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。
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。
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
目录
第一章绪论 (6)
1.1 研究背景、目的与意义 (6)
1.1.1 新能源开发的必要性 (6)
1.1.2 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 (9)
1.2 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)
第二章项目完成情况及取得的创新成果 (13)
2.1概述 (13)
2.2 系统电路研究报告 (13)
2.2.1 系统模块介绍 (13)
2.2.1.1 AD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 (16)
2.2.1.3 LCD显示模块 (17)
2.2.1.4 键盘电路模块 (18)
2.2.1.5 路灯控制模块 (19)
2.2.1.7 串口通信模块 (20)
2.2.1.8 USB通信模块 (21)
2.2.1.9 时钟模块 (21)
2.2.1.10 电源模块 (22)
2.2.1.11 过流保护 (22)
2.2.1.12 太阳能电池组件及负载LED开关控制 (23)
2.2.2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 (24)
2.2.2.2 布线注意事项 (25)
2.3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 (26)
2.3.2.1 程序主流程图 (26)
2.3.2.2 按键功能规划 (27)
2.3.2.3 AD转换程序 (28)
2.3.2.4 蓄电池电压检测电路 (29)
第三章项目实施过程中的收获和体会 (30)
3.1 概述 (30)
3.2 收获体会 (30)
袁子晴：团队合作教会我成长 (30)
费婷婷：团队——智慧的碰撞 (32)
刘蓉：平凡也能追求卓越 (34)
周乐意：兴趣激发创造的火花 (37)
结论 (39)
参考文献 (40)
致谢 (41)
附录 (42)
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。
1.1.1 新能源开发的必要性
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。
(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
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335～8372
kJ cm a?。从全国太
/
/
kJ cm a?中值为5862
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8162
kJ cm a?，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。
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。
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。
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
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(Light Emitting 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。
太阳能路灯以太阳光为能源，不需要铺设复杂的管线，安全节能无污染。基于单片机的太阳能控制系统很好地把太阳能光伏技术与单片机智能控制技术结
合了起来。而且具有电路结构简单、工作稳定可靠、实用性强等优点。
1.节能环保:据统计，所有路灯改为太阳能路灯可以节省一个三峡水电站的发电量。不仅如此，太阳能是一种清洁的可再生能源，它不仅节约了电能，而且减少了二氧化碳的排放量。有关数据表明太阳能路灯每年可以减少7740万吨二氧化碳就相当于节省了310亿美元的二氧化碳减量成本！
2. 可靠耐用：太阳能路灯在恶劣的环境和气候条件下，光伏发电系统很少发生故障；目前绝大多数太阳能电池组件的生产技术都足以保证10年以上性能不下降，太阳能电池组件可以发电25年或更长的时间。
3.安装组件积木化：安装灵活方便，便于用户根据自己的需要选择和调整太阳能路灯的容量大小。
4.安全：太阳能路灯不使用易燃燃料，而且不像交流电那样联网运行，导致在雷击等情况下经常会出现高压浪涌，对设备安全造成威胁，只要设计和安装适当，系统具有很高的安全性。
5.自主供电：离网运行的太阳能路灯具有供电的自主性、灵活性。
但是太阳能LED路灯的优势远远不仅这些。一般人认为，节能灯可节能4/5是伟大的创举，但LED比节能灯还要节能1/4，这是固体光源伟大的革新。除此之外，LED还具有光线质量高，基本上无辐射，可靠耐用，维护费用极为低廉等优势，属于典型的绿色照明光源。超高亮LED的研制成功，大大地降低了太阳能灯具使用成本，使之达到或接近工频交流电照明系统初装的成本报价，并且具有保护环境、安装简便、操作安全、经济节能等优点。由于LED具有的光效率高，发热量低等优势，已经越来越多地应用在照明领域，并呈现出取代传统照明光源的趋势。
太阳能与LED相结合的技术运用在路灯领域完全符合“绿色，节能，低成本”的现代化设计理念。而且针对现阶段太阳能LED路灯研究遭遇技术“瓶颈”而处于“花香”却难“满园绽放”的尴尬境地的情况，我们这个课题具有很大的研究价值，而从上面一系列的分析中也不难看出这个课题本身所具有的潜在价值更是无法估量的。
1.1.4 系统的拓展应用
基于单片机的太阳能控制系统不仅可以利用在路灯应用，其设计思路及其技术还可以广泛使用到电池控制器，逆变控制器，汽车等领域，对相关科学具有推动作用并且有很大拓展价值。
1.用于基于AVR单片机的太阳能电池控制器的研制
太阳能电池发电是基于“光生伏特效应”原理，将太阳能转化为电能，利用充电效应将太阳辐射直接转化为电能。具有永久性、清洁性和灵活性大的优点，是其他能源无法比拟的。
2.用于太阳能逆变控制器的研制
采用高性能单片机、低损耗MOSFET全数字化控制方案的太阳能逆变控制器，不仅可靠性好、效率高，而且具有针对蓄电池过充、过放、逆变输出过载等异常情况的多种保护措施；价格低廉，功能齐全，具有广阔的市场空间．大力推广使用后，必将创造出巨大的经济效益和社会效益。
3.用于太阳能车一体化智能化的控制系统设计
该构想将太阳能车电力系统的特点和单片机控制的强大功能相结合，用单片机来实现有现代理念的一体化、智能化监控，给太阳能车这个“绿色汽车”注入了“智能集成化”的强大动力。
1.2 国内外应用现状
在国家可持续发展战略的推动下，太阳能产业从无到有、从小到大发展起来。国内各大研究单位都对太阳能路灯作了详尽的研究，特别是近几年来，已经初步形成在“产业上规模、技术上水平、产品上档次和市场要规范”的产业发展思路引导下，太阳能产业得到了快速发展，如太阳能热水器、太阳能光伏电池技术日趋成熟，产品质量不断提高。
欧洲各国都在开辟通向持久能源的通道，影响他们决策的主要因素是环境保护、创造就业机会和能源供应的安全可靠，可再生能源技术在这些方面有着较大优势。它对环境的影响最小、可替代部分常规能源、增加能源供应的安全性和可靠性。它要求较大的设备投资、创造了更多的就业机会、有助于经济增长[2]。
在欧洲大部分地区，环保的思路推动着替代能源技术的开发，太阳能被公认为是一种极好的替代能源。它的利用有助于降低CO
的排放，因而达到保护环境，
2
很多国家，如丹麦、芬兰、德国和瑞士，都认为气候变暖是推动太阳能研究开发、发展和销售活动的主要因素。尽管受到常规能源的低价影响，在欧洲很多国家中，太阳能装置市场仍然持续增长。虽然太阳能公司的数量在减少，但保留下来的公司都趋向于更具规模、更能抵御市场的波动。在某些国家实行的电力公司私有化，可能提高他们将太阳能装置推向市场的兴趣。在奥地利等国，自己动手建造集热器的活动，促进了太阳能装置的主动发展。挪威已安装70000多套小型光伏装置，每年安装约5000套，大多数装置是为偏远小镇、山区和沿海地带度假旅社供电。芬兰人每年也购买几千套小型(40～100W)光伏装置，用于消夏小屋。国家石油公
