的一端和AD模块5的AD_3端口连接在一起，光敏电阻RP2的一端、电阻R7的一端、AD模块5的六0_5端口连接在一起，电阻R6的另一端、电阻R7的另一端连接电源电压正极，湿敏电阻RPl的另一端和光敏电阻RP2的另一端接地。采用电阻分压的方式可同时测量空气的潮湿度和当前的光照度，并将光敏电阻RP2和湿敏电阻RPl两端的电压值经调理电路3后分别传送至ARM芯片4内部集成的AD模块5，并由ARM芯片4处理雨控模块7采集到的信息;具体地说，光照度减弱，光敏电阻RP2阻值增大，检测到的光敏电阻两端电压高于某设定值(例如:该电压设定值表示光照度为5勒克斯，电压越大，光照度越小)且大于5分钟时，打开路灯11供电电路，蓄电池2开始向路灯11供电；在碰到雨雪天气时，空气中的潮湿度导致RPl的阻值发生变化，检测到的湿敏电阻两端的电压小于某设定值(例如:该电压设定值代表空气相对湿度为85%)时触发中断，在中断函数里减小蓄电池2电压输出；当检测到的湿敏电阻RPl两端的电压值小于某一极限值(例如:该极限值代表空气相对湿度为100%)并且光敏电阻RP2两端电压高于某设定值(该设定值代表光照强度较弱)时，直接切断蓄电池2输出。
[0036]如图5所示，是本发明的其中一个通道的调理电路3示意图，调理电路3包括TL084放大器，TL084放大器的信号输入端、电容C2的一端、电阻R9的一端连接在一起，电容C2的另一端接地，电阻R9的另一端、电阻R8的一端、电容CI的一端连接在一起，电阻R8的另一端接外部电压输入信号，电容Cl的另一端、TL084放大器的信号输出端、TL084放大器的放大信号输出端连接在一起并与AD模块5连接。蓄电池电压、太阳能电池板电压、雨控模块输出电压、过充保护电路输出电压经运算放大器TL084构成的环节进行二阶有源低通滤波，滤波的带宽由外接的电阻R8，R9和Cl，C2决定。
[0037]如图6所示，是本发明的GSM模块1与ARM芯片4连接示意图，GSM模块1主要负责ARM芯片4与上位机的数据交换，提前设置好数据上报的时间周期，当发生蓄电池欠压等情况时，ARM芯片4通过其串口模块发送数据至GSM模块10，并通过GSM信号将数据发出；同理，当GSM模块10收到数据指令时，通过串口模块将数据指令发送至ARM芯片4。
[0038]如图7所示，是本发明的本地遥控模块8与ARM芯片4连接示意图，遥控模块8包括DF0038B红外接头，DF0038B红外接头的端口 I接电源电压，DF0038B红外接头的端口2、电容C3的一端、电容C4的一端、电阻R9的一端连接在一起，DF0038B红外接头的端口 3、电容C3的另一端、电容C4的另一端连接在一起并且接地，电阻R9的另一端连接ARM芯片4。其特征为:采用低成本的一体化红外接收头DF0038B，DF0038B长期处于接收状态，当接收到外界信号时，DF0038B将相应的数据信息通过1 口传输至ARM芯片4进行解码;具体地说，本地遥控模块8的按键对应不同中断服务程序的中断源，按下遥控器对应按键，进入相应的中断服务程序中，在中断函数里面调整参数，设置阈值等。
[0039 ]如图8所示，是本发明的Z i gbe e模块9连接示意图，本发明通过ARM芯片4的串口模块和Zigbee模块9相连接，具体地说，每个路灯终端相当于是一个节点，但是只有一个节点是父节点，其余都是子节点;采用逐级跳传的方式进行数据的发送和接收，即首个子节点上的ARM芯片4将对应的路灯的状态信息发送到下一子节点，下一子节点的ARM芯片4将之前子节点的信息和本节点信息进行整合，逐级传送，最后父节点通过GSM模块通过短消息的形式将整合的信息发送到上位机；同理，上位机可以将相应的控制信息发送到父节点，然后再由父节点逐级发送到各个子节点。
[0040]本发明的优点在于采用一片ARM芯片作为控制核心，完成充电/放电控制、无线组网控制、GSM通信控制、雨控功能控制、本地遥控等功能，其中，ARM芯片采用CortexM3内核单片机STM32F103系列，采用ATK-SM900A模块实现GSM通信功能，采用DF0038B实现本地遥控功能，采用Zigbee控制芯片CC2538实现无线组网功能。本发明的系统具有体积小、指令执行速度快、执行效率高等特点。
