基于风光互补型智能LED路灯控制器设计.doc

基于风光互补型智能LED路灯控制器设计 　　摘要：本文通过对太阳能路灯照明系统的各主要组成部分进行分析，介绍了一种基于单片机技术、以LED为发光源、ZigBee无线传感网络进行数据传输的风光互补型路灯控制系统该系统通过在每一盏路灯的控制器安装ZigBee无线传感网络发射器从而构建无线网络实现路灯工作状态的采集，并在此基础上对采集出来的数据进行人工或智能分析，从而实现对风光互补路灯系统的智能监控和管理 关键词：太阳能 风能 控制器 锂电池 ZigBee MPPT 中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0169-02 Abstract：Based on the major components of solar street lighting system is analyzed， introduced a single-chip-based technology to LED as light source， ZigBee wireless sensor network for data transmission scenery complementary street light control system in each of the system through streetlights controller installation ZigBee wireless sensor network transmitters to build wireless networks collect street working conditions， and on the basis of the collected data out manual or intelligent analysis， enabling solar hybrid street lighting system intelligent monitoring and management. Key Words：Solar Energy；Wind Energy；Lithium battery；Controller；Zigbee；MPPT 引言 如今太阳能和风能作为一种清洁无污染可再生能源得到越来越广泛的应用。太阳能路灯是太阳能应用之一，目前的太阳能光伏发电有以下特点：过去普通路灯的安装施工麻烦需要时间长，不仅增加了施工成本，设施设备的维护成本也大幅提升。与此相反，太阳能LED路灯的应用，无需大量?设供电电缆，节约了大量人力物力，并且不受应用场合的限制，太阳能LED路灯已成为照明行业的新星。但是，目前太阳能发电研究有一下问题：由于阴雨天气导致太阳能路灯无法在白天正常充电，从而获得足够的电量以供晚上照明电量所用。因此本系统做出了在现有太阳路灯的基础上做出以下改进：加入风力发电机，Zigbee无线传感网络节点以及其所需配置的其他部件组成。Zigbee无线传感网络节点构建成无线传感网络，将管理机构与每一路灯连接起来，最终实现对每一盏路灯的工作状况的全方位的分布式自动/人工监视和控制，从而实现风光互补路灯照明工作状态的智能优化管理 1 风光互补路灯系统主要硬件介绍 该风光互补LED路灯照明控制系统以微型处理器、Zigbee无线传感网络技术为设计核心，由以下几个部分组成，太阳能电池板，风力发电机，控制器，锂电池组，Zigbee无线传感网络节点，辅助系统（包括光照采集传感器、GPS模块、温湿度传感器、风速风向传感器等）以及路灯所需配置的其他部件组成 1.1 控制器 控制器一方面控制负载的输出状态，另一方面还要将多余的电能送往锂电池组存储；当发电量不能满足负载需要时，还要控制锂电池的电能送往负载；在控制器的控制下，蓄能组件控制放电通路的通断，防止电池过放，以保证整个系统工作的连续性和稳定性。其中，风力发电控制主要任务是跟踪风速变化，通过变桨距控制或者双反馈控制，小型风机大多利用对Boost变换器的控制，实现风力机保持输出最大功率。光伏发电控制的主要任务是跟踪输出功率的变化，使用MPPT算法，使光伏电池始终保持输出最大功率 1.2 ZigBee/GPRS网关 ZigBee/GPRS网关主要是接收由ZigBee无线网络传输的数据，并通过网络将相关数据上传到远程监控中心，完成实时监控功能；或者通过ZigBee网络将远程控制数据广播到各路灯控制器节点，以完成相应的控制功能[1] 1.3 辅助系统 辅助系统用来确保温湿度传感器能够稳定的工作，然后将采集到的温度数据传送给主控芯片，然后由主控芯片来控制数据传输到ZigBee无线网络结点上，最后由ZigBee无线