可尋光太陽能道路照明管理系統

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動改變方向，最大限度的采集光能[1]。使用人體感應開關[2]，當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，當人體距離路燈超過感應范圍時（感應范圍為8m左右），路燈會延時關閉，當該條路上沒有行人時，路燈全部關閉，節約電力。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送給上位機，上位機通過對剩余電量的監控決定是否啟用外部電源為路燈供電。

關鍵詞：光能采集;感應開燈;GPRS模塊

隨著光伏發電技術的不斷提高與成熟，光伏發電產品越來越來豐富也越來越貼近人們的生活。現階段以綠色環保的太陽能路燈就逐漸開始廣泛的運用，使用率已經占有很大的比重。但是普通的太陽能路燈系統在可循光的太陽能板，節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 總體設計

使用太陽能電池板白天將太陽能轉化為電能，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動改變方向，最大限度的采集光能。使用人體感應開關，當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，當人體距離路燈超過感應范圍時（感應范圍為8m左右），路燈會延時關閉，當該條路上沒有行人時，路燈全部關閉，節約電力。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送給上位機，上位機通過對剩余電量的監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到理想的采光效果，當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）目前大多數的路燈在夜晚是一直處于工作狀態少數的路燈采用聲控燈（并不適合用于戶外使用）在節能方面并不能做出好的成績并且據網上調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（來自互聯網）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省下來這會節省絕大部分的電能。

（3）目前所有的路燈出現故障時，只能辨別大致的哪一條街并不能得到詳細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

系統模塊方塊圖如下：

4 項目創新點

（1）本設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）采用人體感應開關，避免了聲控開關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）本設計還采用GPRS模塊進行單片機與上位機的數據傳輸，避免了大量布線，節約成本，使維護，修理簡單方便。

參考文獻：

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

[2]趙繼文.傳感器與應用電路設計.北京：科學出版社，2002.

[3]龔劍.基于ARM的無線數據傳輸系統設計[J].國防科學技術大學，2008.

[4]胡云巖，張瑞英，王軍.中國太陽能光伏發電的發展現狀及前景[N].河北科技大學學報，2014，35（1）.