基于太陽能實現(xiàn)的無線動態(tài)辦公信息發(fā)布系統(tǒng)硬件設計

李啟丙

摘 要：文章的設計以實現(xiàn)辦公信息動態(tài)指示為目的，以單片機C8051F技術為核心、利用無線傳輸模塊JTT-433-UDI實現(xiàn)遠距離無線信息傳輸。同時將萬年歷與學校校歷相結合，顯示環(huán)境溫度、日期時間、星期和校歷周數(shù)。整個系統(tǒng)供電由太陽能光伏系統(tǒng)提供，達到綠色、低碳、節(jié)能、環(huán)保要求。系統(tǒng)主要由溫度檢測電路、人體檢測電路、無線收發(fā)電路、顯示電路、太陽能光伏系統(tǒng)組成。經過實踐運行，達到預期的目的。

關鍵詞：信息動態(tài)指示；無線信息傳輸；太陽能光伏系統(tǒng)；點陣顯示

中圖分類號：TP212.9 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）17-0053-02

目前在各單位、企事業(yè)中，部門眾多，為動態(tài)顯示各辦公室辦公情況，為來訪或辦事人員提供辦公信息指示，提高辦事效率，體現(xiàn)和諧辦公。

1 系統(tǒng)總體設計

系統(tǒng)主機（如圖1）主要由溫度時鐘部分、無線接收部分、數(shù)碼管顯示部分、點陣顯示部分、LED燈指示部分、太陽能電池板、蓄電池、控制器8部分組成。從機部分（如圖2），每部分都由AT89C2051單片機、JTT-433-UDI嵌入式微功率無線數(shù)傳模塊和HC-SR501人體紅外感應模塊組成。本設計依靠太陽能提供電源，一般情況下通過顯示電路顯示萬年歷，當任何一個從機部分檢測到該辦公室有人的使用的情況后，從機就通過無線傳輸模塊傳送數(shù)據(jù)給主機，主機將信號處理后，通過顯示電路顯示出來，主機可以設置開關機的時間，以及顯示電路和最小系統(tǒng)的供電設置。及在電源不充足的情況下或者深夜的時候斷開顯示電路，只讓主機最小系統(tǒng)運行，可以避免能源的浪費。

2 主要電路設計

2.1 光伏系統(tǒng)控制器的設計

光伏系統(tǒng)控制器的基本功能類似于電壓調整器，主要用于防止蓄電池被太陽電池方陣過充電和被負載過放電。光伏系統(tǒng)控制器如圖3所示：當充電受控端處于打開狀態(tài)時候，太陽能電池對蓄電池充電，過充電電壓檢測點檢測蓄電池當前的電壓值，并送至比較器，與參考電壓14.5 V進行比較，若高于14.5 V時，通過充電控制器，讓其關閉充電受控端，不讓太陽能電池對蓄電池進行充電。若低于14.5 V時，則不打開充電受控端，讓蓄電池繼續(xù)充電；過放電電壓檢測點檢測蓄電池當前電壓值，并送至比較器，與參考電壓11.5 V進行比較，若低于11.5 V時，通過負載電路供電控制器斷開負載供電回路，停止供電，若高于11.5 V時，則通過負載電路供電控制器閉合負載供電回路，繼續(xù)供電。

2.2 顯示部分的電路設計

數(shù)碼管顯示電路的設計采用.動態(tài)驅動。點陣顯示電路使用4個8×8的LED點陣，構成16×16的點陣顯示器，用于顯示星期。此點陣使用ARKSZ411288K，當其行的電平為高電平，列電平為低電平時對應的LED燈點亮。

為了節(jié)省顯示電路的掃描時間，本設計中的顯示電路中利用74HC595芯片，在掃描點陣的16行的同時，掃描16個大數(shù)碼管的公共端，數(shù)碼管余下的兩個數(shù)碼管的公共端，由單片機另給信號控制。

2.3 有無人狀態(tài)的檢測

有無人判斷電路圖如圖4，室內無人檢測采用熱釋電紅外傳感器，該傳感器能感應到人體的紅外傳感信號。傳感器輸出的信號經低通濾波，得到通帶在0～34 Hz內的信號。信號再經過兩級放大，獲得足夠的增益后輸入窗口比較器。窗口比較器的上、下限電壓可通過調節(jié)電位器RP2、RP3進行改變。輸入電壓在上、下限之間，輸出保持低電平；否則，輸出有高電平產生，表示檢測到有人。高電平的值在4 V左右，可直接輸入單片機。另外，硬件電路中電流調理模塊和溫度調理模塊的后一級都加上了電壓跟隨器，以提高其帶載能力；為減小電源電壓紋波的影響，電路中每個芯片的電源端都并聯(lián)了100 uF和0.1 uF的電容進行濾波。

3 總結與展望

本系統(tǒng)設計基本實現(xiàn)了目標要求，能夠完成在1.8 km的距離內（無遮擋情況）進行無線信息傳遞，并且實現(xiàn)了辦公室人員的自動檢測，自動信息發(fā)送功能，完成預期目標。該系統(tǒng)不僅使用方便，而且具有低碳、節(jié)能和環(huán)保的作用。希望今后能能改進從機地址需要手工分配的情況，進一步減少電路的功耗和提高發(fā)送信息的距離。

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