【正文】 射、是冷光源、不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質(zhì)，廢棄物可回收、沒(méi)有污染。傳統(tǒng)的 光源功耗比較大，而且大多在高壓下工作，使用升壓逆變環(huán)節(jié)又降低了能源利用率，而 LED采用低壓直流供電，安全而且光源控制成本低。 LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管 )是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體發(fā)光器件，不依靠燈絲發(fā)熱來(lái)發(fā)光，而是依靠材料中的正負(fù)電荷復(fù)合來(lái)發(fā)光，能量轉(zhuǎn)化效率非常高。綜上對(duì)比所述，太陽(yáng)能照明之安全無(wú)隱患、節(jié)能無(wú)消耗、綠色環(huán)保、安裝簡(jiǎn)便、自動(dòng)控制免維護(hù)等固有的特性將為樓盤的銷售、市政工程的建設(shè)直接帶來(lái)明顯可利用的優(yōu)勢(shì)。太陽(yáng)能照明沒(méi)有安全隱患：太陽(yáng)能燈具是超低壓產(chǎn)品，運(yùn)行安全可靠。太陽(yáng)能照明燈具免電費(fèi)：太陽(yáng)能照明燈具是一次性投入，無(wú)任何維護(hù)成 本，三年可收回投資成本，長(zhǎng)期受益。太陽(yáng)能照明燈安裝簡(jiǎn)便：太陽(yáng)能燈具安裝時(shí)，不用鋪設(shè)復(fù)雜的線路，只要做一個(gè)水泥基座，然后用不銹鋼螺絲固定就可。然后進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的安裝調(diào)試，如任何一條線路有問(wèn)題，則要大面積返工。在這里我們就太陽(yáng)能燈具和使用市電燈具的效果作實(shí)用對(duì)比。其它地區(qū)的太陽(yáng)年輻射總量居中。全國(guó)以四川和貴州兩省的太陽(yáng)年輻射總量最小，其中尤以四川盆地為最，那里雨多、霧多，晴天較少。尤其是青藏高原地區(qū)最大，那里平均海拔高度在 4000m 以上，大氣層薄而清潔，透明度好，緯度低，日照時(shí)間長(zhǎng)。據(jù)估算，全國(guó)各地太陽(yáng)年輻射總量達(dá) 335～ 837 2/kJ cm a? 中值為 586 2/kJ cm a? 。太陽(yáng)能具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其開發(fā)利用必 6 將在 21 世紀(jì)得到長(zhǎng)足的發(fā)展，并終將在世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移中擔(dān)當(dāng)重任，成為 21世紀(jì)后期的主導(dǎo)能源?；茉吹睦貌粌H造成環(huán)境污染，同時(shí)會(huì)排放大量的溫室氣體，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，引起全球氣候變化 太陽(yáng)能利用的優(yōu)勢(shì) 人類要解決能源問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，只 能依靠科技進(jìn)步，大規(guī)模地開發(fā)利用可再生潔凈能源。燃燒煤、石油等化石燃料，每年有數(shù)十萬(wàn)噸硫等有害物質(zhì)排入天空，是大氣環(huán)境遭到嚴(yán)重污染，直接影響居民的身體健康和生活質(zhì)量；甚至在局部地區(qū)形成酸雨，嚴(yán)重污染水土資源。因此，人類遲早要面臨化石燃料枯竭的危機(jī)局面。常規(guī)能源的有限性和分布不均勻，造成了世界上大部分國(guó)家能源供應(yīng)不足，不能滿足其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。而能源問(wèn)題更為突出，不僅表現(xiàn)在常規(guī)能源的匱乏，更嚴(yán)重的是化石能源的開發(fā)利用更加劇了環(huán)境的惡化。太陽(yáng)能路燈以其不用專人管理和控制，安裝一次性投資無(wú)需日后電費(fèi)開支，無(wú)需架設(shè)輸電線路或挖 溝鋪設(shè)電纜．可以方便安裝在廣場(chǎng)、校園、公園以及不便于架設(shè)輸電線路的地方等多方面的優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受到重視。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 負(fù)載輸出控制與檢測(cè)電路 太陽(yáng)能采集電路 紅外感應(yīng) LED 3 目 錄 第一章 緒論 ........................................... 5 研究背景、目的與意義 ........................................ 5 新能源開發(fā)的必要性 ..................................... 5 太陽(yáng)能利用的優(yōu)勢(shì) ....................................... 5 太陽(yáng)能 LED 路燈優(yōu)勢(shì) ..................................... 7 系統(tǒng)的拓展應(yīng)用 ......................................... 8 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀 ............................................. 9 項(xiàng)目成員的組成、特長(zhǎng)、分工及成員間相互協(xié)調(diào)配合的情況，導(dǎo)師指導(dǎo)情況 ......................................................... 11 第二章 項(xiàng)目完成情況及取得的創(chuàng)新成果 .................... 