司Neste对进一步开发太阳能发电有着强烈的兴趣，重点为建筑物薄膜光伏组件、蓄电池和成套装置。此外，有些国家在高性能太阳能发电窗、太阳能热水器、储能装置、透明隔热材料、日光照明和与建筑物结合的光伏装置等产品的商业化方面进行努力。
法国的太阳能设计师们，正在用“绿色设计”原则代替“太阳能”设计原则，就是要统筹考虑能源性能、安全材料的应用、日光照明、居住的舒适度和健康等因素。这种新设计方法，将应用于Angers的法国环境保护和能源管理署的办公大楼。现今,LED路灯相对于高压钠灯路灯的优越性已被绝大部分专业人士认可，然而遗憾的是目前大多数的LED路灯仍然采用交流电供电，一方面是交流电路灯的技术已经十分成熟，而太阳能路灯还有很多不确定因素，另一方面主要的考虑仍然是太阳能的初始投资过大，从而忽略了太阳能供电的很多根本优越性。
然而真正要用太阳能来取代一切能源还是一个长期而艰巨的任务,任何新生事物最好先从小打小闹开始，而且采用“自产自销”的方式，路灯就是一个最好的采用太阳能的试点工程。而且，节能和减排一样，必须先由政府倡导，甚至像德国那样采用政府补贴的方法来推广。我们欣喜地发现,路灯工程原本即政府工程，是由政府来进行招投标的。因此,由LED路灯取代高压钠灯、由太阳能LED 路灯取代交流电LED路灯正是大势所趋。
近年来，随着我国城市建设规模的不断扩大和建设水平的不断提高，我国城市的路灯总数以每年约20%的平均速度递增，全国数千万盏路灯的节电问题已引起政府部门的关注。在能源日趋紧张、电力供应持续紧张的今天，低效、高耗的传统城市照明已成为节能降耗的重要领域。为此，建设部和发改委明确提出城市道路照明要向“高效、节能、环保、健康”的“绿色照明”方向发展。随着太阳能发电技术的不断发展，太阳能路灯以环保、节能等优势成为城市道路照明行业的新宠，市场潜力巨大。我国太阳能路灯首先在沿海发达地区使用，上海市于2005年在崇明岛建成风光互补道路照明工程。在我国西部，非主干道太阳能路灯、太阳能庭院灯渐成规模，太阳能资源相对丰富的青海省自2006年以来已在西宁等地安装太阳能路灯超过200套；在北京奥运会主要场馆及其相关场所，太阳能路灯得到普遍应用。
然而，业内人士也指出，由于存在成本、技术等诸多问题，现阶段推广太阳
能路灯遇到“瓶颈”困扰。总体而言，太阳能路灯在我国城市道路照明行业中仍处于“花香”却难“满园绽放”的尴尬处境。
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
小组五人均为武汉大学电子信息学院08级的学生，现已升入大二，其中在今年的奖学金评定中，有国家奖学金一人，励志奖学金两人，社会奖学金一人（相当于甲等），乙等奖学金一人，其中四人专业成绩排名在年组前20；具备低频电子线路，C、C++编程，以及微积分、线性代数、大学基础物理、电路分析等相关基础知识。
在这个团队中，不仅有精通编程语言，曾在全国数学、物理竞赛中获奖的同学，也有在英语方面有较深造诣的同学，还有善于沟通、组织、协调的同学。可以说，正是大家不同的特点使得这个团队充满活力、潜力及今后的爆发力，各尽其长，为这项研究做出自己的贡献。
我们详细分工，按硬件、软件分为两组同时进行研究，于此同时又按核心单片机、负载输出控制与检测电路、采集电路、键盘电路、LED电路等攻关任务分给每一个人，这样做到在相互交流合作的同时又各有专攻，大大提高了科研的效率。我们以小组形式每周定期地就科研进程方面进行小组讨论，并且及时开组员会议，总结完成情况，讨论后期工作。同时，我们还时常和导师联系交流方案，研究讨论在项目进展过程中遇到的一些问题。导师李燕待人和蔼，严格要求，在我们遇到困难的时候耐心指导，在项目上她给了我们极大的帮助与支持。
第二章项目完成情况及取得的创新成果
2.1概述
从2009年9月至今，我们在导师耐心专业的指导下，积极努力地去实施该项目，逐渐掌握了一套科学的研究方法，项目已基本完成了预期要求。项目初期，我们在图书馆查阅大量文献资料，自主地积累专业基础知识，最后向导师交流取经并制定方案；项目中期，我们详细分工，按硬件、软件分为两组同时进行研究，于此同时又按核心单片机、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、LCD显示等模块等攻关任务分给每一个人，这样做到在相互交流合作的同时又各有专攻，大大提高了科研的效率；项目后期，在电路各模块以及软件流程初步编写都基本成型的情况下，开展了深入调试。项目进行到最后，我们已取得了如下的成果：硬件方面完成了AT89C52单片机系统平台的整体搭建、负载输出控制与检测电路、键盘电路、LED电路、LCD显示的各个组件的设计，并对AT89C52单片机有了系统、深刻的认识；软件的编写完毕，并应用于电路调试，调试基本成功，得到预期成果。
2.2 系统电路研究报告
本模拟系统以AT89C52为核心，主要以AD电压采样模块、过流保护模块、USB通信模块、LCD显示模块、路灯控制模块、按键模块、环境明暗检测模块和物体检测等众多模块组成。
2.2.1系统模块介绍
2.2.1.1AD电压采样模块
通过消除电源以及外围电路中的噪声源，将会大幅度的改进数据采集设计中的防噪性能
在AD0809的电源和接地排针间具有足够高的本地高频去耦，可以更好的使
用工作系统，但是芯片的不同电源总线间可能存在噪声耦合。除了本地去耦外，还可以在单个电源总线上添加滤波电路。
（1） A/D 误差
影响ADC 信噪比的因素：理想ADC 的噪声由其固有的量化误差产生。但实际使用的ADC 是非理想器件，它的实际转换曲线与理想转换曲线之间存在偏差，表现为多种误差，如零点误差、满度误差、增益误差、积分非线性误差INL 、微分非线性误差DNL 等。另外，还有各种噪声，如热噪声、孔径抖动。而ADC 的外围电路同样会带来噪声，如ADC 输入级电路的热噪声、电源/地线上的杂波、空间电磁波干扰、外接时钟的不稳定性（导致ADC 各采样时钟沿出现时刻不确定，带来孔径抖动）等，可以把它们都等效为ADC 的上述两种内部噪声。
对于理想的ADC ，在奈奎斯特带宽内的噪声电压有效值可表示为/12q 。其表示最低位码的权值，即ADC 的量化电压，该值与输入信号的幅度与频率无关。对于一个满度的正弦波输入信号，理论上的信噪比（SNR ）可表示为
6.02 1.7610lg(/2)s SNR N dB f B =++
式中，N 是ADC 的位数，fs 是采样频率，B 是模拟输入信号的带宽。上式第三项表示增加采样频率（过采样）可提高信噪比。
实际上ADC 的误差表现为静态及动态非线性误差，并且动态误差随输入信号压摆率的增加而变大。因此实际测量的信噪比要比理论上的小一些。
ADC 输出电路：ADC 的模拟输入与数据输出之间存在少量的寄生电容，ADC 数据输出线上的噪声会通过这些寄生电容耦合到模拟输出端，导致ADC 的SNR 和有效位数ENOB 下降。为解决这一问题，可在ADC 数据输出端接一锁存器。
为减小ADC 电源的波动，应尽量降低ADC 输出端的负载电容和输出电流。在ADC 数据输出端接一锁存器可避免将其直接连在数据总线上，有效限制了其输出端的负载电容；在ADC 每一个数据输出端都串联一个电阻，可限制其输出电流。
ADC0809是CMOS 工艺，，采用逐次逼近法的8位A/D 转换芯片，28引脚双列直插式封装，片内除A/D 装换部分外还有多路模拟开关部分，多路开关有8
路模拟量输入，最多允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D 转换器进行转换。
ADC0809工作原理
ADC0809通过使用模拟开关切换，可以分时处理8路模拟量输入信号。在某一时刻，模拟开关只能与一路模拟量通道接通，对该通道进行A/D 转换。当地
址锁存信号ALE 为高电平
时，ADDA 、ADDB 、ADDC
三条线上的数据送入
ADC0809内部的地址锁存
器中，经过译码器译码后选
中某一通道。当ALE ＝0时，
地址锁存器处于锁存状态，
模拟开关始终与刚才选中的 输入通道接通。
选中通道的模拟量到达A/D 转换器时，A/D 转换器并未对其进行
A/D 转换。只有当转换启动信号端START 出现下降沿并延迟一段时间后才启动芯片进行A/D 转换， START 的上升沿复位ADC0809。
A/D 转换结束后，A/D 转换的结果(8位数字量)送到三态锁存输出缓冲器，此时A/D 转换结果还没有现在DB0～DB7八条数字量输出线上，单片机不能获取。单片机要想读到A/D 转换结果，必须使ADC0809的允许输出
控制端OE 为高电平，打开三态输了锁存器。图2-12中EOC 为转换结束输出信号。在A/D 转换期间，EOC 维持低电平，当A/D 转换结束时，EOC 变成高电平。ADC0809的START 端收到下降沿后，并不立即进行A/D 转换，而是延迟10μs 后，才开始A/D 转换。
