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參考]基于gsm全球移動通信系統(tǒng)的太陽能路燈聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)-在線瀏覽

2025-01-10 22:19本頁面
  

【正文】 .................................................................... 1 1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 1 2 GSM模塊的軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 3 第六章 太陽能路燈的展望和前景 ................................................................................................. 1 參考文獻(xiàn): ........................................................................................................................... 1 第 1 章 太陽能發(fā)電 1 第一 章 緒論 引言 能源是 當(dāng)今社會的重要基礎(chǔ) 。 當(dāng)今社會化石能源不斷被沒有計(jì)劃的任意開采,社會各國對能源危機(jī)越來越重視 , 并且現(xiàn)在使用的主要能源產(chǎn)品的 價(jià)格 也在不斷上漲 。 研發(fā)和使 用清潔的新能源越來越被各國所重視。 我國 一直以來就也對太陽能發(fā)電 做了大量的 科學(xué) 研究 。 太陽能 是 人類 當(dāng)下發(fā)現(xiàn)的 取之不盡用之不竭的可再生能源,太陽能 的優(yōu)點(diǎn)是: 清潔、安全性、 應(yīng)用面廣 、 使用 壽命 長 和 長期 維護(hù) 簡便 、 應(yīng)用地域廣 及 發(fā)展前景廣闊 等 優(yōu)勢 ,在 將來很大一段時(shí)間里我國長遠(yuǎn) 的能源戰(zhàn)略中 必然會占有非常顯著的戰(zhàn)略 地位。 中國的太陽能資源非常巨大,可開發(fā)的地區(qū)非常多 。 如果 給 每 1 平方公里的荒漠 安裝 100兆瓦 的 光伏陣列, 那么 每年 就 可 以 發(fā)電 大約 為 億度 左右 ;如果 我們國家 能 開發(fā)利用 1%的荒漠, 發(fā)出 的電 就 相當(dāng)于我國 在 2020 年全年的耗電量 ,這是一個多么 可觀 的數(shù)字 。 當(dāng)前 , 世界 各國 都把 太陽能 及 太陽能 相關(guān)公司 人為是陽光產(chǎn)業(yè)也就是很有前途的產(chǎn)業(yè) , 這也 說明 各國 金融界的 投資者 , 都 對太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè) 未來的前景抱以 樂觀 的態(tài)度 。 在 世界能源供應(yīng) 十分 緊張 和嚴(yán)峻 的今天 ,發(fā)展可再 生能源 成為了各國能源發(fā)展的一個重要 的改變 方向。因此,發(fā)展新能源勢在必行 。 中國 作為 一個每天都在大量消耗 能源 的國家 , 世界能源組織的調(diào)查顯示 世界能源消費(fèi)總量的 15%被中國 消費(fèi) 。此外, 現(xiàn)在使 用 的 化石能源 都 會 造成很大 的 污染環(huán)境 和 溫室效應(yīng)等 破壞 環(huán)境。從 目前向后看未來的 可再生能源 開 展趨勢 必然是以下幾個方向 ,風(fēng)能、太陽能和生物 能。 太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè) 興起的較早 的地方是 在 西方 國家, 他們對太陽能發(fā)電的研究較早,所以一些現(xiàn)金的 科學(xué) 技術(shù) 都掌握在他們手里 。 西方的 一些高水平的 科研 機(jī)構(gòu) 是 在政府 的 資助下, 開始了 對 太陽能能 應(yīng)用 的研究。 