11 概述 ........................................................ 11 系統(tǒng)電路研究報(bào)告 ........................................... 12 系統(tǒng)模塊介紹 ......................................... 12 AD 電壓采樣模塊 .................................. 12 物體檢測(cè)模塊和環(huán)境明暗檢測(cè)模塊 .................. 15 LCD 顯示模塊 ..................................... 16 鍵盤電路模塊 ................................... 17 路燈控制模塊 ................................... 18 串口通信模塊 .................................... 19 USB 通信模塊 ..................................... 19 時(shí)鐘模塊 ........................................ 20 電源模塊 ....................................... 20 過(guò)流保護(hù) ....................................... 20 太陽(yáng)能電池組件及負(fù)載 LED 開關(guān)控制 ............... 21 本次系統(tǒng)電路搭建過(guò)程中的體會(huì) .......................... 22 電路接地去噪問(wèn)題 ................................ 22 布線注意事項(xiàng) .................................... 23 4 系統(tǒng)軟件研究報(bào)告 ............................................ 24 軟件編程要點(diǎn) .......................................... 24 單片機(jī)軟件編程 ........................................ 24 程序主流程圖 .................................... 24 按鍵功能規(guī)劃 .................................... 25 AD 轉(zhuǎn)換程序 ...................................... 26 蓄電池電壓檢測(cè)電路 .............................. 27 第三章 項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的收獲和體會(huì) ...................... 28 概述 ....................................................... 28 收獲體會(huì) ................................................... 28 袁子晴：團(tuán)隊(duì)合作教會(huì)我成長(zhǎng) .................................. 28 費(fèi)婷婷：團(tuán)隊(duì) —— 智慧的碰撞 .................................. 30 劉蓉：平凡也能追求卓越 ...................................... 32 周樂(lè)意：興趣激發(fā)創(chuàng)造的火花 .................................. 35 結(jié) 論 ................................................. 37 參考文獻(xiàn) ............................................... 38 致 謝 ................................................. 39 附 錄 ................................................. 40 5 第一章 緒論 研究背景、目的與意義 由于全球性能源危機(jī)，世界普遍重視可再生能源的利用與研究?，F(xiàn)已設(shè)計(jì)焊好整體電路，并深入調(diào)試取得成果；程序編寫結(jié)構(gòu)清晰，可讀性強(qiáng)。項(xiàng)目編號(hào)： S2020256 武漢大學(xué)大學(xué)生科研結(jié)題報(bào)告 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能 LED 路燈控制系統(tǒng) 院（系）名 稱：電子信息學(xué)院 專 業(yè) 名 稱 ：通信工程 學(xué) 生 姓 名 ：袁子晴 費(fèi)婷婷 劉蓉 周樂(lè)意 指 導(dǎo) 教 師 ：李燕 高級(jí)工程師 二○一○年九月 2 摘 要 本項(xiàng)目基于 AT89C52 單片機(jī)，完成了基于單片機(jī)的太陽(yáng)能ＬＥＤ路燈控制系統(tǒng)的要求。 項(xiàng)目電路主要分為核心單片機(jī)、太陽(yáng)能采集電路、蓄電池存儲(chǔ)及電壓檢測(cè)電路、紅外傳感器距離感應(yīng)電路、負(fù)載輸出控制與過(guò)流檢測(cè)電路、鍵盤電路、節(jié)能 LED 電路、串口通信電路、 LCD 顯示等模塊。項(xiàng)目中各狀態(tài)均由按鍵控制，并以 12864 點(diǎn)陣 LCD 顯示，操作簡(jiǎn)單，功能齊全，界面友好。太陽(yáng)能作為一種新興的綠色能源，以其永不枯竭、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，正得到迅速的推廣應(yīng)用。 