毕业设计（论文）-太阳能led路灯控制系统设计

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1、太阳能LED路灯控制系统设计目录中文摘要I英文摘要II1绪论11.1课题背景11.2课题研究的意义31.3国内外太阳能光伏发展现状42太阳能电池及蓄电池62.1太阳能电池62.1.1太阳能电池的结构及工作原理72.1.2太阳能电池的分类72.1.3太阳能电池的特性82.1.4影响太阳能电池输出的因素92.2蓄电池92.2.1常见的蓄电池92.2.2蓄电池的使用寿命112.2.3影响蓄电池使用寿命的因素122.2.4太阳能LED路灯系统中蓄电池的选择123LED固态光源143.1LED光源的特点143.2LED发光原理及其特性153.3

2、LED光源的发展优势及工作受影响因素183.3.1LED光源的发展优势183.3.2影响LED光源工作的因素194总体方案设计及充电方式2139太阳能LED路灯控制系统设计4.1总体方案设计214.2常用充电方法225基于ATmega8单片机主控制器的硬件部分265.1ATmega8单片机特性和功能265.2太阳能LED路灯控制器硬件部分275.2.1电源模块275.2.2充电电路285.2.3放电电路295.2.4光照采样电路305.2.5外部时钟电路305.2.6充电保护电路316太阳能LED路灯控制系统的软件设计326.1总体软

3、件流程326.1.1软件总体设计思路326.1.2软件总体设计流程图336.2白天处理子程序336.2.1白天处理子程序设计思路336.2.2白天处理子程序框图346.3夜晚处理子程序356.3.1夜晚处理子程序设计思路356.3.2夜晚处理子程序框图357结束语36致谢37参考文献38附录3939太阳能LED路灯控制系统设计1绪论1.1课题背景人类当前使用的能源主要来自煤炭、石油等化石能源。而占人类能源消费大部分的煤炭、石油等化石能源都是不可再生资源。据有关资料报导，依目前石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限大约为1180至1

4、510亿吨。以上世纪九十年代世界石油的年开采量33.2亿吨计算，石油储量估计可维持到2050年左右；天然气储备估计在1318000至1529000兆立方米，年开采量维持在2300兆立方米左右，将在六十年左右内枯竭；铀的年开采量为每年6万吨，根据1993年世界能源委员会的估计，铀也将于本世纪30年代中期宣告枯竭。煤的储量约为5600亿吨，上世纪九十年代煤炭年开采量约为33亿吨，可以供应169年；随着社会日益发展，能源的需求量不断增长，使得全球范围内的能源危机也日益突出。人类在开发利用能源的漫长历史中，以石油、煤炭和天然气等化石能源为主的

5、时期，仅是一个不太长的阶段。化石能源终将枯竭而被新的能源所取代。因此，节约能源和开发可再生能源已经成为当务之急。在可再生能源中，水能已经得到了较为广泛的应用。但水能资源终究是有限的；相比之下，太阳能和风能则是取之不尽、用之不竭。研究和实践表明，太阳直接辐射到地球的能源丰富，分布广泛，可以再生，不污染环境，是国际社会公认的理想替代能源。另一方面，化石能源造成的环境污染问题也成为人们关注的焦点。所谓环境污染，是指生态系统中有害物质进入后对生态系统所造成干扰和损害和对人类以及其他生物的生存和发展会产生不利影响的现象。化石能源的大规格使用已经

6、引起“温室效应”，致使全球变暖。化石能源的燃烧，会产生氮的氧化物及硫的氧化物等污染气体，并且会通过煤渣和烟尘等形式放出大量放射性物质和有化学毒性的重金属等。这些污染不但危害人类和其他生物的健康，同时还腐蚀建筑、植物等，造成人民物质财富损失；工业废水和生活污水的排放，使人体生活质量恶化，同时危及水生生物的生存，使水体失去原有的生态功能和使用价值，给生态系统造成直接的破坏和影响。除此之外，二氧化碳的排放问题也成为了当前等待应对的问题。2005年2月16日39太阳能LED路灯控制系统设计，《京都议定书》正式生效，这意味着签约国家2008至2

7、012年期间的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、硫的氧化物等温室气体的排放要在1990年的基础上平均减少5.2%。随着这一强制性减排目标付诸实施，二氧化碳减排也是中国政府关注的焦点之一。中国二氧化碳排放中，大部分是由化石能源燃烧而产生。更进一步，随着人类的使用，化石能源趋于减少，其价格将会越用越高，这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。相比石油、煤炭等化石能源，太阳能不会导致“温室效应”，也不会造成环境污染[1]。太阳能亦因此受到众多国家的重视，各国均竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以提升太阳能效率、扩大太阳能应用领域[2]。在

8、众多太阳能应用方式中，除太阳能热效应利用外，太阳能光伏发电也是最为常见的方式之一。太阳能光伏发电是利用半导体器件的光生伏特效应，将太阳能转换成电能。当光线照射太阳能电池板表面时，一部分光子被半导体材料吸收，进而将光子的能