基于單片機控制的太陽能LED智能路燈照明系統

摘要：系統本著充分利用太陽能供電，并且實現路燈照明系統的智能化為目的，以AT89S51單片機為控制核心，自行設計了一套太陽能LED路燈智能照明系統。在該系統中以單片機與模數轉換器構成數據采樣模塊，實現蓄電池的過充與過放保護電路；數碼管顯示電路顯示蓄電池的電壓和當前時間；通過光敏電阻感知外界環境亮度，實現LED路燈的開啟與關閉；無線模塊實現對LED路燈人為的控制。實驗結果表明該系統性能穩定、實時性高、節能、智能。具有良好的應用前景。
關鍵詞：蓄電池過充；過放保護；AT89S51；ADC0809；無線收發；光敏電阻

我國經濟的高速發展必然伴隨著能源的大量消耗，節約資源和保護環境是政府堅持的基本國策，目前國家大力倡導既環保又再生的能源(水電、風電、太陽能發電等)的開發，特別是太陽能的應用。本文基于此，結合單片機設計了一種太陽能LED路燈控制器，利用太陽能對蓄電池充電和LED路燈照明，并且具過充電、過放電保護功能、可根據白天晚上亮度自動啟動和關閉LED燈等智能功能的路燈照明系統。

1 系統總體結構
圖1為該系統結構圖，由7個模塊組成，分別為主控模塊、數據采集模塊、顯示模塊、過充電保護模塊、過放電保護模塊、光控模塊和遙控模塊組成。1)主控模塊主要負責數據處理與外部電路控制；2)數據采集模塊主要用于采集蓄電池兩端的電壓并將其轉化為數字量輸出；3)顯示模塊主要用于顯示當前電壓和時間；4)過充電保護模塊主要用于避免蓄電池被過度充電而損壞；5)過放電模塊主要用于避免蓄電池過度放電而損壞；6)光電模塊主要用于根據白天和晚上的亮度自動啟動和關閉LLED燈；7)遙控模塊主要用于實現對LED燈的人為控制。

2 系統硬件設計
2．1 主控及數據采集模塊
主控及數據采集電路如圖2所示，包括單片機最小系統和A／D0809芯片，其中單片機P1口向數碼管發送顯示數據；P0口連接A／D0809芯片數據輸出端，用于接收模數轉換的數據；ALE(30引腳)連接A／D0809的CLOCK端，用于給A／D0809提供時鐘信號；P2．7，P2．6分別用于控制過充過放電路，通過這2個端的高低電平變化，對電路進行過充過放保護以及對指示燈亮滅控制；P2．5連接A／D0809的OE端，用于控制A／D0809轉換輸出允許；P2．4連接A／D0809的轉換啟動端START，用于控制AD轉換啟動信號；P2．3連接A／D0809地址鎖存端ALE，用于控制地址鎖存信號；P2．0，P2．1，P2．2連接A／D0809模擬通道地址端ADDA，ADDB，ADDC，用于對模擬通道進行選擇。主控電路功能實現：單片機通過P2．0，P2．1，P2．2控制A／D0809 ADDA，ADDB，ADDC，選擇A／D0809模擬輸入IN0端作為模擬信號輸入端，A／D0809通過內部AD轉換，將模擬電壓信號轉換成數字信號，并通過數據口傳送給單片機，單片機通過一系列處理控制數碼管顯示以及充放電控制端。