國外發(fā)展現(xiàn)狀 歐美、日本等 經(jīng)濟(jì) 比較先進(jìn) 的 國家 ,都在調(diào)整 能源發(fā)展戰(zhàn)略 , 其中很重要的一項(xiàng)就發(fā)展 太陽能 。歐洲也 在1997 年 計(jì)劃實(shí)施同樣的 百萬屋頂計(jì)劃, 德國在太陽能 領(lǐng)域 一直處于世界 領(lǐng)先 地位,它 在歐洲百萬屋頂?shù)?基礎(chǔ)上在 1998 年 10 月提出了 另一個長遠(yuǎn)的 計(jì)劃 :即 在 未來的 6年內(nèi) ,在全 歐洲 范圍內(nèi) 安裝 約 10 萬套 安裝在 屋頂 的 太陽能 發(fā)電 系統(tǒng), 它們的 總 體 裝機(jī) 容量 大約是 300500MV, 平均 每個屋頂 大 約 是 35KW。在 2020 年, WHO 公布的世界 范圍內(nèi) 污染最嚴(yán)重十大城市中,我國 的城市 站了八個。因此 不遺余力 發(fā)展光伏發(fā)電能夠 很 有效地遏制這一問題。 在 太陽能發(fā)電的應(yīng)用我國 一直有 非常廣闊 空間 。 第二 點(diǎn) ,太陽電池組不 是必須單獨(dú)放置 , 他 還可作為屋面和墻面 使用 , 國外的 很多地方都 這樣設(shè)計(jì) 。第三 點(diǎn) , 在 我國 一些 偏僻的 邊遠(yuǎn)地區(qū) ,仍有較 很多 貧苦的 居民尚未 能使 用 上 電,如果靠架設(shè)電網(wǎng)供電, 那么不僅 成本高,建設(shè)周期長, 而且 不經(jīng)濟(jì) ,投資和回報(bào)不成比例 。 近 20年來,太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè) 在我國 得到了 很迅速的發(fā)展 。一些 技術(shù)比較先進(jìn)的 公司 , 在 多晶硅太陽電池的生產(chǎn) 領(lǐng)域 已經(jīng)開始 了 試車, 國內(nèi) 市場上 主打 的太陽能 電池產(chǎn)品 是 單晶硅和多 晶硅兩種。 第 一 章 XXXXX 1 第二章 太陽能發(fā)電系統(tǒng)和照明系統(tǒng) 太陽能發(fā)電系統(tǒng) 太陽能發(fā)電系統(tǒng) 的普遍結(jié)構(gòu)是 : 太陽能電池 板 、控制器、蓄電池(組)組成。各部分的作用 分別 為: (一)太陽能電池板: 太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最核心是東西就啊 太陽能電池板 , 它 也是這類 系統(tǒng)中 最 昂貴的部件 。電池板的 價(jià)格的上升會 直接 影響到 系統(tǒng) 的總體 成本。 一些地方的較大 溫差, 為了保護(hù)系統(tǒng)需要做溫度補(bǔ)償,一般在 控制器 內(nèi)實(shí)現(xiàn)這 功能。 (三)蓄電池: 常用的電池 是 鉛酸 型的。 蓄電池的主要 作用 還 是 儲存和提供電能, 在 白天 光照 強(qiáng)烈 時(shí) 把 發(fā)出的電能存起來, 等 到需要 用電 的時(shí)候再 通過供電電路給設(shè)備 提 供電 能 。 12V、 24V、 48V 是 太陽能 電池板的 電壓等級 。所以,在一些系統(tǒng)中都涉及了 DCAC逆變器。 那么我們應(yīng)該如何 利用 太陽能呢? 現(xiàn)行的 利用 方式 有兩種 : 光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換 。 其中 光伏發(fā)電系統(tǒng)中 太陽能電池 板 是 最 關(guān)鍵 的核心 部分, 它 的總體分類 可分為 硅系太陽電池(包括 單晶硅 和 多晶硅 電池 )和非硅系 列 太陽能電池等 , 應(yīng)用相對比較廣泛 在太陽能電池中 硅系 的 。 光熱轉(zhuǎn)換 光熱轉(zhuǎn)換 是將太陽 輻射 到地球 的 能 量 轉(zhuǎn)換成熱能,再 經(jīng)過熱電轉(zhuǎn)換 技術(shù) 把熱能 轉(zhuǎn)換 第 一 章 XXXXX 2 為 電能 。 集熱發(fā)電 的 形式 : 目前, 一些 采用的 常用分類方式 ,是 不同 方式 對太陽能的 采集 來分的 , 太陽能集熱發(fā)電主要可分為槽式、塔式和斯特林(碟式) 、菲涅爾式 發(fā)電系統(tǒng)。 對 菲涅爾系統(tǒng) 進(jìn)行一些簡化就形成了 槽式系統(tǒng) 。 