可尋光太陽能道路照明管理系統(tǒng)

譚力銘 吳科浩 馮詩意 周弘昕 宋思維 李沁亮

摘?要：使用太陽能電池板白天將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并儲存在蓄電池里，晚上用蓄電池進行供電，如遇到長期陰雨天氣，也可直接通過外部電源為其供電。太陽能電池板可隨著太陽的轉(zhuǎn)動改變方向，最大限度的采集光能[1]。使用人體感應(yīng)開關(guān)[2]，當(dāng)晚上有人靠近路燈時，距離最近的附近三盞路燈會自動打開，當(dāng)人體距離路燈超過感應(yīng)范圍時（感應(yīng)范圍為8m左右），路燈會延時關(guān)閉，當(dāng)該條路上沒有行人時，路燈全部關(guān)閉，節(jié)約電力。通過上位機界面，可直接觀察到每盞路燈的情況，將每盞路燈進行編號，如果存在路燈損壞的情況，就會將該損壞路燈的地址通過GPRS模塊[3]發(fā)送給上位機，從上位機中可以直觀的查看到損壞路燈的位置，便于即時修理。每盞路燈還可以將蓄電池中的剩余電量實時的發(fā)送給上位機，上位機通過對剩余電量的監(jiān)控決定是否啟用外部電源為路燈供電。

關(guān)鍵詞：光能采集;感應(yīng)開燈;GPRS模塊

隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷提高與成熟，光伏發(fā)電產(chǎn)品越來越來豐富也越來越貼近人們的生活?，F(xiàn)階段以綠色環(huán)保的太陽能路燈就逐漸開始廣泛的運用，使用率已經(jīng)占有很大的比重。但是普通的太陽能路燈系統(tǒng)在可循光的太陽能板，節(jié)能以及在夜晚消耗能量方面，可尋地址維修方面并沒有做出很好的研究。

1 總體設(shè)計

使用太陽能電池板白天將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并儲存在蓄電池里，晚上用蓄電池進行供電，如遇到長期陰雨天氣，也可直接通過外部電源為其供電。太陽能電池板可隨著太陽的轉(zhuǎn)動改變方向，最大限度的采集光能。使用人體感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)晚上有人靠近路燈時，距離最近的附近三盞路燈會自動打開，當(dāng)人體距離路燈超過感應(yīng)范圍時（感應(yīng)范圍為8m左右），路燈會延時關(guān)閉，當(dāng)該條路上沒有行人時，路燈全部關(guān)閉，節(jié)約電力。通過上位機界面，可直接觀察到每盞路燈的情況，將每盞路燈進行編號，如果存在路燈損壞的情況，就會將該損壞路燈的地址通過GPRS模塊發(fā)送給上位機，從上位機中可以直觀的查看到損壞路燈的位置，便于即時修理。每盞路燈還可以將蓄電池中的剩余電量實時的發(fā)送給上位機，上位機通過對剩余電量的監(jiān)控決定是否啟用外部電源為路燈供電。

2 研究意義

（1）在使用太陽能方面并不能控制太陽能板跟隨陽光移動已達(dá)到理想的采光效果，當(dāng)前使用的太陽能板是固定在路燈支架上，并不能使太陽能板跟隨太陽采集到做好的光能。

（2）目前大多數(shù)的路燈在夜晚是一直處于工作狀態(tài)少數(shù)的路燈采用聲控?zé)簦ú⒉贿m合用于戶外使用）在節(jié)能方面并不能做出好的成績并且據(jù)網(wǎng)上調(diào)查所知在一線城市市中心的街道路燈60%是有作用的工作，處于較偏離市中心的社區(qū)路燈有效工作時間是40%，而一盞250W的路燈一晚將消耗大約5度電（來自互聯(lián)網(wǎng)）由此可知一盞普通的路燈一晚將浪費約3度電，若所有的城市將這部分的耗電量節(jié)省下來這會節(jié)省絕大部分的電能。

（3）目前所有的路燈出現(xiàn)故障時，只能辨別大致的哪一條街并不能得到詳細(xì)的故障地址以便于快速搶修或者有的地方是每年幾次的排檢與維修，這是種模糊檢修方式，每年都會在這方面耗費大量的資金。

3 具體實施

系統(tǒng)模塊方塊圖如下：

4 項目創(chuàng)新點

（1）本設(shè)計采用非固定太陽能電池板[4]，隨太陽位置變化而改變方向，使采光效果最大化。

（2）采用人體感應(yīng)開關(guān)，避免了聲控開關(guān)抗干擾能力差的缺點。

（3）采用可尋址方法第一時間確定路燈和供電設(shè)備的是否損壞以及損壞路燈的具體地址，方便快速維修。

（4）本設(shè)計還采用GPRS模塊進行單片機與上位機的數(shù)據(jù)傳輸，避免了大量布線，節(jié)約成本，使維護，修理簡單方便。

參考文獻：

[1]孫超，郭勇，陳新.獨立光伏系統(tǒng)中太陽能充電器的研究.南京航空航天大學(xué).

[2]趙繼文.傳感器與應(yīng)用電路設(shè)計.北京：科學(xué)出版社，2002.

[3]龔劍.基于ARM的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計[J].國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2008.

[4]胡云巖，張瑞英，王軍.中國太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[N].河北科技大學(xué)學(xué)報，2014，35（1）.