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1、甘肃畜牧工程职业技术学院题 目:太阳能光伏路灯控制系统设计系 部：电子信息工程系专 业：电气自动化班 级：学生姓名：学 号： 指导老师：日 期：毕业论文（设计）1目录目录- 1 -毕业论文（设计）任务书- 3 -开题报告- 4 -摘要- 8 -Abstract- 9 -关键词- 10 -Key words:- 10 -第一章 绪论11.1研究背景11.2国内外研究现状和发展趋势11.3光伏路灯控制器技术的现状2第二章 方案选择及单元电路的设计32.1设计思路32.2设计指标32.3方案选择及系统框图32.3.1方案选择32.3.2系统框图42.4 部分单元电路的原理52.4.1 系统总体设计5
2、2.4.2 支路控制器62.4.3 时钟电路62.4.4 光敏检测62.4.5 故障检测及声光报警电路72.4.6显示电路72.4.7单元控制器82.4.8 过充、过放控制电路92.4.9电源电路10第三章 太阳能电池板113.1太阳能电池113.1.1太阳能电池的种类113.1.2太阳能电池的保护113.2太阳能电池板组件123.2.1太阳能热发电123.2.2太阳能光发电123.3锂蓄电池的充电特性133.4照明负载143.5蓄电池和太阳能板的选用16第四章 单片机AT89C51184.1 AT89C51的主要性能184.2 AT89C51的引脚功能18第五章 硬件设计22第六章 系统软件
3、设计246.1设计思路246.2系统主程序流程图256.2.1主程序流程图256.2.2中断程序流程图266.2.3功能键程序流程图27结 论27致 谢29参考文献30附件1 系统的主程序代码31附件2整体电路图40I毕业论文（设计）任务书学生姓名专业班级指导老师论文题目太阳能光伏路灯系统设计研究的目标、内容及方法太阳能作为清洁能源，已广泛应用在各个不同领域。我国西部日照光度强、时间长，以独具的自然条件，给太阳能发电技术带来很大的发展空间，因此拉动了相关行业，光伏路灯也越来越多的出现在西部城市，形成了一道亮丽的风景线。一、设计要求1.学习光伏发电技术，优化设计电路2.要求有充电、蓄电、逆变、光
4、控、时控电路组合实现3.照明灯采用LED4.画出电路原理图并制作电路实现分阶段完成的工作1、2016年1月10日之前查阅资料，完成总体方案的论证、比较、选择。2、2016年2月12日之前完成各单元电路设计、计算及电路图绘制。3、2016年3月15日之前完成硬件的安装制作及测试。4、2016年4月20日之前完成设计报告编写5、2016年5月10日之前进行排错、改进，完善设计报告。6、2016年6月进行设计答辩。系（部）主 任意 见II开题报告一、课题来源毕业设计题目太阳能光伏路灯控制系统设计。2、 设计目的和意义（一）研究目的1在了解光伏概念的前提下，设计实现太阳能光伏路灯控制。并画出太阳能路灯
5、的组成原理框图。掌握太阳能光伏电路工作原理。2.了解电路各部件的组成及工作原理（包括蓄电池、电源控制器等）（二）研究要求1.学习光伏发电技术，优化设计电路。2.要求有充电、蓄电、逆变、光控、时控电路组合实现。3.照明灯采用LED。4.画出电路原理图并制作电路实现。（三）研究意义太阳能作为清洁能源，已广泛应用在各个不同领域。我国西部日照光度强、时间长，以独具的自然条件，以其永不枯竭、无污染等优点，正得到迅速的推广应用。太阳能路灯以其不用专人管理和控制，安装一次性投资无需日后电费开支，无需架设输电线路或挖沟铺设电缆可以方便安装在广场、校园、公园以及不便于架设输电线路的地方等多方面的优点而越来越受到
6、重视。将太阳能路灯与普通路灯进行比较，对优点进行研究并得到更广泛的应用。3、 设计思路太阳能光伏路灯的设计与普通路灯相比需要考虑更多的环节。是基于单片机控制的，首先应当考虑所需太阳能板的型号，蓄电池选型，太阳能充放电控制器，其次需对一些细节问题进行考虑。如控制路灯的时间，还有，遇到阴雨天怎么办，这就需要进一步考虑要多大的蓄电池及接入公共电网，保证路灯供电的可靠性。设计白天充电靠天阳能电池吸收光能产生电能，而LED照明熄灭，夜晚LED点亮进行照明，并有电路保护电池不会过充过放。1四、设计内容（一）设计系统电路（二）系统电路介绍,系统电路包括以下几个模块：1.AD电压电路2.A/D误差3.信号采集
7、电路4.LCD显示电路5.键盘电路6.路灯控制电路7.声光报警电路8.串口通信电路9.USB通信电路10.时钟电路11.电源模块12.过流保护13.太阳能电池组件及负载LED开关控制五、设计步骤（一）查找资料（二）元器件的选择：1.太阳能板的型号，功耗、结构和功能。2.蓄电池的选择。电池要用饱和设置。3.控制器选择：太阳能充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。基本功能必须具备过充保护、过放保护、光控、时控与防反接等。当蓄电池电压达到设定值后就改变电路的状态。4. 要有备用电源。（三）太阳能光伏路灯系统的工作原理白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，
