基于VB风光互补路灯控制器监控软件的设计开发

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基于风光互补LED节能路灯控制系统的设计

基于风光互补LED节能路灯控制系统的设计

基于风光互补LED节能路灯控制系统的设计摘要:大部分道路路灯采用恒亮照明方式,造成严重的浪费,本设计通过调节PWM占空比来调节LED亮度的调节,根据需要调节路灯的亮度。

本设计对路灯进行智能控制及节能研究有着积极的意义。

关键词:风光互补,LED 智能路灯,单片机引言风能和太阳能是可再生的绿色能源,各国为进行研究和利用都投入了巨额资金。

嘉兴市位于杭嘉湖平原的中心地带,而且冬夏季风交替显著,季风特征明显,风力资源丰富。

因此高校路灯智能调节亮度并采用风光互补LED节能路灯一种非常好的节能方案。

1控制系统整体方案本设计包括风光互补和LED亮度智能调节,两系统共用一个控制器,风光互补系统主要是将太阳能和风能进行有效结合,并且把电能存储在蓄电池中,通过控制蓄电池实现对LED路灯的供电时间和亮度控制。

同时加入市电接入,保证LED路灯的正常使用。

2节能道路路灯系统结构在风光互补系统种,白天主要是风力和太阳能光伏同时发电,这时系统的电能来自于太阳能光伏板和风机产生的电能;夜间,太阳能光伏板无法发电,因此主要依靠风机进行发电。

本设计对电能的存储使用蓄电池存储,并对路灯进行供电。

控制器是系统中最重要的,它决定了整个系统的性能的优劣,它的功能是对电能进行管理以及控制。

系统结构框图如图1所示。

图1系统结构框图3节能道路路灯控制系统设计3.1智能控制器硬件电路设计智能控制器的设计是本课题的重点。

控制器的设计方案直接影响着系统的整体性能。

根据系统的特点,智能控制器使用单片机STC89C52RC来实现,该单片机具有高速、低功耗、超强抗干扰的优点,在8位单片机中性能优异。

3.2光信号采集模块设计在本设计方案中,如果出现阴雨天气,光照强度不足需要自动开启路灯,是根据光信号采集模块来对外界光照强度进行判断,本设计使用光敏电阻作为传感器。

光敏电阻的阻值随着外界光照强度的变化而变化,使得采集的电流大小发生改变,采用LM358作为运算放大器对电路中的电流进行放大,在通过A/D转换器将电信号传回到单片机之后,控制器通过判断电信号阈值来决定是否打开还是关闭路灯。

风光互补LED路灯控制器的设计

风光互补LED路灯控制器的设计

风光互补LED路灯控制器的设计摘要:本文介绍了风光互补及风光互补的技术原理、技术结构及技术优势和风光互补系统的组成、风光互补路灯的优势;以及介绍了风光互补控制器,风光互补控制器的特点,风光互补控制器的工作原理。

關键词:风光互补;工作原理;技术结构一、风光互补的概念及技术原理风光互补是一套发电应用系统,该系统是利用太阳能单晶硅电池板、风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中,当用户需要用电时,逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电,通过输电线路送到用户负载处。

是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。

二、风光互补的技术构成(一)发电部分:由1台风力发电机和太阳能电池板组成,完成风一电;光一电的转换,作。

(二)蓄电部分:由多节蓄电池组成,完成系统的全部电能储备任务。

(三)风光互补控制器:集光控亮灯,时控关灯,自动功率跟踪,自动泄荷,过充过放保护功能于一体,对负载进行全方面的控制。

(四)负载部分:本项目由于未使用逆变器,所以直接使用直流LED照明灯作为负载。

三、风光互补控制器(一)风光互补控制器的概述。

风光互补控制器是专门为风能、太阳能发电系统设计的;集风能控制、太阳能于一体的智能型控制器。

充分利用风能和光能资源发电,可减少采用单一能源可能造成的电力供应不足或不平衡的情况。

设备不仅能够高效率地转化风力发电机和太阳能电池板所发出的电能对蓄电池进行充电,而且还提供了强大的控制功能。

集光控亮灯,时控关灯,自动功率跟踪,自动泄荷,过充过放保护功能于一身,性能稳定可靠。

(二)风光互补控制器的特点及功能1.风光互补控制器的主要功能(1)白天对太阳能电池板的电压和电流进行检测太阳能电池板最大输出功率点,使太阳能电池板以最大输出功率给蓄电池充电,并控制太阳能电池对蓄电池进行充电的方式;(2)控制光电互补自动转换,晚上控制蓄电池放电,驱动LED负载照明;(3)对蓄电池实行过放电保护、过充电保护、短路保护、反接保护和极性保护;(4)控制LED灯的开关,通过对外环境监测,可以控制LED 灯开灯、关灯时间。

