太陽能路燈遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)-2019年文檔資料

1、太陽能路燈遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)1 概述在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展能源急需與能源缺乏的21 世紀(jì)，我們不得不為能源的問題考慮，本設(shè)計(jì)為了響應(yīng)節(jié)約能源的號召設(shè)計(jì)了一個(gè)零污染最大利用太陽能的路燈智能遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。在可實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上， 通過運(yùn)用太陽能板給蓄電池充電，當(dāng)?shù)竭_(dá)晚上時(shí)路燈就自動點(diǎn)亮。本設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出的是太陽能的充電的最大化，在充電的過程中通過對光強(qiáng)的監(jiān)測來控制太陽能電池板的旋轉(zhuǎn)接受最大的光照， 從而實(shí)現(xiàn)光源利用的最大化。再一個(gè)就是在路燈工作的過程中也對線路實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)線路的故障就通過無線通信告知管理人員發(fā)生故障以達(dá)到及時(shí)的搶修，讓道路上更加安全，在這當(dāng)中搶修人員可以在發(fā)送的信息上看到哪條路線出了故障并

2、在現(xiàn)場的LCD顯示屏上也可以看到是哪條線路出現(xiàn)了故障，這樣就加快了搶修了速度，減輕了搶修人員的難度。在普通路燈原有的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，使得此次的設(shè)計(jì)更加的具有市場價(jià)值性，更加的智能化性，最重要的是更加的經(jīng)濟(jì)環(huán)保性。2 工作原理2.1 盛群單片機(jī)核心基于盛群單片機(jī) HT46F49E的控制中心。HT46F49虛經(jīng)濟(jì)型 A/D 單片機(jī)，內(nèi)置EEPROM勺8位FLASH型高性能精簡指令集MCU專門為需要A/D轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品而設(shè)計(jì)， 集成了多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器和 1或者2通道PWM俞出，暫停和喚 醒功能、振蕩類型選擇、可編程分頻器等功能，使得實(shí)際應(yīng)用時(shí) 只需要很少的外部器件。具有 A/D、PWM低功耗、高性能、靈

3、 活的輸入/ 輸出口和低成本等特點(diǎn)。2.2 理論原理本設(shè)計(jì)是基于盛群單片機(jī)的電子控制系統(tǒng)，通過太陽能電池板在有光照的條件下能輸出電壓電流的原理，系統(tǒng)是由幾個(gè)部分組合起來實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)用了三塊單片機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作。在太陽能模塊通過白天光能轉(zhuǎn)換為電能儲存在蓄電池當(dāng)中，當(dāng)夜晚來臨時(shí)通過光線傳感器來控制路燈的自動點(diǎn)亮，在工作的過程中系統(tǒng)對路線實(shí)施實(shí)時(shí)的監(jiān)控，一旦發(fā)生故障單片機(jī)就收到一個(gè)信號，此時(shí)單片機(jī)就控制遠(yuǎn)程模塊來告知管理者路線出現(xiàn)故障的狀況。在GSM1塊中運(yùn)用了通信系統(tǒng)的功能， 當(dāng)主控中心的MCU攵 到一個(gè)路線故障的信號時(shí)就控制主控中心的GS晌另一個(gè)GSMt送故障信息，在發(fā)送本條信息的同時(shí)也向工作

4、人員的手機(jī)發(fā)送故障信息。通過光線傳感器監(jiān)測光的值用 AD轉(zhuǎn)換，單片機(jī)通過AD轉(zhuǎn)換的值來控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，使太陽能電池板一直保持在照射面積最大化的條件下，從而實(shí)現(xiàn)了充電的最大化。系統(tǒng)在幾個(gè)部分的組合下形成了太陽能路燈遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)。2.3 系統(tǒng)功能在太陽能模塊中主要實(shí)現(xiàn)的功能是充分利用可再生資源，創(chuàng)造更大的價(jià)值，同時(shí)在夜晚工作的時(shí)候，主控制中心對線路狀況實(shí)時(shí)檢測，在主控中心的 LCD屏上顯示出來，同時(shí)控制 GSMg塊發(fā)送兩條信息，通知工作人員線路出現(xiàn)故障的消息并及時(shí)的搶修。GSM1塊的功能是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的智能控制和監(jiān)控現(xiàn)場的工作狀態(tài)，達(dá)到更方便更快捷的對突發(fā)情況做出處理，做到更快更準(zhǔn)。充電最大化的模

