【正文】 不單單是一些程序的設(shè)計(jì)，這里就需要根據(jù)系統(tǒng)的性能要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)，這里就需要對蓄電池的過充放電路的保護(hù)以及LED路燈的工作狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)。圖11 太陽能電池充放電控制器電路4 軟件設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)要正常工作，僅有硬件部分是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要軟件設(shè)計(jì)部分的配合才能構(gòu)成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)?？烧{(diào)三端穩(wěn)壓器LM371提供給LM393穩(wěn)定的８Ｖ工作電壓。RRPCA2和J1組成過充電壓檢測比較控制電路；RRPCA4和J2組成過放電壓檢測比較控制電路。圖9 光控電路同時(shí)LED燈的控制電路里必不可少的是紅外成像系統(tǒng)對所掃描的到的事物的檢測 ，雖然可以直觀的看到所檢測到的事物卻不能直接來控制路燈的工作狀態(tài)，這就需要相應(yīng)的技術(shù)來對事物的視頻信號(hào)的處理使其轉(zhuǎn)換為能夠分辨的電信號(hào)，將得到的信號(hào)與設(shè)定好的人的模型的信號(hào)進(jìn)行比對就可以得到判斷出是否是行人，這里的電信號(hào)就會(huì)間接的對我們的控制電路中的電阻進(jìn)行控制，這樣就可以控制LED燈在正常工作狀態(tài)和低能耗狀態(tài)間相互轉(zhuǎn)換，這樣就實(shí)現(xiàn)了智能和低能耗的功效，如圖10紅外成像系統(tǒng)對LED的控制框圖紅外成像系統(tǒng)信號(hào)處理可調(diào)電阻LED燈圖10 紅外成像系統(tǒng)對LED的控制框圖電路結(jié)構(gòu)電路如圖11所示。它在天黑時(shí)自動(dòng)開燈，天亮?xí)r自動(dòng)熄滅。開關(guān)工作頻率要求大于120Hz，以免工頻干擾而產(chǎn)生可見閃爍。驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流必須恒定，LED光源才能穩(wěn)定發(fā)光，亮度不會(huì)變化。照明用1W的LED光源的標(biāo)稱工作電流為350mA，3WLED的標(biāo)稱工作電流為700mA，功率大的需要更大的電流，因此LED照明燈具的選用的驅(qū)動(dòng)IC必須有足夠的電流輸出，設(shè)計(jì)產(chǎn)品是必須是驅(qū)動(dòng)IC工作在滿負(fù)載輸出的70%90%的最佳工作區(qū)域。 如圖8為LED燈的驅(qū)動(dòng)電路圖 圖8 LED的驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電流的標(biāo)稱輸入電壓范圍應(yīng)為DC840v以滿足應(yīng)用的需要，耐壓應(yīng)大于45v。3） 功能要求：調(diào)光要求、調(diào)光方式、照明控制。1） 輸出功率：涉及LED的正向電壓范圍、電流及LED排列方式等。LED驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)不同的應(yīng)用要求，可以采用恒定電壓輸出工作方式，即輸出為一定電流范圍下的鉗位電壓；也可以采用恒定電流輸出工作方式，能嚴(yán)格限定輸出電流；也可以采用恒流恒壓輸出工作方式，即提供恒定輸出功率，故由作為負(fù)載的LED的正向電壓確定其電流。驅(qū)動(dòng)電路板材質(zhì)分為玻璃纖維、半玻璃纖維、紙板三種。這就需要我們在路燈選擇和控制路燈工作的電路上下功夫，只要選擇得當(dāng)、設(shè)計(jì)合理合適，就能起到智能和低功耗的功效。ATmega32處理器可以很方便地實(shí)現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、蓄電池及負(fù)載的管理、工作狀態(tài)的指示等。圖7 太陽能光伏控制器硬件結(jié)構(gòu)圖微處理器采用Atmel公司的8位嵌入式RISC處理器，具有高性能、高保密性、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，具有程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可獨(dú)立訪問的哈弗結(jié)構(gòu)，代碼執(zhí)行效率高。鍵盤輸入電路用于充電模式設(shè)定及LED背光開啟。狀態(tài)顯示電路用于系統(tǒng)狀態(tài)的顯示，包括電壓、負(fù)載狀況及充放電狀態(tài)的顯示。