【正文】 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(guò)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。缺點(diǎn)是其所設(shè)置的時(shí)間范圍比較小，掉電數(shù)據(jù)丟失。編程簡(jiǎn)單。 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)?？膳c CPU 直接接口，提供兩種界面來(lái)連接微處理機(jī)： 8位并行及串行兩種連接方式。使用 GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，用戶永遠(yuǎn)在線且按流量計(jì)費(fèi)，迅速降低了服務(wù)成本。 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(wú) 線 IP 或 。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。 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。 GPRS 采用與 GSM同樣的無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的 TDMA幀結(jié)構(gòu)，這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似。 單片機(jī) 是系統(tǒng)終端的核心，其能夠完成智能處理和控制的功能。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(chǎng)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(guò)程中，有它的特別的優(yōu)勢(shì)。 單片機(jī) 本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制器。其次，同一額定容量的蓄電池經(jīng)常采用大電流充電和放電，對(duì)蓄電池壽命都產(chǎn)生影響。但是使用過(guò)程和維護(hù)工作對(duì)蓄電池壽命也有很大影響，有時(shí)是重大影響。因此要求蓄電池的自放電要小，耐過(guò)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。 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。由于光伏系統(tǒng)的功率輸出每天都在變化，在日照不足發(fā)電很少或需要維修光伏系統(tǒng)時(shí)。能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是可逆的，前者稱為蓄電池充電，后者稱為蓄電池放電。 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(lái)。一般容量要能在無(wú)太陽(yáng)輻射的日子里，滿足用戶要求的供電時(shí)間和供電量。 圖 22 太陽(yáng)能電池的 IV曲線 蓄電池 蓄電池組是太陽(yáng)能電池方陣的儲(chǔ)能裝置，其作用是將方陣在有日照時(shí)發(fā)出的多余電能儲(chǔ)存起來(lái)，在晚間或陰雨天時(shí)供負(fù)載使用。太陽(yáng)能電池和電池板有許多相同的參數(shù)，如 Voc , Isc , Pmax 和 I V 曲線。計(jì)算方法是用標(biāo)準(zhǔn)條件 (STC) 和太陽(yáng)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(kāi)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(yáng)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。 ⑤ 陽(yáng)能的電池的轉(zhuǎn)換效率 (η)：太陽(yáng)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。 ③ Pmax的電壓 (Vmax )：電池在 Pmax的電壓電平。 ② 短路電流 (Isc )：負(fù)載電阻為零時(shí) 從電池流出的電流。 太陽(yáng)能電池的電氣特性 太陽(yáng)能電池的電氣特性為研究、質(zhì)量保證和生產(chǎn)所需。 太陽(yáng)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。但非晶硅太陽(yáng)電池存在的主要問(wèn)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。同時(shí)，非晶硅太陽(yáng)能電池很薄，可以制成疊層式或采用集成電路的方法制造，在一個(gè)平面上，用適當(dāng)?shù)难谀９に?，一次制作多個(gè)串聯(lián)電池，以獲得較高的電壓。非晶硅太陽(yáng)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。這種硅錠鑄成立方體后通過(guò)切片加工成方形太陽(yáng)能電池片，提高了材料利用率和方便組裝多晶硅太陽(yáng)能電池與單晶硅太陽(yáng)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(yáng)能電池，但其材料制造簡(jiǎn)便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。單晶硅太陽(yáng)能電池的單體片制成后， 7 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，就可以按所需要的規(guī)格組裝成太陽(yáng)能電池組件，在實(shí)際應(yīng)用中通過(guò)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。為了降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)在地面應(yīng)用的太陽(yáng)能電池等采用太陽(yáng)能級(jí)的單晶硅棒，材料性能指標(biāo)有所放寬。這種太陽(yáng)能電池以高純的單晶硅為原料，純度要求 %。其作用是將太陽(yáng)的輻射能轉(zhuǎn)換為電能，或送至蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)。燈光控制采用光控和時(shí)控結(jié)合的方法，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(guò)單片機(jī)檢測(cè)外界環(huán)境的光線，判斷是否開(kāi)關(guān)燈。輸入設(shè)定模塊可以設(shè)置相關(guān)照明參數(shù)，也可以通過(guò)修改參數(shù)調(diào)節(jié) LED 燈的功率。放電時(shí)，單片機(jī)處理蓄電池放電過(guò)程中的狀態(tài)檢 測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到蓄電池電量過(guò)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。充電控制、供電控制和照明控制主要由單片機(jī)來(lái)完成。本設(shè)計(jì)主要是由太陽(yáng)能電池板、蓄電池、充電控制、供電控制、照明控制、 GPRS 模塊、顯示模塊、時(shí)鐘電路等部分組成。本設(shè)計(jì)是結(jié)合以上幾種控制方式的優(yōu)點(diǎn)，綜合從節(jié)電、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用等方面考慮，利用定時(shí)控制和光敏電阻控制相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能路燈的設(shè)計(jì)。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。 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(kāi)燈、早晨能自動(dòng)關(guān)燈。電子鐘表型定時(shí)開(kāi)關(guān)使用的也較多，常用 LR681 LM8650、 LM8561等集成塊為中心的電子鐘電路。缺點(diǎn)是不能根據(jù)季節(jié)變化和特殊的天 氣情況自動(dòng)變換開(kāi)關(guān)時(shí)間，需人工經(jīng)常調(diào)整開(kāi)關(guān)時(shí)間，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不利于節(jié)省電力。 采用時(shí)鐘控器型的路燈控制器，要預(yù)先設(shè)定開(kāi)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。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(kāi)關(guān)電路簡(jiǎn)化。 單獨(dú)的光控型一般采用感光探頭，當(dāng)晚上光線弱時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟路燈；早上光線較強(qiáng)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉路燈，達(dá)到自動(dòng)控制的作用。概括起來(lái)，主要有三種：一是串口配置，即終端開(kāi)機(jī)時(shí)，有串 口輸入，存放到非遺失性存儲(chǔ)器中，程序啟動(dòng)后從非遺失性存儲(chǔ)器讀?。欢嵌滔⑴渲?，即通過(guò)手機(jī)給終端的 SIM 卡發(fā)送固定格式的短消息，程序從短消息研究的主要思路和方法 太陽(yáng)能路燈跟普通路燈控制電路功能基本一樣，都是為了完成晚上亮燈，早晨熄燈的作用 ,還有就是對(duì)蓄電池的充電管理。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(wèn)題，才能使產(chǎn)品更好的適應(yīng)市場(chǎng)需求。 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(kāi)燈照度為 10LUX,光控模式還是光控與時(shí)控相結(jié)合的模式。第一 , 蓄電池內(nèi)阻小到毫歐或者微歐數(shù)量級(jí)，這與測(cè)量夾具和電池端子間的接觸電阻相當(dāng)，甚至可能還小一些；第二，蓄電池有電壓，這就要求測(cè)量系統(tǒng)能夠很好地排除電池本身電壓的干擾。因此用內(nèi)阻檢測(cè)法測(cè)定蓄電池的性能，實(shí)現(xiàn)蓄電池的在線維護(hù)是目前公認(rèn)的蓄電池維護(hù)的最佳方案之一。 （ 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(kāi)燈。 （ 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(zhǎng)。 （ 3）防雷擊保護(hù)：通過(guò)