太阳能路灯控制系统论文.docx

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太阳能路灯控制系统论文

《工程实践》设计任务书

题目

太阳能路灯控制系统

项

目

综

述

由于现在的能源短缺问题，新能源供电对于在生活中实现照明要求有较好的效果。

在设计该系统过程中，考虑到利用太阳能照明，此系统必须包含充放电的保护、电能强弱的检测和供电能源的切换等功能。

因此设计的主要内容是研究太阳能路灯供电的控制，在太阳能足够对路灯进行供电时，使用太阳能对蓄电池充电；如果太阳能不足以提供充足的能源，那么转为市电对路灯进行供电。

这样，通过对供电电源的切换达到节能并智能选择供电电源。

其意义在于实现智能供电的同时，达到节能的目的。

工

作

任

务

及

要

求

任务：

设计太阳能路灯控制系统，该系统完成蓄电池过充、过放保护以及蓄电池电源和市电电源自动切换等功能。

要求：

（1）查阅资料，完成系统设计整体方案；

（2）太阳能电池板容量与蓄电池容量匹配的分析计算；

（3）蓄电池充放电控制器的设计，绘制电路原理图和PCB图，完成软件编程并调试；

（4）太阳能逆变电源的设计，绘制电路原理图；

（5）完成各部分功能的软、硬件联调。

查

阅

文

献

[1]Sanjayamaniktala.精通开关电源设计.人民邮电出版社，2008

（1）.

[2]周志敏，纪爱华.太阳能光伏发电系统设计与应用实例.电子工业出版

社，2010

[3]成都信息工程学院电子实验中心，模拟电子技术基础.高等教育出版社.

[4]成都信息工程学院电子实验中心，数字电路基础.高等教育出版社.

[5]王兆安，黄俊.电力电子技术.机械工业出版社，2006:

152-154

[6]俞志根.小功率太阳能电源逆变装置的设计[J].电力电子术,2009（7）.

[7]郑郁正.单片微型计算机原理及接口技术.高等教育出版社，2012.7

指导

老师

审核

年月日

《工程实践》设计方案报告

题目

太阳能路灯控制系统

主要研究思路和方法：

基本思路：

利用太阳能电池板来获取太阳能，转化为电能并储存在蓄电池，然后在蓄电池中的电能不足以供电时，通过单片机的对蓄电池和太阳能电池板的电压监测、分析判断来控制两个继电器的通断情况，从而实现蓄电池电源和市电电源的转换。

工作重点：

对市电220V交流转换为7V直流的电路制作，以及太阳能电池板采集太阳能转换为电能的电路及相关保护，对单片机12C5A60S2学习和它对电路的控制以及相应程序的编写。

技术路线：

首先解决硬件电路各个功能的实现，电能存储，过充保护，过放保护，市电转换的硬件电路设计。

单片机的采样分析控制功能，以及其AD转换模块的程序编写。

系统原理框图和工作原理：

（1）系统原理框图：

稳压

整流稳压

市电

继电器

变压器

太阳能电池板电压采样

单片机

路灯

继电器

反充保护

蓄电池

蓄电池电压采样

稳压及过充保护

太阳能电池板

（2）工作原理：

在有阳光时，太阳能电池板将太阳能转换为电能并储存在蓄电池中。

蓄电池对路灯进行供电，这个过程中，单片机一直在对蓄电池和太阳能电池板的电压进行采样分析。

如果蓄电池的电压不足以对路灯进行供电，此时单片机控制的两个继电器将会做出相应的动作，使蓄电池供电转换为市电供电。

而市电220V是经过变压器降压然后全桥整流、稳压为7V的直流电。

单片机对采回的电压样本经内置的AD转换器转换为数字信号，并作出相应的分析计算。

在太阳能电池板对蓄电池充电的过程中，设置了防反充和过充保护。

工作进度安排：

第一阶段：

学习单片机以及相关知识，相关软件以及基本的硬件知识；

（大二上学期：

2011年9月至2012年3月）

第二阶段：

研究讨论计划方案，并研究方案可行性，确定最终方案；绘制相应的电路图，并且PCB制版；

（大二下学期：

2012年3月至2012年7月）

第三阶段：

根据实验原理，制作电路板，编写程序，调试电路板。

（大三上学期：

2012年7月至2012年11月）

第四阶段：

完善硬件后期制作，能演示该控制系统基本功能，同时完成项目总结及报告。

（大三上学期：

2012年11月至2012年12月）

指导教师

审核意见

签名：

年月日

《工程实践》论文

论文题目太阳能路灯控制系统

学生姓名许言午、王浩、杨航、谭全、

李源、阎胜蓝、胡春梅、练胜、

刘洋、黄开创、代雪峰、王一良

学号20100720（41、43、49、42、44、09、07、14、23、22、24）

2009021013

专业电气工程及其自动化

班级电气101班

指导教师张绍全

职称

二O一二年十二月

成都信息工程控制工程学院制

太阳能路灯控制系统的设计

摘要

常用的太阳能路灯控制系统大都采用定时器或者光电控制来实现太阳能路灯的开关控制，很难根据实际情况和需要进行及时调整，巡检和维修等工作也是人工完成的，需要花费大量的人力和物力。

