基于单片机的太阳能路灯控制系统_毕业设计
基于单片机的太阳能路灯控制系统
基于单片机的太阳能路灯控制系统概述太阳能路灯是一种节能环保的新兴路灯，其优点在于不需要外接电源，只需利用太阳能进行充电，从而在夜间提供照明服务。
本文将介绍一种基于单片机的太阳能路灯控制系统，该系统能够自动调节亮度，提高能源利用率，同时延长路灯使用寿命。
设计方案该控制系统由三个主要部分组成：太阳能电池板、可充电蓄电池和单片机控制电路。
太阳能电池板将光能转化为电能，通过充电控制电路将电能储存到可充电蓄电池中。
如图所示：system_designsystem_design在夜间，单片机控制电路将控制电路工作在路灯的亮度调节模式下。
当路灯检测到环境亮度低于一定阈值时，系统将开启路灯以提供光照服务。
当环境亮度逐渐升高时，系统将自动调整亮度，以达到最佳能耗效率。
该系统还具有手动控制功能，这意味着用户可以在必要时手动开启或关闭路灯。
系统实现该系统采用了一块ATmega328P单片机，它是一款高性能、低功耗的8位微处理器。
该单片机具有丰富的程序存储器和数据存储器，可满足我们应用程序的要求。
为了测量环境亮度，我们使用一个光敏电阻，并将其连接到单片机的模拟输入引脚。
当电阻接收到的光线强度变化时，它的阻值将发生变化，并通过模拟信号输入到单片机中。
控制电路使用的是一个H桥直流电机驱动芯片，它可用于控制电机和灯的功率输出。
我们将其配置为驱动LED灯，以提供路灯的光照服务。
该系统还配备了一个电容充放电电路，用于确保可充电蓄电池的充电和放电过程。
该电路使用一个集成电路和几个外部元器件，通过PWM输出信号进行控制。
系统测试为了测试该系统的功能，我们将其放置在光线较强的环境下进行测试。
通过多次测试，可以得出该系统具有以下功能：•延长路灯使用寿命•自动调节亮度•实现手动控制•具有过充保护和过放保护功能•系统运行稳定，可靠性高基于单片机的太阳能路灯控制系统是一种高效的节能环保产品。
该系统采用了新兴的太阳能技术，为城市的照明服务提供了更可靠、更环保的方法。
简述基于单片机的太阳能路灯控制系统的设计[001]
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基于单片机的太阳能路灯控制系统的设计摘要：本文介绍了一种基于单片机的跟踪式太阳能路灯控制系统，该系统以单片机为核心，采用声控、红外感应、光控等模块实现智能化控制。
当太阳能光照不足时，将电路切换到市电路中给蓄电池供电。
通过蓄电池过冲、过放功能，来保护电路以及延长蓄电池使用寿命。
关键词：单片机；太阳能；双极轴追光；市电切换0 引言目前国内外太阳能路灯主要采用固定安装方式，其全天的有效平均日照时间约为3.5小时[1]。
其余日照时间因太阳光光强不足或太阳能入射角小的原因而导致发电量大幅度下降[2]。
单轴追光装置输出特性是明显的非线性，极易受到外部环境的影响，同时电池板固定装置决定了一天之内受照射的平均量很低导致成本高[3]。
而太阳能路灯具有广泛的地域应用，对比单轴追光，双轴追光更能提高太阳能利用率，在降低成本、加快太阳能路灯的普及和提高太阳能利用率的条件下，其具有较高的研究意义[4]。
1 路灯控制系统总体设计本文设计的路灯控制系统如图1所示。
通过声、光、红外等模块感知外界环境，传输给单片机并作出反馈，实现对电机的驱动以及路灯的智能调节，达到太阳能电池板跟踪式追光的要求。
编写程序算法，使传感器与控制电路输出相应的控制信号驱动电机组配合。
控制电池板的X轴的方位角和Z轴的高度角，使光线垂直射到电池板上，从而使太阳能的利用率达到最高。
根据蓄电池两端的电压与最低阀值电压或与峰值电压的比较，使电路进行市电充电与太阳能涓流充电状态间的智能切换[5]。
且该系统能通过断电保护来防止蓄电池过冲过放以及电流反涌烧坏电路。
实验室搭建模型如图2所示。
2 硬件设计2.1 硬件总体介绍该系统采用光线采集模块、声控模块、红外检测模块、市电切换模块、太阳能跟踪模块等组成。
其中以AT89C51单片机为控制核心，主控制器主要完成对光照强度检测、太阳方位检测、定时、计数、中断程序处理、电机动作等控制。
2.2 双轴跟踪装置机械结构双轴太阳跟踪装置的机械结构如图3 所示，以两个伺服电机分别控制转台，驱使高度角和方位角方向的旋转以达到平板时刻与太阳光线垂直的目的[6]。
太阳能智能路灯控制系统设计大学毕业论文
航空大学自学考试毕业论文题目太阳能智能路灯控制系统设计专业光伏材料应用技术摘要本文介绍了太阳能光伏发电系统的背景和国以与国外的太阳能发展现状与发展趋势，并介绍了离网型和并网型的太阳能光伏发电系统，分析了太阳能光伏发电的利用原理和发展优势，说明了太阳能电池最大功率跟踪的原理以与一些常用的方法，并比较了他们的优缺点，介绍了太阳能蓄电池的工作原理和一些常用方法；随着全球能源危机和环境污染的日益严重，开发利用清洁的可再生能源势在必行，太阳能成为了当今世界上最清洁、最具有规模开发前景的可再生能源之一，其中光伏并网发电是太阳能利用的主要趋势。
