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1、 毕业设计(论文)太阳能交通灯设计学院交通运输学院年级2011级班专业学号201102010353学生姓名指导老师20年月授人以渔能力为本第IV页四川科技职业学院毕业设计(论文)毕业论文(设计)诚信承诺书题目学生姓名学号专业班级学生承诺我承诺在毕业论文(设计)活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规范，本人毕业论文(设计)内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的情况，如果有违规行为和论文抄袭率达到30%以上，我愿意承担一切责任，接受学校的处理。学生(签名)： 年 月 日查询毕业设计（论文）抄袭结果：%指导教师承诺我承诺在毕业论文(设计)活动中，遵守学
2、校有关规定，恪守学术规范，经过本人核查，该生毕业论文(设计)内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的现象。 指导教师(签名): 年 月 日四川科技职业学院毕业论文评审表（指导教师用）姓名学号题目评价项目具体要求权重ABCDE调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能正确翻译外文资料；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。0.1研究方案的设计能力论文的整体思路清晰，结构完整、研究方案完整有序。0.2分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结
3、论。0.2工作量及工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。0.2质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；试验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。0.2创新工作中有创新意识；对前人工作有改进、突破或独特见解。0.1评定成绩（优、良、中、及格、不及格）指导教师意见：指导教师用黑色笔迹填写，不少于80字。指导教师签名：20年月日说明：在“A、B、C、D、E”对应的栏目下划“”四川科技职业学院毕业论文评审表（评阅人用）姓名学号专业题目评价项目权重A
4、BCDE选题质量01选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求0.102题目难易度0.103题目工作量0.104理论意义或实际价值0.1能力水平05查阅文献资料能力0.106综合运用知识能力0.107研究方法和手段的运用能力0.1成果质量08文题相符0.109写作水平0.110写作规范0.1评定成绩（优、良、中、及格、不及格）评阅人评语（如不够填写，可另附纸）评阅教师用黑色笔迹填写，不少于80字。评阅人签名：20年月日说明：在“A、B、C、D、E”对应的栏目下划“”四川科技职业学院毕业设计(论文)任务书学生姓名学号指导教师学院名称专业名称论文题目所有表格需打印内容均为5号宋体题目来源实习实践（
5、）理论研究（）一、基本任务与要求基本任务：指导教师用黑色笔迹填写，字数为100120要求：二、工作内容及时间安排1选题：20年月日前2开题报告：20年月日前3收集资料及实施研究：20年月日前4完成初稿：20年月日前5完成修改稿：20年月日前6完成定稿：20年月日前7答辩：20年月日前第VI页四川科技职业学院毕业设计(论文)摘 要人类社会生活水平的不断提高，导致人类对能源的需求量也越来越大,能源紧缺问题也表现得越来越明显。而且随着世界各国石油、煤炭等自然资源的匮乏，全国大部分地区为了对付缺电，实行了分地区分时段的拉闸限电措施，而交通灯作为重要的指挥工具如果因断电不能正常工作的话，便会造成交通安全
6、隐患。因此，如何利用可再生资源成为当今世界关注的焦点。太阳能是一种取之不尽，用之不竭的天然能源，又是一种可再生的清洁能源，具有无需架线，不受地理位置限制等优点，所以得到越来越广泛的应用，同样地市场上LED照明也在快速地提高，而价格却在降低。综合这些情况，利用太阳能对交通灯进行供电，通过带有蓄电池的太阳能电池板跟普通交通灯相连，来实现利用太阳能给交通灯供电，不仅能够节约资源，而且使其在市电断电情况下也能正常工作，以及LED的环保节能，太阳能LED交通灯成为各个交通要道上的一道亮丽的风景线，展现给我们的将是无穷的生命力和广阔的前景。本系统采用太阳能供电，采用单片机自动控制交通信号灯及时间显示，介绍
7、了太阳能供电系统；设计了自动控制交通信号灯的硬件电路，并给出了相应的软件和流程图。关键词：太阳能电池板；蓄电池；充放电控制；单片机；交通信号灯目 录第一章绪论31.1太阳能交通灯设计的目的和意义31.2太阳能交通灯的工作原理和过程4第二章太阳能交通灯总体设计5第三章太阳能交通灯硬件设计63.1太阳能供电系统63.2太阳能电池板63.3蓄电池73.4太阳能控制器83.5充电方法93.6信号状态控制的设计103.7蓄电池容量计算123.8太阳能电池功率的计算12第四章太阳能交通灯软件设计13结论15致谢16参考文献17第6页四川科技职业学院毕业设计(论文)第一章 绪 论1.1太阳能交通灯设计的目的