风光互补型智能路灯系统设计

风光互补型智能路灯系统设计

风光互补型智能路灯系统设计主考院校:专业:指导老师:考生姓名:准考证号:二零一二年四月十日摘要随着科技的发展,我们的生活变好了,但是我们周围的环境越来越差,而且自然界中一次性能源也越来越少,这样就被迫我们要去寻找新的能源。

太阳能和风能在资源条件和技术应用上都有很好的互补特性。

由于风能和太阳能的随机性、间歇性,为满足稳定、持续的给路灯供电的需要,而新的能源单一化的使用却不能解决我们所面临的问题,能源的合理利用也越来越成为世界各国研究的主题。

本文介绍了风光互补型智能路灯系统设计,此系统可将风能与太阳能合理的结合互补,风光互补型路灯是利用太阳能组件的光生伏特效应,将光能转换为电能,以及风力发电将风能转化为电能,并储存在蓄电池中供负载使用,它是集太阳能光伏技术、风能发电技术、蓄电池技术、照明光源技术于一体的新兴技术。

由于小型风光互补路灯控制器的结构复杂,影响运行控制的因素很多,此文只着重考虑了在整个风光互补系统的经济性、可靠性的基础上进行蓄电池充放电控制系统和路灯控制系统的研究,为小型风光互补路灯控制器运行控制的深入研究和控制系统的不断完善提供了参考,以及用MCS-51中AT89C51单片机系统来控制整个电路,在电路中利用光敏电阻来对路灯的开与关进行控制,构成反馈电路来对路灯出现故障时的软件反馈,来对路灯的整体设计加以完整。

关键词:新型能源;智能型路灯;单片机;能源互补目录第一章绪论1.1 研究背景1.2 我国太阳能、风能发电的发展趋势1.2.1 太阳能发电的发展趋势1.2.2 风能发电的发展趋势1.3 本课题的研究内容第二章太阳能和风能发电系统的工作原理 2.1 传统的电力给电系统的原理2.1.1 传统的电力给电系统的原理2.1.2 传统的电力给电系统的弊端2.2 传统的光伏发电系统的原理2.2.1 传统的光伏发电系统的原理2.2.2 光伏发电系统的弊端2.3 传统的风力发电系统的原理2.3.1 风力发电系统的原理2.3.2 风力发电系统的不足2.4 风光互补发电系统的原理2.4.1 最合理的独立电源系统2.4.2 技术方案的最优配置第三章风光互补发电系统中蓄电池的工作原理 3.1 蓄电池的工作特性3.1.1 铅蓄电池的工作原理3.1.2 蓄电池的工作温度影响3.2 蓄电池的检测第四章路灯定时控制4.1 路灯的开关与外界光照强度的关系4.2 采用光敏开关检测环境照度第五章控制器硬件部分及外围电路设计5.1 风光互补控制器方框原理图5.2 硬件设计原则5.3 时钟电路5.4 复位电路5.4.1 可靠性5.4.2 人工复位5.5 按键电路5.6 显示电路5.6.1 显示方式选择5.6.2 LED的驱动和显示第六章软件设计6.1 主程序6.2 计时程序6.3 中断程序第七章系统的硬件抗干扰设计 7.1 抗干扰概念7.2 干扰的消除第一章绪论1.1 研究背景随着科技的发展,我们的生活变好了,但是我们周围的环境越来越差,而且自然界中一次性能源也越来越少,这样就被迫我们要去寻找新的能源。