通过所学知识设计了一个太阳能路灯智能控制系统，整个系统运行均为自动控制，工作原理简单，安装方便。
关键词：离网光伏发电系统；并网光伏发电系统；变换器；智能路灯。
目录摘要Ⅱ第一章绪论11.1太阳能光伏发电的背景11.2太阳能光伏发电系统的现状与发展趋势31.2.1我国太阳能光伏发电的现状与发展趋势31.2.2国外太阳能光伏发电现状与发展趋势3第二章太阳能光伏发电系统的介绍42.1太阳能光伏发电的优点52.2并网型的光伏发电系统62.3离网型的光伏发电系统72.4太阳能电池最大功率点跟踪82.4.1太阳能电池最大功率点跟踪原理与方法8第三章铅酸蓄电池113.1太阳能蓄电池的工作原理113.2太阳能控制器133.2.1太阳能控制器的充电保护模式133.3光伏逆变器14第四章太阳能路灯智能控制系统设计16总结21参考文献22致22第一章绪论1.1太阳能光伏发电的背景全球石油剩余可开采年限仅有41年，天然气剩余可采年限61.9年，煤炭剩余可采年限230随着全球能源消费量不断提高，常规非可再生能源已经不能满足大多数国家的供给需求。
根据世界能源权威机构的分析，按照目前已经探明的化石能源储量以与开采速度来计算，年。
另一方面，一次性能源的开采和应用也是造成生态破坏和全球环境污染的一个重要原因。
基于单片机的太阳能路灯控制器设计
硬件电路设计 • 充电控制电路
电压采集、充电开关电路
硬件电路设计 • 放电控制电路
能电池板的两端电压，来区分是 白天还是黑天。若为白天，转为白天的处 理程序；若为黑天转到黑天的处理程序。 （具体流程图详见论文）
整体电路
系统整体原理图
整体电路
系统PCB图
感谢您的关注
在灯具产品 的广泛运用
研究思路
• 由于目前市面上的太阳能路灯控制器 种类繁多，功能复杂，不便操作且不 易维修，而充放电控制才是太阳能路 灯控制系统的的核心部件，所以本设 计将控制部分独立出来。采用了光控 加时控的控制方法对蓄电池的充放电 进行智能化管理，基本实现免维护。
硬件电路设计 • 整体框架结构
主要结论
• 通过调试与测试，对于蓄电池的充放电控制功能基本实现 • 对负载的控制功能基本实现 • 理论参数与实际参数有差距，但在误差范围内
展望
本系统只完成了太阳能路灯控制器的主要部分： 充放电控制；本系统没有考虑到太阳能的利用率， 蓄电池的充电方法控制。
致谢
本篇论文是在龙兴明老师的指导下完成的。在这 期间，龙老师对我的论文进行了详细的修改和指 正，并给予我许多宝贵的建议。在此，我非常感 谢他一直以来的精心指导，同时也对各位评审能 在百忙之中抽出宝贵的时间，参与论文的审阅和 答辩表示不胜感激。
基于单片机的太阳能路灯控制器设计
姓名：周国平 学号：20070512785 指导教师：龙兴明 学院：物理与电子工程 专业：电子信息科学与技术
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目录
• 研究背景 • 研究思路 • 硬件电路设计 • 软件设计 • 整体电路 • 测试与调试 • 结束语
研究背景
太阳能优越 环保
能源的缺乏
太阳能路灯控制 器
基于单片机的智能路灯控制系统设计学士学位论文
河南科技学院2014 届本科毕业论文（设计）设计题目:基于单片机的智能路灯控制系统设计学生姓名：所在院系：所学专业：导师姓名：完成时间：2014-5-10基于单片机的智能路灯控制系统设计摘要随着中国现代化节奏的不断加快，电子产品的大量应用也导致电力消费飞速地增长。
于此相对的另一个事实是电力资源已成为一种紧缺型资源。
如何节能降耗己成为近年来世界性研究的一个热点课题。
目前路灯已经成为一个城市的照明和夜景美化不可分割更无可替代的一部分,而在路灯的高效节能方面，自动路灯控制系统的优劣举足轻重。
由于单片机具有集成度高，处理能力强,可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。
本设计研究的基于单片机的智能路灯控制系统正是针对我国在城市照明上所存在的巨大的能源消耗而开发出的新型节能控制系统。
本文给出了智能路灯控制系统的架构和设计方案，详细分析了其工作原理和以AT89S51为主控单元的各模块软硬件设计。
