专利名称：基于单片机控制的太阳能led路灯照明系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统。
背景技术：
由于经济的高速发展，导致诸如煤炭、石油等不可再生资源的枯竭，节约资源和保护环境逐渐成为向集约型社会发展的重要标杆；与此同时，国家大力倡导新型环保型能源的开发。以往出现过许多利用太阳能发电的路灯，然而，这些路灯只是单纯改变了路灯的供电方式，对于路灯的形式结构也没有大的改进。
实用新型内容本实用新型实施例的目的在于提出一种基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，能够有效解决现有技术中存在的上述技术问题。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，包括蓄电池组、主控制模块、数据采集模块、光电感应模块、过充电控制模块、过放电控制模块、显示模块和遥控模块；数据采集模块，电连接于蓄电池组 两端，采集蓄电池组的电压值并将其转化为数字量传输到主控制模块上；光电感应模块，与所述主控制模块电连接；过充电控制模块，设置在蓄电池组的充电电路上，并与所述主控制模块电连接；过放电控制模块，设置在蓄电池组的放电电路上，并与所述主控制模块电连接；显示模块，与所述主控制模块电连接。优选地，所述主控制模块，采用单片机控制器。优选地，所述数据采集模块，内部设置有AD转换芯片；AD转换芯片的一个数据输入管脚，用于接收蓄电池组的模拟电压值;AD转换芯片的八个数据输出管脚分别与单片机控制器PO 口各管脚对应连接；AD转换芯片的CLOCK管脚与单片机控制器的ALE管脚连接；AD转换芯片的OE管脚与单片机控制器的P2.5管脚连接；AD转换芯片的START管脚与单片机控制器的P2.4管脚连接；AD转换芯片的ALE管脚与单片机控制器的P2.3管脚连接；AD转换芯片的三个模拟通道地址管脚分别与单片机控制器的P2.2、P2.1、P2.0管脚连接，用于选择所述AD转换芯片的数据输入管脚。优选地，所述蓄电池组放电电路的控制端子连接到单片机控制器的P2.7管脚上；蓄电池组充电电路的控制端子连接到单片机控制器的P2.6管脚上。优选地，所述光电感应模块，内部设置有一个串联的光敏电阻和固定电阻；当固定电阻的分压值小于单片机控制器的设定值时，P2.7管脚输出高电平，放电电路工作，当固定电阻的分压值大于单片机控制器的设定值时，P2.7管脚输出低电平，放电电路不工作。优选地，所述过充电控制模块，内部设置有第一继电器，第一继电器连接到所述充电电路上；当数据采集模块采集到蓄电池组的充电电压高于设定值时，P2.6管脚输出低电平，充电电路不工作。优选地，所述过放电控制模块，内部设置有第二继电器，第二继电器连接到所述放电电路上；当数据采集模块采集到蓄电池组的放电电压高于设定值时，P2.7管脚输出低电平，放电电路不工作。优选地，所述显示模块，内部设置有四个数码管，每个数码管的八个数据输入管脚分别与单片机控制器Pl 口各管脚对应连接，所述的四个数码管的位选管脚分别与单片机控制器P3 口的其中四个管脚连接。优选地，所述遥控模块，与单片机控制器之间采用无线通信连接并控制P2.7管脚输出高电平或低电平，实现人为控制开灯或关灯的目的。本实用新型的优点是:本实用新型结构简单，采用数字显示电压值，无触点充放电控制，外界随时遥控LED灯的亮灭，可据外界光线的强度开灯或关灯，一定时间可定时为灭灯状态；本实用新型充分且可行的利用太阳能进行供电，节约了大量能源，对LED路灯照明系统实现了智能化控制，具有较强的实用性。
图1为本实用新型实施例中基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统的结构框图；图2为图1中主控制模块与数据采集模块的硬件结构图；图3为图1中过充电控制模块和过放电控制模块的硬件结构图；图4为图1中显示模块的硬件电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施方式
