基于单片机的太阳能杀虫灯绿色防控系统的设计研究.docx
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目录
摘要 III
Abstract IV
第一章绪论 1
1.1课题背景与意义 1
1.2太阳能光伏发电的利用 2
1.2.1太阳能利用的优点 2
1.2.2国际太阳能光伏发电的发展 3
1.2.3我国太阳能光伏发电的发展 5
1.2.4我国太阳能的分布情况 5
1.3杀虫灯的发展历程 7
1.3.1白炽灯 7
1.3.2黑光灯 7
1.3.3高压汞灯 8
1.3.4频振式杀虫灯 8
1.3.5太阳能杀虫灯 8
1.4太阳能杀虫灯的构成 9
1.5太阳能杀虫灯存在的问题 10
1.6论文主要内容及章节安排 10
第二章太阳能电池 12
2.1太阳能电池原理及构造 12
2.2太阳能电池分类 13
2.3太阳能电池的基本特性 15
2.3.1太阳能电池的极性 15
2.3.2太阳能电池的电流—电压特性 16
2.4硅太阳能电池 20
2.4.1单晶硅太阳能电池 21
2.4.2多晶硅太阳能电池 22
2.4.3非晶硅太阳能电池 22
2.5其他材料的太阳能电池 23
2.6本章小结 23
第三章n-β-FeSi2/p-Si异质结太阳能电池的模拟 24
3.1β-FeSi2的性质及其电池的研究进展 24
3.2电池结构模型及模拟参数设置 25
3.3β-FeSi2层厚度对太阳能电池特性的影响 27
3.4β-FeSi2层掺杂浓度对太阳能电池特性的影响 28
3.5温度对太阳能电池特性的影响 30
3.6本章小结 31
第四章太阳能光伏发电系统的容量设计 33
4.1光伏发电系统容量的影响因素 33
4.2太阳能电池方阵容量计算 33
4.3蓄电池容量计算 36
4.4以贵阳地区为例的容量设计 37
IV
4.4.1我国主要城市的辐射参数 37
4.4.2太阳能杀虫灯系统组件 38
4.5本章小结 41
第五章太阳能杀虫灯控制器的设计 42
5.1太阳能杀虫灯控制器的工作原理 42
5.1.1串联型充放电控制器 42
5.1.2并联型充放电控制器 43
5.2AT89S52单片机构成的控制器 44
5.2.1AT89S52型单片机系统简介 45
5.2.2AT89S52型单片机最小系统设计 47
5.2.3充放电电路 49
5.2.4电压采集电路 50
5.2.5A/D转换电路 50
5.2.5显示电路 52
5.2.6温湿度采集模块 54
5.2.7控制器整体电路原理图 56
5.3太阳能杀虫灯充放电控制器的软件设计 56
5.3.1控制器整体设计思路 57
5.3.2白天控制流程 58
5.3.3夜晚控制流程 60
5.3.4温度补偿 61
5.4本章小结 62
第六章太阳能杀虫灯的外观设计与系统测试 63
6.1太阳能杀虫灯的三维结构设计 63
6.1.1Solidworks软件简介 63
6.1.2太阳能杀虫灯整体结构图 63
6.1.3太阳能杀虫灯分离结构图 65
6.2太阳能杀虫灯的二维图设计 68
6.2.1AutoCAD软件简介 68
6.2.2太阳能杀虫灯二维结构图 68
6.3太阳能杀虫灯系统的测试 71
6.3.1系统的充电测试 71
6.3.2系统的放电测试 72
6.4本章小结 72
第七章总结与展望 73
7.1总结 73
7.2展望 74
致谢 75
参考文献 76
附录 80
原创性声明 81
基于单片机的太阳能杀虫灯绿色防控系统的设计研究
摘要
随着人们对绿色产品的追求越来越高，化学防治害虫的方法将逐步被物理防治、生物防治、综合治理等方法取代。
另一方面，传统能源日渐枯竭，需要开发清洁可持续的新能源，而太阳能将成为未来最理想的绿色能源。
开发太阳能杀虫灯绿色防控系统既能达到物理杀灭害虫的目的，又能开发利用新能源。
本文以太阳能杀虫灯装置为基础，对太阳能电池特性、光伏发电系统容量、充放电控制器及杀虫灯装置外观进行了系统的研究。
设计了基于单片机的太阳能杀虫灯绿色防控系统。
1、运用AMPS软件对n-β-FeSi2/p-Si结构的异质结太阳能电池进行模拟，模拟结果表明β-FeSi2层的厚度、掺杂浓度以及改变太阳能电池的工作温度均会影响电池性能。
2、计算了杀虫灯防控系统在贵阳地区使用时所需要的太阳能光伏发电系统的容量。
3、以AT89S52单片机作为主控芯片，设计了太阳能杀虫灯控制器的硬件电路和软件控制流程。
4、运用Solidworks软件设计了太阳能杀虫灯三维结构图，同时运用AutoCAD
设计了太阳能杀虫灯的二维平面尺寸图，
5、完成太阳能杀虫灯系统的充放电测试。
关键词：
太阳能；杀虫灯；光伏发电容量；控制器；外观设计
Abstract
Aspeoplepursuitofthegreenproducts,chemicalcontrolofinjuriousinsectwillgraduallybereplacedbyphysicalcontrol,biologicalcontrol,andintegratedpestmanagement.Inaddition,becauseoftraditionalenergydraining,cleanandsustainablenewenergyisneededtodevelopandthesolarenergywillbecomethemostidealgreenenergyinthefuture.Developmentofsolarinsecticidallampgreenpreventionandcontrolsystemnotonlycanachievethepurposeofkillinginjuriousinsectbutalsodevelopandusenewenergy.