关键词：智能路灯,单片机,分时调压,光线调压DESIGN OF STREET LAMP CONTROL SYSTEM BASED ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTERABSTRACTWith the accelerating pace of China's modernization, a large number of applications for electronic products also led to rapid growth in electricity consumption. Another fact is that this relative power resources has become a scarce resource type. How to saving energy has become a hot topic in recent years, worldwide research.Currently street lighting has become part of a city and the beautification lighting and night indivisible more irreplaceable. In terms of energy-efficient lights, automatic street light control system merits of pivotal.Due to the microcontroller with high integration, processing capacity, high reliability, simple structure, low-cost advantages, so the street lighting project has been widely used. The study design microcontroller-based intelligent street light control system in our country is on the existence of a huge city lighting energy consumption and the development of new energy-saving control system.This paper presents the architecture and design of intelligent street light control system, a detailed analysis of its working principle and to AT89S51 as the main control unit hardware and software design of each module.Keywords: intelligent street lighting, SCM, timeshare regulator,light regulator目录1绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计的意义 (1)1.3国内外现状分析 (1)1.4论文的主要内容 (2)2P ROTEUS仿真软件与K EIL (2)2.1P ROTEUS仿真软件 (2)2.2K EIL (2)3硬件设计 (3)3.1按键模块 (3)3.2计时模块 (3)3.2.1计时模块的软件设计 (3)3.2.2计时模块的硬件设计 (5)3.3光线强弱检测模块 (5)3.3.1ADC0832综述 (5)3.3.2光敏电阻的介绍 (7)3.3.3光线强弱检测模块的硬件电路设计 (8)3.4路灯控制模块 (9)3.4.1继电器的概述 (9)3.4.2PNP型三极管的概述 (9)3.4.3路灯控制模块的硬件电路设计 (10)4软件设计 (11)4.1程序模块分类及功能 (11)4.2程序流程图 (11)5软件测试 (13)5.1测试目的 (13)5.2测试方法 (13)5.2.1功能测试： (13)5.2.2测试结果 (13)6结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录1：电路原理图 (18)附录2：重要源代码模块 (19)1 绪论本文研究的智能路灯节能控制系统是通过配套的功率变换组件，可在路灯的启停和运行中，有效的调节路灯的端电压，控制路灯的照明亮度，从而改变了路灯在不同时段的耗电量，改善了功率因素，到了节约电能的目的。
基于单片机的太阳能LED路灯控制系统
基于单片机的太阳能LED路灯控制系统摘 要要本项目基于A T89C52单片机，完成了基于单片机的太阳能ＬＥＤ路灯控制系统的要求。
系统的要求。
