畢業(yè)論文--太陽(yáng)能交通燈設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>　太陽(yáng)能交通燈設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　人類社會(huì)生活水平的不斷提高，導(dǎo)致人類對(duì)能源的需求量也越來越大,能源緊缺問題也表現(xiàn)得越來越明顯。而且隨著世界各國(guó)石油、煤炭等自然資源的匱乏，全國(guó)大部分地區(qū)為了對(duì)付缺電，

2、實(shí)行了分地區(qū)分時(shí)段的拉閘限電措施，而交通燈作為重要的指揮工具如果因斷電不能正常工作的話，便會(huì)造成交通安全隱患。因此，如何利用可再生資源成為當(dāng)今世界關(guān)注的焦點(diǎn)。</p><p>　　太陽(yáng)能是一種取之不盡，用之不竭的天然能源，又是一種可再生的清潔能源，具有無需架線，不受地理位置限制等優(yōu)點(diǎn)，所以得到越來越廣泛的應(yīng)用，同樣地市場(chǎng)上LED照明也在快速地提高，而價(jià)格卻在降低。綜合這些情況，利用太陽(yáng)能對(duì)交通燈進(jìn)行供電，通過帶有

3、蓄電池的太陽(yáng)能電池板跟普通交通燈相連，來實(shí)現(xiàn)利用太陽(yáng)能給交通燈供電，不僅能夠節(jié)約資源，而且使其在市電斷電情況下也能正常工作，以及LED的環(huán)保節(jié)能，太陽(yáng)能LED交通燈成為各個(gè)交通要道上的一道亮麗的風(fēng)景線，展現(xiàn)給我們的將是無窮的生命力和廣闊的前景。</p><p>　　本系統(tǒng)采用太陽(yáng)能供電，采用單片機(jī)自動(dòng)控制交通信號(hào)燈及時(shí)間顯示，介紹了太陽(yáng)能供電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)了自動(dòng)控制交通信號(hào)燈的硬件電路，并給出了相應(yīng)的軟件和流程圖。&

4、lt;/p><p>　　關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能電池板；蓄電池；充放電控制；單片機(jī)；交通信號(hào)燈</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章緒論3</b></p><p>　　1.1太陽(yáng)能交通燈設(shè)計(jì)的目的和意義3</p><p>　　1.2太陽(yáng)能交通

5、燈的工作原理和過程4</p><p>　　第二章太陽(yáng)能交通燈總體設(shè)計(jì)5</p><p>　　第三章太陽(yáng)能交通燈硬件設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1太陽(yáng)能供電系統(tǒng)6</p><p>　　3.2太陽(yáng)能電池板6</p><p><b>　　3.3蓄電池7</b></p>&l

6、t;p>　　3.4太陽(yáng)能控制器8</p><p><b>　　3.5充電方法9</b></p><p>　　3.6信號(hào)狀態(tài)控制的設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.7蓄電池容量計(jì)算12</p><p>　　3.8太陽(yáng)能電池功率的計(jì)算12</p><p>　　第四章太陽(yáng)能交通燈軟件設(shè)計(jì)

7、13</p><p><b>　　結(jié)論15</b></p><p><b>　　致謝16</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1

8、.1太陽(yáng)能交通燈設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　交通燈是為了加強(qiáng)道路交通管理，減少交通事故的發(fā)生，提高道路使用效率，改善交通狀況的一種重要工具。適用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信號(hào)控制機(jī)控制，指導(dǎo)車輛和行人安全有序地通行。常規(guī)的交通燈是由安裝電線和鋪設(shè)電纜即用市電作為動(dòng)力來源的，這樣不僅安裝繁瑣，耗時(shí)耗力，而且浪費(fèi)能源，不穩(wěn)定性和可靠性都是很差的，且不能適合中國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。而太陽(yáng)能交通燈是一種利用

9、太陽(yáng)能作為能源的交通燈，太陽(yáng)能是地球上最直接最普遍也是最清潔的能源，隨著世界能源危機(jī)的加劇，各國(guó)都在尋求解決能源危機(jī)的辦法，一條道路是尋求新能源和可再生能源的利用；另一條是尋求大量的節(jié)能技術(shù)，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。太陽(yáng)能交通燈即可用于城鎮(zhèn)公園、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度較小，交通不便經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)、缺乏常規(guī)燃料，難以用常規(guī)能源供電的地區(qū)。太陽(yáng)能交通燈系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組件部分（包括支架）、LED燈頭、控制箱（內(nèi)有控制

10、器、蓄電池）和燈桿幾部分構(gòu)成，控制箱箱體以不銹鋼為材質(zhì)，美觀耐用；控制箱內(nèi)放置免維護(hù)鉛酸蓄電池（本系統(tǒng)選用閥控密封式鉛酸蓄電池，由于其維護(hù)很少，故又被稱為“免維護(hù)電池”，有利于系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用的降低；充</p><p>　　1.2太陽(yáng)能交通燈的工作原理和過程</p><p>　　太陽(yáng)能交通燈系統(tǒng)工作原理和過程很簡(jiǎn)單，首先就是由動(dòng)力源部分即太陽(yáng)能電池板，利用光生伏特效應(yīng)原理，在白天由電池板接收太

