科技学院本科毕业论文_太阳能智能照明系统

科技学院本科毕业论文_太阳能智能照明系统内容摘要：

时代在进步，科技也在进步，人类的思想更加在进步。 以前人类的生活都是有了房子， 浙江科技学院本科毕业设计 8 房子有了灯，有了电视就都差不多了，不会在有更多奢求了。 但是，对于现在这个高速发展的科技时代，智能化、自动化等技术都慢慢的发展起来了。 它们不仅可以运用到技术生产上面，对于普通的家庭来说，也可以利用这些技术，让它出现在我们的日常生活和工作上，可以让我们的生活更具便利性和科技性。 由此，智能型家居都慢慢出现在大家的视野中了。 它可以让大家在家中就可以享受到最先进的科技，感受更多的便利，不再让大家的生 活感到一成不变了。 对于目前的电子市场来说，科技在进步，技术也在进步，成本就慢慢下降了，智能家居将会有更广阔的市场 [9]。 首先，要了解太阳能发电的原理，了解太阳能电池的工作原理。 然后，弄清楚太阳能发电后，如何储存电能和将电能利用到日常生活中的。 其次，我的课题主要体现的是智能化，这样就要提到它所具有的三个功能：第一，语音控制，要弄清语音模块是如何工作，如何调节的；第二，光敏控制，搞清光敏工作的原理及它的用途；第三，时间控制，解析时间控制的具体原理及操作。 这三样功能在加上光伏太阳能 发电的工作电路，组合在一起，就组成了我的太阳能智能照明系统了。 为了让大家清晰了解本论文，对于本文的内容作了以下的简单概述： 第一章，对太阳能和照明行业的背景进行了一些介绍，同时也介绍了研究的目的。 第二章，对于光伏太阳能是如何发电，对其原理作了一定的介绍，其中也包括太阳能发电的整个发电结构以及发电的性能； 第三章，对智能语音模块的构造及如何工作做了介绍； 第四章，对光敏控制模块的构造、优点及工作原理做了介绍； 第五章，对时间控制模块的构造、特点及使用方法做了介绍； 第六章，对整个系统的各个 组件调试、安装及运行做了必要工作； 第七章，对本文做了总结以及对本行业的展望。 浙江科技学院本科毕业设计 9 第二章 太阳能供电系统 图 太阳能供电系统结构示意图 上图 ，所显示的是一套简易的完整的太阳能供电小系统。 它是由太阳能电池板作为吸收太阳能的光源的器件，太阳能电池板吸收完太阳能之后，太阳能是不能被直接利用的，它需要通过一个太阳能控制器组件来进行中间调和。 太阳能控制器可以把吸收进来的太阳能储存进铅蓄电池内。 之后，铅蓄电池内所储存的电能就 可以使用了。 使用铅蓄电池内的电能，也要经过太阳能控制器，它可以达到控制的效果。 这样，就组成了一个简单的太阳能供电系统了。 下图 为常见的太阳能电池的内部结构。 太阳能电池的核心就是其中的 PN 结， PN在其中起到的很中要的作用。 太阳能电池发电的基本工作原理就是光生伏特效应，即把所照射的太阳能转化为伏特电能。 光生伏特效应： 当太阳光照射到 pn 结上时，能量大于半导体禁带宽度 Eg 的光子能把价带中的电子激发到导带上，从而形成了电子 空穴对，既光生载流子。 这些光生载流子在pn 结内建电场作用下 迅速分离，电子集中到电池的 n 型一端，空穴则集中到电池的 p 型一端。 进而在二极管的两端分别形成了正负电荷积累，并产生了光生电动势 [10]。 太阳能电池 太阳能控制器 电源输出 铅蓄电池 浙江科技学院本科毕业设计 10 在产生光生电动势之后，再接上正负极，就可以利用这些光生能源了。 常见的太阳能电池有：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、多元化合物太阳能电池等，慢慢的发展，种类也慢慢的多了起来。 我的毕业设计所采用的是单晶硅太阳能电池，它所工作的最大的功率为 10W，开路电压为 ，最佳的工作电压为 ，短路时的电流为 ，最佳情况的工作电流为。 图 太阳能电池内部结构 太阳能控制器 图 太阳能电池的伏安特性曲线 大家都知道，我们日常生活的用电都是稳定的电压和电流。 