伏效應(yīng) 直接 將光能 轉(zhuǎn)化為 電能的裝置，