本课题设计主要针对目前太阳能路灯落后的管理方式，设计一种新型的太阳能路灯监控方式，本太阳能路灯控制器以12C5A60S2单片机，并用继电器作为中间控制器为核心，主要负责各种数据的采集处理，自动对蓄电池进行充电并且有过充电过放电保护。

单片机对采回的电压样本经内置的AD转换器转换为数字信号作出相应的分析计算和执行相应的操作（开关灯，报告路灯的供电状态以及蓄电池充放电状态），当蓄电池处于过放状态，进行供电能源的切换转换为市电为太阳能路灯供电，具有智能化和自动化较高的水平，安全可靠，适用范围广泛。

本文还说明了太阳能路灯的基本原理，完成了系统相应功能和相关程序的编写。

关键词：

太阳能路灯；路灯控制系统；蓄电池保护；单片机编程

TheDesignofSolarStreetlightcontrolSystem

Abstract

TheSchemeofSolarStreetLampSystemSchemeAbstractThemethodsoftime-controlandoptical-controlareincommonusedtocontrolsolarstreetlamp,basedontheactualsituationitisdifficulttoadjustthelamp’sstatusintime,italsoneedmanpowertoinspectandrepair,ittakesalotofmanpowerandmaterialresources.Tochangethisbackwardmanagement,wedesigenanewwirelesscontrolsystem,whichisbasedonthe12C5A60S2MCU,andrelayasintermediatecontrollerasthecore.,anditisresponsibleforavarietyofdata’sacquisitionandprocessing,accordingtothedegreeofilluminationtoswitchlightsautomatically,chargingthethebatterywithover-dischargeprotection,Withthechiptoadoptthevoltagesamplethebuilt-inADconverterisconvertedtoadigitalsignaltothecorrespondingcalculationandimplementcorrespondingoperation（opentoturnoffthelights,thereportthelamppowersupplyconditionandbatterycharginganddischargingstate）,Whenthebatteryinthedischargestate,tosupplyenergyformainsswitchconversionforthesolarenergystreetlightpowersupply,withintelligenceandautomationhighlevel,safeandreliable,widerangeofapplication.Thisarticlealsodescribesthebasicprinciplesofsolarlights,completionofsystemselectionandprogram.Keywords:

customersatisfaction;evaluationquotasystem;theconstructionofElectronicResources;universitylibrary;fivepointLikertscale

Keywords:

solarstreetlamp;Streetlampmonitoringsystem;storagebatteryprotecting;MPUprogramming

目录

论文总页数：

31页

1引言2

1.1项目概述2

1.2设计目的2

1.3设计任务3

1.4研究思路和方法3

2项目总体方案设计4

2.1系统原理框图和工作原理4

2.1.1方案选择4

3系统硬件设计5

3.1太阳能路灯控制系统的电路原理图5

3.2各个单元电路的工作原理和实现的功能6

3.3印制板电路9

3.4产品材料清单13

4系统软件设计13

4.1各个单元的设计思路和实现的功能13

4.2软件程序流程图13

4.3程序源代码15

5调试运行15

5.1硬件调试15

5.2软件调试17

参考文献19

附录一20

会议记录20

附录二22

程序源代码22

附录三28

组员调试相关图片28

1引言

1.1项目概述

自哥本哈根气候峰会召开以来，环保节能为当今世界热点话题，节能减排，已不仅是政府的一个行动目标，而且还能给企业带来经营上的收入，让城市居民能获得一个较好的生存环境。

节能减排更是一个人类解决环境问题的必经之路。

我国节电潜力仍很大。

在工业领域，通过电力电子技术的开发和应用及对风机水泵等电力拖动系统进行优化，可取得显着的节电效果；在建筑物用电方面，全面实施建筑物的能效标准，特别是改进空调制冷和取暖技术和系统的能效，将有巨大的节电效果。

高效照明和提高家庭、办公用电器的能效也有巨大的节电潜力。

采取多种措施，推动节能节电不仅可取得好的经济效果，还可节约电力建设投资，减小电力建设风险。

如果在产业产品结构调整方面加强引导，使我国的经济结构尽快向低能源强度方向转变，同时加强节能，全面提高能效，我国可能以低得多的电力消费增长，达到GDP翻两番的经济增长目标，同时带来环保、经济效益、能源安全等一系列的效果。

电力系统要全面开展以节电和负荷管理为目的的需求侧管理。

太阳能不仅拥有良好的经济前景，且随其产业化的发展，将提供越来越多的就业机会。

因此太阳能光伏发电市场发展前