当ADC0809用于单片机系统时，若单片机采用6MHz 的晶振，则ADC0809的时钟信号可以由单片机的ALE 经过一个二分频电路获取，这时ADC0809的时钟频率为500KHz ，A/D 转换时间为130μs [1]。
ADC0809应用
ADC0809与单片机的连接可以采用查询方式，也可采用中断方式。图2-13为中断方式连接的电路图，由于ADC0809片内有三态输出锁存器，因此可直接
图2.2.1 ADC0809时序
与单片机接口。
图2.2.2ADC0809与单片机连接
这里由P2.7和WR联合控制启动转换信号端(START)和ALE端，P2口的低三位地址线加到ADC0809的ADDA、ADDB、ADDC端，用于控制选通模拟输入通道。
启动ADC0809的工作过程是：先送通道号地址到ADDA、ADDB、ADDC，由ALE信号锁存通道号地址，后让START有效，启动A/D转换，产生WR信号，使ALE、START有效，锁存通道号并启动A/D转换。A/D转换完毕，EOC端发出一正脉冲，申请中断。中断服务程序中，产生RD信号，使OE端有效，打开输出锁存器三态门，8位数据便读入到单片机中。
2.2.1.2物体检测模块和环境明暗检测模块
图2.2.3 检测明暗模块
信号采集模块包括物体检测模块和环境明暗检测模块，两者功能如下：物体检测模块：采用红外传感器检测移动的物体时，感应的电压变化大，灵敏度比较高，经比较电路容易产生高低电平，适宜用于移动物体的检测，原理图如上。该模块需要检测小车的移动，并根据小车的移动进行路灯开关的自动控制。基于此目的采用红外传感器进行检测，当传感器检测到小车时，传感器给单片机一个信号，然后单片机对路灯进行合理控制，达到题目要求。
环境明暗检测模块：该模块需要检测环境光的变化，根据环境光的明暗进行路灯开关的自动控制。基于此要求采用由光敏电阻组成的分压电路进行检测。光敏电阻器又称光导管，特性是在特定光的照射下，其阻值迅速减小，可用于检测可见光。在不同的光强下，光敏电阻的电阻值会发生明显变化，光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光通过检测不同光强下电阻值的变化量来控制路灯的开和关[2]。
2.2.1.3 LCD显示模块
液晶是一种介于液体与固体之间的热力学的中间稳定相，其特点是在一定的温度范围内既有液体的流动性和连续性，又有晶体的各向异性，分子两头有极性。
液晶显示器LCD(Liquid Crystal Display)的驱动方式由电极引线的选择方式确定，一般有静态驱动和时分驱动两种，由于直流电压驱动LCD会使液晶体产生电解和电极老化，从而大大降低LCD的使用寿命，所以驱动方式多采用交流电压驱动。由于现有的液晶显示器通常都集成了液晶显示驱动电路，使用时直接对液晶显示驱动芯片操作即可，这里对于液晶的驱动方式就不做过多的介绍。
通常使用的LCD有两种，一种是字符型液晶显示器，一种是点阵式液晶显示器。字符型LCD能够显示字母、数字、符号等192钟ASCII码对应的字符，而点阵式液晶显示器除了能够显示字符外还能够显示中文和图形。本体统采用点阵式液晶显示器。利用点阵式液晶显示器可以实现中文的操作和提示界面，增强人机交互性，同时图形显示的引入也对设备的显示性能有极大的改善。当然，点阵式液晶的操作和控制也相应的比字符型液晶的复杂一些[3]。
图2.2.3 LCD128*64显示路灯控制模块
2.2.1.4 键盘电路模块
矩阵键盘适用于按键数量较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行列的交叉点上，一个4*4的行列结构可以构成一个含有16个按键的键盘，很明显，在按键数量较多的场合，矩阵键盘比独立键盘相比，要节省很多的I/O口。
矩阵键盘的工作原理：按键设置在行列交点上，行列线分别连接到按键开关
的两端。行线通过上拉电阻接到+5V上。平时无按键抖动时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线如果为低，则行线电平为低；列线电平如果为高，则行线电平亦为高。这一点是识别矩阵按键是否被按下的关键所在。由于矩阵键盘中行列线为多键共用，各按键均影响改键所在行和列的电平。因此各按键彼此将相互发生影响，所以必须将行、列线信号配合起来并且做适当的处理，才能确定闭合键的位置。
通过矩阵按键对系统进行一定的设置。本太阳能路灯控制系统通过键盘设定。设计为8个按键，键盘结构如图3-21所示。可根据实时需求选择LED太阳能路灯是处于何种工作模式，若选择时控模式，可通过SET按键，选择UP、DOWN、LIFT、RIGHT设定路灯系统运行的时、分，按ENTER确认，以保存设定的信息。
键盘电路设计如下图所示，为了便于设定且有直观的人机操作界面，按键相对偏多【4】。
图2.2.4 矩阵键盘
2.2.1.5 路灯控制模块
该模块采用节能的1W LED灯，当电路出现故障时，单片机通过AD采集电路采样点的电压变化量后对数据进行处理。
D4
1W LED D31W LED
R 13
150R 12150
D 4
M I S O
PA2
PA1
图2.2.5 路灯控制电路
2.2.1.6 声光报警模块
采用声光报警外接电路模块，当路灯出现故障时（灯不亮），蜂鸣器发出声光报警信号，同时报警指示灯也会点亮【5】。
R 618Q19012L1
beep VCC PD0 R 6
510D1
VCC P D 0
图2.2.6 声光报警电路
2.2.1.7 串口通信模块
max232是由德州仪器公司（TI ）推出的一款兼容RS232标准的芯片。由于电脑串口rs232电平是-10v+10v ，max232就是用来进行电平转换的，该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路 [24]。
该器件符合TIA/EIA-232-F 标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F 电平转换成5V TTL/CMOS 电平。每一个发送器将TTL/CMOS 电平转换成TIA/EIA-232-F 电平。电路连接图如下图所示【6】。
太阳能路灯说明书 1
目录 产品说明 产品介绍????????????????????????????3工作原理????????????????????????????3产品质保????????????????????????????4免责条款????????????????????????????4产品构造 主要部件????????????????????????????5产品清单????????????????????????????7储存及工作环境?????????????????????????7 LED 灯简介??????????????????????????7安装说明 安装前须知事项?????????????????????????9安装前准备???????????????????????????9安装操作流程??????????????????????????9安装注意???????????????????????????12注意项目???????????????????????????12安装顺序???????????????????????????13 安装手册 选址?????????????????????????????14地基?????????????????????????????14路灯安装 太阳能板的安装???????????????????????15 LED 灯的安装?????????????????????????15控制器的安装?????????????????????????15蓄电池的安装?????????????????????????16各部件接线??????????????????????????16路灯吊装???????????????????????????16注意事项???????????????????????????17故障处理????????????????????????17