偏远农村风光互补路灯控制系统设计

偏远农村风光互补路灯控制系统设计

偏远农村风光互补路灯控制系统设计在偏远山区、农村由于电力缺乏,乡间道路上几乎都没有安装路灯,对居民晚间出行十分不利。

风能与太阳能在发电方面的应用逐渐成熟起来,风光互补发电系统的并网使用又将其产业技术向前推进了一步。

偏远山区、农村空气污染较小、建筑物遮挡较少、地势空旷,太阳能、风能较充足,因此可以充分考虑采用风光资源,安装风光互补路灯来改善居民生活环境。

1 系统方案风光互补路灯控制系统方案框图如图1 所示:图1 风光互补路灯控制框图路灯控制系统过程为:控制器检测光伏电池的输出电压电流,并根据光伏阵列的输出电压、电流计算光伏阵列的输出的最大功率点,通过MPPT 算法控制DC/DC 电路,使DC/DC 输出电压始终高于蓄电池当前电压,从而提高蓄电池的充电效率。

当光伏电池系统输出电压、电流不正常或出现故障时,切断光伏发电系统,对其进行故障保护。

控制器根据检测风速大小,启动风机发电系统,风机输出的三相交流电压经过不可控整流、滤波输出。

控制器检测该输出电压、电流值,根据蓄电池的电压状况,为蓄电池提供合适的充电电压,当蓄电池已充满,而风机交流输出电压过高时,控制器启动卸载电路,对风机进行保护。

当出现强风,超出风机风速要求时,风机自动刹车,控制器切断风机发电系统,直至风速正常。

控制器对蓄电池进行管理,通过巡测蓄电池的电压、电流、温度状况,控制蓄电池充放电,并对蓄电池进行过充、过放保护等。

2 系统控制电路风光互补路灯控制系统电路主要分为光伏发电、风力电机发电、蓄电池管理、LED 电流控制四部分,各部分的电路及控制方法如下:2.1 光伏发电DC/DC 变换电路光伏发电存在的问题是光伏电池的输出特性受外界环境影响较大,电池表面温度和日照强度的变化都可以导致输出特性发生较大的变化。

光伏电池在一个既定的温度和光照强度下会在一个特定的工作点达到最大输出功率,这个工作点称最大功率点(Maximum Power Point)。

(完整版)风光互补路灯设计

(完整版)风光互补路灯设计
最大剪力V=γQ× × +γQ× ×
=5.05kN
式中γQ---载荷组合系数
(5)灯柱根部应力
灯柱根部最大应力应小于灯柱材料的许应力即
ξmax=M/W+P/ψA +2V/A
式中M/W—弯曲应力
P/ψA—轴向应力
2V/A—剪应力
由前面计算出灯柱总弯矩为M=34.25kN·m
风光互补路灯是由小型风力发电机、太阳能电池板、蓄电池组、灯具以及灯杆等组成。他的工作原理是:当有风的时候,风能通过叶轮带动发电机旋转产生电能;当有阳光的时候,太阳能通过光硅片பைடு நூலகம்光能转换成电能,两路电能通过电缆引到蓄电池组加以储存,在晚上的时候为灯具发光提供电能。风光互补路灯,是一种新能源路灯的合理应用,在经历了多年的努力后,风光互补路灯已被越来越多的人认可和应用,市场出现了欣欣向荣的局面。
灯杆的高度应根据安装地点的地理环境来决定,保证风力机组的使用不受影响。太阳能电池组件的安装一般以不与风力机组的风叶相干涉为准,同时要注意保证太阳能电池组件不被灯杆遮挡。所以灯源的高度为7.5m,灯杆的高度为10m。
3.2.3
1.材质:高纯度铝质反射器、灯壳及散热体;高强度钢化玻璃罩;大功率LED光源;高效率进口恒流源。
μr=1.2
整基杆风振系数βz取1.3
灯盘风载荷系数WK1=βz·μs·μz·ur·
=1.3×0.8×1.38×1.2×0.7=1.2kN/
c)灯杆:简化为均布荷载
风压高度变化系数μz取1.38
风荷载体型系数μs =0.6
μr=1.2
整基杆风振系数βz取1.3
灯杆风载荷系数WK2=βz·μs·μz·μr·
2
(1)风光互补路灯系统推荐使用资源条件

