【正文】 ED燈工作原理圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案該系統(tǒng)保護(hù)兩個(gè)大的部分：一是太陽能電池對蓄電池的充電，在蓄電池充電過程需要有過充電路的保護(hù)以免損壞蓄電池，在蓄電池對LED燈供電時(shí)需要有過放電路來保護(hù)蓄電池；二是LED燈的工作控制，利用光控電路來控制路燈使其在白天熄滅，晚上點(diǎn)亮。紅外成像系統(tǒng)與普通的電視攝像系統(tǒng)在信號處理上有許多共同之處，如放大、濾波、全電視信號的合成等。當(dāng)信號振幅變化范圍很寬又不可能使用增益轉(zhuǎn)換開關(guān)時(shí)，可以使用對數(shù)增益前置放大器，以保證弱信號獲得高增益，強(qiáng)信號得到低增益。當(dāng)探測器掃到這個(gè)參考熱源時(shí)，熱成像系統(tǒng)接收到參考源的輻射產(chǎn)生一溫度信號，用這個(gè)信號作為鉗位信號，將溫度信號通道的信號鉗位在零電平上。[4] 圖2 一種直流恢復(fù)方案多路轉(zhuǎn)換技術(shù)，當(dāng)使用多元探測器時(shí)，通常要采用多路轉(zhuǎn)換技術(shù)把多個(gè)信號通道改成單個(gè)信號通道。[5]各CCD單元的電荷量正比于對應(yīng)的探測器取樣信號，然后由一速度較快的時(shí)鐘脈沖將CCD各單元中的電荷移出，經(jīng)過輸出電路便形成了一組串行的與取樣信號對應(yīng)的視頻信號，從而完成了由多路傳輸?shù)絾温穫鬏數(shù)霓D(zhuǎn)換。前述交流耦合產(chǎn)生圖像缺陷的原因在于有限的時(shí)間常數(shù)限定了通頻帶低端截止頻率fL,造成低頻信號衰減，平頂下降，因此需相應(yīng)地選擇fL，通常的方法是根據(jù)實(shí)際需要給定允許的下跌量，計(jì)算出fL后考慮1/f噪聲的影響，最終確定fL。應(yīng)用計(jì)算機(jī) 對圖像進(jìn)行處理時(shí)，可抑制噪聲、補(bǔ)償不均勻性，從而提高圖像質(zhì)量及溫度觀測的精度。圖像增強(qiáng)的方法可分為時(shí)間域處理、空間域處理和變換域處理三大類。尋找理想的蓄電池成為太陽能LED照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。[7] 鉛酸蓄電池的選擇在光伏系統(tǒng)中，特別是獨(dú)立式的光伏系統(tǒng)，選擇合適的蓄電池十分重要。每種蓄電池都有它的長處，但同時(shí)又有其局限性，即使是同樣電化學(xué)反應(yīng)體系的蓄電池，也會因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝的變革而使其性能截然不同。2) 電池的生產(chǎn)工藝成熟可靠，電池的均勻性較好。5) 價(jià)格便宜，這是任何一種蓄電池都無法比擬的。LED照明是一種節(jié)能環(huán)保照明。2) 壽命長，高壓鈉燈的壽命一般再20000h左右，而LED的壽命一般為57000h，有的高達(dá)70000h，最低也有30000h。5) 便于光學(xué)設(shè)計(jì)，LED體積較小，而且在半平面上定向發(fā)光，在進(jìn)行燈具設(shè)計(jì)時(shí)可以近似地將其視為電光源，非常合適采用透鏡或反射杯進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)，獲得理想的配光，實(shí)現(xiàn)較高的燈具效率。在傳統(tǒng)高壓鈉燈等氣體放電光源中，目前尚未找到可以替代汞的元素。其通過掃描、記錄被測試零件表面上由于缺陷和材料不同的熱特性而引起的溫度變化來進(jìn)行紅外檢測。