太阳能灯具与传统灯具性价比参考资料 太阳能LED路灯与传统路灯的性能价格比（以在3公里二级公路，灯具30m，安装100杆路灯为例，以5年为期计算）。 项目名称：太阳能LED路灯(60W／24V)，传统路灯(150W／220V)。 灯具价格(套)： 太阳能路灯：120万元(12000元×100盏=120万元)。 钠灯：25万元(2500元×100盏=25万元)。 基础及安装费用： 太阳能：灯杆基础砼每盏360元，共3.6万元。安装费每盏140元，共1.4万元，共计：5万元。 钠灯：灯杆基础砼每盏360元，共3.6万元。动力井基础及设施每盏550元，共5.5万元。人工费：(其中包括：电缆敷设+土建施工+灯具安装+其它人工)总计10.75万元。辅助材料及各种机械费用：3.25万元。施工管理费：4.2万，共计27.3万元 主材料费用： 太阳能路灯：无 钠灯：地埋VV型电线电缆平均以每米160元计算，3000米×160=48万元，地埋保护穿线管平均以每米3元计算：3000米×3=0.9万元 50KVA的箱式变压器，全线共需要2台，每台15万(包括高、低压安装施工)，15万×2=30万。控制系统：0．5万元，共计：79．4万。 使用及维护费用： 太阳能路灯：五年中需更换一次蓄电池组，同一品牌的蓄电池，厂家可按30％折价回收，每盏灯再投入费用相当于1500元／盏(1500元×100盏=15万元) 钠灯：灯光源为150W钠灯，全年每晚平均工作10.5小时。 五年用电： 钠灯：150W×1.2×10.5小时×365天×5年×100盏≈34.5万度电，电价为0.8元计，合计27.6万元。五年每盏灯平均约换2.5个光源，每个光源75元，75 元×2.5×100盏≈1.9万元，五年每盏平均维修费为300元，300×100=3万元，共计：32．5万元 安全性能:工作电压为直流24V以下绝对安全，性能稳定，不会发生触电事故。 工作电压为交流电220V，比较稳定，须常年维护但存在洪涝灾害及阴雨天易发生漏电伤人事故。同时易受停电、限电影响。 节能减排：
1太阳能路灯工程施工方案 1.1编制依据 1.1.1本合同中道路照明工程要求和施工图纸。 1.1.2我公司工地现场考察和市场调查所的资料。 1.1.3本公司的企业标准和本公司类似的施工经验。 1.1.4本公司的ISO9001:2008质量管理体系和ISO14000环境体系文件。1.1.5国家颁发的现行法律、法规、以及工程质量，文明施工，安全生产的油光规定和要求。 1.1.6本工程施工中我公司将严格执行的现行道路照明、工程施工及验收的规范、规定、标注主要依据为： ●《城市道路照明工程及验收规程》CJJ89-2001 ●《城市道路照明设计标准》CJJ45-91 ●《灯具油漆涂层》QB/T 1551-1992 ●《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002 ●《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002 ●《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99 1.2主要内容 该工程主要内容包括：太阳能路灯基础施工、灯具定制、灯具安装、调试的安装调试。 1.3工期要求及相应措施 工期要求：30天 工程措施：为配合工程进度按质量如期完成任务，必须采取如下措施。 施工前，充分考虑实际图纸和现场实际情况的每一项细节问题，
做到先知先觉。 充分做好施工准备，整份多秒抢进度。 公司各部门人员密切合作。 工程环节适时相扣，相互创造条件，确保安装质量及工期。 设备材料和加工件即使进场。 1.4安装施工主要特点 我公司对该项目工程施工技术和质量要求高，该工程的基础建设、灯具安装施工须达到高质量，这就需保证基建、灯具使用的可靠性、安全性，保证基建、我公司产品及其安装三者整体与协调。 1.5主要工程量 2施工组织机构及施工人员计划 为保证在30天内顺利完成该工程任务，特制定此工程计划。
本设计基于C8051F330的PWM 限流控制器结合蓄电池充放电特性和电池伏安特性，专为LED路灯设计的充放电路。白天太阳能电池板给蓄电池充电作为供电能源，灯不亮；在晚上，蓄电池对LED路灯放电，达到照明目的。 1 太阳能路灯控制系统硬件设计 1.1 硬件组成 路灯控制电路系统如图1- 1 所示。 图1-1 路灯控制电路系统 1.2 控制器 1.2.1 充放电电路 选用C8051F330 单片机作主控制芯片，检测太阳电池电压、蓄 电池电压及充放电流等参数，并按一定算法控制MOS管的导通和关 断，达到控制路灯系统充放电的功能。 图1- 2 为控制器充放电电路图，电池板电压经R1 和R2 分压送至 A/D转换口检测，以判别光线强弱。光照充足时，电池板给蓄电池充 电。控制器实时检测蓄电池端电压，同时按设定转换点的蓄电池端电压 值，控制充电各阶段的电压转换和停充。 图1-2 充放电电路 1.2.2 MOSFET开关电路
设计中用MOSFET 实现电路通断。MOSFET 开关频率高适合作为PWM 控制充电开关。采用N 沟道MOSFET ，导通电压Vth>0，由图1- 3 实现MOSFET 驱动。R1 为基极限流电阻，C 为加速电容。当输入信号上升、下降时，R1 电阻瞬间被旁路并提供基极电流，在晶体管由导通状态变化到截止状态时能够迅速从基区取出电子（因为R1 被旁路），消除开关的时间滞后，提高开关速度。 图1-3 MOSFET 驱动电路图 1.3 电流采样电路 通过康铜丝电阻采样的电压经LM358 放大输入单片机，进行数据的处理。如下图1- 4 所示。 图1-4 电流的采样电路 回路电流在康铜丝电阻上产生的压降输入到放大器的反向输入端。其中 10-R R -U U R U R U -0V 0U -U 12032 31021==== 1.4 电源电路
安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） 毕业设计论文 基于单片机的太阳能路灯控制器设计 摘要 本论文主要完成对光伏电源LED照明控制系统进行优化设计和研究，以使系统达到稳定、操作方便、节能环保的要求。太阳能路灯智能控制器以AT89C52单片机为核心，主要由六个部分组成：太阳能电池板、蓄电池、负载（LED路灯）、控制器、测量电路、充电电路、放电/负载驱动电路。本课题的主要研究内容有：针对现有独立运行的太阳能路灯控制器的特点，实现多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和软件程序设计。 首先对太阳能路灯基本模块组成、基本功能及发展现状进行了阐述，并根据蓄电池剩余荷电容量（SOC）的数学模型和剩余荷电容量（SOC）与蓄电池的使用寿命的关系提出了单片机系统改进的控制方案，并根据实际需要提出用脉宽调制信号（PWM）来驱动和调节白光LED，可使白光LED工作于发射最纯净白光。半导体PN结技术的太阳能光伏发电技术与发光二极管(LED)照明技术，都有着环保、节能、长寿命和安全的特点。对这两项技术的高效结合进行优化研究，符合我国目前节能，环保及可持续性发展的目标。 总之，随着城市规模的不断扩大，现有的路灯技术不能达到环保节能的要求，本文采用多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和源程序设计，能有效解决LED太阳能路灯的不足。因此，本课题设计对我国LED路灯节能环保的发展有很大的现实意义。 关键词：光伏发电；剩余荷电容量；脉宽调制信号；控制系统
基于单片机的太阳能路灯控制器设计 II
太阳能路灯安装手册 一、选址 1.根据路身和灯具光源位置，选择灯具光源朝向，满足路面最大照射面积 2.太阳能路灯必须安装在光照充足且太阳能板迎光面上全天没有遮挡阴影。 3.太阳能灯具要尽量避免靠近热源，以免影响灯具寿命。 4.环境使用温度：-20至55摄氏度。以比较冷的环境下，应适当加大蓄电池容量。 5.太阳能板上方不应有直射光源。以免使灯具控制系统误识别而导致误操作。 6.太阳能路灯安装位置下方不能有其他设施（如电缆、管道等），上方不能有高压线， 架空线等。 7.安装地点必须排水顺畅，如果距离安装地点10米内有河流或水坑等低洼积水点，则 地基最少必须高于积水点最高水位， 二、地基 1.地基预埋件（地笼）安装： 2.地基坑开挖： 依据施工图纸要求在布点位置进行基坑开挖工作，并依据图纸把握好基坑距路边缘的距离、基坑的宽度、深度，基坑不能过宽、过浅，也不能过窄过深。在地下无管线等设施时可以采用机械开挖基坑，如地下有不确定的管线等设施时，必须采用人工开挖的方式。 注意事项：勘察情况，如果地表1米2皆是松软土质，那么开挖深度应加深;在立灯具的位置开挖符合图纸标准的坑，进行预埋件的定位浇注。预埋件放置在方坑正中，PVC穿管线放置在预埋件正中间，另一端放置在蓄电池储存处。注意保持预埋件、地基与原地面在同一水平面上（或螺杆顶端与原地面在同一水平面上，根据场地需要而定），有一边要与道路平行；这样方可保证灯杆树立后端正而不偏斜；然后以C20混凝土浇筑固定。 蓄电池填埋处不得有积水情况发生，地埋电池坑大约0.5m*0.5m*1m(长度和宽度因地埋箱规格而异，深度因地域而异，保证在当地冻层下 方) 3.地基浇筑： 1、混凝土粘稠度应适中，不能过稀，也不能过稠； 2、基坑在浇筑前应做好准备工作，例如基坑的高度、有无杂物，若基坑有管线应提前申报领导做好适当处理； 3、施工预埋前螺杆上裹上胶布；防止浇灌水泥污染螺杆，妨碍上螺丝。 4、混凝土凝固过程中，要定时浇水养护，待混凝土完全凝固（3-5天），才能进行吊灯安装； 5.下预埋穿线管（保护管），应设专人及时对基础出线孔对准蓄电池出线孔，上端口应位于预埋件中部，且高于混凝土预埋件5厘米（以免进水），尽量避免预埋穿线管打弯，其内径不得小于所穿钢丝软管外径的1.5倍，若保护管有弯曲时，不得小于2倍，要尽量避免