风光互补路灯控制器设计

风光互补路灯控制器设计

-风光互补路灯控制器的研究与设计摘要无论是时代的发展还是人们生活的所需,都不可避免的要使用能源,然而如今能源消耗十分巨大且难以减少,旧的煤,石油,天然气等一次能源终会耗尽,因此需要尽快开发利用新能源。

其次新型清洁能源由于对环境产生的危害极小,所以其开发显得更加重要。

此次对风光互补控制器的研究,便利用了太阳能和风能,它们对环境无害且储量大。

以单片机STC89C52为主,外设器件为辅,将上述两种能源转换成电能,为路灯供电产生照明。

本设计包含的器件主要有LED灯,太阳能电池组,风力发电机,太阳能专用蓄电池,风光互补控制器等。

设计的路灯工作时有两种模式,分别是自动工作模式和手动工作模式;自动工作模式下路灯可以根据光照强度自动打开或关闭路灯,手动工作模式则是用户开关电灯。

关键词:太阳能风能互补;路灯;STC89C52abstractNo matter the development of the times or the needs of people's life, it is inevitable to use energy. However, today's energy consumption is very huge and hard to reduce. The old primary energy such as coal, oil and natural gas will eventually be exhausted, so it is necessary to develop and use new energy as soon as possible. Secondly, the development of new clean energy is more important because of its little harm to the environment. In this study, solar energy and wind energy are used conveniently. They are harmless to the environment and have large reserves. With STC89C52 as the main chip and peripheral devices as the auxiliary, the above two kinds of energy are converted into electric energy to supply power for street lamps and generate lighting. This design includes LED lights, solar cells, wind turbines, solar batteries, wind complementary controller and so on. There are two working modes in the design of street lamp, which are automatic working mode and manual working mode. Under the automatic working mode, street lamp can be turned on or off automatically according to the light intensity, and the manual working mode is that the user switches on and off the electric lamp.Key words: solar energy and wind energy complementary; street lamp; STC89C52目录第一章绪论1.1课题背景及其意义1.2 国内外的能源状况1.3本文的主要研究内容及论文结构安排第二章中心论点第三章硬件电路的设计3.1系统的功能分析及体系结构设计3.1.1系统功能分析3.1.2系统总体结构3.2模块电路的设计3.2.1 STC89C52单片机核心系统电路设计3.2.2 高亮LED灯照明电路(低电平有效)设计3.2.3 GMDZ光敏电阻传感器模块电路设计3.2.4 二挡拨动开关检测电路设计3.2.5 太阳能发电电路设计3.2.6 风能发电电路设计3.2.7 TP4056锂电池充电模块电路设计3.2.8 USB-5V升压模块电路设计3.2.9 完整电路图设计3.3小结第四章系统软件设计4.1 编程语言选择4.2单片机程序开发环境4.3 Keil uVision4软件开发流程4.4 程序流程图4.5 小结第五章总结致谢参考文献第一章绪论1.1课题背景及其意义众所周知,能源一直是困扰着人类发展的一个重要问题,尤其是现在我国正在工业发展的一个重要时期,然后慢慢的过渡到服务业为主的国家,所以能源消耗巨大。

