【正文】 通過以上分析，大功率白光 LED 應(yīng)用于照明領(lǐng)域，由于 LED 的電流、電壓參數(shù)具 有典型的 PN 結(jié)伏安特性，如圖 410所示。分配在所有 LED 兩端電壓相同，當(dāng) LED 的一致性差別較大時(shí)，而通過每顆 LED 的電流不一致， LED 的亮度也不同。 LED 路燈 采用單 顆功率大于 1 瓦以上的 LED 芯 片，將 多 個(gè) 芯 片 集 成 于 印 刷 電 路 板 上 排 列 為 一 定 間 距 的 點(diǎn) 陣 作 為 平 面 發(fā) 光源，組 合成一 個(gè)大 功率 LED 單體 模塊， 裝入 路燈燈 具中 ，藉由 提高芯 片面積來增加發(fā)光量。 采樣 電路： 電流采 樣電路 是由 霍爾電 流傳 感器和 跟隨 器組成 的。 在很多 需要 模數(shù)轉(zhuǎn) 換的 場(chǎng)合， 為了 提高 AD的分 辨率， 往往都選 擇較小 的電壓 作為 基準(zhǔn)源 ，特別 是采 樣一些 電壓 值較小 的模擬 信號(hào)，此時(shí) C8051F020內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓 （ ）無疑 是最好的選擇。 同樣 ，在緊 跟 8 位的控 制指令字 后的 下一個(gè) SCLK 脈 沖的 下降 沿讀出 DS1302 的 數(shù)據(jù) ，讀 出數(shù)據(jù) 時(shí)從低位 0 位至高位 7。由于 其通信 方式為總線方式，雖然速度快，但是占用了 控制器太多的 I/O口，并且因 為ADC使用 PA口進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，因此資源的使用沖突，解決這個(gè)問題只有增加一 個(gè)控制 器，使 系統(tǒng) 采用雙 擊通信 的方 式工作 ，或 者外部 增加一 個(gè)ADC芯片．當(dāng)然筆者認(rèn)為這兩個(gè)方案都增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性以及成本。 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片 ,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(jiǎn)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 ,每月的天數(shù) 和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整 。 VSS1VDD2V03RS(CS)4R/W(STD)5E(SCLK)6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714PSB15NC16RST17NC18BLA19BLK20U3SMG12864G2ZK20ΩR28+5+5+5GNDGND+5 圖 44 液晶顯示器的接口電路 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 小結(jié) SMG12864ZK液晶顯示模塊的硬件接口有并行和串行接口數(shù)據(jù)傳輸 ，由于并 行接口 數(shù)據(jù)傳 輸比 串行接 口數(shù)據(jù) 傳輸 快，接 線簡(jiǎn) 單，編 程容易 ，本模塊采用并行接口數(shù)據(jù)傳輸。此液晶 顯示 模塊 是 12864 點(diǎn) 陣的 漢字 圖形 型液 晶顯 示模塊 ，可 顯示 漢字及圖形，內(nèi)置國(guó)標(biāo) GB2312 碼簡(jiǎn)體 中文字庫（ 16X16 點(diǎn)陣 ）、 128 個(gè)字符（ 8X16 點(diǎn)陣）及 64X256 點(diǎn)陣顯示 RAM（ GDRAM）。 方案選擇 方案一 ：采 用 LCD液 晶顯 示器。 除了提供標(biāo)準(zhǔn)的通用功能外，還可根據(jù)用戶的特殊需求定制功能。 ： 實(shí)現(xiàn)串口透明的無線數(shù)據(jù)傳輸 遠(yuǎn)程修改參 數(shù)功能 支持本地和遠(yuǎn)程軟件升級(jí) 穩(wěn)定可靠： LQ8200采用的是先進(jìn)的 GPRS模塊，性能穩(wěn)定可靠 實(shí)現(xiàn)實(shí) 時(shí)數(shù) 據(jù)傳輸 ：當(dāng) 串口接 收到 數(shù)據(jù)時(shí) ，通 過 GPRS模塊將 數(shù)據(jù)傳送到中心 服務(wù)器 ，或接 收中 心服務(wù) 器發(fā)送 的串口 數(shù)據(jù) ，實(shí)現(xiàn) 對(duì)終端 設(shè)備的控制。