本科毕业设计__基于太阳能的低能耗智能路灯控制系统.doc

基于太阳能的低能耗智能路灯控制系统设计 Based on the low energy consumption of solar energy intelligent street light control system design 总计： 毕业设计（论文）28页 表 格 ： 4 个 插 图 ： 18 幅 目 录 1 引言 1 1.1 太阳能在照明领域中的应用 1 1.2 太阳能路灯的现状及发展前景 2 1.3 本文的研究目的和内容 3 1.3.1 工作原理 3 1.3.2 系统设计方案 4 1.4 关键技术 4 2 相关原理、技术介绍及元件的选择 5 2.1 蓄电池的选择 5 2.1.1 蓄电池的分类 6 2.1.2 铅酸蓄电池的选择 6 2.2 路灯的选择 6 2.3 红外检测技术 8 2.3.1 红外成像检测的基本理论 8 2.3.2 红外成像系统的工作原理 8 2.3.3 红外成像系统的类型和组成 9 3 硬件分析与设计 10 3.1 蓄电池的控制系统 10 3.1.1 充放电电路 11 3.2 控制器的硬件结构 12 3.3 智能路灯控制电路的设计 13 3.3.1 LED的驱动电路设计 14 3.3.2 LED的控制电路设计 15 4 软件设计 16 4.1 蓄电池控制器的软件流程图 17 4.1.1 充电处理程序 18 4.2 红外控制路灯软件流程图 18 5 其他设计要求 19 5.1 太阳电池方阵设计 19 5.2 最佳倾角计算 20 5.3 太阳电池方阵的方位角 20 5.4 蓄电池组容量的计算 21 5.5 接地和防雷装置 21 6 调试与分析 21 6.1 硬件调试 22 6.2 软件调试 22 6.3综合调试 24 结论与展望 26 参考文献 27 致谢 28 1 引言 1.1 太阳能在照明领域中的应用 随着经济的发展，社会的进步，人们对能源提出了越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。由于太阳能发电具有火电、水电、核电所无法比拟的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性等优点，太阳能被认为是二十一世纪最重要的能源。目前太阳能照明应用技术已取得较大突破，并且已较成熟地应用于建筑楼道照明、城市亮化照明等系统。中国是能源消耗大国，能源消耗以煤、石油，天然气为主，这些原料储量有限，不可再生，而且能源消耗同时排出二氧化碳和硫的氧化物，导致地球温室效应和酸雨，破坏环境。因此开发利用可再生能源，对于保障能源安全，保护生态环境，实现可持续发展，具有重要意义。太阳能照明发展迅速，其装置几乎覆盖了整个照明领域。市场对太阳能照明产品的需求日趋增长，对产品质量的要求也越来越高。? 要想让太阳能为我们人类利用，这就需要太阳能电池的帮忙了。太阳能电池是一种直接将太阳通过光伏效应转化为电能的装置。太阳能电池经过封装形成实际使用的太阳电池板。太阳能电池通常经过电气连接和封装形成模块，通常在面向太阳面采用玻璃或树脂进行密封，既可以使阳光通过并保护半导体晶圆免受雨水、气体等侵蚀。太阳能电池是太阳能光伏发电的核心部件，太阳能电池的光电效率和功率密度直接制约着太阳能光伏的普及使用，所以需要不断的进行完善才能满足需要。 太阳能在我们的的现实生活中应用已非常普遍了，其中在照明领域的应用也比较成熟了，按使用的场合和功能分类[1] （1）太阳能信号灯?　　航海、航空和陆上交通信号灯的作用至关重要，许多地方电网不能供电，而太阳能信号灯可解决供电问题，光源以小颗粒定向发光的LED为主。取得了良好的经济效益和社会效益。?（2）太阳能草坪灯? 　 光源功率0.1-1W，一般采用小颗粒发光二极管（LED）作为主要光源。太阳能电池板功率为0.5-3W，可采用1.2V镍电池等二电池。?（3）太阳能景观灯? 应用于广场、公园、绿地等场所，采用各种造型的小功率LED点光源、线光源，也有冷阴极造型灯来美化环境。太阳能景观灯可以不破坏绿地而得到较好的景观照明效果。 （4）太阳能标识灯? 用于夜晚导向指示、门牌、路口标识的照明。对光源的光通量要求不高，系统的配置要求较低，使用量较大。标识灯的光源一般可采用小功率LED或冷阴极灯。?（5）太阳能路灯? 应用于村镇道路和乡村公路，是目前太阳能光伏照明装置主要应用之一。采用的光源有小功率高压气体放电（HID）灯、荧光灯、低压钠灯、大功率LED。由于其整体功率的限制，应用于城市主干道上的案例不多。随着与市政线路的互补，太阳能光伏照明路灯在主干道上的应用将越来越多。?（6）太阳能杀虫灯? 应用于果园、种植园、公园、草坪等场所。一般采用具有特定光谱的荧光灯，比较先进的使用LED紫光灯，通过其特