对本实用新型作进一步说明:结合图1所示，基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，包括蓄电池组、主控制模块、数据采集模块、光电感应模块、过充电控制模块、过放电控制模块、显示模块和遥控模块；数据采集模块，电连接于蓄电池组两端；光电感应模块，与所述主控制模块电连接；过充电控制模块，设置在蓄电池组的充电电路上，并与所述主控制模块电连接；过放电控制模块，设置在蓄电池组的放电电路上，并与所述主控制模块电连接；显示模块，与所述主控制丰吴块电连接。主控制模块，主要负责数据处理与外部电路控制；数据采集模块，主要用于采集蓄电池两端的电压并将其转化为数字量输出；显示模块，主要用于显示当前电压和时间；过充电控制模块，主要用于避免蓄电池被过度充电而损坏；过放电控制模块，主要用于避免蓄电池过度放电而损坏；光电感应模块，主要用于根据白天和晚上的亮度提示主控制模块自动启动和关闭LED灯；遥控模块，主要用于实现对LED灯的人为控制。结合图1、图2所示，主控制模块，采用8051系列单片机控制器。数据采集模块，内部设置有AD转换芯片，优选采用A/D0809芯片。其中单片机Pl 口向显示模块发送显示数据；P0 口连接A/D0809芯片数据输出端，用于接收蓄电池组的模拟电压值；ALE(30管脚)连接A/D0809的CLOCK管脚，用于给A/D0809提供时钟信号；P2.7、P2.6分别连接到放电电路、充电电路的控制端子上，通过这两个管脚的高低电平变化，对充电电路或放电电路进行过充/过放控制；P2.5连接A/D0809的OE端，用于控制A/D0809转换输出允许；P2.4连接A/D0809的转换启动端START，用于控制AD转换启动信号；P2.3连接A/D0809地址锁存端ALE，用于控制地址锁存信号；P2.0、P2.1、P2.2连接A/D0809模拟通道地址端ADDA、ADDB,ADDC,用于对模拟通道进行选择。主控制模块功能实现:单片机通过P2.0、P2.1、P2.2控制A/D0809ADDA、ADDB, ADDC,选择A/D0809模拟输入INO端作为模拟信号输入管脚Analog，A/D0809通过内部AD转换，将模拟电压信号转换成数字信号，并通过数据口传送给单片机，单片机通过一系列处理控制显示模块显示以及充电和放电控制。结合图1、图3所示,蓄电池组放电电路的控制端子uncharge连接到单片机控制器的P2.7管脚上；蓄电池组充电电路的控制端子charge连接到单片机控制器的P2.6管脚上。过充电控制是在蓄电池组处于过充状态时断开充电电路，过放电控制是在蓄电池处于过放状态时断开放电电路。过充、过放控制都是为了保护蓄电池，延长蓄电池的使用寿命。过充、过放判断的依据主要是蓄电池电压的高低。其功能实现:过充电控制模块中将继电器Jl的开关串联在充电电路中，当白天有太阳光时处于正常充电状态时，由太阳能板吸热经继电器开关常闭点向蓄电池组充电，当蓄电池组的端电压高于26V时,认为蓄电池组处于过充状态,单片机向P2.6管脚送出一个低电平，使得第一继电器线圈Jl通电，则继电器常闭点断开，常开点闭合，充电电路断开，过充指示灯亮，停止向蓄电池充电，达到过充电保护功能。过放控制电路中将第二继电器J2的开关串联在放电电路中，当处于正常放电状态时，放电电路正常工作。在晚上由蓄电池组向负载供电时，当蓄电池组的电压低于10.3V时，认为蓄电池组处于过放状态，此时单片机向P2.7管脚送一个低电平，使得第二继电器线圈J2通电，继电器开关由常闭点转到常开点，放电电路就断开，过放指示灯亮，停止向负载供电，达到过放电保护功能。光电感应模块，内部设置有一个串联的光敏电阻和固定电阻。利用通常情况下单片机低电平应低于0.8V的特点，结合光敏电阻受光照影响电阻变化灵敏的特点，通过检测固定电阻的分压值来检测白天与黑夜。当黑夜时设计固定电阻的分压值为0.8V以下，SP单片机引脚低电平值范围，此时通过单片机给P2.7送高电平，使放电电路工作，LED正常工作，否则LED熄灭。结合图1、图4所示，显示模块，内部设置有四个数码管，每个数码管的八个数据输入管脚分别与单片机控制器Pi 口各管脚对应连接，所述的四个数码管的位选管脚分别与单片机控制器P3 口的其中四个管脚连接。本实用新型中，采用单片机并行口显示，由741s373作为数码管驱动和位选电路，数码管用于显示当前时间和当前电压。741s373位选端LEl、LE2、LE3、LE4分别接单片机的P3.4、P3.5、P3.6、P3.7端口，单片机通过每次选择741s373的一位位选，选择当前显示的数码管送入显示编码，然后选择另外一位位选，送入显示编码，依次类推，实现数码管静态显示。遥控模块与单片机控制器之间采用无线通信连接并控制P2.7管脚输出高电平或低电平，实现人为控制开灯或关灯的目的。当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