一体化太阳能路灯天使眼的好处： 天使眼一体化太阳能路灯是将高效率的太阳能电池板，8年超长寿命的锂电池（2012年由于麟盛科技全球首创技术），高光效的LED和智能控制器，PIR人体感应模组，防盗安装支架等集中于一体的太阳能路灯。 一体化太阳能路灯的好处就是安装简单，重量轻便，一般两个工人在不使用重型设备和工具的情况下，只需要一个产品中专配的扳手只要5分钟即可完成安装，安装视频详细见智能系统平台下载。 二.一体化太阳能路灯的工作原理： 传统的太阳能灯工作原理基本是一样的，只是天使眼一体化太阳能路灯不同的是，它有灯头、电池板、蓄电池、控制器系统，控制系统控制充放电模式。如果所有集成到一个灯头里面，铅酸的蓄电池就会更换成锂电池，安装简便，重量轻。 三.一体化太阳能路灯成本优势： 1. 一体化太阳能路灯最大的优势就是节省昂贵的安装施工和调试，以及产品运输费用，通常只有传统灯的1/5的成本既可，如果是出口国外，只需传统分体太阳能路灯的1/10. 2. 一体化太阳能路灯具备8年超长寿命，是全球首创锂电池管理控制技术，对比两年就需要更换的一些普通电池产品，一体化太阳能路灯今后的售后服务和部件更换的费用可大大降低，通常在8年内不需要更换电池或维护，既便在8年后需更换时，由于采用了独特的产品结构设计，在不需要技术支持和工程师的指导下，用户仅需几分钟就可以完成更换。 做太阳能路灯工程最主要是需要考虑除产品成本以外的综合成本，包括运输费用，安装调试费用，售后服务费用，维护维修的方便等等。 如何选择配置呢？（以天使眼一体化太阳能路灯为例） 1,首要要评估您使用的区域,了解其气候条件与日照条件. 2,您应用的场合是什么地方?是用于公路照明还是非公路类的,非公路类的通常是公园或小区道路等. 3,对亮度与安装是否有特殊要求?您需要安装的照明范围大概是什么样的? 以下供您参考: 一、农村应用时的选型: A,安装5-6M高度:通常选择AST3616,AST3612,AST2510,分别功率是16W,12W,10W.特点是亮度高,功率大.非常适合农村,小区,公园等人行道或宽度在8-12M的公路. B,安装4-5M高度:通常选择AST2510,,AST1808,AST2505 等,分别功率是10W,8W,5W,特点是功率中小型,性价比高. 适合农村的道路和巷道照明.适合农村,小区,公园等人行道或宽度在6-10M的公路. 二、安装评估： 安装是最简单的，只需要将一个直杆打好地基，安装即可，通常2个工人在不需要使用大型设备，也不需要技术人员指导，在5分钟内即可安装好一台路灯。
路灯安装 一、准备工作 1、拆装及组装地点选择：拆装地点应在安装地点附近，以便于组装后的运输。此外，安装地点铺有防雨布，放置因地面的凸起或细沙及污渍而造磨损、划伤及玷污等。 2、安装人员及工具：专业安装人员 3～6 名（安装任务较重时可相应增加安装人员），每人配备安装工具一套，包括万用表一块、大活口（安装地脚螺母）和小活口（安装其他各处螺母）各一把，平口螺丝刀、三角锁工装、十字螺丝刀和尖嘴钳各一把，绝缘胶布、防水胶带数卷，等。此外必须有吊车 1 辆，升降车 1 辆。 3、依照发货清单清点灯具；拆装并参照装箱清单一一核对各零部件并检查有无磕碰、磨损、变形和划伤等损坏，不合格品禁止安装； 4、灯杆组件及易磨损配件（例如太阳电池组件、灯头等）在放置时必须垫有柔软的垫物以免在安装过程中造成划伤等不必要的损坏。 5、下灯杆组件放置时，其上端处需有一铁架支撑，便于上灯杆组件的安装 二、组装 1、组装灯杆组件（上灯杆组件和下灯杆组件、灯臂组件、太阳电池组件固定结构） 1）安装灯臂：用细铁丝将下灯杆上裸露的护套线线端绑紧并用黑胶布缠裹；细铁丝的另一端穿过灯臂组件；在灯臂组件的顶端慢慢抽拉细铁丝，使得细铁丝带动护套线穿过灯臂组件， 同时灯臂组件逐渐靠近下灯杆，直至灯臂上的面板于下灯杆上的灯臂凸台对准、紧贴，然后 采用合适的螺栓紧固灯臂组件于下灯杆上；固定灯臂组件时，避免灯臂组件挤压护套线，造 成护套线线皮受损乃至切断；断开细铁丝与护套线的连接； 2）安装灯具（装有灯源）：将打开的灯具接近灯臂上端，裸露的护套线从灯具尾部穿进灯 具；拉动护套线，同时将灯具插入灯臂上，两者的重合长度为 150mm；将护套线接在灯具 部的接线端子上，接线时注意正、负极接线的正确；以灯臂为中性转动灯具，使得灯罩正 朝地面，然后将灯具固定于灯臂上；关闭灯具。
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。 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。
目录 第一章绪论 (4) 1.1研究背景、目的与意义 (4) 1.1.1新能源开发的必要性 (4) 1.1.2太阳能利用的优势 (4) 1.1.3太阳能LED路灯优势 (5) 1.1.4 系统的拓展应用 (7) 1.2 国内外应用现状 (7) 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 (9) 第二章项目完成情况及取得的创新成果 (11) 2.1概述 (11) 2.2 系统电路研究报告 (11) 2.2.1系统模块介绍 (11) 2.2.1.1 AD电压采样模块 (11) 2.2.1.2物体检测模块和环境明暗检测模块 (14) 2.2.1.3LCD显示模块 (15) 2.2.1.4键盘电路模块 (16) 2.2.1.5路灯控制模块 (17) 2.2.1.7串口通信模块 (17) 2.2.1.8 USB通信模块 (18) 2.2.1.9时钟模块 (18) 2.2.1.10电源模块 (19) 2.2.1.11过流保护 (19) 2.2.1.12太阳能电池组件及负载LED开关控制 (20)
一体化太阳能路灯 使用说明书 一．一体化太阳能路灯介绍 ◆一体化设计，集成光源，新型高容量锂电池，太阳能电池组及自动控制器一体化。 ◆安装维护便捷，无需安装电缆，无需配备专用灯杆，功能组件模块化设计，安装，维护，更换方便快捷。 ◆采用太阳能发电系统，纯绿色能源，取之不尽，用之不竭，环保最佳能源。 ◆采用高容量锂离子电池，高能量，使用寿命长，重量轻，绿色环保，不产生任何有害物质。 ◆采用LED照明光源，无漫反射效果，具有极高的光照效率，加上独特的二次光学设计，可照射到更广的区域，再次提高光照效率已达到节能目的。且LED光源具有使用寿命长，发光效率高，光色均匀等优点，也是蓝色环保最佳产品。 ◆外壳采用全铝材质，具有质量轻，抗腐蚀，耐磨等特点，保证产品适应潮湿、盐酸环境。 ◆控制系统采用工业级元器件制造，适应各种恶劣环境，并保证路灯天天亮。 ◆产品图片（长600×宽350×高65）MM。 二、性能参数 页脚内容1
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三、使用说明 1.太阳能一体化路灯工作不能离开阳光，请根据安装地的日照强度或太阳能的年辐射总量来选择合适的产品型号。在日照不足或连续阴雨天过长的地区，太阳能灯具的工作时间会缩短或不亮，此情况下建议选用带市电补偿，具有市电/太阳能双供电功能的太阳能一体化路灯。 2.太阳能一体化路灯采用长寿命锂离子电池作为储能器件，白天的充电条件为0~60℃，低于0℃时充电效率将会大大的降低，当温度回升后会恢复正常。在夜晚放电条件为-20~60℃，超出此范围将破坏电池性能，会大大缩短放电时间。使用本太阳能一体化路灯时请确认当地的极端气温不会超过上述条件。 3.太阳能一体化路灯在充满电后最长的存储期为六个月，如经过长时间的运输或存储，需要及时的进行检查，定期充电并记录，否则将会损坏电池。 4.如果在北半球安装本产品时，尽可能使太阳能板朝向南方，以获取最大的光照能量；如果是在南半球，安装时太阳板朝向北方。同时需要避开房屋、树木等障碍物的阴影，这会降低太阳能板的发电效率，导致其工作时间被缩短。 5.太阳能一体化路灯太阳能板表面的清洁程度也会影响太阳能板的发电效率，所以其表面(如灰尘、树叶、油污等)是需要被清洁的，建议定期用普通的清洁剂刷洗即可。 四、安装说明 1.选择采光最佳的位置布好灯杆，灯杆宜使用3-6m，直径50-90mm，壁厚大于 2.0mm的铁杆或钢杆。 页脚内容4