项目电路主要分为核心单片机、项目电路主要分为核心单片机、项目电路主要分为核心单片机、太阳能采集电路、太阳能采集电路、太阳能采集电路、蓄电池存储及电蓄电池存储及电压检测电路、压检测电路、红外传感器距离感应电路、红外传感器距离感应电路、红外传感器距离感应电路、负载输出控制与过流检测电路、负载输出控制与过流检测电路、负载输出控制与过流检测电路、键盘电键盘电路、节能LED 电路、串口通信电路、LCD 显示等模块。
显示等模块。
现已设计焊好整体电路，现已设计焊好整体电路，并深入调试取得成果；并深入调试取得成果；程序编写结构清晰，程序编写结构清晰，程序编写结构清晰，可读性强。
可读性强。
可读性强。
项目中各状态均由按键控项目中各状态均由按键控制，并以12864 点阵LCD 显示，操作简单，功能齐全，界面友好。
关键词：单片机关键词：单片机 负载输出控制与检测电路负载输出控制与检测电路 太阳能采集电路太阳能采集电路 红外感应红外感应 LED 目 录录第一章第一章 绪论绪论 6 1.1 研究背景、目的与意义研究背景、目的与意义 6 1.1.1 新能源开发的必要性新能源开发的必要性 6 1.1.2 太阳能利用的优势太阳能利用的优势 6 1.1.3 太阳能LED 路灯优势 8 1.1.4 系统的拓展应用系统的拓展应用 9 1.2 国内外应用现状国内外应用现状 10 1.3 项目成员的组成、特长、分工及成员间相互协调配合的情况，导师指导情况 12 第二章第二章 项目完成情况及取得的创新成果项目完成情况及取得的创新成果 13 2.1概述概述 13 2.2 系统电路研究报告系统电路研究报告 13 2.2.1 系统模块介绍系统模块介绍 13 2.2.1.1 AD 电压采样模块电压采样模块 13 2.2.1.2 物体检测模块和环境明暗检测模块物体检测模块和环境明暗检测模块 16 2.2.1.3 LCD 显示模块显示模块 17 2.2.1.4 键盘电路模块键盘电路模块 18 2.2.1.5 路灯控制模块路灯控制模块 19 2.2.1.7 串口通信模块串口通信模块 20 2.2.1.8 USB 通信模块通信模块 21 2.2.1.9 时钟模块时钟模块 21 2.2.1.10 电源模块电源模块 22 2.2.1.11 过流保护过流保护 22 2.2.1.12 太阳能电池组件及负载LED 开关控制开关控制 23 2.2.2本次系统电路搭建过程中的体会本次系统电路搭建过程中的体会 24 2.2.2.1 电路接地去噪问题电路接地去噪问题 24 2.2.2.2 布线注意事项布线注意事项 25 2.3系统软件研究报告系统软件研究报告 26 2.3.1 软件编程要点 26 2.3.2单片机软件编程单片机软件编程 26 2.3.2.1 程序主流程图程序主流程图 26 2.3.2.2 按键功能规划按键功能规划 27 2.3.2.3 AD 转换程序转换程序28 2.3.2.4 蓄电池电压检测电路蓄电池电压检测电路 29 第三章第三章 项目实施过程中的收获和体会项目实施过程中的收获和体会 30 3.1 概述概述 30 3.2 收获体会收获体会 30 袁子晴：团队合作教会我成长袁子晴：团队合作教会我成长 30 费婷婷：团队——智慧的碰撞费婷婷：团队——智慧的碰撞 32 刘蓉：平凡也能追求卓越刘蓉：平凡也能追求卓越 34 周乐意：兴趣激发创造的火花周乐意：兴趣激发创造的火花 37 结论39 参考文献 40 参考文献致谢41 附录42 第一章第一章 绪论绪论1.1 1.1 研究背景、目的与意义研究背景、目的与意义研究背景、目的与意义由于全球性能源危机，世界普遍重视可再生能源的利用与研究。
基于单片机的太阳能路灯控制系统设计
基于单片机的太阳能路灯控制系统设计摘要：本文主要介绍的是基于单片机的太阳能路灯控制系统的设计，路灯的状态控制是根据自动检测环境光照强度实现的。
实现的目的主要包括了使得太阳能电池板的效率实现最大化，同时还可以设置LED 的工作显示时间。
关键字：太阳能 LED 单片机1 引言随着社会信息技术的不断的突破与进步，人们追求节环保的意识逐渐的增强，可再生新能源越来越引起了人们的高度重视。
目前市场上被认为是最具有环保功能的灯是LED路灯，LED路灯的优点是使用的寿命长，有着丰富的色彩，安全性能高。
同时太阳能-LED路灯的优点是结合了LED的基础实现的，绿色照明的实现是结合了能源的清洁特性和LED 的高效率达到目的的。
现今，现实的生活中通常使用的路灯选择的结构是高压钠灯，在高压钠灯里面的电子驱动中所要做的是进行电流的转变，这个转变的过程是将交流向直流，接着转变成交流，最终造成了系统的执行效率过于低的结果。
同时因为用到的是市电，因此在电力的建设方面所用到的管线比较繁琐。
