太阳能LED路灯智能控制系统技术研究

【摘要】： 太阳能LED路灯系统是一种独立运行的光伏系统,由太阳能电池、蓄电池、LED路灯、充电电路、放电/驱动电路、控制器六个部分组成。 而蓄电池是太阳能LED路灯系统中混合动力系统的重要部分之一,因此它的剩余荷电容量(SOC)对系统的稳定性也有重大影响。 太阳能LED路灯系统在控制器的控制下,白天太阳能电池通过充电电路向蓄电池充电,夜间蓄电池放电驱动LED路灯,所以控制器的设计是非常重要的。如果蓄电池经常过放或过充,会造成蓄电池寿命大大缩短。 针对这种问题,在论文中我们采用分段多点监控法去监控蓄电池剩余荷电容量(SOC)的充电/放电法,在放电过程中象控制器在充电过程中一样,分段多点监控,在不同的阶段用不同宽度的PWM信号输出控制,有效避免了过放。 最后设计了太阳能控制器的硬件和系统的控制软件。 当大量使用独立运行的太阳能LED路灯,需要及时准确的了解各路灯的运行状态,因此本文设计了基于CAN总线的网络化解决方案。 设计实现了路灯控制器上的CAN总线硬件接口,还实现了上位机监测。 【关键词】：剩余荷电容量(SOC) 过充 过放 脉宽调制 CAN总线
【学位授予单位】：大庆石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP273.5;TM923
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 创新点摘要6-9
• 第一章 概述9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 太阳能路灯系统组成、工作原理与发展现状9-10
• 1.3 太阳能路灯系统设计的关键技术10-13
• 1.4 改进控制方案与设计思路13-14
• 1.5 本文组织结构及课题意义14-15
• 第二章 独立运行太阳能LED 路灯控制器软硬件设计15-35
• 2.1 太阳能LED 路灯系统简介15-16
• 2.2 太阳能LED 路灯控制器功能模块概述16-17
• 2.3 电源模块设计17-19
• 2.4 I/O 控制部分软硬件设计19-32
• 2.4.1 电压采样模块设计19-20
• 2.4.2 温度采样模块20-23
• 2.4.3 时钟电路的设计23-26
• 2.4.4 充电控制模块26-27
• 2.4.5 放电控制模块的设计27-28
• 2.4.6 LED 路灯驱动与亮度调节电路28-29
• 2.4.7 单片机实现脉宽调制信号（PWM）输出的软硬件设计29-32
• 2.5 独立运行太阳能LED 路灯控制器固件程序总流程32-35
• 第三章 太阳能路灯控制器CAN 总线通信模块设计35-52
• 3.1 太阳能LED 路灯网络化监控需求35
• 3.2 CAN 总线简介35-38
• 3.3 太阳能路灯监控制器CAN 总线通信接口硬件设计38-40
• 3.3.1 CAN 总线接口部分硬件设计39
• 3.3.2 太阳能路灯控制器CAN 总线地址译码电路39-40
• 3.4 太阳能路灯控制器CAN 总线通信程序设计40-52
• 3.4.1 CAN 总线控制器SJA1000 初始化41-45
• 3.4.2 CAN 总线发送程序45-46
• 3.4.3 CAN 总线接收程序46-52
• 第四章 基于CAN 总线太阳能LED 路灯上位机监测系统52-69
• 4.1 上位机监测系统硬件组成52-54
• 4.1.1 PCI-5121 智能CAN 总线数据采集卡52-53
• 4.1.2 智能采集卡的安装53-54
• 4.2 CAN 总线高层协议——CANOPEN54-63
• 4.2.1 CANopen 协议简介54-55
• 4.2.2 CANopen 协议具体内容55-63
• 4.2.3 关于CANopen 协议总结63
• 4.3 监测软件系统设计63-67
• 4.3.1 监测软件基本结构63-64
• 4.3.2 数据通信的实现64-67
• 4.4 太阳能LED 路灯控制系统相关实验及应用67-69
• 结论69-70
• 参考文献70-73
• 发表文章目录73-74
• 致谢74-75
• 详细摘要75-80

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