太陽能電池分組切換控制電路用于不同光照強(qiáng)度和充電模式下太陽能電池的切換，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對3組太陽能電池組件控制。電壓檢測電路用于識(shí)別光照強(qiáng)度和獲取蓄電池端電壓，溫度檢測電路用于蓄電池充電溫度補(bǔ)償。圖7為太陽能光伏控制器硬件結(jié)構(gòu)圖?？刂破餍枰獙?shí)現(xiàn)的功能有：天黑時(shí)自動(dòng)開燈；天亮?xí)r自動(dòng)關(guān)燈；在蓄電池電量不足時(shí)，自動(dòng)斷開負(fù)載，防止蓄電池過放電；并要具有短路保護(hù)、反接保護(hù)等?？刂破鞯男阅苋绾?，決定了一個(gè)太陽能LED路燈系統(tǒng)運(yùn)行情況的優(yōu)劣。此類控制器簡單可靠，多用于小型光伏系統(tǒng)。采用這樣的方法，隨著充電的時(shí)間的增加，蓄電池端電壓在增加，太陽電池組件輸入蓄電池的電流在減小，工作點(diǎn)沿著太陽電池組件的伏安特性曲線向開路電壓方向移動(dòng)。當(dāng)蓄電池電壓大于“充滿切離電壓”時(shí)，T1斷開，是太陽能電池不再對蓄電池進(jìn)行充電，起到“過充電保護(hù)”作用。（2）串聯(lián)型充放電控制器電路圖 6為串聯(lián)型充放電控制器的框圖。當(dāng)蓄電池極性接反時(shí)，VD2導(dǎo)通，蓄電池通過VD2短路放電，產(chǎn)生很大的電流，快速將熔斷器的熔體熔斷，起到“蓄電池反接保護(hù)”作用。同時(shí)，當(dāng)蓄電池電壓低于“過放電壓”時(shí)，T2也關(guān)斷，進(jìn)行“過放電保護(hù)”。開關(guān)器件T2為蓄電池放電開關(guān)。這樣蓄電池就不會(huì)損壞，同時(shí)也可以延遲蓄電池的壽命。 [13]（1）并聯(lián)型充放電控制器電路圖5為并聯(lián)型充放電控制器框圖。只要蓄電池的壽命延長了整個(gè)路燈系統(tǒng)的壽命相應(yīng)的也會(huì)延長，就會(huì)降低成本。177。177。177。蓄電池防過充電，過放電保護(hù)一般參見表2，當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到設(shè)定值后就應(yīng)改變電路的狀態(tài)?？刂破鞯姆胚^放電功能的實(shí)現(xiàn)方法是設(shè)置放電截止電壓，因太陽能LED路路燈的負(fù)載功率相對于蓄電池是小倍率放電，所以放電截止電壓不宜過低。4) 保護(hù)功能：防止任何負(fù)載短路的電路保護(hù)；防止控制器內(nèi)部短路的電路保護(hù)；防止夜間蓄電池通過太陽電池組件反向放電保護(hù)；防止負(fù)載、太陽電池組件或蓄電池極性反接的電路保護(hù)；防止感應(yīng)雷的線路防雷。通過一種繼電器或電子開關(guān)連接負(fù)載，可在某給定低壓點(diǎn)自動(dòng)切斷負(fù)載。2) 欠電壓告警和恢復(fù)功能：當(dāng)蓄電池電壓降到欠電壓警告點(diǎn)是，控制器應(yīng)能切斷負(fù)載供電，以避免造成蓄電池過度放電，影響壽命。[12]光伏發(fā)電系統(tǒng)中充放電控制器的功能主要如下。為了保護(hù)蓄電池不受過充電和過放電，的損害，控制系統(tǒng)必須對蓄電池和負(fù)載進(jìn)行調(diào)控來防止蓄電池的過充電和過放電，這個(gè)控制系統(tǒng)大部分時(shí)候可以做成獨(dú)立的器件，成為控制器。目前太陽能照明系統(tǒng)使用的蓄電池，需要在充電和放電過程中加以控制，頻繁地過充電和過放電，都會(huì)影響蓄電池的使用壽命。經(jīng)過這個(gè)系統(tǒng)可以將圖像成像出來。采用熱釋電材料做靶面，制成熱釋電攝像管，直接利用電子束掃描和相應(yīng)的處理電路，組成電視攝像型熱像儀，完全取消了光機(jī)掃描，從而使結(jié)構(gòu)簡化，有不需要制冷，成本也隨之降低，但性能不及光機(jī)掃描紅外成像系統(tǒng)，所以一般都會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選擇，選擇最適合的進(jìn)行使用。近年來，硅化物肖特基勢壘焦平面陣列技術(shù)有了長足進(jìn)展，利用硅超大規(guī)模集成電路技術(shù)的工藝，可以獲得高均勻響應(yīng)度、高分辨率探測器面陣，大大推進(jìn)了非掃描型紅外成像技術(shù)的迅速發(fā)展和步入實(shí)用化。非掃描型紅外成像系統(tǒng)利用多元探測器陣列，使探測器中的每個(gè)單元與景物的一個(gè)微面元對應(yīng)，因此可取消光機(jī)掃描。所以盡管這種類型的紅外成像系統(tǒng)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高的缺點(diǎn)，仍然受到重視，取得很大進(jìn)展并日趨完善。