【正文】 成本較低。 GPRS采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無線信道，同一無線信道又可以由多個(gè)用戶共享，資源被有效的利用，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá) 160Kbps。 GPRS模塊 GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù) (General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現(xiàn)有 GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為 GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。首先，放電深度對蓄電池的循環(huán)壽命影響很大，蓄電池經(jīng)常深度放電，循環(huán)壽命將縮短。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池對系統(tǒng)產(chǎn)生的電能起著儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)作用。圖 22是太陽能電池的 IV曲線。 ③ 電池最大功率輸出 (Pmax )：電池產(chǎn)生最大功率時(shí)的電壓和電流點(diǎn)，通常 8 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 把 IV曲線上的點(diǎn) Pmax作為最大功率點(diǎn)。它的主要優(yōu)點(diǎn)是在弱光條件也能發(fā)電，有極大的潛力。有的也使用半導(dǎo)體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料，經(jīng)過復(fù)拉制成太陽能電池專用的單晶硅棒。 GPRS 模塊通過 RS232 與單片機(jī)串口連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，把實(shí)時(shí)采樣到的電壓、電流值送到 GPRS模塊。 第 2章 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及其功能 6 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 圖 21 以單片機(jī)為處理器的系統(tǒng)框圖 本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方框圖如圖 21所示。定時(shí)開關(guān)又分為機(jī)械鐘表型和電子鐘表型，機(jī)械鐘表型以石英鐘為主，走時(shí)精準(zhǔn)，但是由于機(jī)芯內(nèi)使用塑料齒輪在高溫下會(huì)變形，從而導(dǎo)致停機(jī)現(xiàn)象。國內(nèi)外常用的控制器有單獨(dú)的光控制型、時(shí)鐘控器型、經(jīng)緯型控制器型等，但由于其工作原理不同，各有優(yōu)缺點(diǎn)。但是蓄電池內(nèi)阻的精確測量具有一定的難度，有如下幾個(gè)原因。 （ 2）欠壓保護(hù)功能：蓄電池電壓低于欠壓保護(hù)值時(shí)，控制器關(guān)閉負(fù)載，停止供電。太陽能 LED 路燈由太陽能電池、蓄電池、控制器 、 LED 燈及其恒流驅(qū)動(dòng)電路等部分組成，與常規(guī)高壓鈉燈路燈不同的是，太陽能 LED 路燈的光源采用低壓直流供電、由 GaN 基功率型藍(lán)光 LED與黃色熒光粉合成的高效白光二極管，具有高效、安全、節(jié)能、環(huán)保、壽命長、響應(yīng)速度快、顯色指數(shù)高、不需要常規(guī)能源，適應(yīng)了能源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)的需求，不用連接公共電網(wǎng)，在安裝時(shí)不必挖掘路面或草地，無須開溝埋設(shè)電纜，需要時(shí)可以移動(dòng)位置，重新安裝到另外的地點(diǎn)，靈活方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于城市道路照明。采用中國移動(dòng) GPRS網(wǎng)絡(luò)這一公共無線網(wǎng) 絡(luò)作為其數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，極大地節(jié)省了系統(tǒng)的 2 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)維費(fèi)用。 LED 壽命長達(dá)約 10 萬小時(shí)，意味著每天工作十小時(shí)，可以有 27 年免維護(hù)的理論保障，低壓運(yùn)行，幾乎可達(dá)到 100％的光輸出，調(diào)光時(shí)低到零輸出，可以組合出成千上萬種光色，而發(fā)光面積可以很小，能制作成１平方毫米。如圖 11所示。系統(tǒng)主要由太陽能電池、蓄電池、充電控制、照明控制、 LED燈、顯示模塊、 GPRS模塊、時(shí)鐘電路和報(bào)警電路等部分組成。同時(shí)，隨著光伏技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，太陽能路燈的應(yīng)用已經(jīng)形成規(guī)模。開發(fā)可再生而且不污染環(huán)境的清 2250年 2200年 2150年 2100年 2050年 2020年 太陽能石油天燃?xì)饷衡? 圖 11 能源對比圖 潔能源的任務(wù)已經(jīng)迫在眉睫。其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于指示燈、信號(hào)燈、儀表顯示、車載光源等場合。由于電力通訊需要借助于高效，可靠的通信通道，將控制中心的控制命令準(zhǔn)確地傳送到為數(shù)眾多的遠(yuǎn)方終端，并且將反映遠(yuǎn)方設(shè)備運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)信息收集到控制中心，從而實(shí)現(xiàn)對配電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制。該系統(tǒng)安全可靠，可以廣泛的運(yùn)用于路燈照明系統(tǒng)。還通過 GPRS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程路燈開關(guān)控制。 （ 7） GPRS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊：實(shí)時(shí)采樣電池電壓、充電電流，低壓以及故障報(bào)警，遠(yuǎn)程控制開燈。因此，必須全面考 4 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 慮設(shè)置參數(shù)的預(yù)留問題，才能使產(chǎn)品更好的適應(yīng)市場需求。 采用時(shí)鐘控器型的路燈控制器，要預(yù)先設(shè)定開關(guān)時(shí)間，使路燈按時(shí)亮燈、準(zhǔn)時(shí)熄燈，從而達(dá)到自動(dòng)控制的目的。目前路燈控制常采用這種控制方式，但其價(jià)格較高，在路燈中使用將會(huì)增加不必要 5 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 的成本。放電時(shí)，單片機(jī)處理蓄電池放電過程中的狀態(tài)檢 測，當(dāng)檢測到蓄電池電量過低時(shí)，立即停止對負(fù)載供電，起到保護(hù)蓄電池的作用。這種太陽能電池以高純的單晶硅為原料，純度要求 %。非晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)各有不同，其中有一種較好的結(jié)構(gòu)叫 PiN 電池，它是在襯底上先沉積一層摻磷的 N型非晶硅，再沉積一層未摻雜的 i層，然后再沉積一層摻硼的型非晶硅，最后用電子束蒸發(fā)一層減反射膜，并蒸鍍銀電極。 太陽能電池的電氣特性 太陽能電池的電氣特性為研究、質(zhì)量保證和生產(chǎn)所需。計(jì)算方法是用標(biāo)準(zhǔn)條件 (STC) 和太陽能電池表面積 ( Ac，單位是 m2 )下的最大功率點(diǎn) Pmax 除以輸入光輻照度 ( E，單位是 W/ m2 ) （式 21） 目前：實(shí)驗(yàn)室： η≈24%，產(chǎn)業(yè)化： η≈15% ⑥ 充因子 (FF)：最大功率點(diǎn) max P 與開路電壓 (Voc) 及短路電流 (Isc) 之比為： （式 22） ⑧ 電池的二極管特性 ⑨ 電池的串聯(lián)電阻 ⑩ 電池的旁路電阻 太陽能電池板通常定義為封裝和連接在一起的一個(gè)以上的電池。 9 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 蓄電池是一種化學(xué)電源，它將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存起來。因此要求蓄電池的自放電要小，耐過充放，而且充放電效率要高，當(dāng)然還要考慮價(jià)格低廉，使用方便等因素。要求并不是非常的高，單片機(jī)所具有的運(yùn)算能力，能夠滿足用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制的要求，另外它的功耗低，體積小，成本非常低廉，在市場上有各種不同系列的單片機(jī)，技術(shù)已經(jīng)十分成熟，在各方面的運(yùn)用都十分廣泛，特別是在控制系統(tǒng)的核心處理過程中，有它的特別的優(yōu)勢。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù) 10 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。 時(shí)鐘電路 Dallas 半導(dǎo)體公司的 DSl302 涓流充電時(shí)鐘芯片是一個(gè)可編程 I2C 串行接口時(shí)鐘芯片，還提供 31字節(jié)的非易失 SRAM用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。 DS1302 內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM,通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信，提供秒分時(shí)、日期、月年的信息 ,每月的天?？膳c CPU 直接接口，提供兩種界面來連接微處理機(jī)： 8位并行及串行兩種連接方式。 GPRS 允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。 單片機(jī) 本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制器。 在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池處于浮充放電狀態(tài)，夏天日照量大，方陣給蓄電池充電；冬天日照量小，這部分儲(chǔ)存的電能逐步放出。一般容量要能在無太陽輻射的日子里，滿足用戶要求的供電時(shí)間和供電量。 ⑤ 陽能的電池的轉(zhuǎn)換效率 (η)：太陽能電池接到電路時(shí)轉(zhuǎn)換 (從吸收光的電能 ) 和收集功率的百分比。 太陽能電池的工作電壓約為蓄電池電壓的 倍，才能保證給蓄電池正常充電。這種硅錠鑄成立方體后通過切片加工成方形太陽能電池片，提高了材料利用率和方便組裝多晶硅太陽能電池與單晶硅太陽能電池的制作工藝差不多，其光電轉(zhuǎn)換率約 12%左右 ，稍低于單晶硅太陽能電池，但其材料制造簡便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。其作用是將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為電能，或送至蓄電池中存儲(chǔ)起來。充電控制、供電控制和照明控制主要由單片機(jī)來完成。 經(jīng)緯型控制器采用單片機(jī)技術(shù)，模擬日照規(guī)律，晚上能自 動(dòng)開燈、早晨能自動(dòng)關(guān)燈。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了時(shí)基集成電路，如 NE555 等，使光控開關(guān)電路簡化。 怎樣使系統(tǒng)總體低功耗，達(dá)到節(jié)能的目的也是技術(shù)關(guān)鍵之一，另外，控制照明模塊選擇開燈照度為 10LUX,光控模式還是光控與時(shí)控相結(jié)合的模式。 （ 5）充電涓流保護(hù)：充電時(shí)，蓄電池在達(dá)到峰值電壓后立即降壓 1V，然后進(jìn)入涓流充電狀態(tài)，還提升了蓄電池的充電次數(shù)，使用壽命更長。同時(shí)