通過紅外探測將物體輻射的功率信號轉(zhuǎn)換為電信號后，成像裝置的輸出信號就可以完全一一對應(yīng)地模擬掃描物體表面溫度的空間分布，經(jīng)電子系統(tǒng)處理傳至顯示屏上，得到與物體表面熱分布相應(yīng)的熱像圖。掃描器位于聚焦光學(xué)系統(tǒng)和探測器之間。圖3給出了最簡單的光機(jī)掃描型紅外成像系統(tǒng)的工作原理。[11]圖3所示的紅外成像系統(tǒng)就是光機(jī)掃描型的，借助光機(jī)掃描使單元探測器依次掃過景物的各部分，形成景物的二維圖像，在光機(jī)掃描成像系統(tǒng)中，探測器把背景輻射從目標(biāo)信號中消除，從而獲得對比度良好的紅外圖像。凝視型紅外成像系統(tǒng)就屬于這種類型。從圖4所示的紅外成像系統(tǒng)框圖中可以看出，整個(gè)系統(tǒng)包括四個(gè)組成部分：光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測器及制冷器、電子信號處理系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)。過充電會使蓄電池大量出氣，造成水分散失和活性物質(zhì)脫落；過放電則容易加速柵板的腐蝕和不可逆硫酸化。1) 高壓斷開和恢復(fù)功能：控制器應(yīng)具有輸入高壓斷開和恢復(fù)連接的功能。當(dāng)電壓升到安全運(yùn)行范圍時(shí)，負(fù)載將自動重新接入或要求手動重新接入。由于蓄電池電壓控制點(diǎn)是隨溫度而變化的，所以太陽能LED路燈的控制器應(yīng)該有一個(gè)受溫度控制的基準(zhǔn)電壓，對于單節(jié)鉛酸蓄電池是3~7mV/℃，通常選用4mV/℃。12V177。 充放電電路充放電控制電路主要是對蓄電池進(jìn)行保護(hù)，由于太陽能對蓄電池充電如果沒有控制電路就會對蓄電池過充電這樣就會造成蓄電池壽命縮短甚至損壞蓄電池，同時(shí)蓄電池也不能過分供電，所以就要設(shè)計(jì)過充和過放電路來保護(hù)蓄電池，延長蓄電池的壽命。并聯(lián)型充放電控制器充電回路中的開關(guān)器件T1并聯(lián)在太陽能電池方陣的輸出端，當(dāng)蓄電池電壓大于“充滿切離電壓”時(shí)，開關(guān)器件T1導(dǎo)通，同時(shí)二極管VD1截止，則太陽能電池方陣的輸出電流直接通過T1短路泄放，不再對蓄電池進(jìn)行充電，從而保證蓄電池不會出現(xiàn)過充電，起到“過充電保護(hù)”作用。當(dāng)負(fù)載電流大于額定電流出現(xiàn)過載或負(fù)載短路時(shí)，T2關(guān)斷，起到“輸出過載保護(hù)”和“輸出短路保護(hù)”作用。檢測控制電路隨時(shí)對蓄電池電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)電壓大于“充滿切離電壓”時(shí)使T1導(dǎo)通進(jìn)行“過充電保護(hù)”，當(dāng)電壓小于“過放電壓”時(shí)使T2關(guān)斷進(jìn)行“過放電保護(hù)”。這種方法必須使太陽能電池組件工作點(diǎn)電壓范圍與蓄電池可以穩(wěn)定充電的范圍匹配，也稱為電壓匹配型充電。圖6 串聯(lián)型充放電控制框圖 控制器的硬件結(jié)構(gòu)控制器是太陽能LED路燈控制系統(tǒng)中最重要的部件，也是與各種路燈系統(tǒng)最大的區(qū)別所在。[14]控制器不僅擔(dān)負(fù)對整個(gè)太陽能LED路燈的狀態(tài)控制，還要保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。該系統(tǒng)采用PWM方式驅(qū)動充電電路，以實(shí)現(xiàn)蓄電池的最優(yōu)充放電。