太阳能路灯配置 一系统介绍 随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀升，各种安全和污染隐患可谓是无处不在。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，在照明领域中得广泛的应用，因为太阳能照明灯有着以下几个优点。 ●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。 ●太阳能照明灯具无需电费：太阳能照明灯具是一次性投入，无任何维护成本，长期受益。 ●太阳能照明没有安全隐患：太阳能灯具是低压产品，运行安全可靠。 ●安装简单.免维护. ●节能环保,符合国家节能环保要求,响应对新能源的使用要求. ●提升城镇管理形象.树立节能降耗与新能源的城市旗帜. 太阳能照明安全无隐患、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为市政工程的建设直接带来明显可利用的优势。 太阳能照明灯是一个自动控制的工作系统，只要设定该系统的工作模式就会自动运行工作。太阳能路灯是理想的道路照明灯具，随着人们生活的提高和社会的不断发展，它将被广泛利用，使太阳赐给大地的光明在夜晚为人类照明。
不足１平方米的光伏电池板每年可发电２００余度；一个５６Ｗ的ＬＥＤ节能灯，相当于１５０Ｗ的高压钠灯，每天应用６个小时的话，一年才用１２０度电。二者倘若结合应用，电力消耗仅为传统路灯照明光源的十分之一。 据统计，我国照明用电量已占总用量的１２％。按照我国提出的“中国绿色照明工程”，照明节电已成为节能的重要方面。目前的照明节能潜力很大，一般节能方案均能达到节约２０％～３５％，按保守的数量采取２０％的计算，全国节约的电能价值非常巨大。而太阳能ＬＥＤ照明的推广应用，让“绿色照明”实现了新的跨越。 据统计，以一个中型城市为例，按有５万余盏路灯计，若全部采用太阳能ＬＥＤ路灯代替的话，则一年节电近亿度，合计７０００万元人民币，则整个城市每年节省煤炭５００００吨，减少二氧化碳排放１１００００吨。假设全球３０％的路灯转而使用太阳能ＬＥＤ集成照明系统，粗略计算这些措施可以减少２．６０亿吨全球二氧化碳排放量和４６００亿千瓦时用电量。而这些数字相当于印度的全年用电量、日本全年用电量的一半或中国全年用电量的四分之一。 以已经调查过的城市济南为例.济南市的２０００个行政村全部安装太阳能路灯，按照一个村装２０盏（３０Ｗ）来计算。发电量约为１２０万千瓦时，相当于每年可节省标准煤４８０多吨，减排灰渣约３３６吨，减排二氧化碳约９００多吨，减排二氧化硫约３６吨，减排可吸入颗粒物约６吨，真正为农村绿色生态建设做出实实在在的贡献。 1、系统基本组成简介 系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、光源、控制箱（内有控制器）等几部分构成；太阳能电池板光效效率较高，对系统的抗风设计非常有利； 蓄电池箱做地埋式设计，美观耐用、方便更换；蓄电池箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器。本系统选用阀控密封式免维护铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为“免维护电池”，有利于系统维护费用的降低；充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备（具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等）与成本控制，实现很高的性价比；
七、常见问题及处理方法： 太阳能智能充电控制器 使用说明书 一、主要特点 1.使用微处理器和专用控制算法，实现了智能控制。 2.两种负载工作模式：纯光控、常开模式，负载亮灭时间可调。 3.具有放电率修正控制，不同放电率具有不同的终止电压，符合蓄电池固有特性。 4.科学的蓄电池管理方式，当出现过放时，对蓄电池进行提升电压充电，进行一次补偿维 护，正常使用时，使用直充充电和浮充结合的充电方式，增强了蓄电池的使用寿命；同 时具有高精度温度补偿，使充电控制更加精确。 5.参数设置具有掉电保存功能，即系统模式和控制参数等重要数据均保存在芯片内部，掉 电后不丢失，使调节更加方便，系统工作更可靠。 6.充电回路采用双MOS串联式控制回路，使回路电压损失较使用二极管的电路降低近一半， 充电采用PWM模糊控制，使充电效率大幅提高，用电时间大大增加。 7.LED直观显示太阳能电池、蓄电池和负载的状态，数码管显示调节参数，让用户实时了 解系统运行状况，并且具有丰富的参数设置，用户可以根据不同使用环境设置相应的工 作模式。 8.具有过充、过放、过载保护以及独特电子短路保护与防反接保护，所有保护均不损害任 何部件，不烧保险；具有TVS防雷保护，无跳线设计，可提高系统的可靠性、耐用性。 9.所有控制全部采用工业级芯片和精密元器件，能在寒冷、高温、潮湿环境正常运行。同 时使用晶振定时控制，使定时控制更加精确。 10.使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，使用方便直观。 二、系统说明： 本控制器专为太阳能直流供电系统、太阳能直流路灯系统、小型太阳能电站系统设计，使用专用电脑芯片实现了智能化控制，所有芯片均采用工业级别，可以在恶劣的环境下使用。 对于具有12V/24V自动识别功能的型号，当控制器初次上电时，系统会进行电压识别，当数 码管显示“0”时，表示12V系统，若显示“1”则表示24V系统。同时系统具有短路、过载、 和独特的防反接保护，充满、过放自动关断、恢复等全功能保护措施，详细的充电指示、蓄 1 / 3
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1 目录 产品说明 产品介绍 (3) 工作原理 (3)
产品质保 (4) 免责条款 (4) 产品构造 主要部件 (5) 产品清单 (7) 储存及工作环境 (7) LED 灯简介 (7) 安装说明 安装前须知事项 (9) 安装前准备 (9) 安装操作流程 (9) 安装注意 (12) 注意项目 (12) 安装顺序 (13) 安装手册 选址 (14) 地基 (14) 路灯安装 太阳能板的安装 (15) LED 灯的安装 (15) 控制器的安装 (15) 蓄电池的安装 (16) 各部件接线 (16) 路灯吊装 (16) 注意事项 (17) 故障处理 (17)
2 太阳能路灯介绍 产品介绍 LED太阳能路灯是以太阳能作为电能供给用来提供夜间道路照明，采用高光效LED光源设计，具有亮度高、绿色环保、安装简便、工作稳定可靠、不敷设电缆、不消耗常规能，使用寿命长等优点，特别是本品控制器采用多重节能线路设计，拥有过充、过放、反接，自动光控装置，全面提升LED发光效率，极大节约电能。本产品白天利用太阳能电池板太阳能转换成电能给蓄电池充电，晚上蓄电池放电使LED灯发光工作，属于当今社会大力提倡利用的绿色能源产品。主要应用于城市道路、小区道路、工业园区、景观亮化、旅游风景区、公园、庭院绿化带、广场、步行街、健身休闲广场等场所的 工作原理 系统工作原理，利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白天太阳能电池板接收太阳辐射能并转化为电能转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至10lux左右、太阳能电池板开路电压左右，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。 太阳能路灯主要由太阳能电池组件、、太阳能控制器、免维护蓄电池、LED路灯、灯杆和结构件等组成。 太阳能路灯在晴天利用太阳光照发电，产生电能。控制器对蓄电池的过充、过放进行保护，并对光源的开启和亮灯时间进行控制