太阳能-LED路灯能够解决上面提出的一些难点，因为从太阳能电池板中得到的结果电流是直流，同时作为直流驱动光源中的一种，太阳能-LED路灯实现绿化节能中是结合太阳能以及LED路灯的优点，从而大大地提高了系统的整体效率，使得市政府所投入的成本大大地减少了。
2 设计原理通过太阳能-LED路灯系统的原理图能够知道，当太阳能电池板经过太阳光一定的光照之后，太阳能电池板里面的PN结就会产生新型的电子空穴对，从而直流电流就会在一个回路里面形成。
控制器中就会加入这个新的电流，而且控制器也可以有新的指令生成，当充电蓄电池的时候。
也就是当白天的时候，蓄电池可以成功充电，同时当晚上的时候，LED就会接收到能量。
通过控制器完成LED的进程，当电流是恒流的时候，控制器就会对LED的状态进行监测。
同时还会对LED的工作时间进行控制。
当天气是阴天的时候，或者是蓄电池需要充电的时候，控制信号就会产生，从而启动外部的供电系统，最终确保LED可以成功的运行。
太阳能路灯控制系统毕业论文
题 目
太阳能路灯控制系统
项
目
综
述
由于现在的能源短缺问题，新能源供电对于在生活中实现照明要求有较好的效果。在设计该系统过程中，考虑到利用太阳能照明，此系统必须包含充放电的保护、电能强弱的检测和供电能源的切换等功能。因此设计的主要容是研究太阳能路灯供电的控制，在太阳能足够对路灯进行供电时，使用太阳能对蓄电池充电；如果太阳能不足以提供充足的能源，那么转为市电对路灯进行供电。这样，通过对供电电源的切换达到节能并智能选择供电电源。其意义在于实现智能供电的同时，达到节能的目的。
1.2设计目的
随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，近年来能源供需矛盾突出，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：
1.无枯竭危险；
2.干净无公害；
1.3 设计任务
设计出一款能够将太阳能转化为电能并储存在蓄电池中且能智能给路灯供电，智能转换蓄电池和市电对路灯供电的一个控制系统。设计一个功能全面，能控制蓄电池充放电，转换供电电源的实物控制系统。此系统在太阳能不足时需转变为市电供电，市电220V经变压器降压到9V后经全桥整流稳压后保持7V的稳定值。太阳能电池板给蓄电池以6.5V的恒定电压充电，并且在蓄电池两端并联一个电压采集电路，采样信息由P1.1口输入单片机，经AD转化后由单片机处理识别，并控制两个继电器的动作，从而实现两供电电源的转换。同时，单片机的另外端口也控制指示灯的状态，在判断符合某指示灯亮的条件时，单片机给出亮灯信号。另一方面，单片机的电源是从市电或者蓄电池处获得，当蓄电池电量充足时，由蓄电池给单片机供电，不足时由市电给单片机供电，其条件如路灯的控制条件。最后，绘制原理图和PCB板，做出实物，进行调试，使其能达到理想的功能状态。
52单片机的智能路灯毕业设计
52单片机的智能路灯毕业设计一、设计题目基于52单片机的智能路灯控制系统二、设计任务1.设计一个使用52单片机的智能路灯控制系统。
2.实现路灯的自动开关功能，根据环境光线和时间自动调节路灯亮度。
3.实现路灯的远程监控功能，可以通过手机APP或电脑软件进行控制。
4.实现路灯故障检测和报警功能，及时发现和处理故障。
三、设计要求1.电路设计简洁、可靠，易于维护和扩展。
2.软件编程语言采用C语言，程序结构清晰，易于阅读和维护。
3.实现低功耗设计，降低路灯系统的能耗。
4.遵循国家和学校的毕业设计相关规定，保证设计的安全性和合法性。
四、总体设计方案1.系统组成：智能路灯控制系统主要由52单片机、光线传感器、时钟模块、PWM调节模块、4G/WiFi模块、故障检测模块等组成。
2.工作原理：通过光线传感器检测环境光线强度，将信号传送给单片机进行处理，单片机根据时间信息和光线信息自动调节路灯亮度。
同时，通过4G/WiFi模块接收远程控制信号，实现路灯的远程监控。
另外，通过故障检测模块检测路灯故障，及时发出报警信号。
3.电路设计：根据系统组成和工作原理，设计电路图和PCB板图，选用合适的元件和芯片，确保电路的稳定性和可靠性。
4.软件编程：根据系统需求和硬件平台，采用C语言进行软件编程，实现各项功能和控制逻辑。
5.测试与调试：完成软硬件联调，进行各项功能测试和性能测试，确保系统的稳定性和可靠性。
6.文档编写：编写设计报告、使用说明书和技术文档，对整个设计过程进行详细记录和总结。
五、硬件设计1.主控制器：采用52单片机作为主控制器，负责整个系统的数据处理和控制输出。
2.光线传感器：选用适当的光线传感器，检测环境光线强度，将信号传送给单片机进行处理。
3.时钟模块：选用适当的时钟芯片或模块，提供实时时钟信息，以便根据时间信息自动调节路灯亮度。
4.PWM调节模块：选用适当的PWM调节芯片或模块，根据单片机的控制信号调节路灯亮度。