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 GPRS是一 種新的 移動(dòng) 數(shù)據(jù)通 信業(yè) 務(wù)，在 移動(dòng) 用戶和 數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(luò)之 間提供 一種連接 ，給移 動(dòng)用 戶提供 高速 無線 IP或 。其接 口電路如 43所示。大家 知道 ，數(shù)字 電路的 工作 離不開 時(shí)鐘 信號(hào)， 每一步 細(xì)微動(dòng)作 都是在 一個(gè)共 同的 時(shí)間基 準(zhǔn)信號(hào) 協(xié)調(diào) 之下完 成的 。 硬件實(shí)現(xiàn)的 SPI、 SMBus/ I2C 和兩個(gè) UART 串行接口 。 主要特性 如下： 高速、流水線結(jié)構(gòu)的 8051兼容的 CIP51 內(nèi)核（可達(dá) 25MIPS） 。 （ 7） 在正常浮充使用過程中，容量穩(wěn)定，衰減率低。 01 .2 7 7 1 / 0 .7 57 8 A hLLA Q N TBCCC? ? ??? ? ? ?? （ 34） 12V 膠體蓄電池浮充電壓： ， 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 均充電壓： 則 12V 膠體蓄電池的浮充電壓為： 6V（ ）均充電壓為： 6V（ ） 所以選用三個(gè)德國(guó)蘇克士系列膠體電池中的 MX12300 型號(hào) 12V/30 Ah 蓄電池，滿足太陽能 LED 路燈 照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。 蓄電 池容量 過小 不能夠 滿足夜 晚照明的 需要， 蓄電池 容量 過大， 一方面 蓄電 池始終 處在 虧電狀 態(tài)，影 響蓄電池壽命，同時(shí)造成浪費(fèi)。 （ 5） Pmax的電流 (Imax ) 電池在 Pmax 的電流電平 。納 米晶化 學(xué)太陽能電池：納米晶 TiO2 太陽能電池 的優(yōu)點(diǎn)在于它廉 價(jià)的成本和簡(jiǎn)單 的工藝及穩(wěn)定的性能。 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。當(dāng)光 伏電 池兩端 接一負(fù) 載后 ，光電 池就從 P區(qū) 經(jīng)負(fù)載 流至 N＋區(qū)， 負(fù)載中就有功率輸出。 硅太陽 能電池 的結(jié) 構(gòu)及工 作原 理：硅 太 陽 能電池 的外 形及 基本結(jié)構(gòu)如圖 31。 定時(shí) 器 給出 所 需 控制時(shí) 間的起 始和終止范圍，然后經(jīng)過單片機(jī)檢測(cè)外界環(huán)境的光線，判斷是否開關(guān)燈。太 陽能 電池組 把太陽 能轉(zhuǎn) 變成電 能 對(duì) 蓄電池 充電。 （ 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，蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 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(zhǎng)。同時(shí)控制 LED路燈定時(shí)、低照度模式照明。 用 GPRS這個(gè) 無線通 信技 術(shù)來實(shí) 現(xiàn) 單 片機(jī)與 PC機(jī)的通信 ，遠(yuǎn)程 控制路 燈開 關(guān)，從 而使系 統(tǒng)運(yùn) 行的更 加 快 捷，最 終實(shí)現(xiàn) 節(jié)約能源。移動(dòng)通訊 GPRS技術(shù)的發(fā) 展為之提供了可能。 