太阳能照明路灯和传统照明灯具的比较传统照明路灯照明 灯具太阳能路灯 太阳能照明路灯和传统照明灯具的比较 经过无数科技工作者多年的艰苦努力，太阳能应用的巨大优势和美好前景已为越来越多的人们所认可和接受。太阳能灯具作为太阳能应用的系列产品之一，一直是各方研究和关注的焦点。时至今日，在前人研究的基础上，我厂技术人员与协作厂商集思广益、刻苦攻关，在造型、亮度、价格等多方面取得了突破性进展，为太阳能灯具产品最终走到普通人身边，走向商业化应用打下了坚实基础。 为了使大家对太阳能灯具产品有更充分的认识和了解，我将太阳能道路灯具与普通道路灯具作如下对比分析: 一、经济效益分析对比经济效益分析的简单之处在于可以用数字统计的方法，清晰明了地解决问题。下面，我们以表格的形式就灯具价格、安装费用、配套费用、使用消耗、安全性能等 五个方面进行了数据计算。我们举一个对比案例。 某大学校园道路照明，需安装400W道路灯具50套，两灯平均间距40米，每天晚上亮灯5 小时，使用寿命以10 年为例，普通灯报价3500元/只，太阳能灯报价9800 元/ 套，分析对比。 普通电力道路灯具太阳能道路灯具项目数量单价合计金额项目数量单价合计金额灯具50 只3500 175000 灯具50 只9800 490000 管线铺设2200M 75 165000 配套费用175000*5% 8750 控制柜1 套5500 5500 首次投资费用354250 首次投资费用490000
400W*5H*365天*10 年*50 盏电费365000 蓄电池550 元*3 只*50 盏82500 /1000W.H*1.00 元 使用LED灯10年不光源220元*3只*50盏33000光源0坏 维护费120 元*10 年*50 盏60000 维护费免维护0 10年费用总额812250 10 年费用总额572500 安全性: 安全性: 由于普通灯具采用的能源为交流电，在某些方面十年太阳能灯具采用是低于 36V的直流电，的使用期内会出现管线老化，存在着很严重的安全隐不会出现安全问题。患。 由上表可得出以下基本结论: 1、就产品本身而言，太阳能灯具比普通灯具造价要高; 2 、本案例中，如果 将整个施工过程发生的费用考虑进去的话，安装太阳能灯具的初始投 资与普通灯具基本相当 3、规模越大，普通灯具安装的相关费用越高，其初始投资将高于太阳能灯具 4、运行费用上，普通灯具明显高于太阳能灯具，而且会越来越高（电费、人工等）。 5、使用稳定性上，太阳能灯具易受天气和使用环境影响是其弱点（可通过改变控制方式 来增强稳定性），目前不宜用在对照明要求十分严格的场所。6、太阳能灯具采用直流供电，安全性非常高，不会像普通电力灯具出现安全隐患。 7、太阳能灯具的寿命比普通电力灯具的寿命要高很多，如太阳能灯具的主要部件-- 太阳 能电池组件的使用寿命25年;低压钠灯的平均寿命1 8000小时;低压高效三基 色节能
太阳能路灯施工方案 第一章地基施工 一、灯具施工地点选择 首先对安装施工地点气候及周围环境考察，确定施工方案实施的 可行性。施工地点选择遵循以下原则： 1、安装地点四周不能有遮挡物， 确保太阳电池组件可正常采光。 2、安装地点必须排水顺畅 3、如果距安装地点10米内存在河 流、水坑等低洼积水点，则地基最低点 必须高于积水点50年内最高水位；
4、安装地点地下不能铺设有电缆、光缆等公共设施，影响施工安装。 二、太阳能路灯地基施工 地基是用来固定太阳能灯具的结构，同时它也起到放置和保护蓄电池的 作用。 因各种 太阳能灯具 高度及所受 风力大小的 不同，各种 太阳能灯具 对地基强度 均有所差 别。在施工 时，确保地 基强度及结 构达到设计 要求。
3、灯具地基施工： 1）、熟读太阳能灯具地基图纸及技术要求； 2）、拉线，划点确定灯具安装点，相邻两点直线距离误差±0.5m； 3）、清除灯具安置处的杂物，依据地基图，画线确定地基坑长度及宽度。地基长边或短边的中心线必须垂直于路面走向。； 4）、依照太阳能灯具地基图开挖地坑。地基坑深度的允许偏差为+100mm、-50mm。当土质原因等造成地坑深度与设计坑深度偏差+100mm以上时，超过的+100mm 部分可采用填土夯实处理，分层夯实深度不宜大于100mm，夯实后的密度不应低于原状土。 5）、检查地坑是否有局部软弱土层或孔穴，如若存在应挖除后用素土或灰土分层填实；抹平地坑四周； 6）、地坑底部铺一层厚度为150mm的灰土并夯实。灰土的配合比（体积比）为2：8，灰土中的土料优先采用从地坑中挖出的土，但不得含有有机杂质，使用前应过筛，其粒径不得大于15毫米。灰土施工时，应适当控制含水量，检验方法是：用手将灰土紧握成团，两指轻捏即碎为宜，如土料水分过多或不足时，应晾干或洒水润湿。灰土应拌和均匀，颜色一致，拌好后及时铺好夯实，不得隔日夯打；
基于MPPT技术的太阳能发电的路灯控制系统 2011-4-6 10:50:24 太阳能是一种清洁高效的可再生能源。在阳光充足的白天，屋顶的光伏电池将太阳能转化成电能，供人们在夜晚使用。据专家预测，到2040年，全球的光伏发电量将占世界总发电量的26％，2050年后将成为世界能源的支柱。太阳能路灯以太阳光为能源，不需要铺设复杂的管线，安全节能无污染。白天利用太阳光给蓄电池充电，晚上蓄电池提供能量带动路灯工作。路灯的关／开过程采用光控，采用最大功率跟踪技术，最大程度的吸收太阳能，提高太阳能光电池的效率，以降低路灯系统的成本。最大功点跟踪(Maximum Power PointTracking，MPPT)系统是一种通过调节电气模块的工作状态，使光伏板能够输出更多电能的电气系统。 1 硬件组成 太阳能路灯控制系统的组成如图1所示。
1.1 Buck电路及其驱动电路 Buck电路工作原理是通过斩波形式将平均输出电压予以降低，可以将输入接在光伏电池输出端，通过调节其输出电压来达到调节负载之目的，以保持光伏阵列输出电压在其最大功率点的电压和电流处。这里控制目标是输出功率为最大，调节手段是改变开关管的开通占空比。由于光伏阵列的软特性，并不是简单的增大开关管占空比就能增大光伏阵列输出功率。当Buck电路负载为蓄电池时，其构成了蓄电池充电电路，将蓄电池直接接在Buck电路的输出端，通过调节蓄电池的端电压实现蓄电池的充电控制，使用单片机智能控制方法，可以实现蓄电池的智能化充放电控制。 Buck电路为主电路，如图2所示，太阳能光伏阵列输出额定电压为35 V，输出额定电流为4.65 A，蓄电池额定电压为24 V，开关频率为80 kHz。电路工作在电流连续模式时电感量： 式中Ui为太阳能光伏电池输出电压；D为PWM脉冲占空比；f为开关频率；k为k=△I／2Io；△I为纹波电流；Io为负载上的输出电流。
学号 密级武汉大学毕业论文 太阳能路灯研究 学院：电子信息工程学院 专业：电子科学与技术 姓名： 指导老师： 二○一一年五月
BACHELOR'S DEGREE THESIS OF WUHAN UNIVERSITY Solar street lamps research College ：School of Electronic and information Engineering Subject ： Electronic science and technology Name ： Directed by ： May 2011
郑重声明 本人呈交的学位论文，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，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文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。本学位论文的知识产权归属于培养单位。 本人签名： 日期：
摘要 本文设计了一种具有时控和光控相结合的太阳能路灯控制器，利用单片机STC12C2051和时钟芯片DS1302控制路灯照明时间，利用低功耗的数据存储器AT24C02存储路灯点亮和熄灭时间，利用光敏电阻实现光电控制。傍晚光线暗时控制器自动接通路灯电源，深夜行人少时根据设置的时间熄灭路灯，早上再自动接通电源点亮路灯、天亮后自动关断。文中详细分析了控制器的电路组成和工作原理，简述了控制器的调试过程。 太阳能路灯由太阳能电池、蓄电池、高亮度LED, 控制器等部件组成，减少噪声污染：太阳能路灯运动部件很少，基本没有噪声。太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的,是人类能够自由利用的能源。在世界能源短缺、环境污染日益严重的今天，充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策。与传统的照明工具相比，超高亮白光LED照明源体积小、重量轻、方向性好并可耐各种恶劣条件，在功耗、寿命以及环保等方面有不可比拟的优越性，再加上太阳能灯具的节能性和安装简便，所以凡有工频交流电灯具的地方，LED灯具的触角就会到达。21世纪将是以固体发光材料为核心的，即以LED为代表的新型光源、绿色照明的世纪。今后。随着各国政府的高度重视和加大投入，LED必将成为本世纪极具竞争力的新型绿色环保光源而掀起一次照明领域新的革命。 关键词：太阳能电池；LED；铅酸蓄电池；时控、光控电路；充放电控制器
