基于嵌入式的分布式太阳能照明系统

【摘要】：智能化、分布式太阳能照明系统是当前提倡环保、节能大背景下的一项重要应用技术。基于嵌入式的分布式太阳能照明系统融合了嵌入式技术、传感器技术、网络技术。随着相关领域的技术进步,太阳能照明系统的稳定性与经济性得到大幅度提高,更具有实用价值。 本文以NXP公司生产的Contex M0LPC11C14为核心控制器,结合目前应用越来越广泛的LED照明,设计了基于分布式的太阳能照明控制系统。为提高太阳能的转换效率,设计了角度跟踪电路,利用太阳能对蓄电池充电,为LED照明电路提供电源,并利用PID控制提高了系统工作稳定性。加入了市电互补电路,防止长期无光照条件下储能不足时,LED无法正常工作。利用周立功公司生产的CTM1050T设计了CAN总线接口,可以完成CAN总线数据收发,实现了网络化远程控制。 在硬件设计中尽量采用近期上市的新型集成IC,电路设计得到简化,性能优良,大大减少了系统电路体积、功耗及成本,且具有较好的扩展性。软件设计采用的算法简单可靠,系统运行稳定。 本文设计的太阳能照明系统,理论与实践相结合,硬件与软件相结合,原理与实用技术相结合。制作的测试样机工作稳定可靠,基本达到设计要求。 【关键词】：嵌入式 太阳能照明 LPC11C14 角度跟踪 市电互补
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM923.4;TP368.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 课题研究背景及意义7-8
• 1.2 太阳能照明的研究现状8-13
• 1.2.1 太阳能的控制器8-9
• 1.2.2 太阳能的跟踪控制9-10
• 1.2.3 太阳能的分布式控制10-11
• 1.2.4 太阳能、市电互补供电11-13
• 1.3 本文的研究内容及任务13-15
• 第二章 嵌入式微控制器15-22
• 2.1 LPC11C14简介15-16
• 2.2 LPC11C14开发平台16-18
• 2.2.1 Tiny M016-17
• 2.2.2 TKStudio IDE17-18
• 2.3 LPC11C14最小系统18-22
• 2.3.1 电源系统18-19
• 2.3.2 时钟电路19-20
• 2.3.3 复位电路20
• 2.3.4 调试接口20-21
• 2.3.5 完整最小系统21-22
• 第三章 硬件结构22-36
• 3.1 硬件系统结构22-23
• 3.2 角度跟踪电路23-25
• 3.2.1 角度跟踪原理23
• 3.2.2 信号采集放大电路23-24
• 3.2.3 步进电机和驱动电路24-25
• 3.3 充电电路25-30
• 3.3.1 蓄电池的充电26-27
• 3.3.2 UC3906简介27-29
• 3.3.3 充电电路设计29-30
• 3.4 供电结构30-33
• 3.4.1 供电系统结构31
• 3.4.2 太阳能、市电互补照明控制31-32
• 3.4.3 12V直流电源32-33
• 3.4.4 5V和3.3V直流电源33
• 3.5 CAN总线接口33-36
• 第四章 软件流程与控制算法36-55
• 4.1 系统控制流程36-37
• 4.1.1 软件设计功能36
• 4.1.2 软件流程36-37
• 4.2 角度跟踪算法37-47
• 4.2.1 A/D转换37-41
• 4.2.2 PID控制算法41-44
• 4.2.3 步进电机控制44-47
• 4.3 电源控制47-50
• 4.4 CAN总线数据收发50-55
• 第五章 总结55-56
• 5.1 本文获得的成果和创新55
• 5.2 进一步工作55-56
• 参考文献56-57
• 致谢57-59
• 附录A 最小系统完整原理图59-60
• 附录B 硬件电路电路图60-61

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