數(shù)據(jù)上傳接口電路用于系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的上傳，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。系統(tǒng)采用的ATmega32處理器包含有32KB片內(nèi)可編程FLASH程序存儲器、1KB的E2PROM和2KB RAM,同時(shí)片內(nèi)集成了看門狗、8路10位A/D變換器、3路可編程PWM輸出電路，具有在線系統(tǒng)編程功能，片內(nèi)資源豐富，集成度高，使用方便。 LED的驅(qū)動電路設(shè)計(jì)驅(qū)動電路作為光源的載體直接影響LED燈具的壽命和故障率，LED照明燈具的所有電子線路都在驅(qū)動電路板上，驅(qū)動電路板的材質(zhì)和加工工藝將直接影響產(chǎn)品的品質(zhì)和壽命?？偟膩砜?，LED驅(qū)動器設(shè)計(jì)需要考慮以下幾方面的因素。4） 其他要求：效率、尺寸、成本、故障處理、要遵從的標(biāo)準(zhǔn)及可靠性等。若使用滿負(fù)載輸出電流的驅(qū)動IC，在燈具狹小空間內(nèi)散熱不暢，容易早期失效。 LED的控制電路設(shè)計(jì)LED燈具的控制電路就是要做到，首先路燈在白天要處于未點(diǎn)亮的狀態(tài)，晚上路燈開始工作，這部分需要用光敏電阻來控制，使路燈處于智能化的控制下不需要人工手動來控制；而路燈正常工作和低能耗工作狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換是要借助于紅外成像檢測技術(shù)的控制來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)檢測到有行人或車輛時(shí)，通過紅外成像技術(shù)的檢測，將檢測到的圖像轉(zhuǎn)換為電信號來如圖9所示是一種簡易的光控開關(guān)，在一些公共場所，如樓道、路燈等裝上自動光控開關(guān)，不僅方便而且也節(jié)能。雙電壓比較器LM393兩個(gè)反相輸進(jìn)端②腳和⑥腳連接在一起，兩個(gè)輸出端①腳和⑦腳分別接反饋電阻，將部分輸出信號反饋到同相輸進(jìn)端③腳和⑤腳，這樣就把雙電壓比較器變成了雙遲滯電壓比較器，可使電路在比較電壓的臨界點(diǎn)四周不會產(chǎn)生振蕩。被充電電池為12V65Ah全密封免維護(hù)鉛酸蓄電池；太陽電池用一塊40W硅太陽電池組件，在標(biāo)準(zhǔn)光照下輸出17V；D1是防反充二極管，防止硅太陽電池在太陽光較弱時(shí)成為耗電器。以下是這兩部分的軟件設(shè)計(jì)的流程圖。2) 根據(jù)判斷來分別啟動相應(yīng)的代碼段，是白天則啟動白天處理子程序夜晚則啟動夜晚處理子程序。 充電處理程序根據(jù)美國科學(xué)家馬斯提出的蓄電池可接受的充電曲線，曲線函數(shù)為i=IOe∞，其中i為任意時(shí)刻t時(shí)蓄電池可以接受的充電電流，這條曲線表明在充電過程中，實(shí)際充電電流超過這條電流接受曲線的部分并不能轉(zhuǎn)化為蓄電池的化學(xué)能存儲起來，而只會促進(jìn)電解水的反應(yīng)，產(chǎn)生氣體和溫升，并不能提高充電效率，相反低于此電流接受曲線的充電將延長充電時(shí)間。這樣就實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的功能這個(gè)過程最重要的就是對視頻信號的處理，將處理得到的信號與已設(shè)定好的進(jìn)行比較就可以得到是否是需要的，只有將信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號來控制芯片對電路的電阻進(jìn)行控制，當(dāng)有行人或車輛通過時(shí)就將會有控制器將滑動電阻調(diào)到最小使LED燈處于正常工作狀態(tài)就實(shí)現(xiàn)了正常照明的效果的效果；當(dāng)然當(dāng)無行人或車輛時(shí)就會將滑動電阻調(diào)到最大，使連入電路的電阻最大就使LED燈處于低能耗的狀態(tài)就達(dá)到低能耗的效果。