权利要求1.基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，包括蓄电池组、主控制模块、数据采集模块、光电感应模块、过充电控制模块、过放电控制模块、显示模块和遥控模块；数据采集模块，电连接于蓄电池组两端，采集蓄电池组的电压值并将其转化为数字量传输到主控制模块上；光电感应模块，与所述主控制模块电连接；过充电控制模块，设置在蓄电池组的充电电路上，并与所述主控制模块电连接；过放电控制模块，设置在蓄电池组的放电电路上，并与所述主控制模块电连接；显示模块，与所述主控制模块电连接。
2.根据权利要求1所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述主控制模块，采用单片机控制器。
3.根据权利要求2所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述数据采集模块，内部设置有AD转换芯片；AD转换芯片的一个数据输入管脚，用于接收蓄电池组的模拟电压值；AD转换芯片的八个数据输出管脚分别与单片机控制器PO 口各管脚对应连接；AD转换芯片的CLOCK管脚与单片机控制器的ALE管脚连接；AD转换芯片的OE管脚与单片机控制器的P2.5管脚连接；AD转换芯片的START管脚与单片机控制器的P2.4管脚连接；AD转换芯片的ALE管脚与单片机控制器的P2.3管脚连接。
4.根据权利要求2所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述蓄电池组放电电路的控制端子连接到单片机控制器的P2.7管脚上；蓄电池组充电电路的控制端子连接到单片机控制器的P2.6管脚上。
5.根据权利要求4所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述光电感应模块，内部设置有一个串联的光敏电阻和固定电阻；当固定电阻的分压值小于单片机控制器的设定值时，P2.7管脚输出高电平，放电电路工作，当固定电阻的分压值大于单片机控制器的设定值时，P2.7管脚输出低电平，放电电路不工作。
6.根据权利要求2所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述过充电控制模块，内部设置有第一继电器，第一继电器连接到所述充电电路上；当数据采集模块采集到蓄电池组的充电电压高于设定值时，P2.6管脚输出低电平，充电电路不工作。
7.根据权利要求2所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述过放电控制模块，内部设置有第二继电器，第二继电器连接到所述放电电路上；当数据采集模块采集到蓄电池组的放电电压高于设定值时，P2.7管脚输出低电平，放电电路不工作。
8.根据权利要求2所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述显示模块，内部设置有四个数码管，每个数码管的八个数据输入管脚分别与单片机控制器Pl 口各管脚对应连接，所述的四个数码管的位选管脚分别与单片机控制器P3 口的其中四个管脚连接。
9.根据权利要求2所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述遥控模块，与单片机控制器之间采用无线通信连接并控制P2.7管脚输出高电平或低电平。
专利摘要本实用新型公开了一种基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，包括蓄电池组、主控制模块、数据采集模块、光电感应模块、过充电控制模块、过放电控制模块、显示模块和遥控模块；数据采集模块，电连接于蓄电池组两端，采集蓄电池组的电压值并将其转化为数字量传输到主控制模块上；光电感应模块、过充电控制模块、过放电控制模块和显示模块，分别与所述主控制模块电连接；过充电控制模块设置在充电电路上，过放电控制模块设置在放电电路上。本实用新型充分且可行的利用太阳能进行供电，节约了大量能源，对LED路灯照明系统实现了智能化控制，具有较强的实用性。
文档编号H05B37/02GK203027577SQ20132004465
公开日2013年6月26日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者杜文琦, 张晓晖 申请人:山东科技大学