基于AT89S52的太陽能路燈控制系統(tǒng)

姜紅杉

摘要

路燈的供電安全和其運(yùn)行狀況也是人們所關(guān)心的方面，然而現(xiàn)有的路燈管理系統(tǒng)普遍存在以下幾點(diǎn)問題：路燈當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)信息很難回饋，遠(yuǎn)程操控會(huì)受到一定的限制，無法實(shí)現(xiàn)節(jié)電操作.同時(shí)，若采用人工巡檢，會(huì)加大運(yùn)行和維成本。太陽能電池共包含四個(gè)模塊：太陽能控制模塊、電池板模塊、蓄電池模塊以及LED燈顯示模塊。控制模塊將采用AT89S52單片機(jī)，同時(shí)采用5v電源供電，主要能源來源為太陽能同時(shí)可以通過軟件模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的時(shí)控、光控功能。

【關(guān)鍵詞】AT89S52 光照傳感器 軟件模塊

現(xiàn)代城市中路燈照明必不可少的組成部分。據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市公共照明占我國(guó)能源消耗的15%，每年用于照明的電力超過3000億。同時(shí)嚴(yán)重的資源浪費(fèi)的狀況仍存在于我國(guó)目前的路燈控制系統(tǒng)。深夜時(shí)分，許多城市的道路己無車輛經(jīng)過，但路燈卻仍處于正常亮度，這無疑是對(duì)資源的一種浪費(fèi)故本論文根據(jù)實(shí)際情況討論設(shè)計(jì)了一款太陽能路燈控制系統(tǒng)。

1 太陽能電池模塊

1.1 整體模塊分析

太陽能電池共包含四個(gè)模塊：太陽能控制模塊、電池板模塊、蓄電池模塊以及LED燈顯示模塊。日光照射時(shí)，回路產(chǎn)生直流電;與其同時(shí)，控制器模塊發(fā)出指令，利用該電流對(duì)蓄電池進(jìn)行充電：蓄電池白天充電，晚上將所轉(zhuǎn)換的電能通過控制器模塊的控制對(duì)LED模塊進(jìn)行供電。控制器在保證恒流外，也會(huì)對(duì)LED燈的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過一個(gè)變換器將LED與蓄電池進(jìn)行連接。同時(shí)連接市電電路，進(jìn)行輔助供電。如圖1所示。

整個(gè)系統(tǒng)的控制是通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，單片機(jī)的主要工作包括以下幾點(diǎn)：

（1）對(duì)不同的狀況，選擇適當(dāng)?shù)某潆娔Ｊ?

（2）用來維持LED驅(qū)動(dòng)電路模塊的恒流輸出;

（3）通過對(duì)時(shí)間的判斷，從而進(jìn)行蓄電池充電和放電模式的切換。

1.2 充電控制器的設(shè)計(jì)

考慮到太陽能電池板電壓會(huì)出現(xiàn)輸出不穩(wěn)定的情況，而且若電壓過大又會(huì)發(fā)生損壞單片機(jī)，解決方案為用電源電路將太陽能板和單片機(jī)連接，采用電源電路，將電壓變換成穩(wěn)壓輸出。

采用由蓄電池電壓、太陽能極板電壓采樣器以及ADC0809轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的采樣模塊來監(jiān)測(cè)當(dāng)前蓄電池的狀態(tài)。蓄電池電壓采樣電路將采集到的電壓信息送至A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809，通過單片機(jī)的分析，確定蓄電池的工作狀態(tài)。

2 硬件模塊

2.1 系統(tǒng)的核心：AT89S52

系統(tǒng)的核心采用ATMEL公司生產(chǎn)的單片機(jī)AT89S52.對(duì)道路交通情況的檢測(cè)，采用光電傳感器模塊：通過光線的變化（光敏電阻模塊），來決定路燈何時(shí)點(diǎn)亮。

2.2 光電傳感器模塊

三線制工作的光電傳感器的以數(shù)字信號(hào)的形式輸出，無車經(jīng)過時(shí)，輸出低電壓，有車經(jīng)過時(shí)輸出高電壓。將AT89S52的P1.0，P1.1，PL2端口分別與三個(gè)光電開關(guān)的輸出相連，當(dāng)接收高電平時(shí)，點(diǎn)亮LED燈。

2.3 光敏電阻模塊

使用光敏電阻模塊來檢測(cè)環(huán)境光線的明暗，通過光線的變化從而控制LED燈的開關(guān)，將由單片機(jī)根據(jù)P3.2端口檢測(cè)到的高低電平來判斷。

3 軟件模塊設(shè)置

將AT89S52作為核心控制模塊，所以硬件模塊的需要軟件模塊給以支持。通過軟件模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的時(shí)控、光控功能。軟件系統(tǒng)流程圖如圖2。

程序系統(tǒng)特點(diǎn)：

（1）在初始化后，要進(jìn)行清狗程序處理，防止程序進(jìn)入死循環(huán)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)利用率的提高。

（2）裝置可通過太陽能板的兩端電壓進(jìn)行對(duì)白天或黑夜的判斷，從而選擇程序的選擇，即白天轉(zhuǎn)為白天的處理程序;黑夜轉(zhuǎn)到黑夜的處理程序。

（3）光照下進(jìn)行程序處理時(shí)，先判斷蓄電池當(dāng)前處于什么狀態(tài)的電壓，通過具體情況進(jìn)行判斷，是否采用PWM進(jìn)行充電控制。

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