小型风光互补路灯控制器论文定版

小型风光互补路灯控制器论文定版

小型风光互补路灯控制器摘要在现今社会的发展中,开发使用新能源、清洁能越来越显得势在必行。

因为旧的煤炭、石油等能源越用越少,就要求人们要尽早开发新能源,而在一些旧能源的利用上,由于技术等方面的原因又对环境产生了巨大的侵害。

所以清洁能源的利用又显得非常重要。

本文介绍了一种小型的风光互补路灯控制器的设计,介绍了对风能、太阳能的利用,这些能源的使用不会对环境造成侵害。

本设计以STC89C82单片机为核心,通过一些外设元器件实现了对风能、太阳能转化为电能,再用电能来照明的功能。

设计中用到的主要原件有锂电池充电芯片、锂电池、风力发电机、太阳能电池板等等。

设计的功能有路灯分为手动或者自动两种工作方式,在手动模式时,用户可以自由开灯或者关灯;在自动模式时系统会自动根据光照强度控制路灯的打开或者关闭。

最后经过系统的软件及硬件调试,达到了预期的效果。

关键词:路灯控制器,风能,太阳能,单片机,STC89C52AbstractIn the development of society, the development of new energy, clean energy increasingly imperative. Because the old coal, oil and other energy use less more, requires people to be as soon as possible the development of new energy sources, and in some old energy use, due to technical aspects on the environment has a tremendous damage. So the use of clean energy and is very important. This paper introduces a small scenery complementary design of street lamp controller, introduces the utilization of wind energy, solar energy, the use of these energy sources will not cause harm to the environment. The design STC89C82 microcontroller as the core, through some of the peripheral components for wind energy, solar energy into electrical energy, and electricity to the lighting function. The main original design used in the lithium battery charger, lithium batteries, solar panels, wind turbines, etc.. Design features a street lamp is divided into manual or automatic two ways of working, when in manual mode, the user can freely turning them on or off; in the automatic mode the system will automatically according to the light intensity control street lamp open or close. Finally through the software and hardware system debugging, achieves the expected effect.Keywords: street lamp controller, wind, solar, MCU, STC89C52绪论随着世界人口的不断增长以及经济的持续发展,世界上对于能源的需求缺口越来越大,以目前的能源消费结构看,一些旧能源比如煤炭、天然气和石油等等化石燃料虽然还是占有很重要的地位,但是这些化石燃料的燃烧不仅会造成环境的污染,还会致使全球气候变暖、冰山融化及海平面上升等。

