【正文】 . 12 硅太陽能電池特性和最大功率點跟蹤的原理 .......................... 12 太陽能電池的外特性 .............................................. 15 蓄電池容量的計算方法 ............................................ 16 確定蓄電池容量的主要因素 ................................... 16 蓄電池的充、放電方法 ....................................... 16 蓄電池容量的計算 ........................................... 17 的特性和亮滅控制 ............................................. 18 紅外檢測 ........................................................ 19 4硬件電路 .............................................................. 20 信號采集電路 .................................................... 20 畢業(yè)設計 (論文 )網(wǎng) : 環(huán)境光檢測電路 ............................................. 20 紅外檢測電路 ............................................... 20 硬時鐘電路 ...................................................... 22 充放電驅動電路 .................................................. 22 技術的硬件電路支持 .......................................... 23 驅動電路 ..................................................... 24 系統(tǒng)供電電路 .................................................... 25 5軟件設計 .............................................................. 26 控制器選擇 ...................................................... 26 開發(fā)工具 ........................................................ 26 總體程序流程圖 .................................................. 27 充電處理程序 .................................................... 28 定時處理程序 .................................................... 29 蓄電池剩余容量檢測處理 .......................................... 30 6抗干擾設計 ............................................................ 30 太陽能路燈抗風設計 .............................................. 31 防雷和接地 ...................................................... 32 信號采集的數(shù)字濾波 .............................................. 33 看門狗技術 ...................................................... 33 7調試和結果 ............................................................ 33 路燈系統(tǒng)的硬件調試 .............................................. 34 路燈系統(tǒng)的軟件調試 .............................................. 34 太陽 能路燈的系統(tǒng)調試 ............................................ 34 8結論 .................................................................. 35 參考文獻 ............................................................... 37 致謝 ................................................................... 38 附錄 ................................................................... 39 畢業(yè)設計 (論文 )網(wǎng) : 1 基于單片機控制的節(jié)能型太陽能 LED 路燈的設計 學 生： 指導老師： 摘 要 ： 針對太陽能 LED 路燈控制系統(tǒng)的特點，介紹了研究太陽能 LED 路燈的意義、現(xiàn)狀、發(fā)展及技術要點，對整個路燈控制系統(tǒng)的設計流程進行了分析。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 全日制普通本科生畢業(yè)設計 基于單片機控制的節(jié)能型太陽能 LED 路燈的設計 DESIGN OF ENERGYSAVING SOLAR STREET LIGHT USING LED BASED ON MCU 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。提出設計思路，并在此基礎上開發(fā)了相應硬件裝置和軟件。 