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1、兰州交通大学自动化专业2008级本科生毕业论文答辩自动化与电气工程学院自动化系082班学号：200808552太阳能LED路灯智能控制系统硬件设计简 介 Synopsis兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩 在当今社会高速发展的趋势下，非可再生资源日益枯竭的严峻现实严重阻碍了科技、经济、民生的发展。太阳能LED(Light Emitting Diode)，发光二极管路灯由于环保、高效、绿色以及安装施工比老式路灯简单，越来越受到人们的重视。 本设计采用AT89S51单片机为主控制器的太阳能路灯智能控制系统。在该系统中设计了太阳能路灯控制
2、系统的硬件，主要包括：控制器、电源模块、热释电红外传感器模块、串口通信模块、主副灯切换电路、测光电路模块以及LCD显示模块等。本设计可以满足太阳能LED路灯控制系统对负载进行光控，时控等工作模式，主副灯与主副电源的切换功能，并完成了系统状态的显示，使其具有较高自动化和智能化程度。 框 架 Scheme1 太阳能LED路灯的研究意义及优势2 太阳能路灯系统 3 系统硬件设计4 结论5 致谢 太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 意义及优势 Status 随着可持续发展的不断深入，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
3、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路灯优势：节能环保。 可靠耐用 。 安全 。 自主供电 。 第一章太阳能LED路灯的研究意义及优势太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 路灯构成 Composition Li11LED光源 太阳能电池板 蓄电池 太阳能控制器 第二章 太阳能路灯系统 太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 控 制 器 MCU 太阳能LED路
4、灯系统中最重要的一环就是控制器，其性能直接影响到系统寿命，特别是蓄电池的寿命。控制器用MCU做主控制器，通过对环境的测量，对蓄电池和太阳能电池组件电压、电压等参数的检测判断，控制电路元器件的开通和关断，达到各种控制和保护功能。 太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 设 计 Design 本设计包含了太阳能电池板、蓄电池组、单片机系统电路、主副电源切换控制电路、A/D转换电路、热释电红外传感电路、串口通信电路、数码管显示电路、5V稳压电路、市电整流电路、测光电路、LCD显示电路等。 第三章 系统硬件设计 太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕
5、业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 LCD5LCD6LCD7LCD0LCD1LCD2LCD3P1.0P1.1P1.2WRRDEOCVCCCLKL3L2D0D1D2D3D4D5D6D7P3.0P3.1LCD4VCCL4R710kC630pFC730pFX112MHz+5VC510uFK2K3+5VXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P
6、1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U5AT89C51R54.7kR64.7kU4AND_4市电市电/电池电源切换电池电源切换主副灯切换主副灯切换 设 计 DesignAT89S51单片机控制系统电路： 太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082
7、班 设 计 Design 本设计需要采集多路数据所以选择可以改变检测地址并能分时复用的A/D转换芯片ADC0809。 A/D转换电路： 太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 设 计 Design热释电红外传感电路： 深夜少行人、车辆的时候可以通过红外感应开启路灯，减少不必要的能源浪费。 太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 设 计 Design串口通信电路 ： 可以实现与上位机通信，方便故障检测以及程序调整，便于调试，更好的达到人机互动的目的。 太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕
8、业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 设 计 Design主副电源以及主副灯切换电路： 根据上位机已经MCU信号进行电源以及光源之间的主副切换。 太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 设 计 Design其他电路： P1.1RL3G2RL-14B-CF-DC5D31N4007R31k+5VL312V+12vQ3MPS6562蓄电池充电指示蓄电池充电指示IN119.1LDR1LDRR2010k+12V 设计中加入了显示环节，便于检修维护 。 加入蓄电池充电指示方便观测当前蓄电池充放电状态。 根据光强的不同选择相应的
9、工作模式 。 太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 设 计 Design变压电路： 为系统各部分提供相应的工作电压。 VI1VO3GND2U67805C15470uFC16470uFC170.1uFC180.1uFD51N4007VCC+12V5V供电电路：太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 设 计 Design变压电路： 为系统各部分提供相应的工作电压。 市电供电电路：太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 P3.1P3
10、.0LCD5LCD6LCD7LCD0LCD1LCD2LCD3P1.0P1.1P1.2P1.0P1.1P1.2D7D6D5D4D3D2D1D0AABBCCAABBCCD0D1D2GNDVCCEOCCLKIN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7IN0GNDIN0+12VWRRDWRRDEOCVCCCLKL3L2LCD0LCD1LCD2LCD3LCD4LCD5LCD6LCD7L2L3L4VCCGNDD0D1D2D3D4D5D6D7P3.0P3.1LCD4GNDVCCL4A/DR710kC630pFC730pFX112MHzT1IN11R1OUT12T2IN10R2OUT9T1OUT14R1I
11、N13T2OUT7R2IN8C2+4C2-5C1+1C1-3VS+2VS-6U1MAX232C1100nFC2100nFC3100nFC4100nF+5V+5VC510uFK2K3+5VERRORTXD3RXD2CTS8RTS7DSR6DTR4DCD1RI9P1RS232XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P
12、3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U5AT89C51R54.7kR64.7kU4AND_4RL1G2RL-14B-CF-DC5D11N4007R11k+5V+12vQ2MPS6562RL3G2RL-14B-CF-DC5D31N4007R31k+5VL312V+12vQ3MPS6562RL4G2RL-14B-CF-DC5D41N4007R41k
13、+5VL412VQ4MPS6562L212V+12vOUT121ADD B24ADD A25ADD C23VREF(+)12VREF(-)16IN31IN42IN53IN64IN75START6OUT58EOC7OE9CLOCK10OUT220OUT714OUT615OUT817OUT418OUT319IN228IN127IN026ALE22U3ADC0808+12V12U4:A74LS1434U4:B74LS1456U4:C74LS14D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U274LS373100%IN0
14、1k+88.8Volts市电市电/电池电源切换电池电源切换主副灯切换主副灯切换D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LM016L主灯主灯副灯副灯蓄电池充电指示蓄电池充电指示市电整流供电市电整流供电蓄电池供电蓄电池供电L512VL612V主副电源指示灯主副电源指示灯VI1VO3GND2U67805C15470uFC16470uFC170.1uFC180.1uFD51N4007VCC19.1LDR1LDRR2010k+12V+12V 设 计 Design系统总电路图： 太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 结 论 Conclusion完成了对路灯的时控以及光控。完成了主副灯与主副电源的切换功能。提供了系统状态显示模块，方便人机互动以及与上位机的通信。完成了系统电路的设计，并生成系统硬件电路PCB。太阳能LED路灯智能控制硬件设计毕业论文答辩兰州交通大学 自动化与电气工程学院自动化系082班 感 谢