5、塊即實(shí)現(xiàn)對太陽能利用的最大化，在光照的過程中太陽能板隨著光照強(qiáng)的方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)時(shí)的吸收光照的最大強(qiáng)度。該系統(tǒng)具有價(jià)格低、實(shí)用性強(qiáng)、可靠性、功能齊全、智能化的特點(diǎn)。3 作品結(jié)構(gòu)3.1 系統(tǒng)構(gòu)架概述本設(shè)計(jì)是基于盛群單片機(jī)的電子控制系統(tǒng)，太陽能模塊在有光照時(shí)自動給蓄電池充電，晚上則由單片機(jī)控制蓄電池給路燈供電， 在供電的過程中運(yùn)用電源監(jiān)測傳感器來對電路進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)有電路供電不足或出現(xiàn)故障時(shí)，通過給單片機(jī)一個(gè)信號，同時(shí)單片機(jī)又給GSM1塊發(fā)送一個(gè)信息，通知電路供電不足或電路故障，當(dāng)供電不足時(shí)，發(fā)送故障信息; 電路故障時(shí)則通過傳感器來 檢測出故障線路，及時(shí)通知工作人員。在整個(gè)的過程中有LCD來顯示系統(tǒng)的工

6、作狀態(tài)。本設(shè)計(jì)主要由太陽能模塊框架，光的檢測模塊，電路的檢測模塊，GSM莫塊以及LCD的顯示模塊構(gòu)成，總體結(jié)構(gòu)如圖3.1 。3.2 硬件部分包括太陽能充電控制器模塊、太陽能路燈現(xiàn)場控制模塊、比較控制式太陽能跟隨器模塊、遠(yuǎn)程終端監(jiān)控模塊。3.2.1 太陽能充電控制器模塊?？刂破魇翘柲苈窡羰占茉吹暮诵牟糠郑?HT46F49E為主控MCU主要實(shí)現(xiàn)的功能有： 通過對太陽能電池板電壓采樣，采用PW臃制占空比的方式，實(shí)現(xiàn)對蓄電池限壓恒流充電; 對蓄電池防反沖，防過沖，負(fù)載短路保護(hù)。3.2.2 太陽能路燈現(xiàn)場控制模塊?，F(xiàn)場控制模塊是太陽能路燈工作狀態(tài)的核心控制部分，以HT46F49E為主控MCU檢測太

7、陽能路燈的工作狀態(tài)，是否發(fā)生故障，檢測到故障后，顯示在現(xiàn)場液晶上，并通過 GSM莫塊發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控端，實(shí)現(xiàn)自動檢錯，提高工作效率。3.2.3 比較控制式太陽能跟隨器模塊。利用光敏電阻在光照時(shí)阻值和光電流發(fā)生變化的原理，將兩個(gè)完全相同的光敏電阻置于太陽能電池板控制器的東西兩個(gè)邊緣，采集電壓送LM324放大，通過A/D 轉(zhuǎn)換比較大小，太陽能光垂直照射，光電流相同，比較電壓大小相同，電機(jī)不轉(zhuǎn)動，否則電機(jī)轉(zhuǎn)動，直到太陽能電池板對準(zhǔn)太陽，以此提高對太陽能吸收效率。3.2.4 遠(yuǎn)程終端監(jiān)控模塊?，F(xiàn)場控制端對現(xiàn)場故障的檢測通過GSM莫塊傳送至遠(yuǎn)程終端，當(dāng)現(xiàn)場系統(tǒng)檢測到問題，就向總部發(fā)送相應(yīng)信息，以便進(jìn)行維修

8、和處理，此部分包含了一個(gè) GSM莫塊作為接收，用 液晶 12864 顯示現(xiàn)場端的故障。3.3 軟件部分3.3.1 主程序流程圖。在系統(tǒng)啟動時(shí)，首先執(zhí)行初始化，收集數(shù)據(jù)，判斷是否滿足條件，若滿足，則是白天進(jìn)行充電，若不滿足則監(jiān)測電池是否有電，若有則用太陽能電池供電，若無則用電源供電，若出現(xiàn)故障則通過 GSMt送短信給手機(jī)，在手機(jī)上判 斷是否為故障或電源供應(yīng)不足，若為供應(yīng)不足那就通過手機(jī)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)為市電源供電，如圖3.3.1 所示。圖 3.1 系統(tǒng)框圖圖 3.3.1 主程序流程圖4 測試方法4.1 整體結(jié)構(gòu)圖如圖 4.1 為太陽能路燈整體效果圖，包括路燈支架，太陽能電池板和控制盒組成。4.2 上電測試4.2.1 PWM脈寬調(diào)制測試。改變光照強(qiáng)度，任意選定一個(gè)高 于充電穩(wěn)定值的電壓和一個(gè)低于充電穩(wěn)定值的電壓，8V和30V,當(dāng)太陽能電池板電壓較高，高于穩(wěn)壓充電的穩(wěn)定值12V, PW闞節(jié)的占空比為低于50%的對應(yīng)值，相反當(dāng)電壓低于設(shè)置的參考值，PWM0節(jié)占空比高于 50%勺對應(yīng)值。4.2.2 現(xiàn)場控制端與遠(yuǎn)程控制終端LCD顯