新能源開發(fā)的必要性 跨入 21 世紀(jì)后，人類面臨著實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，如何能在能源有限和環(huán)境保護(hù)的雙重制約下發(fā)展經(jīng)濟(jì)已成為全球的熱點(diǎn)問(wèn)題。主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面： (1)能源短缺。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，全 球已探明石油儲(chǔ)量只能用到 2020 年，天然氣也只能延續(xù)到 2040 年左右，即使儲(chǔ)量豐富的煤炭資源也只能維持二三百年。 (2)環(huán)境污染。 (3)溫室效應(yīng)。據(jù)預(yù)測(cè)，到本世紀(jì)中葉可再生能源在世界能源結(jié)構(gòu)中將占到 50％以上，包括太陽(yáng)能在內(nèi)的可再生能源在本世紀(jì)將會(huì)以前所未有的速度發(fā)展，逐步成為人類社會(huì)基礎(chǔ)能源的重點(diǎn)。我國(guó)幅員廣大，有著十分豐富的太陽(yáng)能資源。從全國(guó)太陽(yáng)年輻射總量的分布來(lái)看，西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、云南中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺(tái)灣省的西南部等廣大地區(qū)的太陽(yáng)輻射總量很大。例如被人們稱為“日光城’’的拉薩市， 1961 年至 1970年的平均值，年平均日照時(shí)間為 3005． 7h，相對(duì)日照為 68％，年平均晴天為 108． 5天，陰天為 天，太陽(yáng)總 輻射為 816 2/kJ cm a? ，比全國(guó)其它省區(qū)和同緯度的地區(qū)都高。例如素有“霧都’’之稱的成都市，年平均日照時(shí)數(shù)僅為 1 152． 2h，相對(duì)日照為 26％，年平均晴天為 24． 7 天，陰天達(dá) 244． 6天。 太陽(yáng)能作為一種“取之不盡，用之不竭 的安全、環(huán)保新能源越來(lái)越受到重視。 市電照明燈具安裝復(fù)雜：在市電照明 燈具工程中有復(fù)雜的作業(yè)程序，首先要鋪設(shè)電纜，這里就要進(jìn)行電纜溝的開挖、鋪設(shè)暗管、管內(nèi)穿線、回填等大量基礎(chǔ)工程。而且地勢(shì)和線路要求復(fù)雜、人工和輔助材料成本高昂。 市電照明燈具電費(fèi)高昂：市電照明燈具工作中有固定高昂的電費(fèi)，要長(zhǎng)期不間斷對(duì)線路和其它配置進(jìn)行維護(hù)或更換，維護(hù)成本逐年遞增。 市電照明燈具有安全隱患：市電照明燈具由于在施工質(zhì)量、景觀工程的改造、材料老化、供電不正常、水電氣管道的沖突等方面帶來(lái)諸多安全隱患。 7 太陽(yáng)能燈照明的其它優(yōu)勢(shì)：綠色環(huán)保，能為高尚生態(tài)小區(qū)的開發(fā)和推廣增加新的賣點(diǎn)；可持續(xù)降低物業(yè)管理成本，減少業(yè)主公共分?jǐn)偛糠值馁M(fèi)用。 太陽(yáng)能 LED 路燈優(yōu)勢(shì) 隨著可持續(xù)發(fā)展的不斷深入，人們?cè)诜e極開發(fā)各類可再生新能源的同時(shí)也在倡導(dǎo)節(jié)能減排的綠色環(huán)保技術(shù)而在照明領(lǐng)域，壽命長(zhǎng)節(jié)能安全綠色環(huán)保色彩豐富微型化的 LED 固態(tài)照明也已被公認(rèn)為世界一種節(jié)能環(huán)保的重要途徑，太陽(yáng)能 LED路燈同時(shí)整合了這兩者的優(yōu)勢(shì)。具有高效、節(jié)能、壽命長(zhǎng)、免維護(hù)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。 LED的響應(yīng)時(shí)間一般只有幾納秒至幾十納秒，使頻繁開關(guān)，調(diào)節(jié)明暗成為可能。 太陽(yáng)能路燈以太陽(yáng)光為能源，不需要鋪設(shè)復(fù)雜的管線，安全節(jié)能無(wú)污染。而且具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定 可靠、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。不僅如此，太陽(yáng)能是一種清潔的可再生能源，它不僅節(jié)約了電能，而且減少了二氧化碳的排放量。 ：安裝靈活方便 ，便于用戶根據(jù)自己的需要選擇和調(diào)整太 8 陽(yáng)能路燈的容量大小。 ：離網(wǎng)運(yùn)行的太陽(yáng)能路燈具有供電的自主性、靈活性。一般人認(rèn)為，節(jié)能燈可節(jié)能 4/5是偉大的創(chuàng)舉，但 LED 比節(jié)能燈還要節(jié)能 1/4，這是固體光源偉大的革新。超高亮 LED 的研制成功，大大地降低了太陽(yáng)能燈具使用成本，使之達(dá)到或接近工頻交流電照明系統(tǒng)初裝的成本報(bào)價(jià)，并且具有保護(hù)環(huán)境、安裝簡(jiǎn)便、操作安全、經(jīng)濟(jì)節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。 太陽(yáng)能與 LED 相結(jié)合的技術(shù)運(yùn)用在路燈領(lǐng)域完全符合“綠色，節(jié)能，低成本”的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理念。 系統(tǒng)的拓展應(yīng)用 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能控制系統(tǒng)不僅可以利用在路燈應(yīng)用，其設(shè)計(jì)思路及其技術(shù)還可以廣泛使用到電池控制器，逆變控制器，汽車等領(lǐng)域，對(duì)相關(guān)科學(xué)