use key functions’ open, close and switch, bine the number of human on the street according to sensors monitoring , and thus control the number of street lights that are lighted。同時全球還有 20 億人得不到正常的能源供應。而豐富的太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭的無污染、廉價、人類能夠自由利用的能源。太陽能產業(yè)根據(jù)其本身的特性和良好的政策環(huán)境，發(fā)展?jié)摿薮?，具有較高的投資價值。單片機內部也用和電腦功能類似的模塊，比如 CPU，內存，并行總線，還有和硬盤作用相同的 存儲器件，和計算機相比，單片機只缺少了 I/O 設備。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。 20xx 年全球光伏市場增長 34％ ，太陽能光伏總的裝機容量達 1460MW。 目前，我國太陽能產業(yè)規(guī)模已位居世界第一，是全球太陽能熱水器生產量和使用量最大的國家和重要的太陽能光伏電池生產國。 LED 的畢業(yè)設計 (論文 )網(wǎng) : 5 應用已有較悠久的歷史，以前主要應用在各種電子設備的指示燈、大屏幕顯示器、信號燈和液晶屏幕背光源等領域。面對半導體照明市場的巨大誘惑，世界三大照明工業(yè)巨頭一通用電氣、飛利浦、奧斯拉姆集團也紛紛與半導體公司合作，成立半導體照明企業(yè)，并提出要在 20xx 年以 前，使半導體燈發(fā)光效率再提高 8 倍，價格降低 100 倍。在微處理器單元，利用 MCS51 系列單片機進行各項工作的處理，包括信號的采集和數(shù)據(jù)的畢業(yè)設計 (論文 )網(wǎng) : 6 傳輸以及對控制對象的控制。 系統(tǒng)各部分容量的選取配合，需要綜合考慮成本、效率和可靠性。 圖 光伏發(fā)電系統(tǒng) block of PV Systems 系統(tǒng)組成 畢業(yè)設計 (論文 )網(wǎng) : 7 本課題研究的主要內容是基于單片機的節(jié)能型太陽能 LED路燈的設計。單晶硅太陽能電池性能參數(shù)比較穩(wěn)定，適合在陰雨天比較多、陽光相對不是很充足的南方地區(qū)使用；多晶硅太陽能電池生產工藝相對簡單，價格比單晶硅低，適合在太陽光充足、日照好的東西 部地區(qū)使用；非晶硅太陽能電池對太陽光照條件要求比較低，適合在室外陽光不足的地區(qū)使用。表 即為我國不同地區(qū)太陽光照條件對比，表 為 年總輻射量與日平均峰值日照時數(shù)對應表。為了延長蓄電池的使用壽命，必須對它的充電放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深度充電。但是對于傳統(tǒng)控制器來說，充電參數(shù)都是在出廠之前就設定好的，這就像車的檔位被固定設置在 1 檔。從這個意義上講， MPPT 太陽能充放電控制器，勢必會最終取代傳統(tǒng)太陽能控制器。在此次設計中采用鉛酸蓄電池。 太陽能用蓄電池的幾點特殊要求 (1)額定容量。 12V 系列在 5 年左右， 2V 系列在 8 年左右。 畢業(yè)設計 (論文 )網(wǎng) : 11 光源與太陽能系統(tǒng)有兩種形式 :一種是配太陽能獨立供電的 HID 燈電子鎮(zhèn)流器 (或稱觸發(fā)器，下同。小功率太陽能 LED 燈、節(jié)能燈用在草坪、景觀照明。所以，綜上所述，本路燈設計方案選擇 LED 燈光源。（ 3）提商蓄電池壽命太陽能電池的使用壽命 25 年以上，普通蓄電池 的使用壽命在 2~3 年，蓄電池是太陽能電力 系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)。（ 8）防盜。 （ 1）負載日耗電量： Q=WH/U=308/12=20Ah 式中 U 為系統(tǒng)蓄電池標稱電壓。式中 18 為太陽電池組件工作電壓。 圖 不同光照下太陽電池的輸出電壓電流曲線 Figure the IoutUoutcurve of the solar cell under different sunlight 因此 ,為了提高本系統(tǒng)的工作效率，必須盡可能地使太陽電池在 MPPT 處工作，這樣就可以用功率盡可能小的太陽電池獲得最大的功率輸出，這就是進行最大功率點跟蹤的意義所在。 溫度特性和光照特性 溫度的變化會顯著改變太陽能電池的輸出性能。溫度變化對于開路電壓的影響之所以大，是因為開路電壓直接同制造電池的半導體材料的禁帶寬度有關，而禁帶寬度會隨溫度的變化而發(fā)生變化。光伏電池的輸出電壓和輸出電流都和負載電阻大小有關。 (4)蓄電池的自放電。因為分階段充電過程符合閥控式密封鉛酸蓄電池的特性，能很好地保護蓄電池，延長其使用壽命 。脈沖快速充電法的理論依據(jù)就是通過在充電電流中疊加一定頻率、寬度、高度的負脈沖或短 畢業(yè)設計 (論文 )網(wǎng) : 17 圖 蓄電池充電過程曲線 Figure battery charging curve 時間的停充電，使參加反應的 Pb+離子來得及生成并提 高其濃度，又使生成的 H+和 S04 離子來得及從電極表面附近移開，其綜合效果是降低了濃差極化，允許加大充電電流縮短充電時間。h V—— 光伏系統(tǒng)的電壓等級 (12V 或 24V) LED 的特性和亮滅控制 LED 的特性 高亮度 LED 一般的導通電壓在 ～ ，其電流 電壓關系為： ? ?1/ ?? KTVSF FeII 式中， IS 為飽和導通電流； VF 為正向電壓； IF 為正向電流。（ 1)白天：系統(tǒng)處于充電狀態(tài)， LED 燈熄滅。白天當光線照射到光敏電阻上時，其通過感應使電路封鎖聲音通道，使聲音脈沖不能通過，則 燈泡不受聲音控制，即聲控傳感器暫時失去作用，燈泡不亮。熱電檢測器是將紅外的輻射熱能轉化為電能，從而檢測電信號來測量紅外線的強弱。如果路口足夠寬，可以讓兩個人一起進，那用紅外無法檢測具體人數(shù)除非一個一個進，稱重相結合，或許可以解決這個問題：第一對紅外管檢測是否有人進，但進一個或兩個不知道；第二對紅外管檢測是否有人出，但出一個或兩個不知道；兩對管中間是稱重區(qū)域，即可以判斷是進了一個還是兩個人，同時可以判斷是出了一個還是兩個人。光敏二極管可以利用光照強弱來改變電路中的電流。其偵測原理乃是利用紅外線經 LED 紅外光發(fā)射二極管發(fā)射 ,由接收頭接受。紅外接收電路如圖 所示。圖中Vin+和 Vin連接在太陽能電池陣列的輸出端， VB 和 GND 連接鉛酸蓄電池正負兩極。從而一定的輸出阻抗對應一個輸 出電壓值和輸出電流值。由