8、使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。整个过程：太阳能电能化学能电能光能。(4) 系统组成框图六、设计工作的主要阶段、进度和指标阶段起始日期终止日期进度技术指标第一阶段2015.12.152016.01.10完成选题和资料收集丰富全面第二阶段2016.01.1
9、12016.02.12控制器设计仿真及训练符合精度要求第三阶段2016.02.132016.03.15完成硬件设计和软件编程设计合理第四阶段2016.03.152016.05.10进行在线调试实现制动控制第五阶段2016.05.112016.06编写论文准备答辩详细全面七、最终目标及完成时间（一）最终目标：1、对锂蓄蓄电池的充、放电过程、影响铅酸蓄电池使用寿命的各种因素作了分析，确定了太阳能充电控制器的总体设计方案。2、完成了控制器的硬件设计、电路板的绘制，电路的焊接。实现控制器通过对单片机AT89C51的PWM输出来控制开关MOS管的通断，从而控制充电放电。3、在硬件设计的基础上，对太阳能充
10、电控制器进行了软件编程，实现对蓄电池的保护以及温度补偿、过载检测等。4、将充放电控制器应用于太阳能路灯系统，设计整个系统的总体方案。组装太阳能路灯系统，进行现场调试，监视运行情况，及时修改软件并运行，取得了预期的运行效果。（二）完成时间：论文在2016年5月完成。八、协作单位及要解决的主要问题（一）协作单位：甘肃畜牧工程职业技术学院实验室（二）要解决的主要问题：所要解决本课题的主要问题是：控制策略的开发和仿真，以及控制程序的设计和调试。如条件允许，需解决：蓄电池组的充放电控制；单片机控制程序的设计；控制硬件的设计以及光控、时控的设计和综合调试。九、指导教师审核意见指导教师签名年 月 日十、系毕
11、业设计(论文)领导小组意见 组长签名 年 月 日摘要本文设计了一种具有时控和光控相结合的太阳能路灯控制器，利用单片机AT89C51和时钟芯片DS1302控制路灯照明时间，利用低功耗的数据存储器AT24C02存储路灯点亮和熄灭时间，利用光敏电阻实现光电控制。傍晚光线暗时控制器自动接通路灯电源，深夜行人少时根据设置的时间熄灭路灯，早上再自动接通电源点亮路灯、天亮后自动关断。文中详细分析了控制器的电路组成和工作原理，简述了控制器的调试过程。太阳能路灯由太阳能电池、蓄电池、高亮度LED, 控制器等部件组成，减少噪声污染：太阳能路灯运动部件很少，基本没有噪声。太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的,是人类能够
12、自由利用的能源。在世界能源短缺、环境污染日益严重的今天，充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策。与传统的照明工具相比，超高亮白光LED照明源体积小、重量轻、方向性好并可耐各种恶劣条件，在功耗、寿命以及环保等方面有不可比拟的优越性，再加上太阳能灯具的节能性和安装简便，所以凡有工频交流电灯具的地方，LED灯具的触角就会到达。21世纪将是以固体发光材料为核心的，即以LED为代表的新型光源、绿色照明的世纪。今后。随着各国政府的高度重视和加大投入，LED必将成为本世纪极具竞争力的新型绿色环保光源而掀起一次照明领域新的革命。Abstract This article is designe
13、d with a control and light control when the combination of solar street lamp controller, AT89C51 use of single-chip control and clock chip DS1302 lawn lamp lighting time, the use of low-power AT24C02The data memory storage and extinguish street lamps lit at all times, using Photoelectric control of
14、photoperiod-sensitive resistors to achieve. Controller automatically switches the evening street power, fewer pedestrians late at night time set out under the streetlights, the morning light and then automatically connected to power street lights automatically turn off after dawn. In this paper, a detailed analysis of the controller circuit and working principle of the controller on the process of debugging. Solar street lights from solar cells, batteries, high-
