基于电力载波的太阳能路灯控制系统的研究

【摘要】：随着科学技术的不断发展,低碳环保的绿色能源被越来越多地应用到社会生活的各个方面。传统的城市路灯因其耗能高、寿命短、控制系统简单而逐渐被太阳能路灯取代。目前的太阳能路灯系统虽然解决了路灯的高能耗问题,但在系统的智能化和系统利用率方面存在缺陷。针对现状本文设计了一种基于电力载波通信的太阳能路灯控制系统,该系统结合了电力载波通信特有的优势和太阳能路灯的特点,利用电力载波通信来对整个太阳能路灯控制系统进行监控,使得控制中心能及时监测路灯的运行情况,为整个太阳能路灯的及时高效运行提供了新的解决方案。该系统能够监控路灯的工作状态,及时与控制中心保持信息联系,为工作人员提供了详细的实时的信息库。 论文首先分析了太阳能路灯与电力载波技术发展的现状和优势,在此基础上完成了电力载波的太阳能路灯系统电路总体方案设计,根据太阳能路灯系统设计原则设计了整个系统结构框图,然后根据设计要求研究并详细分析了系统各个关键模块的功能和工作原理,选择以单片机AT89C2051为核心控制器,控制整个系统工作,设计了包括系统的电源电路、载波通信模块电路、蓄电池的充放电电路、路灯的驱动电路、温度采集电路等系统的硬件电路。重点介绍了蓄电池充放电电路的设计,分析蓄电池不同的充电方式,选择PWM脉冲调制充电方式,保证蓄电池的使用寿命。通过分析研究电力载波的特性,选择适合于本系统的载波芯片。 在软件方面,研究分析太阳能路灯系统设计说明,根据系统的设计要求设计系统的软件部分,该软件实现对太阳能路灯的控制,在保证路灯正常工作同时充分发挥太阳能路灯的优势。同时根据系统功能设计要求,设计了白天与黑夜两种情况下路灯系统工作状态的流程图,在研究了蓄电池充电方式的基础上,设计了系统的充放电程序,延长蓄电池使用寿命。最后对论文工作进行总结,并为系统的进一步开发和优化提出了建议。 【关键词】：太阳能路灯 电力载波 实时监控 单片机
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 课题在国内外的研究现状11-14
• 1.2.1 太阳能路灯国内外研究现状11-12
• 1.2.2 电力载波研究的现状和存在的问题12-14
• 1.3 本文的主要内容和结构安排14-16
• 第2章 低压电力载波通信技术16-28
• 2.1 低压电力线通信技术以及特点16-17
• 2.2 低压电力线载波通信信道特征分析17-18
• 2.3 低压电力线载波调制方式18-22
• 2.3.1 窄带通信方式19-20
• 2.3.2 扩频通信方式20-21
• 2.3.3 正交频分复用(OFDM)21
• 2.3.4 电力线载波通信方式的比较21-22
• 2.4 扩频通信技术22-25
• 2.4.1 扩频通信理论基础22
• 2.4.2 扩频通信的性能特点22-23
• 2.4.3 扩频通信的分类23-25
• 2.5 电力载波芯片的介绍25-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 基于电力载波太阳能路灯系统总体设计28-34
• 3.1 系统总体设计方案28-29
• 3.1.1 系统设计原则28
• 3.1.2 系统功能设计要求28-29
• 3.2 基于电力载波太阳能路灯系统结构框图29-30
• 3.3 系统工作原理30-33
• 3.3.1 控制器作用30-31
• 3.3.2 太阳能电池组31
• 3.3.3 LED驱动线路31
• 3.3.4 蓄电池组31-32
• 3.3.5 蓄电池组的充放电控制32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 太阳能路灯系统硬件设计34-49
• 4.1 系统硬件总体设计34-35
• 4.2 微处理器的选择35
• 4.3 电源模块35-36
• 4.4 外围测控模块设计36-43
• 4.4.1 温度采集模块36-38
• 4.4.2 蓄电池电压检测电路38
• 4.4.3 太阳能板电压检测电路38-39
• 4.4.4 蓄电池充电电路39-40
• 4.4.5 放电控制模块的设计40-41
• 4.4.6 LED路灯驱动与亮度调节电路41-42
• 4.4.7 市电切换电路42-43
• 4.5 电力载波通信模块43-45
• 4.5.1 载波芯片与单片机的接口43-44
• 4.5.2 载波通信系统组成44-45
• 4.6 载波芯片参数设置45-47
• 4.6.1 单片机对SC1128读写设置45
• 4.6.2 单片机对SRAM读写设置45-46
• 4.6.3 单片机对工作状态寄存器读/写46
• 4.6.4 单片机对内置电子表的读写46-47
• 4.7 载波芯片数据接收与发送47-48
• 4.8 本章小结48-49
• 第5章 太阳能路灯系统软件设计49-58
• 5.1 系统软件设计说明49
• 5.2 总体软件流程图49-54
• 5.2.1 设计思路49-50
• 5.2.2 总体流程图50-51
• 5.2.3 白天处理程序51-52
• 5.2.4 蓄电池充电程序52-53
• 5.2.5 黑夜处理程序53-54
• 5.3 系统通信和实现54-57
• 5.3.1 载波芯片与控制器之间的通信协议54-55
• 5.3.2 单片机串行接口和波特率的设置55
• 5.3.3 接收发送程序55-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第6章 总结与展望58-60
• 6.1 全文总结58
• 6.2 下一步工作及展望58-60
• 参考文献60-63
• 致谢63