基于单片机的太阳能路灯智能控制系统设计
基于单片机的太阳能路灯智能控制系统设计摘要：随着社会经济的快速发展能源消耗不断增加，造成极大的资源浪费。
为了应对当前日益严重的能源危机，响应生态文明建设，本小组设计了一种基于单片机控制的太阳能路灯控制系统方案。
该系统依靠太阳光为主要能量来源，白天该系统由电池板实现光电转换对蓄电池进行储能，电池负责在夜间为负载供电，该系统具有环保，节能，安全的特点。
关键词：太阳能；路灯；智能控制系统；监测引言城市照明是一种生活姿态，也是一种时尚体验。
它是城市的一面镜子，代表城市的风格，散发城市的魅力。
太阳能LED灯具得天独厚，拥有优良的节能效果、人性化的照明控制，吸引了众多客户的眼球，与传统灯具相比，优势突出，堪称性价比之王，对环境要求不高，只要有阳光，太阳能LED灯具就呈现星火燎原的态势。
太阳能LED灯具发展前景广阔，节能环保、发光效率高是它的优势所在，传统光源必将被逐步取代。
伴随着科技的进步，太阳能LED发光效率不断升高，投入成本不断下降已经是不争的事实。
1智能控制系统运行原理太阳能路灯控制系统在运行的过程中，判定恒流负载输出主要是利用采集太阳能光伏板的电压。
一旦系统检测到太阳能板电压较高，且高出蓄电池额定电压的时候，MPPT充电模式就会自动开启，这时STC单片机通过采样到的太阳能板电压和电流值通过变步长的电导增量法计算最大功率点，通过PWM信号的占空比调节太阳能板充电电压大小达到最佳充电功率点。
在充电的时候对蓄电池进行实施检测，防止其电压发生过充电现象。
太阳能板的电压降低到规定值时，系统则会自动停止冲电，进入分段式恒流负载输出控制模式。
此时主要根据不同的太阳能板电压值，通过Boost放电电路控制PWM信号的占空比方式控制负载输出电路输出不同的电流值。
2系统设计2.1系统总体结构在光照情况下,太阳能路灯系统的电池组件会自动手机太阳光的能量,将这些光能转化为电能并进行存储,对蓄电池进行蓄电过程,而在无光照情况下,太阳能路灯系统会自动转为对通过路灯控制处理器对蓄电池进行放电控制,让路灯照明。
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跨入21世纪后，人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战，如何能在能源有限和环境保护的双重制约下发展经济已成为全球的热点问题。而能源问题更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏，更严重的是化石能源的开发利用更加剧了环境的恶化。主要表现为以下几个方面：
(1)能源短缺。常规能源的有限性和分布不均匀，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满足其经济发展的需求。从长远来看，全球已探明石油储量只能用到2020年，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。因此，人类迟早要面临化石燃料枯竭的危机局面。
市电照明灯具电费高昂：市电照明灯具工作中有固定高昂的电费，要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。太阳能照明灯具免电费：太阳能照明灯具是一次性投入，无任何维护成本，三年可收回投资成本，长期受益。
市电照明灯具有安全隐患：市电照明灯具由于在施工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面带来诸多安全隐患。太阳能照明没有安全隐患：太阳能灯具是超低压产品，运行安全可靠。
武汉大学大学生科研结题报告
基于单片机的太阳能LED路灯控制系统
院（系）名称：电子信息学院
专业名称：通信工程
郑 重 声 明
本人呈交的结题报告，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本报告的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本报告所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本报告的知识产权归属于培养单位。
随着可持ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ发展的不断深入，人们在积极开发各类可再生新能源的同时也在倡导节能减排的绿色环保技术而在照明领域，寿命长节能安全绿色环保色彩丰富微型化的 LED固态照明也已被公认为世界一种节能环保的重要途径，太阳能LED路灯同时整合了这两者的优势。