Inthispaper,basedonthesolarinsecticidallampdevice,designedthesolarcellpropertiesandphotovoltaicpowergenerationsystemcapacityandresearchedtheappearanceofcharginganddischargingcontrollerandsolarinsecticidallampdevice.Anddesignthesolarinsecticidallampgreenpreventionandcontrolsystembasedonsinglechipmicrocomputer.
1.Then-β-FeSi2/p-SiheterojunctionsolarcellwassimulatedbasedonAMPSsoftware．Theinfluencesoftheβ-FeSi2layerthickness,dopingconcentrationandbatteryoperatingtemperatureonthesolarbatteryperformancewerediscussed.
2.CalculatingthecapacityofsolarphotovoltaicpowergenerationsystemwhoseispartofsolarinsecticidallampssysteminGuiyangwhenitisinuse.
3.BasedonAT89S52singlechipmicrocomputerasmaincontrolchip,thethesisdesignedsolarinsecticidallampcontrollerhardwarecircuitandsoftwarecontrolflow.
4.UsingSolidworkssoftwaredesignedthe3Dstructuredrawingofsolarinsecticidallamp.AndusingAutoCADdrew2Dstructure.
5.Finishthesolarinsecticidallamptest.
KeyWords：
Solarenergy,Insecticidallamp,Photovoltaicpowercapacity,Controller,Appearancedesign
第一章绪论
1.1课题背景与意义
在人类发展历史上，害虫在农业、林业上的危害，严重阻碍了农林业产品产量的提高。
在过去治理害虫时，化学农药起着重要的作用，在很大程度上杀灭了害虫，减少了害虫对农业、林业的危害。
但是利用化学农药防治害虫会使得在杀灭害虫的同时，也导致害虫的抗药性越来越强，而且由于长期使用化学农药，导致农产品农药残留严重超标，影响了人体健康，对环境也造成了严重的污染，还造成了生态环境的恶化、生物多样性和生态平衡的破坏等。
化学农药的使用已经成为危害人类健康、破坏生态平衡的一大隐患。
随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们越来越注重饮食的健康安全和保护生态系统的平衡。
这必然要求减少对化学农药的使用，但同时又要减少害虫对农业、林业的危害。
这就使得在害虫的防治上必须由化学防治转变为物理防治、生物防治、综合治理等。
随着科技的进步，诱虫灯在农业、林业上的使用越来越广泛，并取得了显著的成效。
另一方面，随着社会的发展，能源的消耗越来越多，而石油、天然气、煤等一次性能源的储备是有限的。
尤其是近年来，能源危机日益严重，根据《BP世界能源统计年鉴2015》的统计数据，2014年全球已经探明的石油总量为1.7001万亿桶、天然气总量为187.1万亿立方米、煤炭总量为8915.31亿吨[1]。
按照现
在的开采速度，煤炭能开采220余年，天然气可开采60余年，而石油的剩余储
备量只够开采40余年。
不仅如此，石油天然气等化石燃料的使用还会产生大量的固体颗粒和二氧化硫等有害物质，使大气中的有害固体颗粒和气体浓度增加，导致酸雨、雾霾等恶劣天气的产生，它们不仅会对物质有腐蚀性，还会对人类的健康产生恶劣的影响，同时给生态系统造成直接的破坏和影响。
为了解决能源问题和解决传统能源使用带来的环境污染问题。
人类必须开发使用可再生能源和绿色能源，从而实现人类的可持续发展[2]。
人类可以利用的绿色可再生资源有：
1、太阳能：
太阳是地球周围的星球当中的大火球，太阳就是一个巨大的核反应堆，其内部会产生核反应，并产生巨大的能量向四周辐射。
这些辐射的能量
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为地球提供了巨大的能量，太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧10万吨煤所产生的能量。
换句话说就是太阳是个取之不尽用之不竭的能量库[3]，地球可以得到源源不断的太阳能。
2、风能：
空气的流动形成风。
风能主要是将动能转化为其他形式的能量[4]。
现在风能的利用主要是风力发电。
3、生物能源：
生物能源的种类较多，通常是指生物活动而产生的可再生能源，包括可燃气体（沼气、氢气）和可燃液体（油脂、乙醇）[
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