[0041]以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种基于嵌入式系统的太阳能路灯充电控制装置，其特征在于:包括ARM芯片(4)，太阳能电池板(I)和蓄电池(2)分别通过调理电路(3)连接至ARM芯片(4)上的AD模块(5)，太阳能电池板(I)和蓄电池(2)分别连接过冲保护电路(6)，过冲保护电路(6)通过调理电路(3)连接至AD模块(5)，雨控模块(7)通过调理电路(3)连接至AD模块(5)，ARM芯片(4)还分别连接本地遥控模块(8)、z igbee模块(9)和GSM模块(10); ARM芯片(4)作为核心处理单元，通过内部集成的AD模块(5)与调理电路(3)相连接，实现对调理电路(3)传来的蓄电池电压、太阳能电池板电压、雨控模块的输出电压、过充保护电路的输出电压进行采样； GSM模块(10)用于控制指令的发送和接收，且GSM模块(10)通过GSM天线将信息发送到上位机;GSM模块(10)采用ATK-SM900A模块，ARM芯片(4)通过串口模块发送控制指令和太阳能路灯设备的状态信息至GSM模块(1)，GSM模块(1)将信号发送;并且，GSM模块(1)将接收到的控制信号传输到ARM芯片(4); 雨控模块(7)用于判断空气的潮湿度和光照度，根据判断的结果相应的改变控制装置的工作方式； 本地遥控模块(8)实现本地数据的直接上传和下发;采用一体化红外接收头DF0038B来实现本地遥控功能，能够在现场直接进行数据接收和数据下发，通过遥控器直接对控制器参数进行修改； Zigbee模块(9)实现无线数据传送，负责其他各节点之间进行数据交换，并将所收到的信息发送到ARM芯片(4)，然后由ARM芯片(4)进行数据处理； 过冲保护电路用于对太阳能电池板(I)向蓄电池(2)充电的电流进行检测，防止太阳能电池板(I)充电电流过大对蓄电池(2)造成损坏。2.按照权利要求1所述一种基于嵌入式系统的太阳能路灯充电控制装置，其特征在于:所述过冲保护电路(6)包括LM324放大器，LM324放大器的电流信号输入端、电阻R2—端、电阻R4—端连接在一起，电阻R2的另一端、太阳能电池板(I)的输出电流端和电阻Rl的一端连接在一起，LM324放大器的电流信号输出端、电阻R3的一端和电阻R5的一端连接在一起，电阻R3的另一端、电阻Rl的另一端和蓄电池(2)的电流输入端连接在一起，电阻R4的另一端和LM324放大器的负极接地，LM324放大器的正极接+12V电源电压，电阻R5的另一端和LM324放大器的输出端连接至调理电路(3)。3.按照权利要求1所述一种基于嵌入式系统的太阳能路灯充电控制装置，其特征在于:所述雨控模块(7)包括湿敏电阻RPl和光敏电阻RP2，湿敏电阻RPl的一端、电阻R6的一端和AD模块(5)的AD_3端口连接在一起，光敏电阻RP2的一端、电阻R7的一端、AD模块(5)的AD_5端口连接在一起，电阻R6的另一端、电阻R7的另一端连接电源电压正极，湿敏电阻RPI的另一端和光敏电阻RP2的另一端接地。4.按照权利要求1所述一种基于嵌入式系统的太阳能路灯充电控制装置，其特征在于:所述调理电路(3)包括TL084放大器，TL084放大器的信号输入端、电容C2的一端、电阻R9的一端连接在一起，电容C2的另一端接地，电阻R9的另一端、电阻R8的一端、电容CI的一端连接在一起，电阻R8的另一端接外部电压输入信号，电容Cl的另一端、TL084放大器的信号输出端、TL084放大器的放大信号输出端连接在一起并与AD模块(5)连接。5.按照权利要求1所述一种基于嵌入式系统的太阳能路灯充电控制装置，其特征在于:本地遥控模块(8)包括DF0038B红外接头，DF0038B红外接头的端口 I接电源电压，DF0038B红外接头的端口 2、电容C3的一端、电容C4的一端、电阻R9的一端连接在一起，DF0038B红外接头的端口 3、电容C3的另一端、电容C4的另一端连接在一起并且接地，电阻R9的另一端连接ARM芯片⑷。
【专利摘要】本发明公开了一种基于嵌入式系统的太阳能路灯充电控制装置，包括ARM芯片，太阳能电池板和蓄电池分别通过调理电路连接至ARM芯片上的AD模块，太阳能电池板和蓄电池分别连接过冲保护电路，过冲保护电路通过调理电路连接至AD模块，雨控模块通过调理电路连接至AD模块，ARM芯片还分别连接本地遥控模块、zigbee模块和GSM模块。本发明的有益效果是控制方式灵活，能实现多种控制方式的选择，能根据天气的变化或用户的需求对蓄电池进行科学的管理。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN105554983
【申请号】CN201610035396
【发明人】杨洪勇, 张帅锋, 韩辅君, 刘慧霞
【申请人】鲁东大学, 山东华宇航天空间技术有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月20日