LED(LightEmitting Diode，发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的半导体发光器件，不依靠灯丝发热来发光，而是依靠材料中的正负电荷复合来发光，能量转化效率非常高。具有高效、节能、寿命长、免维护、环保等优点。传统的光源功耗比较大，而且大多在高压下工作，使用升压逆变环节又降低了能源利用率，而LED采用低压直流供电，安全而且光源控制成本低。LED的响应时间一般只有几纳秒至几十纳秒，使频繁开关，调节明暗成为可能。而且LED作为全固态发光体，耐震、耐冲击不易破碎、发热量低、无热辐射、是冷光源、不含汞、钠元素等可能危害健康的物质，废弃物可回收、没有污染。
人类要解决能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。据预测，到本世纪中叶可再生能源在世界能源结构中将占到50％以上，包括太阳能在内的可再生能源在本世纪将会以前所未有的速度发展，逐步成为人类社会基础能源的重点。太阳能具有独特的优势，其开发利用必将在21世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担当重任，成为21世纪后期的主导能源。我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，全国各地太阳年辐射总量达335～837 中值为586 。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。例如被人们称为“日光城’’的拉萨市，1961年至1970年的平均值，年平均日照时间为3005．7h，相对日照为68％，年平均晴天为108．5天，阴天为98.8天，太阳总辐射为816 ，比全国其它省区和同纬度的地区都高。全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小，其中尤以四川盆地为最，那里雨多、雾多，晴天较少。例如素有“雾都’’之称的成都市，年平均日照时数仅为1 152．2h，相对日照为26％，年平均晴天为24．7天，阴天达244．6天。其它地区的太阳年辐射总量居中。
本人签名：日期：2010/9/18
摘要
本项目基于AT89C52单片机，完成了基于单片机的太阳能ＬＥＤ路灯控制系统的要求。项目电路主要分为核心单片机、太阳能采集电路、蓄电池存储及电压检测电路、红外传感器距离感应电路、负载输出控制与过流检测电路、键盘电路、节能LED电路、串口通信电路、LCD显示等模块。现已设计焊好整体电路，并深入调试取得成果；程序编写结构清晰，可读性强。项目中各状态均由按键控制，并以12864 点阵LCD显示，操作简单，功能齐全，界面友好。
(2)环境污染。燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质排入天空，是大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；甚至在局部地区形成酸雨，严重污染水土资源。
(3)温室效应。化石能源的利用不仅造成环境污染，同时会排放大量的温室气体，产生温室效应，引起全球气候变化
1.1.2 太阳能利用的优势
太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭"的安全、环保新能源越来越受到重视。在这里我们就太阳能灯具和使用市电灯具的效果作实用对比。
市电照明灯具安装复杂：在市电照明灯具工程中有复杂的作业程序，首先要铺设电缆，这里就要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。太阳能照明灯安装简便：太阳能灯具安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可。
关键词：单片机 负载输出控制与检测电路 太阳能采集电路 红外感应 LED
第一章绪论
1.1 研究背景、目的与意义
由于全球性能源危机，世界普遍重视可再生能源的利用与研究。太阳能作为一种新兴的绿色能源，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重视。
太阳能灯照明的其它优势：绿色环保，能为高尚生态小区的开发和推广增加新的卖点；可持续降低物业管理成本，减少业主公共分摊部分的费用。综上对比所述，太阳能照明之安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等固有的特性将为楼盘的销售、市政工程的建设直接带来明显可利用的优势。
1.1.3 太阳能LED路灯优势