在太陽能LED系統(tǒng)中，通常將系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓除以太陽電池方陣的標(biāo)稱電壓，就可以得到太陽電池方陣需要串聯(lián)的太陽電池方陣數(shù)，使用這些太陽電池方陣串聯(lián)就可以產(chǎn)生系統(tǒng)負(fù)載所需要的電壓。一年中的最佳傾斜角與當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥扔嘘P(guān)，當(dāng)緯度較高時(shí)，相應(yīng)的傾斜角也大。度），傾斜角從水平（傾斜角為0176。以后，日射量急劇下降，直至到最后的垂直放置時(shí)，發(fā)電量下降到最小。[16]對于方位角不為0176。太陽電池方陣的方位角是方陣的垂直面與正南方向的夾角（向東偏設(shè)定為負(fù)角度，向西偏設(shè)定為正角度）。度時(shí)，方陣的發(fā)電量將減少約10％～15％；在偏離正南（北半球）60176。方陣設(shè)置場所受到許多條件的制約，例如，在地面上設(shè)置時(shí)土地的方位角、在屋頂上設(shè)置時(shí)屋頂?shù)姆轿唤牵蛘呤菫榱硕惚芴栮幱皶r(shí)的方位角，以及布置規(guī)劃、發(fā)電效率、設(shè)計(jì)規(guī)劃、建設(shè)目的等許多因素都有關(guān)系。在不同的季節(jié)，各個(gè)方位的日射量峰值產(chǎn)生時(shí)刻是不一樣的。所以方陣發(fā)電量的不足和過剩值，是確定蓄電池容量的依據(jù)之一。蓄電池是整個(gè)系統(tǒng)最關(guān)鍵的部件，它的壽命就決定著整個(gè)系統(tǒng)的壽命。2) 保護(hù)接地：為防止設(shè)備漏電時(shí)危及人身和設(shè)備的安全，將所有電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分通過接地，接地電阻應(yīng)符合漏電保護(hù)器安全動作要求。避雷器的接地線應(yīng)選擇到接地線的最短距離。 而所謂的調(diào)試具體應(yīng)分為：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試，綜合調(diào)試。結(jié)果如圖2所示。LED 日光燈電路輸出特性如圖15所示。白天檢測到蓄電池需要進(jìn)行充電則可以進(jìn)行充電充滿就停止了。//PWM輸出端口變普通I/O口TCCR1B=0X00。//清空TCCR1Abreak。//無分頻、啟動PWMbreak。由于路燈上的采集信號的攝像頭相對于道路存在一定的傾斜角度，因此會造成采集到的道路圖像具有一定的梯形失真，即圖像中的道路遠(yuǎn)端窄、近端寬，遠(yuǎn)端圖像不清晰而近端圖像清晰可靠，如圖17所示圖17 圖像采集的還原圖所以就將一場圖像分為兩部分，近端部分和遠(yuǎn)端部分。紅外熱像儀相對于平常的聲光控最大的優(yōu)勢在于有較遠(yuǎn)的前瞻，所以圖像精度就非常重要了即行分辨率和分辨率越高圖取出來的行人或車輛位置就越穩(wěn)定可靠，這也是所有控制算法的基礎(chǔ)?！?5176。LED燈作為路燈有諸多優(yōu)點(diǎn)，成本低，使用壽命長等，相比之下高壓鈉燈就面臨著退出市場的危險(xiǎn)，不過這樣是科技發(fā)展的必然趨勢，未來的市場就是要求性價(jià)比高的產(chǎn)品來為我們服務(wù)，為我