基于单片机控制的太阳能led路灯节能系统设计毕业论文

基于单片机控制的太阳能led路灯节能系统设计毕业论文内容摘要：

结构图 本设计的系统结构图 该系统本着充分利用太阳能和实现路灯照明系统的智能化 为目的，以单片机为控制核心，自行设计了一套太阳能 LED 路灯智能节能照明系统。 本设计是在原有太阳能路灯电路的基础上，加上热释电红外传感器改良而来的。 通过热释电红外传感器感应是否有人通过，将人体所携带的温度信号转化为电信号，从而实现当有人经过时路灯亮度自动开启，无人经过路灯亮度自动关闭的节能效果。 图 12 系统模块结构图 处理模块 LED 发光模块 电源模块 光电控制模块 人为活动感知模块 4 该设计由 5 个模块组成 如图 12 所示，分别为 负责数据处理与外部电路控制的主控处理模块、给其他电路提供电源的电源供电模块、用于根据白天和晚上的亮度自动启动或关闭 LED 灯的光控模块及感知外界是否有人在活动的人为活动感知模块和发光模块。 2 系统硬件设计 太阳能 LED 路灯系统由太阳能电池组、蓄电池组、控制器、 LED 照明灯组成。 太阳能路灯系统实质上是一个小的独立光伏系统 ,太阳能 LED 路灯系统的硬件构成如图 21 所示。 图 21 太阳能 LED 路灯系统的构成图 在太阳能 LED 路灯系统中 ,整个 LED 路灯系统中的控制核心部件是电源控制器 ,它既控制太阳能电池板给蓄电池充电 ,又控制蓄电池向 LED 路灯供电 ,还具有着对整个系统的实时状态检测和监控的功能。 因此 ,要求该控制器必须持续、稳定、安全地运行 ,肩负着延长光伏板、蓄电池以及 LED 灯等使用寿命的职责 ,具有极为重要的作用。 目前 ,大部分太阳能电源控制器的现状是 :一是控制简单 ,功能单一 ,仅采用简单的恒流充电法或恒压充电法。 前一种充电方法控制简单 ,但到充电后期 ,充电 5 电流使水电解 ,产生气体 ,影响蓄电池的使用寿命。 后一种充电方法 ,则须有严格而且恒定的充电电压 ,同时蓄电池的内阻随电量而变化 ,充电过程电流的不恒 定 ,严重影响蓄电池的使用。 二是控制器通常在控制蓄电池给负载供电时 ,没有控制蓄电池的放电终点电压 ,这样会导致蓄电池的深度放电从而影响蓄电池的使用寿命。 三是对 LED 路灯保护措施简单 ,工作过程中 ,仅一种电压或电流驱动。 蓄电池电量供电充足时 ,亮度过量。 蓄电池电量供电不足时 ,亮度过暗 ,既不能充分保护LED 路灯 ,也不能充分延长亮灯时间。 针对以上的发光控制情况 ,本系统采用 Intel8051 单片机为核心 ,主要由 :传感器部分、控制器部分和 LED 驱动电路部分组成。 组成一个集采集、处理、控制为一身的自动控制系统 ,其原理框图见图 22 所示。 图 22 LED 智能照明控制系统整体硬件框图 传感器部分 被动式热释电红外探测器 本系统采用的传感器是被动式热释电红外探测器，其防盗功能完善，利用被动式热释电红外探测器检测到人体辐射的红外线，将其信号发送到 Intel8051 6 控制器，然后由控制器传送到可见光探测感应器是否开启路灯，如果判断是，则信号会通过 D/A 转换放大电路输送到 LED 驱动电路，以达到开启路灯的目的。 基本工作原理是：利用被动式热释电红外传感器检测到人体辐射的红外线，当检测到红外信号变化时，将其转化为微弱的电信号，经过信号处理电路对电信号进行过滤、放大、比较，输出高电平信息发送到控制器。 因此在被动红外探测器的 区域 内，当无人 通过 时，热释电红外感应器感应到的只是背景温度，当 有 人 经过 警戒区 时 ，通热释电红外感应器感应到人体温度与背景温度的差异，信号被采集 传送到控制器 以后，由软件对该 信号 采集的数据与系统内存中已经存在的前期探测数据进行延时比较，以判断是否真的有人 进入红外区域 ，还是只是环境波动，甚至是元件自身内部噪 声的影响，以免发生误判断。 因此，红外探测传感部分软硬件主要是通过探测环境红外线变化来判断是否有人进入需。