8、和意义交通灯是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。常规的交通灯是由安装电线和铺设电缆即用市电作为动力来源的，这样不仅安装繁琐，耗时耗力，而且浪费能源，不稳定性和可靠性都是很差的，且不能适合中国可持续发展战略。而太阳能交通灯是一种利用太阳能作为能源的交通灯，太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法，一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用；另一条是寻求大量的节能技术，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。太阳
9、能交通灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便经济不发达、缺乏常规燃料，难以用常规能源供电的地区。太阳能交通灯系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、LED灯头、控制箱（内有控制器、蓄电池）和灯杆几部分构成，控制箱箱体以不锈钢为材质，美观耐用；控制箱内放置免维护铅酸蓄电池（本系统选用阀控密封式铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为“免维护电池”，有利于系统维护费用的降低；充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备，具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等，与成本控制，实现很高的性价比。）和充放电控制器。同时，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
10、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，这是一个历史上更伟大的改革。太阳能LED交通灯集成了太阳能与LED优点。1.2太阳能交通灯的工作原理和过程太阳能交通灯系统工作原理和过程很简单，首先就是由动力源部分即太阳能电池板，利用光生伏特效应原理，在白天由电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，同时通过控制器向交通灯提供电能以使其正常工作。当夜晚照度逐渐降低，太阳能电池板开路电压降低到所规定的值时，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。当过了一个黑夜，到白天时充放电控制器侦测到太阳能电池板的电压达到所规定的充电电压时就继
11、续向蓄电池充电，从而完成循环。具体的太阳能交通灯工作原理和工作过程会在以下章节进行详细介绍1。第二章太阳能交通灯总体设计太阳能交通灯的设计是由用户（主要是交通部门）来决定的，交通灯部门确定在某一区，某一路口，某一环境下安装和使用太阳能交通灯，会根据这一地区、所选的环境和该路口的车流量的大小和时间分布确定的。因为当我们选用不同大小的交通灯（这里指交通灯的LED灯）和交通灯的转换时间是根据这个路口的车流量来确定的，而不同大小的LED交通灯又决定了所选用太阳能电池板的大小。此外，道路车辆的监控对畅通道路起到非常重要的作用，可以根据所监控到的车流量的大小来调节交通灯的转化时间，而模糊控制则可完成这项功
12、能。强制通行几乎是每个路口必备的，所以根据以上讨论的结果我们提出了本篇论文太阳能交通灯系统的具体设计要求为：（1）太阳能电池板功率的计算和选用；（2）蓄电池容量，恒流充放电控制和状态显示；（3）放行线,绿灯亮放行30秒,黄灯亮警告5秒,然后红灯亮禁止；（4）红灯亮禁止30秒,绿灯亮30秒放行，放行线和禁止线交替变换；（5）系统的模糊控制要求；(6)遇到紧急情况，交通灯具有强制通行和全部禁止通行的功能。基于以上的要求，设计的系统必须有以下结构模块：太阳能光伏发电系统（太阳能电池组件，蓄电池，充放电控制电路），单片机控制电路，显示电路。第三章太阳能交通灯硬件设计3.1太阳能供电系统太阳能发电系统主
13、要有太阳能电池组、蓄电池、太阳能控制器等部分组成。太阳能电池组件是将光转变成电的变换装置,白天在阳光照射下,太阳能电池组件通过光生伏打效应产生光生电压和光生电流,所产生的直流电一方面通过控制器对畜电池充电,这时电能被转化成化学能被储存在蓄电池中,另一方面通过控制器给负载供电。到了夜晚,太阳能电池组件停止发电并停止向蓄电池充电,蓄电池通过控制器对光源放电。因此,本系统的设计包括太阳能电池功率的计算、蓄电池容量的选择、充放电控制电路的设计，系统总框图如图3-1所示。图3-1太阳能供电系统框图3.2太阳能电池板太阳能电池构成太阳能电池板，而太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本；当许多个太阳能电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染.。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管