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于电力载波的智能办公系统设计    郭小丹;

LED集中式直流供电系统的载波调光及监控    陆文旭

高亮度LED太阳能路灯照明系统    陈尚伍;陈敏;钱照明;

基于LonWorks技术的教室照明节能系统研究    马蕊;

低压配电网电力线高频噪声的测量与分析    王乔晨,郭静波,王赞基

电力线高速通信技术的现状及发展    赵丙镇

改革开放30年电力线载波通信的回顾与展望    汤效军;

低压电力线载波通信面临的挑战与对策    顾海林;殷树刚;刘海林;

国内电力线载波数传模块的研发分析    易平波;朱良学;刘志英;

电力线载波通信的远程控制系统    仲元昌;刘勇;李飞;李秀珍;

基于DSP和低压电力线载波的远程温度监测系统    谢科;朱永;张亮;陈伟民;

配电网电力线高频阻抗特性分析    赵宇明,王赞基,郭静波

低压电力载波网络研究与开发    肖峰

公共照明远程监控设备的设计和实现    周文博

电力载波视频监控系统通信模块研究    陈扬

基于OFDM的低压电力线载波通信及其在智能排队系统中的应用    张凯

基于AMIS-49587的电力线载波数传模块    黄璟;

新时代的电力线通信技术    何健,杜海霞,孔令宇

配电网信道特性与自动抄表系统的设计    郭静波,王赞基

配电网信道特性与自动抄表系统的设计    李军,奚国良,李冰

家庭网络中通用电力线载波模块的设计    莫德举,刘海勇

基于OFDM的低压电力载波通讯技术及其在先进计量管理系统中的应用    李向锋;钟声;唐国亮;陈铁成;

提高电力载波效率的设计新思路    姚力;常钢;

低压PLC信道条件下DCSK系统的性能分析    王振朝;张士兵;侯惠然;

低压电力线信道特性分析    王翥;孙嘉宁;

欧洲电力线智能计量发展标准简介    朱满军;王斌;陶维青;汪丽丽;

IP 网络技术在电能表数据采集系统中的应用    王金芝;郝为民;钟鸣;赵羡龙;

载波抄表系统中几种问题的探讨    唐悦;

低压电力线载波通信自适应控制技术分析    渠晓峰;李建岐;王立城;王智慧;赵涛;

10kV电力线特性分析与研究    郭忠涛;谢志远;

基于超级电容器储能的太阳能路灯系统设计    杨子龙;王环;彭燕昌;许洪华;

基于自适应OFDM的电力线高速数据通信关键技术研究    张旭辉

基于智能传感器阵列的大型风洞机组振动监测研究    仲元昌

智能化小区电力线信息传输问题的研究    张在玲

户用光伏建筑一体化发电系统及太阳能半导体照明技术研究    陈维

汽车电力线载波通信信道特性研究    陈文芗

基于重构算法和码距反馈的电力线通信网络可靠性研究    牟英峰

面向10kV配电网运行监测的电力线通信关键技术研究    谢志远

低压配电网电力线载波通信动态组网方法研究    戚佳金

潜油电泵机组状态监测与辨识方法研究    董振刚

PWM逆变器的控制及并联运行控制研究    何中一

低压电力线OFDM系统中信道估计技术的研究    孔雪艳

低压电力线OFDM系统信道估计的研究    周超

基于虚拟仪器的低压电力载波通信检测研究    赵圣江

基于双层无线通讯网络的路灯分层节能监控系统的研究    赵英

宽带电力线通信对无线电通信的影响及其频带的管理    谭恺

基于FPGA的宽带电力线通信调制解调软核设计    王博

能耗拆分算法在大型公建分项监测系统中的应用研究    王莎

智能配用电网通信方式研究    刘丽榕

基于OFDM的电力线远程路灯控制模块设计    赵少卓

基于PLC的嵌入式家居视频监控系统    刘瑶

基于电力线载波通信技术的抄表通信模块设计    王振朝;郭伟东;王伊瑾;

