基于單片機控制的太陽能供電地下停車場照明控制系統設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 天津城市建設學院本科畢業設計說明書基于單片機控制的太陽能供電地下停車場照明系統設計Design of the SolarPowered Underground Parking Lighting System Based on Microcontroller Control摘 要在這個科技飛速發展的時代，能源是人類經濟及文化活動的動力來源。隨著經濟的發展、人口的增加和社會生活水平的提高，未來世界能源消費量將持續增長，世界上的化石能源消費總量總有一天將達到極限。開發利用可再生能源和各種綠色能源以實現可持續發展是人類必須采取的措施。從能源供應的諸多因素考慮，太陽能無疑是符合可持續發展戰略的理想的綠色能源。隨著城市的不斷發展，人口的急劇增加，人均擁有車輛數的增大，停車問題越發嚴峻。停車場也逐漸的朝地下空間發展。然而地下停車場的照明又給社會增添了新的煩惱。為此，提供一個合理的地下照明系統是時代發展的迫切要求。本設計采用LED燈具作為系統的照明光源，采用太陽能光伏發電與市電交互為LED燈具供電的方式提供供電電源。使用節能燈具減少了能源的浪費，利用太陽能發電供電，減少了火力發電等造成的大氣污染的問題。本設計采用單片機AT89S51作為系統的主控制單元，重點設計了太陽能發電系統最大功率點跟蹤控制電路的設計。并且通過采集太陽能發電系統蓄電池及太陽能電池板兩端的電壓，實現火電與太陽能發電兩種供電方式的自動切換。并對太陽能發電系統中，太陽能電池在工作時，隨著日照強度、環境溫度的不同，輸出功率不同的問題，為了提高發電系統效率，單片機通過采樣電壓和電流，通過對功率的計算，實現對太陽能電池的最大功率點的跟蹤，確保充分的利用太陽能。本系統智能化的完成了以太陽能發電、LED為燈具的照明系統的設計，經濟、實用。關鍵字：能源；太陽能光伏發電；LED照明；DCDC；MPPT；單片機AT89S51ABSTRACTIn this technological era of rapid development, energy is the driving force of human economic and cultural activities. With economic development, population growth and social improvement of living standards, the future world energy consumption will continue to grow, the total consumption of fossil fuels in the world one day will reach the limit. The development and utilization of renewable energy and green energy in order to achieve sustainable development of mankind must take measures. From the energy supply of many factors to consider, solar green energy is undoubtedly the ideal of sustainable development strategy.With the continuous development of the city, the rapid population increase, per capita number of vehicles increases, more and more severe parking problems. The development of parking lot gradually toward the underground space. However, the underground car park lighting gave the munity has added a new worry. To this end, an underground lighting system is an urgent requirement of the times.This design uses LED lighting as the lighting system, solar photovoltaic power generation and electricity interact to provide a power supply for LED lamps powered. Use of energy saving lamps to reduce energy waste, the use of solar power generation and distribution, to reduce atmospheric pollution caused by the thermal power and other issues.This design uses a microcontroller AT89S51 as the main control unit, focused on the design of a solar power system maximum power point tracking control circuit design. And by collecting solar power system battery and the voltage across the solar panels, thermal power and solar power two kinds of power supply automatically switches. And solar power systems, solar cells at work, with the sunlight intensity, environmental temperature, output power, in order to improve the efficiency of power generation systems, microcontroller by sampling the voltage and current through the calculation of the power to achieve the solar cell maximum power point tracking to ensure full use of solar energy. This intelligent pletion of the design of lighting systems, solar power, LED lamps, economical and practical.Key words: Energy。 solar photovoltaic。 LED lighting。 the DCDC。 the MPPT。 icrocontroller AT89S51目 錄第1章 光伏發電和LED照明概述 1 1 1 2 2 3 4 4 5 LED照明 6 LED（Lighting Emitting Diode）照明定義 6 LED照明原理 6 LED照明適用范圍 6 LED照明的現狀及發展前景 6第2章 MPPT控制部分與DC/DC變換 8 8 9 9 10 11 DC/DC變換器 11 12 12 14 14第3章 主要設備的選擇 16 16 16 16 18 20 20 21 21第4章 系統硬件設計 23 23 23 23 24 DCDC控制電路設計(充電電路) 25 27 27 27 A/D轉換電路 28 29第5章 系統軟件設計 31 31 32 32 32 33 AD轉換流程圖 35致 謝 36參考文獻 37第1章 光伏發電和LED照明概述全球煤炭、石油、天然氣等能源的消耗不斷增加，引發了一系列的環境污染和資源短缺等問題。在這個世紀以前，我們能夠使用能源都局限在一次能源上，如煤、CH4和石油。這些一次能源都是經過很長時間，太陽能通過各種轉換，被地球上各個角落的生物儲存起來。但是人類已經在這個星球上生活在了數千年，在這數千年里，這些能源無時無刻不在被人類消耗著，而且留給我們及后代所要使用能源已經不多了。隨著全球經濟的不斷發展、不斷增加的人口數以及人們生活質量的不斷改善，將來全球能源消耗數目將繼續增長，地球上可用的化石能源必將會被消耗殆盡[[] 張耀明.《人類理想能源太陽能發電》[J].北京：中國建設動態：陽光能源，2003.]。當前，森林被大面積砍伐，礦物能源被大量使用，全球日均產生近1109TCO2，造成大氣二氧化碳的含量上升，大氣已經被嚴重的污染。若不采取措施，溫室效應也將加劇，全球逐漸變暖，南極和北極的冰山必將被融化，后果就是可能造成海平面上漲，1/4的人類社會環境便會由此承受巨大危險。面對以上情況，如何讓可持續發展成為現實，探索開發能夠再利用的能源以及其他綠色新能源便成為了人類亟待解決的問題。從能源提供的多方面因素著眼，太陽能毫無疑義的成為理想的綠色新能源。太陽能即將成為新世紀極為重要的能源之一，已經得到世界能源專家們肯定。通過和常規發電技術比較，太陽能發電具有①可無限使用；②不會造成危害、穩定性好，沒有噪聲，沒有向環境排放污染，無公害；③可以安裝在各個角落，而且可以安裝在不影響人類生活的地方優勢；④不用使用燃料以及譜架線路便可以立刻發電供電；⑤能源質量高；⑥消費者從情感上易采納；⑦很短的建設時間，能源利用獲取時間短等優勢。而且，硅作為光伏電池的主要原料存儲量極為豐富，并且伴著太陽電池研究技術的不斷發展以及轉換效率的持續改善和與它關聯系統科技技術的不斷成熟，產業成本費用己經呈現急劇走低的勢頭。據此預見，太陽能發電在全球的未來發展中勢必會占據主導地位[[] 黃亞平.《太陽能光伏發電研究現狀與發展前景探討》[M]. 北京：人民郵電出版社，2007.]。所以，利用光伏發電是兼開發利用可再生新能源、生態環境不斷改善、人民生活條件不斷提高綜合性的