如果没用稳定的电压和电流，用电器是无法正常的工作的。 对于太阳能电池板，由上图 可以看出：它所吸收的太阳能，然后转化成的光生伏特电压就不是稳定的，它是随着太阳光的强度的变化所变化的。 因此，这样的电能是不能被直接使用的。 浙江科技学院本科毕业设计 11 为了能把太阳能利用到日常生活中，我们就需要一个中间控制器，来调和这样的太阳能，它就是太阳能控制器。 它可以把将所吸收的太阳能固定到一个参数上 面，即使太阳能电池所产生的电压是个不稳定的。 这样，就可以把这些能量通过控制器输送到铅蓄电池，然后就能供我们正常使用了。 本次试验所采用的储存电能的设备是常见的铅蓄电池。 一个完整的铅蓄电池是由正极、负极、电解质以及容器所构成的。 其中，正极是由填满的二氧化铅的铅板做成的，负极是由填满海绵状铅的铅板做成的，电解质是稀硫酸（稀释程度为 %）。 蓄电池的工作原理就是充放电。 它在充电的时候，就是在其内产生化学反应，将其中的电能转化为化学能；放电的时候，也要产生化学反应，反过来将化学能转化为电能。 这样多 次的反复充放电，就给铅蓄电池了另一个名字：二次电池。 由于多次进行化学反应，在铅蓄电池使用到一定时间之后，需要给它加入一定量的蒸馏水，从而让其内的电解质溶液稀硫酸回到起初的稀释浓度。 铅蓄电池的化学反应方程式如下： 正极反应： O2HP b S O2eSOH4P b O 2442 2    负极反应： 424 P b S O2eSOPb   总 反 应： O2H2 Pb SOSO2HPbPb SO 24424  其中， 向右 反应为 放电 ， 向左 反应为 充电 [11]。 浙江科技学院本科毕业设计 12 第三章 智能语音控制系统 本文所研究的是太阳能智能照明，所以智能化是非常重要的。 此章节，主要就讲的是它之中非常重要的智能语音模块。 图 语音模块原理框图 上图为智能语音模块的工作原理框图。 语音模块包括主控芯片和语音芯片。 其中，主控芯片是 STC10L08XE 单片机，它是由STC 公司制造的；语音芯片是非特定人生识别语音芯片 LD3320，它是由 ICRoute 公司制造的 [12]。 首先，通过语音模块上的麦克风接收外来语音，并且将这些语音转换为电信号，然后这些电信通过电路的模数转换、降低噪音等处理，从而得到数字信号，数字信号再传递给语音芯片 LD3320，且进行再处理，然后这些信号再与库里面的已有信号作对比，然后再输出。 输出的信 号在传达到主控芯片，主控芯片通过相应的 I/O 口输出，这时候 I/O 口就可以通过继电器传达相应线路的指示，从而达到语音控制的效果。 LD3320 LD3320 语音芯片是一种非特定人的语音识别芯片。 此语音芯片上有比较高精度的 A/D、 D/A 借口，这项功能实用性非常好，可以很轻松的识别人声，来输出相应指令。 对于人声识别，它不是那些传统的只能识别固定人声的，它可以适应动态语音，也就是说，语音可以自己随意设定，只要不超出一定范围就能识别 [12]。 MI C 频谱分析 提取特征 语音识别器 关键词列表 拼音串 MCU 浙江科技学院本科毕业设计 13 关于动态人声识别，只需要编辑你想说的话为拼音类型，例如， 你想说“打开一号灯”，就只需在内置 ini 文件内相应指令上加入“ dakaiyihaodeng”即可，这样语音芯片就能轻松识别你所读出的指令，达到控制效果。 下面举个例子，例如：如果系统设定开始要收到 “ xiaojie” 的语音，才可以进行下面指令，但是，如果你本人觉得不顺口，可以在其 SD 卡内的 ini 文件内将相应的 xiaojie 改成xiaoming 或者 xiaoli，都是可以的，没有很死板的要求，这是非常便利的。 不过，对于用户所说出的话，要是说的过多的话，还是会有漏字的情况，尽量不要。