毕设基于gprs的太阳能led路灯控制器论文

毕设基于gprs的太阳能led路灯控制器论文内容摘要：

and Future Works .................................... 69 英文翻译 .......................................................... 70 摘要 ................................................................ 70 ............................................................ 71 .................................................... 71 ...................................................... 72 .............................................. 73 ......................................... 74 .................................................. 75 ........................................... 76 ......................................... 77 ...................................................... 78 结 论 与 展 望 ...................................................... 80 致谢 ................................................................... V 81 兰州理工大学毕业设计 (论文 ) 第 1章 绪论 21 世纪以来，随着世界能源危机的加剧，太阳能作为地球上最普遍最清洁的能源，以其取之不尽、用之不竭、无污染等优点，受到人类的重视。 在人类生活中 ，太阳能光伏的应用非常的广泛，尤其在城市建设中对城市照明也大力的推广了太阳能光伏的应用。 目前，国选题背景及意义 选题背景 进入 21 世纪的人类面临的三大主要问题是能源、环境和经济。 能源和经济问题日益成为制约社会经济发展的瓶颈，人类当前所使用的矿物能源日趋耗尽，环境污染日益严重，在严峻的能源替代形势和人类生态环境逐渐恶化的双重压力下，开发新能源成为世界各国关注的焦点。 开发可再生而且不污染环境的清 2250年 2200年 2150年 2100年 2050年 2020年 太阳能石油天燃气煤铀 图 11 能源对比图 洁能源的任务已经迫在眉睫。 众所周知，太阳能是取之不尽，用之不竭的 1 兰州理工大学毕业设计 (论文 ) 可再生能源。 从而太阳能光伏发电越来越受到人类青睐。 如图 11所示。 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量，太阳能资源从根本上讲就是太阳的辐射能。 在人类对未知世界的不断求索的过程中，我们开始发现太阳辐射能不仅具有含量巨大的特点，其总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，太阳能到达地面的能量高达 80 万 KW/s，假如把地球表面 %的太阳能转为电能，转变率 5%，每年发电量可达 (1 012)KWh，相当于目前世界上能耗的 40 倍；而且，太阳能发电具有充分的清洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性、充足性和长寿命以及免维护性等其它常规能源所不具备的优点，可谓是人类的生活宝库，是我们取之不尽的能量的源泉，因此光伏能源被认为是二十一世纪最重要的新能源。 LED 是 Light Emitting Diode（发光二极管）的缩写，半导体发光二极管（ LED）是新型的发光体， LED 光源具有低电压驱动、节能、长寿命、安全、响应快、体积小 、高亮度、低热量、色彩丰富、可视距离远、耐振动、符合环保要求等系列独特优点， LED 光源比白炽灯节电 87%、比荧光灯节电 50%，而寿命比白炽灯长 2030 倍、比荧光灯长 10 倍。 其已经被广泛应用于指示灯、信号灯、仪表显示、车载光源等场合。 LED 的光谱几乎全部集中于可见光频段，所以发光效率高，一般人都认为，节能灯可节能 4/5 是伟大的创举，但 LED 比节能灯还要节能 1/4， LED 在照明工程中的运用也已非常普遍，过去 10 年来， LED 在颜色种类、亮度和功率都发生了极大的变化。 LED 以其令人惊叹的应用在城 市室内外照明中发挥着传统光源无可比拟的作用。 LED 寿命长达约 10 万小时，意味着每天工作十小时，可以有 27 年免维护的理论保障，低压运行，几乎可达到 100％的光输出，调光时低到零输出，可以组合出成千上万种光色，而发光面积可以很小，能制作成１平方毫米。 经过二次光学设计，照明灯具达到理想的光强分布。 快速发展的 LED技术将为照明设计与应用带来崭新的可能性，这是固体光源伟大的改革，被认为是节电降能耗的最佳实现途径，是下一代理想的照明器件。 城市的大型化和现代化，迫切需要利用先进的调控管理手段来对路灯照明系统进行 调控。 移动通讯 GPRS技术的发展为之提供了可能。 由于电力通讯需要借助于高效，可靠的通信通道，将控制中心的控制命令准确地传送到为数众多的远方终端，并且将反映远方设备运行情况的数据信息收集到控制中心，从而实现对配电设备运行参数的实时监视与控制。 目前最先进的通用分组无线业务 (GPRS)无线通讯技术，集计算机、通信、机电、自动控制等多种先进技术于一体，可以实现对城市路灯照明设施大范围、多区域、全大候的实时监控和管理。 通常无线网络的建网费用在无线监控系统的建设费用中占很大的比重。 采用中国移动 GPRS网络这一公共无线网 络作为其数据传输网络，极大地节省了系统的 2 兰州理工大学毕业设计 (论文 ) 建设费用和运维费用。 GPRS业务采用按流量计费的方法，大大的降低了数据的传输费用，系统的运营费用十分经济。 通过移动通信无线网络 GPRS技术对城市路灯设施进行统一管理，既实现了实时和集中监控，又提高了整个路灯照明系统的运行效率，降低了维护成本。 基于这些背景，提出了基于 GPRS 技术的太阳能 LED 路灯控制系统的设计，它通过单片机输出 PWM斩波控制太阳能电池板对蓄电池的充电，延长了蓄电池的寿命。 用 GPRS这个无线通信技术来实现单片 机与 PC机的通信，远程控制路灯开关，从而使系统运行的更加快捷，最终实现节约能源。 该系统安全可靠，可以广泛的运用于路灯照明系统。 选 题 意 义 路灯是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯，高压钠灯整体上光效低的缺点造成了能源的巨大浪费，因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。 太阳能 LED路灯照明系统就是通过太阳能硅光电池板将太阳能转换为电能存储到蓄电池中，由蓄电池为整个系统提供电能。 太阳能 LED 路灯由太阳能电池、蓄电池、控制器 、 LED 灯及其恒流驱动电路等部分组成，与常规高压钠灯路灯不同的是，太阳能 LED 路灯的光源采用低压直流供电、由 GaN 基功率型蓝光 LED与黄色荧光粉合成的高效白光二极管，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高、不需要常规能源，适应了能源开发和环境保护的需求，不用连接公共电网，在安装时不必挖掘路面或草地，无须开沟埋设电缆，需要时可以移动位置，重新安装到另外的地点，灵活方便等独特优点，可广泛应用于城市道路照明。 主要研究内容 本设计主要实现控制太阳能电池板对蓄电池进行充放电管理，充电 时，单片机主要完成对电池充电过程中状态的检测，根据蓄电池的状态选择充电方式，以及防止蓄电池过充。 放电时，单片机处理蓄电池放电过程中的状态检测，当检测到蓄电池电量过低时，立即停止对负载供电，起到保护蓄电池的作用。 同时控制 LED 路灯定时、低照度模式照明。 GPRS 数据模块通过串口与单片机相连，单片机与 PC机的通信，实时采样当前电池电压、放电电流，并显示电压值、电流值，当电。