LED 是 L ig ht Emitting Diode（發(fā)光二極管 ）的縮寫，半導(dǎo)體發(fā)光二極管（ LED）是 新型的發(fā)光 體， LED 光源具有低電壓驅(qū)動(dòng)、節(jié)能、長(zhǎng)壽命、 安全、 響應(yīng)快 、體 積小、 高亮度 、低 熱量、 色彩 豐富、 可視距 離遠(yuǎn)、耐振動(dòng)、符合環(huán)保要求等系列獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)， LED光源比白熾燈節(jié)電 87%、比熒光燈節(jié)電 50%，而壽命比白熾燈長(zhǎng) 2030 倍、比熒光燈長(zhǎng) 10 倍。能源和經(jīng)濟(jì) 問題日 益成為 制約 社會(huì)經(jīng) 濟(jì)發(fā)展 的瓶 頸，人 類當(dāng) 前所使 用的礦 物能源日 趨耗盡 ，環(huán)境 污染 日益嚴(yán) 重，在 嚴(yán)峻 的能源 替代 形勢(shì)和 人類生 態(tài)環(huán)境逐 漸惡化 的雙重 壓力 下，開 發(fā)新能 源成 為世界 各國(guó) 關(guān)注的 焦點(diǎn)。 在人類 生活中 ，太 陽能光 伏的應(yīng) 用非 常的廣 泛， 尤其在 城市建 設(shè)中對(duì)城 市照明 也大力 的推 廣了太 陽能光 伏的 應(yīng)用。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 I 摘要 城市現(xiàn) 代化建 設(shè)步 伐越來 越快 ，對(duì)城 市道 路照明 及城 市亮 化工程的要求也更高， 2021年全國(guó)照明用電達(dá) 3000億度，約占全國(guó)總用電量的 12％左右， 節(jié)電、 節(jié)能、 綠色 照明的 要求越 來越 迫切， 國(guó)家 “十一 五規(guī)劃 綱要”明 確要求 要把節(jié) 約資 源作為 國(guó)家的 基本 的國(guó)策 ，節(jié) 能已成 為社會(huì) 發(fā)展的主 流 。 目前 ，國(guó)內(nèi) 太陽能 光伏技術(shù)在城市亮化照明中的應(yīng)用業(yè)已呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢(shì)頭。 開發(fā)可再 生而且 不污染 環(huán)境 的清潔 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(chǎng)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(duì)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)。 GPRS數(shù)據(jù)模塊通過串口與單片機(jī)相連， 單片機(jī)與 PC機(jī)的 通信， 實(shí)時(shí)采樣當(dāng) 前電池電 壓、放 電電流 ，并 顯示電 壓值、 電流 值，當(dāng) 電壓 過低時(shí) 報(bào)警， 出現(xiàn)故障時(shí)報(bào)警。 （ 6） 調(diào)功設(shè)定：可以通過調(diào)功功能對(duì) L ED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)減少功耗。 充電 控制 和 照明 控制主 要由 單片機(jī) 來完成 。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 第三章 太陽能光伏電池和鉛酸蓄電池的特性及原理 太陽能電池 太陽能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 太陽能電池表面有一層金屬薄膜似的半導(dǎo)體薄片，當(dāng)太陽光照射時(shí)，薄片的 另一側(cè) 和金屬 薄膜 之間將 產(chǎn)生一 定的 電壓， 這一 現(xiàn)象稱 為光生 伏打效應(yīng) （簡(jiǎn)稱 光伏效 應(yīng)） ，太陽 能電池 就是 產(chǎn)生光 生伏 打效應(yīng) （簡(jiǎn)稱 光伏效應(yīng) ）的半 導(dǎo)體器 件。 基本 材料 為 P 型單 晶硅 ，厚 度為 — 左右 。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 圖 31 硅太陽能電池結(jié)構(gòu) 太陽能 電池各 區(qū)對(duì) 不同波 長(zhǎng)光 的敏感 型是 不同的 。