城市道路照明节电的供电电压及最优控制    张万奎;丁跃浇;

51兼容载波通信单片机PL3105的通信软件设计    张瑞红

基于PL3201芯片的电力线载波通信技术应用    张记凯;魏学业;张志忠;

电力线载波技术的发展和应用    王永生;王强;

LED调光的可控硅与有关问题    路秋生;

基于ZigBee的LED节能街灯控制系统    王海涛;朱兆优;

浅谈GPRS技术在配电监控系统中的应用    太淑玲;

城市路灯饰灯远程智能监控系统的设计与实现    唐桂忠,张广明,赵亚琴,丁圭准

基于单片机和电力载波的学生宿舍用电管理系统    李爱秋;季昌瑞;

基于现场总线的LED智能驱动器系统研究    刘世俊

低压电力载波网络MAC协议的研究    黄德健

基于电力载波技术的LED路灯监控系统研制    高伟

基于电力线载波通信技术的照明控制系统的设计    俞天白

基于PL3200的电力载波通信系统的研究    崔爱霞

基于PL3201的多功能电能表设计    张记凯

智能远程抄表与检测系统研制    乔先科

低压电力线载波通信方法的研究    倪宝龙

智能路灯监控防盗系统设计    赵彬

LED集中直流供电系统的通信及调光控制研究    张雪霁

RS码的一种新的译码算法    欧智明，王承恕

教学楼智能照明系统的设计与实现    凌振宝;邹得宝;徐民;

电力线载波通信实现数据及话音的传输    姚振东,卢强

基于嵌入式网络视频监控系统的设计    王刚;赵跃龙;

低压电力线载波通信的接口电路设计    仲元昌,曾孝平

自适应帧同步器的设计与实现    周阳;周俊;

新时代的电力线通信技术    何健,杜海霞,孔令宇

电力线载波中的超窄带通信技术    郑黎明,王书柢,姜桐

温度传感器DS18B20的特性及程序设计方法    刘鸣,车立新,陈兴梧,赵煜

低压电力线载波通讯信道的分析与载波信号注入耦合电路的设计    李建坤,徐政勋

基于电力线载波扩频技术的智能家庭系统的研究    杨清翔

基于扩频技术的低压电力线通信板的研究    周强

基于PIC单片机的太阳能路灯控制器    李晶;张维戈;王健强;

太阳能路灯系统的仿真研究    张军朝;

太阳能路灯充放电控制器的设计    朱德海;胡西多;陈少文;曾志峰;彭晓兰;卢柱荣;陈自发;胡晓斌;祝炳忠;

无线测控技术在太阳能路灯综合管理中的应用    孙滨;郭瑞;付华;李楠;

基于GSM的太阳能路灯联网监控系统研究    王贝贝;龚威;苏刚;潘雷;

太阳能大功率LED路灯的设计    马福昌;霍永涛;马珺;

    

    

    

    

太阳能路灯工程的经验和体会    王贵录;陈子平;彭路明;柳根;王斯成;

基于超级电容器储能的太阳能路灯系统设计    杨子龙;王环;彭燕昌;许洪华;

接力式通信在太阳能路灯线路监控系统中的应用    黄志强;罗存;

基于ZigBee技术的太阳能路灯监控系统    黄晓;保延翔;王喜文;代胜勇;

谈太阳能路灯原理    胡昊伟;黄敏;

基于WSN的太阳能路灯远程监控系统    庞兆磊;王雷;杜晓通;

LED太阳能路灯的优化设计与实现    苗洪利

太阳能照明线路及逆变上网监控系统的研究与实现    申蕾

太阳能路灯系统控制器研究及设计    刘鑫

智能型太阳能路灯控制器的应用研究    王禹

网络化智能型太阳能路灯控制器的研发    庞大钧

基于无线网络的太阳能路灯自动控制系统的设计    梁伟伟

基于太阳能的嵌入式路灯控制系统的研究与应用    刘春

基于电力载波的太阳能路灯控制系统的研究    程磊