圖4 紅外成像系統(tǒng)的工作過程 紅外成像系統(tǒng)的類型和組成目前的紅外成像系統(tǒng)可分為兩大類：光機(jī)掃描和非光機(jī)掃描型。圖3 光機(jī)掃描型紅外成像系統(tǒng)工作原理1物平面 2箭頭形物 3物鏡 4高低同步器 5高低掃描平面鏡 6水平同步器 7水平掃描反射鏡 8水平同步信號(hào)放大器 9前放及視頻信號(hào)處理器 10像平面 11單元探測器 12高低同步信號(hào)放大器 13顯示器圖4所示為紅外成像系統(tǒng)的工作過程?；蛘哒f，光機(jī)掃描器構(gòu)成的景物圖像依次掃過探測器，探測器依次把景物各部分的紅外輻射轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)過視頻處理的信號(hào)，在同步掃描的顯示器上顯示出景物的紅外圖像。當(dāng)掃描器工作時(shí)，從景物到達(dá)探測器的光束隨之移動(dòng)，在物空間掃出像電視一樣的光柵。光機(jī)掃描包括兩個(gè)掃描鏡組，一個(gè)做垂直掃描，一個(gè)做水平掃描。運(yùn)用這一方法，便能實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離熱狀態(tài)成像，并對被測物體的狀態(tài)進(jìn)行分析判斷。 紅外成像檢測的基本理論在自然界中，任何溫度高于0K的物體都是紅外輻射源，具有輻射現(xiàn)象。有斯忒藩玻爾茲曼定律可知，當(dāng)一個(gè)物體表面的發(fā)射率不變時(shí)，該物體的輻射功率與其溫度的四次方成正比。表1 LED燈具與高壓鈉燈的比較比較項(xiàng)目高壓鈉燈具LED燈具比較項(xiàng)目高壓鈉燈具LED燈具功耗高低，光源利用效率60%90%400W180W燈具使用壽命5～7年8～10年350W140W光源使用壽命20000h50000h250W100W呼吸過濾系統(tǒng)必需不需要150W70W防護(hù)等級(jí)IP65IP65色溫2000～25003500～7000K防觸電保護(hù)類型I類I類顯色指數(shù)20～3080～93啟動(dòng)時(shí)間5～10min瞬間啟動(dòng)，無延時(shí)電源效率75%80%～90%環(huán)保不環(huán)保環(huán)保 紅外檢測技術(shù)紅外檢測的基本理論是基于熱輻射的普朗克定律和斯忒藩玻爾茲曼定律，即利用物體的輻射能與溫度的關(guān)系進(jìn)行檢測的一種方法 。LED芯片及其封裝不含鉛和汞等有害物質(zhì)，廢棄后可以回收和利用不會(huì)對環(huán)境造成污染。7) 低碳環(huán)保，高壓鈉燈等氣體放電光源含有汞等有害物質(zhì)，光源廢棄后會(huì)對環(huán)境和水源造成長期、嚴(yán)重的污染。6) 造型可塑性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，LED路燈燈具造型可塑性強(qiáng)，可以通過造型設(shè)計(jì)來體現(xiàn)裝飾性和地方人文特色，增添美感和城市意象的附加值。而LED的啟動(dòng)時(shí)間只有幾十納秒，也不存在再次啟動(dòng)的等待時(shí)間，LED燈具可以正常工作在連續(xù)開關(guān)通斷的狀態(tài)下。3) 顯色性好，高壓鈉燈在傳統(tǒng)光源中雖然光效最高，但其顯色性最差，顯色指數(shù)僅為20左右，而LED的可達(dá)80左右基本接近自然光，對顏色的呈現(xiàn)更真實(shí)，更能夠反映出物體本身的顏色。與傳統(tǒng)路燈相比，LED路燈具有很大的優(yōu)勢：[9]1) 光效和燈具出光率高，能耗低，高壓鈉燈的光效可以達(dá)到120lm/W而占主導(dǎo)地位，而目前LED的光效可達(dá)100120lm/W，逐步就會(huì)取代高壓鈉燈。LED在造型、光色變化和調(diào)光控制等方面的特點(diǎn)，適合搭配周圍環(huán)境及地方人文特色，LED道路照明正在全球發(fā)展開了，LED路燈在未來的市場是非常有發(fā)展的。路燈光源最早使用白熾燈，后來發(fā)展到高壓汞燈、以高壓鈉燈哈金鹵燈為代表的高強(qiáng)度放電燈、高效節(jié)能燈、無極燈及LED燈。尤其是作為大型動(dòng)力電源，其價(jià)格和運(yùn)行費(fèi)用往往是能否普及推廣應(yīng)用的非常關(guān)鍵的因素。4) 它的自放電速度可以說是各種蓄電池中最低者，高溫下每個(gè)月只損失電池功率的5%左右。由于蓄電池大多是成組使用的，各單個(gè)電池的均勻性是供電電源可靠性和安全性的根本保證。而鉛酸電池有如下的優(yōu)點(diǎn)：[8]1) 電池的能量密度雖不太高，但是其功率密度較高，這可以滿足各種用電設(shè)備的需要。根據(jù)實(shí)際使用的環(huán)境、維護(hù)、