單 晶硅 太陽能 電池的 單體 片制成 后， 經(jīng)過檢 驗(yàn)，就 可以按所 需要的 規(guī)格組 裝成 太陽能 電池組 件， 在實(shí)際 應(yīng)用 中通過 串聯(lián)和 并聯(lián)的方 法構(gòu)成 一定的 輸出 電壓和 電流， 為負(fù) 載所用 ，使 用壽命 一般可 達(dá)15 年，最高可達(dá) 25 年。但 非晶硅 太陽電 池存 在的主 要問 題是光 電轉(zhuǎn)換 效率偏低，目前國(guó)際先進(jìn)水平為 10%左右，且不 夠穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延長(zhǎng) ，其轉(zhuǎn)換 效率衰 減，直 接影 響了它 的實(shí)際 應(yīng)用 。其光電效率穩(wěn)定在 10%以上，制作成本僅為硅系太 陽能電池 的 1/5~1/10，壽 命能達(dá) 到 20年以上 。 （ 6）太陽能的電池的轉(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。 目前太 陽能光 伏系 統(tǒng)常用 的是 鉛酸蓄 電池 ，對(duì)于 較高 要求 的系統(tǒng)，通常采用膠體、富液免維護(hù)鉛酸蓄電池，深放電閥控式密封鉛酸蓄電 池、深放電 吸液式 鉛酸蓄 電池 等。 SKSPOR 膠體電池 性能特點(diǎn) ：完全 密封， 無需 加水維 護(hù)；無 酸氣 逸出， 不污 染環(huán)境 ，環(huán)保 型產(chǎn)品； 采用膠 體電解 質(zhì)技 術(shù)，絕 無酸液 濃度 層化問 題， 完全消 除因濃 度層化引 起的 極板腐 蝕和 鈍化現(xiàn) 象； 浮充 壽命長(zhǎng) ， 12V 系列電 池設(shè)計(jì) 壽命可達(dá) 810 年； 采用特殊的德國(guó)膠體配方和板柵合金 /極 板配方，電池的循環(huán)性能和深放電恢復(fù)能力優(yōu)越；采用歐洲進(jìn)口的膠體電池專用隔板，孔率高，電阻低； 內(nèi)部過量電解液設(shè)計(jì)，在高溫和過充情況下工作可靠，性能明 顯優(yōu)于 AMG 電 池，更 適合 惡劣環(huán) 境下 使用； 在正 常浮充 使用過 程中，容量穩(wěn) 定，衰減率低；采用超純材料制造，自放電極低。 （ 8） 采用超純材料制造，自放電極低。 全速、非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試接口（片內(nèi)） 。 5 個(gè)通用的 16 位定時(shí)器 。作為 時(shí)基發(fā) 生器的時(shí) 鐘振蕩 電路， 為整 個(gè)單片 機(jī)芯片 的工 作提供 系統(tǒng) 時(shí)鐘信 號(hào)，也 為單片機(jī)與其它外接芯片之間的通訊提供可靠地同步時(shí)鐘信號(hào)。 1KR2510KR24C191uFC18VCCGNDRST 圖 43 復(fù)位電路 GPRS 模塊 GPRS是 通 用分 組 無線 業(yè) 務(wù) (General Packet Radio Service)的英 文簡(jiǎn)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)。 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。 內(nèi)嵌 TCP/IP協(xié)議棧，包括 TCP、 UDP、 FTP、 SOCKET、 TELNET、 POPSMTP、 HTTP等，適用于更全面和廣闊的應(yīng)用。 如下： 天線接口： 50Ω/SMA 陰頭 SIM卡： 3V/抽屜式卡座 接口電平： TTL、 RS232和 RS485電平 串行數(shù)據(jù)接口波特率： 1200bps～ 19200bps,出廠默認(rèn)設(shè)置為 9600bps GSM900/DCS1800雙頻，符合 ETSI GSM phase 2/2+ 標(biāo)準(zhǔn) GPRS:： GSM/GPRS Classe 10，編碼方案 CS1CS4，符合 SMG31bits技術(shù)規(guī)范 TCP/IP協(xié)議棧支持 TCP、 UDP、 FTP、 SOCKET、 TELNET、 POP SMTP、HTTP等 發(fā)射功率： Class4（ 2W） /EGSM， Class1（ 1W） /DCS1800 待機(jī)電流： 300mA（模