控制上主要是 通過 對 傾斜角度的 調(diào)整 來 控制平面鏡, 把 陽光反射 集中 至 集熱管中,實(shí)現(xiàn) 對集熱管的 加熱。于拋物面式 使用 的曲面鏡 相比較 平面 鏡 制造 簡單技術(shù)要求低 , 這樣就 降低了 初期投資的 成本, 不過有個明顯的缺點(diǎn)就是 聚焦精度比槽式 要 差 很多 。 光電轉(zhuǎn)換 光電轉(zhuǎn)換 主要 是 應(yīng)用光學(xué)原理,通過 對 光的反射和折射,或者 其他方式 將太陽能轉(zhuǎn)換成 別的 形式的能量進(jìn)行 一定距離的 傳輸。間接傳輸 可以 說是 適用于各種不同 長短 距離。 太陽能電池板的原理是當(dāng)陽光照射到半導(dǎo)體上,使半導(dǎo)體在 pn 結(jié)之間產(chǎn)生勢壘電廠,同時(shí) p區(qū)產(chǎn)生空穴, n 區(qū)產(chǎn)生電子在勢壘電場的作用下電子和空穴向兩級移動產(chǎn)生電流。 在 華 北 地區(qū) 使用的太陽能路燈, 電池 板實(shí)際 功率 與 燈具的 功率 比例 關(guān)系 范圍 是 24:1, 涉及到 的 一些實(shí)際工作中的 比例要根據(jù)燈具每天工作 量 , 第 一 章 XXXXX 3 和在本次 設(shè)計(jì)中 如果遇到 連續(xù)陰雨天 氣時(shí)道路 照明 怎樣提供的 具體 情況 決定 。 一般不 在太陽能電池上設(shè)置 裝飾 和 外罩, 這樣會 減少 5%左右 的輸出功率 , 從成本考慮 本身 太陽能電池 板的造價(jià)就非常 昂貴, 在 我們收集 和得 到的 許多國外 關(guān)于 太陽能燈 設(shè)計(jì) 的 資料 中 , 通過對比發(fā)現(xiàn),節(jié)能 是設(shè)計(jì)的最主要思路,美觀就相對次要了 。 即 用導(dǎo)線 將太陽能電池板通過串聯(lián) 或者 并聯(lián)的方式 將電壓 調(diào)整到額定 值 。太陽能電池 板被遮擋就會發(fā)熱,被遮擋部位因發(fā)熱燒壞導(dǎo)致整組的損壞 。防止 可能發(fā)生的 熱島效應(yīng) 的方法有把 太陽能電池 板 傾斜 放置 , 按 放 位 置的選擇上一般 在 樹葉 遮擋 不到的地方 , 安裝防鳥針 可以有效的防止鳥類的危害 。充放電 的 控制 可以很好的延長蓄電池的壽命 , 有效的 防止過 度 充電及 過 度放電 是保護(hù)蓄電池的主要方法 。 在 太陽能燈具 設(shè)計(jì) 中 , 充放電控制電路 的成敗直接決定了本次設(shè)計(jì)的成敗 , 充放電控制電路 的決定了燈具的使用壽命 , 一個硬件 良好的太陽能燈具 必須有一個良好的 充放電電路 。無論 選 則 哪種光源, 燈具的 亮度與光源的功率 都是 有直接影響 的 , 同時(shí)也 直接影響 了 系統(tǒng) 的 配置和 初期的 投資費(fèi)用。 太陽能燈可以使用現(xiàn)在普遍使用的 燈桿 和 燈具 不必專門設(shè)計(jì) 。燈具和燈桿 在 選擇 方面比較自由 ,一般滿足使用 要求 、外形 美觀即可。 第 一 章 XXXXX 1 第三章 系統(tǒng)概述 太陽能電池板及 工作原理 太陽能電池板 的 主要材料是“硅”, “硅”是 地球 上儲藏 非常豐富 的材料之一。 非晶硅電池板:薄膜太陽能電池、有機(jī)太陽能電池。 組成 ( 1) 單晶硅太陽能電池 現(xiàn)在生產(chǎn)的單晶硅太陽能電池大 約 只有 15%左右 的光電轉(zhuǎn)換效率 , 自實(shí)驗(yàn)室研究出的 最高 的是 24% ?,F(xiàn)在是設(shè)計(jì)一般是用鋼化玻璃對 單晶硅 進(jìn)行封裝或者是 采 用 防水樹脂 對其 封裝, 所以 生產(chǎn)出的成品 堅(jiān)固耐用, 很長的 使用壽命 是它的一個優(yōu)點(diǎn), 一般 的在 15年 左右 目前測得的最高 記錄是 25年。 在 制作成 本 方面 來講, 多晶硅 比單晶硅便宜 很多 , 它的 制造 材料 簡便,耗 電少 ,總 體 生產(chǎn)成本較 單晶硅要 低 很多 ,因此 被 大量 使用 。 總體來說 在 性價(jià)比上 ,單晶硅太陽能電池 比較好 。但非晶硅太陽電池 同時(shí) 也 存 很重 要 的 問題 ,在 光電轉(zhuǎn)換效率 方面 普遍 偏 低, 現(xiàn)今世界 上 最 先進(jìn)水平也就 只能使其達(dá)到 10%左右, 并且還不是 一個 很 穩(wěn)定 的數(shù)值 。 ( 4)多元化合物太陽電池 用 含有 多種不同 元素 的 半導(dǎo)體材料 通過復(fù)雜工藝 制 造 出來 的太陽電池 稱作多元化合 第 一 章 XXXXX 2 物太陽電池 。 所以 , GSM 模塊 必然會具有 夠 語音通話 功能和 發(fā)送短信 的功能。 如果把 鍵盤 、顯示屏和電池 接到 GSM 模塊上 就是 一部 具有基本功能的 手機(jī)。 例如: 給手機(jī) 短信, GPRS撥號上網(wǎng) , 撥打電話 等 基本通訊 功能 。 一些 GSM 模塊 還 具有 “ 開放內(nèi)置平臺 ”的 功能,可以讓客戶將自己 編寫的 程序嵌入到模塊內(nèi)的軟件平臺中 運(yùn)行 。 GSM 模塊 自帶一個 標(biāo)準(zhǔn)的通信接口 主要 目的就 是 解決手機(jī) 通訊技術(shù) 中復(fù)雜的射頻發(fā)送和基帶處理 的 問題,并 且 提供了, 手機(jī)生產(chǎn) 廠商不用再從 最基礎(chǔ)的 的芯片 開始 對 手機(jī)的 進(jìn)行 設(shè)計(jì),縮短了 手機(jī)的 設(shè)計(jì)周期。 近 些年 來 ,隨著國內(nèi)手機(jī) 生產(chǎn)研發(fā) 公司 在 GSM 模塊方面的研究 和重視 ,手機(jī)廠家 開始 逐漸 擺脫 了 對 國外 GSM模塊的依賴, 國內(nèi)也有 很多公司直接 轉(zhuǎn)為從芯片級 開始進(jìn)行 對 手機(jī) 進(jìn)行研發(fā) 。例如, 在 安防公司開發(fā)的 一些 車載 的 監(jiān)控領(lǐng)域, 它的 最 核心 部分依然 是 使用 GSM 模塊 給 車輛管理中心 發(fā)送 車輛行駛的 GPS 數(shù)據(jù);在 水務(wù)、 電力系統(tǒng) 中 ,通過 GSM 模塊 可以 實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)程 的 數(shù)據(jù)采集 , 這樣就 可以 做到 隨時(shí)檢測 用戶的用電和用水量 ,同時(shí)也能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題 ;在測繪 中 ,為 給一些 偏僻的測繪點(diǎn)安裝 上 GSM模塊 ,這樣就 實(shí)現(xiàn)了 對 測繪點(diǎn) 實(shí)時(shí)的監(jiān)控,不 需要 人 去 收集數(shù)據(jù);在家庭 應(yīng)用中 安全 報(bào)警系統(tǒng)是最常用到的 , 可以對家里 發(fā)生 意外情況 或 著一些 盜竊行為 進(jìn)行及時(shí)發(fā) 現(xiàn) , 并 可以 自動告 訴 住戶和監(jiān)控中心 ;在國外 應(yīng)用到生活中的更多 , 一些 家人給 老人 和 小孩帶 上一個定位 跟蹤器 ,防止老人和小孩走失或 者 發(fā)生 意外, 在 跟蹤器 里面也 使用 了 GSM 模塊 進(jìn)行集成 。 GSM 模塊 的分類有很多方法一般是通過 數(shù)據(jù)傳輸速率 進(jìn)行的分類: EDGE 模塊 和短信模塊 、 GPRS 模塊 。 GPRS 就 是 對 GSM 的延 第 一 章 XXXXX 3 續(xù)。 數(shù)據(jù) 傳輸速率 GPRS 是 在 56K至 114Kbps 這個范圍內(nèi) ,從技術(shù) 上 講 理論 研究得出 的傳輸 速度最 是 170k。 EDGE 技術(shù) 對 數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?做了 進(jìn)一步的 提升 , 數(shù)據(jù)傳 輸 速率 已經(jīng) 到 384K473K, 所以也 被稱為 。目前, 在我 國 的 GSM 網(wǎng)絡(luò) 一般都 具有 GPRS 的 通訊功能,移動和聯(lián)通 兩個公司的 網(wǎng)絡(luò)都 是 支持 GPRS, EDGE 在 一 部分 地區(qū) 實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)覆蓋。 現(xiàn) 在市場上 使用 的模塊 主要 包括 西門子的 Mc39i、 華為 的 GT
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