【摘 要】
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随着煤炭、石油等化石燃料的消耗,地球上存储的这些燃料将在未来的几十年或一百年后枯竭。本论文设计的路灯系统采用可再生能源太阳能供电,白天太阳能电池板发电把电能存储在蓄
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随着煤炭、石油等化石燃料的消耗,地球上存储的这些燃料将在未来的几十年或一百年后枯竭。本论文设计的路灯系统采用可再生能源太阳能供电,白天太阳能电池板发电把电能存储在蓄电池中,晚上蓄电池把存储的电能释放给路灯供电。典型的太阳能路灯控制系统是由太阳能电池板、蓄电池、控制器和负载等组成,其中蓄电池是最容易受损和损坏的环节。针对上述问题,设计并研发了基于Zigbee的太阳能路灯智能控制系统,该系统使用Zigbee无线通信技术与太阳能路灯的结合,实现对蓄电池的端电压、放电电流进行在线监控和控制,能达到及时的维修太阳能路灯的目的。
本文采用斯凯科技Zigbee系列开发套件中的ARMSKY-CC2430EM模块,系统采用星型拓扑结构进行组网,实现了ZigBee技术在太阳能路灯系统中的应用,利于太阳能路灯的推广。太阳能路灯控制系统选用ARM7系列的LPC2214芯片作为控制装置的核心控制器。该系统终端采用电压、电流霍尔传感器实现对太阳能电池板电压、电流和蓄电池的电压、电流信号的采样,采用PWM波方式控制Buck电路中MOS功率管的开关,在实现最大功率点追踪的同时对蓄电池进行充电。控制终端节点把采集到的信息通过ZigBee无线技术传输到协调器上,协调器通过串口连接到上位机并通过VB监控软件显示数据,系统能达到实时监控路灯的运行情况,实现了太阳能路灯的智能控制。
在总体方案确定后,搭建了相关的硬件实验平台,主要包括:DC/DC变换器设计、复位电路设计、信号采样电路设计、时钟电路设计、串口通信设计。软件方面以LPC2214作为路灯控制器的核心,编写相关的控制程序,主要包括:最大功率点追踪程序设计、恒压充电程序设计、恒流充电程序设计、AD信号采样程序的设计、显示程序设计。以CC2430芯片为无线通信的发送与收发模块,完成了协调器和终端设备的相关软件编程。
最后分别从Zigbee接收数据和路灯控制器对系统进行测试和实验分析,验证了系统的可行性。
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