风光互补路灯无线监控系统的设计

风光互补路灯无线监控系统的设计

0 引言
1 系统构成与功能设计
风光互补 LED路灯系统由小型风力发电机、太阳能 电池、智能控制器、蓄电池和 LED 光源等部分组成 ,其中 控制器将太阳能和风能转换为电能 ,并利用铅酸蓄电池 储能 ,为直流负载 LED 供电。光照强度、风速、温度等环 境因素随时间、天气等条件的变化差异很大 ,对系统发电 量有很大的影响 ,因而需要有一套完整的监控系统对风 光互补路灯的主要参数进行全程监控 ,以保证路灯的安 全稳定运行 ;同时 ,实施优化控制 ,实现最大功率点跟踪 MPPT,延长蓄电池的使用寿命 ,从而提高系统运行效率。
2 系统软件设计
2. 1 DSP程序设计 本系统采用的是 TI公司生产的 TMS320F2812DSP,
它具有两个采用双线通信的异步串行通信接口 SC I。 SC I的接收器和发送器各具有一个 16级深度的 F IFO, 这样可以减少空头服务 ,也减少了通信时 CPU 的开销 ; 同时 ,它们还可以有各自独立的使能位和终端位 ,可以 在全双工通信中同时进行操作 [2 ] 。
风光互补路灯无线监控系统由三个模块组成 ,即 数据采集模块 、数据通信模块和数据处理模块 。数据 采集模块由 DSP和各信号采集电路构成 ,实现对各参 数的数据采集 ;数据通信模块由西门子的无线 GSM 模 块组成 ,实现数据的远距离无线传输 ;数据处理模块由 PC机上的 VB 软件构成 ,实现对数据的实时显示 、分 析和存档 ,同时对异常数据进行报警 ,并通知相关人 员 ,从而完成对路灯运行状况的有效监控 。 1. 1 数据采集
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风光互补路灯无线监控系统的设计 罗德塔 ,等
1. 1. 1 数据采集系统构成 数据采集系统由数据检测 、数据处理 、数据传输三
部分组成 。其硬件电路框图如图 1所示 [1 ] 。
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基于 V B风 光互 补 路 灯 控 制器 监 控 软 件 的 设计 开 发
基于 V B风光互补路灯控制器监控软件的设计开发
Wi n d / So l a r H y b r i d S t r e e t L i gh t Co n t r o l l e r Mo n i t o r i n g So f t wa r e B a s e d o n VB L a n g u a g e
制 器 监 控 系统 , 可 以高 效 集 中管 理 和 监 控 控 制 器 的 功 能 、 采 集 控
制 器 的相 关 数 据 , 分析控制器的相关性能 , 可 以进 行 本 地 和 远 程 监控 , 采 用 有 线 和 无 线 相 结 合 的方 式 , 达到监控 的 目的, 通 过 软 件 设 置 远程 进 行 故 障 排 除 ,对 路 灯 控制 器 的集 中监 控 和性 能 起 到 优 化 提 升作 用 。 本 文 主 要 从 以下 几 个 方 面 来 组织 : ① 风光 互 补
r e mo t e m o ni t or i n g, an d t r Ou bl es h O 0 t i n g t h r ou gh s e t t i n g up a r e mo t e i n s o f t war e; c en t r a l i z ed- mo ni t or i n g s t r ee t l i ght c o n t r ol l er a nd co n t r ol l e r pe r f o r ma n c e a r e h i gh l y i m pr o v ed. Ke y wor d s: wi n d/ s o l a r h y br i d, c on t r o l l er , mon i t o r i ng s of t wa r e , r e ne wabl e e n er gy , da t a a cqu i s i t i o n
风 能 和太 阳能 作 为两 种应 用广 泛 的可 再 生 清 洁 能 源 ,在 资 源 条件 和技 术 应 用 上 具有 很 强 的互 补 性 . 。最 近 几年 国家 对 新
能 源太 阳能 、 风 能 的开 发 , 政 策 扶持 力 度 较 大 。风 光 互 补 路 灯 应 用 越来 越 广 泛 , 风光 互 补 路 灯 控 制 器 作 为 其 系 统 的 核 心 部 分 , 客 户 对 其 功能 、 性能等相关技术要求越来越高 , 由于 风 光 互 补 路 灯 分布广、 不 便 于维 护 、 无法 实 时监 控 , 对控制器出现故障 , 无 法 及 时 排 除 等 原 因 ,本 文 设计 和 开 发 了 基 于 V B 的 风 光 互 补 路 灯 控
gu ag e, h o w t o ma na ge a n d m o ni t or t h e s t r e e t l i gh t c on t r o l l e r e f f i ci en t l y , a nd h o w t o a c qui r e t h e r el e va n t da t a o f s t r e e t l i g ht
张 为 民 ( 合肥 为 民 电源有 限公 司, 安徽 合 肥 2 3 0 0 8 8 )
摘 要
随 着新 能 源和 节 能 技 术 的 快 速 发 展 , 风 光 互补 路 灯 的 应 用越 来 越 广 泛 , 控 制 器作 为其 核 心 部 件 , 市 场 对 其技 术 、 性能 、 功 能要 求越 来越 高 。 主要 阐述 了基 于 V B语 言 来 开发 风 光 互 补 路 灯 控 制 器 监 控 软 件 ,来 高 效 管 理 和监 控 路 灯控 制 器 的 功 能、 采 集路 灯 控 制 器的 相 关数 据 和 分 析 路 灯控 制 器 的相 关 性 能 。本 监 控 软 件 可 以 实现 本 地 和 远 程监 控 . 通 过软 件 设 置远 程 进 行 故 障排 除 , 对 路 灯 控 制 器 的 集 中监 控 和 性 能起 到 优 化 提 升 作 用 。
c on t r o l l e r an d an a l y s i s t h e r e l e v an t per f or ma n ce o f s t r e e t l i gh t co n t r ol l e r . Th e m o ni t or i n g s o f t war e a c hi ev e bo t h l o c al an d
图 1 硬 件 平 台 结 构 图
协 议 ,串 口采 用 R S 2 3 2和 R S 4 8 5通 讯 协 议 ,网 络 传 输 采 用 了
T CP / I P通讯 协议 , 无 线 传输 采 用 了 GP R S通 讯协 议 。路 灯 控 制 器 的 台数 较 少 , 传输距离在千米之 内, 实 行 对 控 制器 集 中监 控 , 可 以 采用 4 8 5通 讯 方 式 来进 行 数 据 传 输 ;路 灯控 制 器 的 台数 较
关键词 : 风光互补 , 控制器 , 监控软件 , 新能源 , 数 据 采 集
Ab s t r a c t
T h i s p a p e r f o c u s e s o n d e v e l o p i n g mo n i t o r i n g s o f t wa r e o f wi n d / s o l a r h y b r i d s t r e e t l i g h t o n t r o l l e r b a s e d o n v b l a n —
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