施工组织设计 一、编制说明 本施工组织设计依据招标文件以及国家现行的施工规范等文件编制。一旦中标，我公司将以本施工组织设计为依据，根据该工程施工图纸编制更为详细的施工组织设计以指导施工，创建安全、文明的施工现场，创造精品工程。我单位将充分利用各种有利条件，以敬业求实的工作作风，创一流的管理水平、一流的工程进度，确保工程合格，顺利完成该工程的建设任务。 1.编制依据 （1）的招标文件。 （2）我公司对类似工程的施工经验。 （3）质量验收规范等国家、行业、地方有关技术标准、规范。 序号标准名称标准代号 1 工程测量规范GB—50203—2002 2 《电气装置安装工程1KV及以下配线工程施 工及验收规范》 GB50258—96 3 《城市景观照明工程施工及验收规范》GJJ89—2001 4 《电气装置安装工程电器照明装置施工及 验收规范》 GB50258—96 5 《电气装置安装工程接地装置施工及验收 规范》 GB50169—2002 6 《城市景观照明设计标准》GJJ45—9 1 2.编制原则 1、遵循招标文件条款的原则，在编制施工组织设计文字说明及附图表中，严格做到统一标准，规范编制。 2、遵循设计文件和规范验标的原则，在编写主要项目施工方法中严格按照设计要求，执行现行施工规范和验收标准，正确组织施工，确保工程的质量、进度。 3、坚持实事求是，一切从实际出发的原则，在制定施工方案中，根据自身施工能力，施工经验，技术水平，坚持科学组织，合理安排，均衡生产，平行作业，尽量平衡施工高峰。确保高速度，高质量，高效率完成本项目的施工任务。 4、坚持施工全过程严格管理的原则，在工序施工中，严格执行监理工程师指令，尊
太阳能路灯/庭院灯安装使用说明书 承蒙选购本公司的产品，为了您和他人的安全及灯具的使用寿命，请在使用前仔细阅读本说明书并妥善保管! 严格按照说明书要求安装使用。否则系统无法正常工作或缩短使用寿命。因用户使用不当造成的损坏，公司概不负责。 太阳能灯简图 【郑重声明：太阳能灯完全依靠太阳光发电，任何情况下灯必须安装在全天能够接受阳光的地方。否则因接受不到阳光而引起的质量问题公司概不负责。】 安装、使用注意事项： 太阳能组件： ?安装时太阳能电池板必须朝正午太阳方向。安装组件时尽量轻拿轻放，严禁碰撞、敲 击，以免损坏;存放时间长的，应清理灰尘后安装。 ?太阳能电池板前不能有高大建筑物或树木等遮蔽阳光;选者无遮蔽阳光的地方安装。 ?所有螺钉接线柱等均应按标准拧紧，不能有松动晃动现象。应定期检查螺丝情况。 ?太阳能电池板应定期清理灰尘。雪天生成积雪的必须及时清理积雪。 电池： ?电池安装必须认清正负及，严禁反接。 ?安装前应做接线柱放腐蚀处理，连接点焊接或螺丝必须按规定紧固。 ?蓄电池仓周围要用做保温处理，冬季应尽量保证蓄电池有一个良好的工作温度； ?地下蓄电池仓要密封好以防进水，通风管（出线管）应畅通无阻，保持蓄电池仓内通 风、干燥。夏季如果浸水，一定打开检查，清理接线装置，每半年定期检查电池是否有极柱腐蚀现象，有的清理。有条件的可以进行电池维护。
?维修打开检修门时严禁在门口吸烟或点火，因蓄电池使用时排出少量氢气，如见明火 可能会发生危险。 光源 ?安装光源时一定分清标识。太阳能灯使用的光源一般为直流12V或24V 电压，安装 时必须分清电压与功率，必须使用匹配好的光源。 ?因光源功率不同，照明时间不同，接线时必须严格按照相应的接线示意图接线； ?维修或更换光源时，型号、功率必须与原厂配置相同，严禁更换与出厂配置不同功率、 型号的光源，或随意调整照明时间； ?因每一个照明系统都是一个独立的工作单元，开关灯时间稍有差异属正常现象。 ?双路控制的要分清光源功率，不要混接，否则蓄电池长期过放电而造成损坏；更换光 源时一定注意光源的大小，不能更换功率型号不同的产品。 ?市电互补的或风光互补的应注意附加电器的型号规格，严格按规定接线。 控制器 ?控制器属于精密电器，安装时必须做好防水，放腐蚀处理。 ?控制器在安装完毕后已经完全调节到位，禁止非专业人士对控制器调节。 ?双路双控的控制器务必链接正确，主灯和付灯的工作时间和工作灯功率务必分清。严 禁不按顺序链接。 ?控制器正常情况下不用保养，安装时应应按规定检查链接是否松动，保养时发现链接 松动的或发现连线有腐蚀现象的应拧紧或按原位置在链接。 ?控制器出现问题应通知公司检查。更换时必须更换同型号控制器并调整相应工作时 间。 太阳能灯： ?灯安装按照用户指定位置规定安装，地基必须按规定做硬化处理。所有链接螺丝按规 定紧固到位。 ?太阳能组件、蓄电池、控制器、灯、开关电源或逆变器等正、负极分清，严禁反接; ?必须安装在能整天接受阳光照射的地方，否则应采取集中供电方式，由于太阳能的特 殊性，安装工作人员有义务提醒用户，协商安装地点。若用户强制安装地点，因接受阳光不足造成的亏电或工作时间变短公司不负责任。 ?太阳能灯安装必须保证能充分接受阳光，任何在灯安装使用后发生的改变了太阳能电 池板接受阳光的情况造成的太阳能灯工作不正常公司均不负责保修。 ?太阳能等灯应定期维护，定期检查电池、电池板、灯工作情况，发现异常及时通知公 司。 普通太阳能灯保修时间分别为： 灯杆：2年电池板： 1年蓄电池 1年灯具：3 月控制器：6个月 如用户特殊配置的按指定或合同指定时间保修。例；若使用无极灯光源保修5年。锂电池保修2年，
光电互补路灯控制器与太阳能路灯控制器有何区别 光电互补LED 路灯照明系统就是以太阳能电池发电为主，以普通220V交流电补充电能为辅的路灯照明系统，采用此系统，光伏电池组和蓄电池容量可以设计得小一些，基本上是当天白天有阳光，当天就用太阳能发电同时给蓄电池充电，到天黑时蓄电池放电把负载LED 点亮。在我国大部分地区，全年基本上都有三分之二以上的晴朗天气，这样该系统全年就有三分之二以上的时间用太阳能照亮路灯，剩余时间用市电补充能量，既减小了太阳能光伏照明系统的一次性投资，又有着显着的节能减排效果，是太阳能LED路灯照明在现阶段推广和普及的有效方法。太阳能路灯用蓄电池由于频繁处于充电、放电循环中，而且会经常发生过充或深度放电等情况，因此蓄电池工作性能和循环寿命成为最受关注的问题。阀控式密闭型铅酸电池具有不需要维护、不向空气中排出氢气和酸雾、安全性好、价格低等优点，因而被广泛应用。蓄电池过充电、过放电以及蓄电池环境温度等都是影响蓄电池寿命的重要因素，所以在控制器中要重点采取保护措施。 在光电互补路灯系统中，是靠太阳能和市电互补控制器对LED 路灯进行供电的。由于太阳光随天气变化差别很大，白天太阳光强时，太阳能电池板给蓄电池充电;晚上蓄电池给负载供电。阴天时，负载用电从蓄电池取得，当蓄电池放电电压降到最低允许限度时，自动转为市电补给。蓄电池的容量对保证可靠性供电很重要，电池容量过大导致成本价格升高，容量过小，又不能充分利用太阳能达到节能的目。充电电路用来调节充电电流与电压，使太阳能电池板稳定地对蓄电池充电。由于每天在各个时段太阳能电池板所转换的太阳辐射能不同，使得太阳能电池输出的电流和电压各不相同，这就需要通过必要的充电电路来控制。系统工作时，实时检测太阳能电池板的输出电压、蓄电池的电压，并根据各个电压值的不同状况，控制太阳能电池对蓄电池充电与否，并根据设定的路灯时控或光控方式，控制LED 路灯是否点亮，以及点亮时供电方式在蓄电池和市电之间的合理切换。 该控制器控制太阳能电池板对蓄电池组充放电，实时检测蓄电池容量，并用光电互补方式对负载供电。同时阐述了太阳能LED 路灯采用光电互补技术，既能提高可靠性，又能降低成本，是目前解决太阳能LED 路灯照明的最佳选择，并根据LED路灯负载计算了蓄电池容量和太阳能电池板容量的匹配关系。 太阳能路灯控制器利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性，即不同的放电率具有不同的终了电压。具有使用了单片机和专用软件，实现了智能控制；过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制；以上保护均不损坏任何部件，不烧保险；采用了串联式PWM充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM高3%-6%，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿；直观的LED发光管指示当前电瓶状态，让用户了解使用状况；所有控制全部采用工业级芯片（仅对带I工业级控制器），能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制，定时控制精确。取消了电位器调整控制设定点，而利用了Flash存储器记录各工作控制点，使设置数字化，消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，使用极其方便直观。