11、陽(yáng)輻射能并轉(zhuǎn)化為電能輸出，經(jīng)過充放電控制器儲(chǔ)存在蓄電池中，同時(shí)通過控制器向交通燈提供電能以使其正常工作。當(dāng)夜晚照度逐漸降低，太陽(yáng)能電池板開路電壓降低到所規(guī)定的值時(shí)，充放電控制器偵測(cè)到這一電壓值后動(dòng)作，蓄電池對(duì)燈頭放電。當(dāng)過了一個(gè)黑夜，到白天時(shí)充放電控制器偵測(cè)到太陽(yáng)能電池板的電壓達(dá)到所規(guī)定的充電電壓時(shí)就繼續(xù)向蓄電池充電，從而完成循環(huán)。具體的太陽(yáng)能交通燈工作原理和工作過程會(huì)在以下章節(jié)進(jìn)行詳細(xì)介紹[1]。</p><p&g

12、t;　　第二章太陽(yáng)能交通燈總體設(shè)計(jì)</p><p>　　太陽(yáng)能交通燈的設(shè)計(jì)是由用戶（主要是交通部門）來決定的，交通燈部門確定在某一區(qū)，某一路口，某一環(huán)境下安裝和使用太陽(yáng)能交通燈，會(huì)根據(jù)這一地區(qū)、所選的環(huán)境和該路口的車流量的大小和時(shí)間分布確定的。因?yàn)楫?dāng)我們選用不同大小的交通燈（這里指交通燈的LED燈）和交通燈的轉(zhuǎn)換時(shí)間是根據(jù)這個(gè)路口的車流量來確定的，而不同大小的LED交通燈又決定了所選用太陽(yáng)能電池板的大小。<

13、/p><p>　　此外，道路車輛的監(jiān)控對(duì)暢通道路起到非常重要的作用，可以根據(jù)所監(jiān)控到的車流量的大小來調(diào)節(jié)交通燈的轉(zhuǎn)化時(shí)間，而模糊控制則可完成這項(xiàng)功能。強(qiáng)制通行幾乎是每個(gè)路口必備的，所以根據(jù)以上討論的結(jié)果我們提出了本篇論文太陽(yáng)能交通燈系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求為：</p><p>　　（1）太陽(yáng)能電池板功率的計(jì)算和選用；</p><p>　?。?）蓄電池容量，恒流充放電控制和狀態(tài)

14、顯示；</p><p>　　（3）放行線,綠燈亮放行30秒,黃燈亮警告5秒,然后紅燈亮禁止；</p><p>　　（4）紅燈亮禁止30秒,綠燈亮30秒放行，放行線和禁止線交替變換；</p><p>　?。?）系統(tǒng)的模糊控制要求；</p><p>　　(6)遇到緊急情況，交通燈具有強(qiáng)制通行和全部禁止通行的功能?；谝陨系囊?，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)必須有以

15、下結(jié)構(gòu)模塊：太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)（太陽(yáng)能電池組件，蓄電池，充放電控制電路），單片機(jī)控制電路，顯示電路。</p><p>　　第三章太陽(yáng)能交通燈硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1太陽(yáng)能供電系統(tǒng)</p><p>　　太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)主要有太陽(yáng)能電池組、蓄電池、太陽(yáng)能控制器等部分組成。太陽(yáng)能電池組件是將光轉(zhuǎn)變成電的變換裝置,白天在陽(yáng)光照射下,太陽(yáng)能電池組件通過光生伏打效應(yīng)產(chǎn)

16、生光生電壓和光生電流,所產(chǎn)生的直流電一方面通過控制器對(duì)畜電池充電,這時(shí)電能被轉(zhuǎn)化成化學(xué)能被儲(chǔ)存在蓄電池中,另一方面通過控制器給負(fù)載供電。到了夜晚,太陽(yáng)能電池組件停止發(fā)電并停止向蓄電池充電,蓄電池通過控制器對(duì)光源放電。因此,本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括太陽(yáng)能電池功率的計(jì)算、蓄電池容量的選擇、充放電控制電路的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)總框圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1太陽(yáng)能供電系統(tǒng)框圖</p><p>

17、<b>　　3.2太陽(yáng)能電池板</b></p><p>　　太陽(yáng)能電池構(gòu)成太陽(yáng)能電池板，而太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本；當(dāng)許多個(gè)太陽(yáng)能電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽(yáng)能電池方陣了。太陽(yáng)能電池是一

18、種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)，只要太陽(yáng)存在，太陽(yáng)能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽(yáng)能電池不會(huì)引起環(huán)境污染.。太陽(yáng)能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽(yáng)光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽(yáng)的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽(yáng)能電池方陣了。</p>

19、<p><b>　　3.3蓄電池</b></p><p>　　在太陽(yáng)能電池供電系統(tǒng)中,太陽(yáng)能電池方陣將太陽(yáng)能輻射轉(zhuǎn)換為直流電能,通過蓄電池將其電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲(chǔ)存起來,我們通常稱蓄電池為光伏發(fā)電系統(tǒng)的貯能裝置。</p><p>　　對(duì)于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng),要求它能夠隨時(shí)隨地向負(fù)載提供穩(wěn)定的電能,但是,由于太陽(yáng)日夜光照的間歇性和隨機(jī)性,發(fā)供電任務(wù)全都靠太陽(yáng)

20、能電池則難以實(shí)現(xiàn),必須通過貯能裝置來對(duì)太陽(yáng)能電池發(fā)出來的電能進(jìn)行貯存和調(diào)節(jié),在供電系統(tǒng)正常工作時(shí),依蓄電池正常充放電狀態(tài)的變化分為多種情況:第一種是負(fù)載關(guān)閉,太陽(yáng)能電池方陣正常發(fā)電,此時(shí)全部電能是向蓄電池組充電,將這些電能全部轉(zhuǎn)換成化學(xué)能貯存起來,直到蓄電池充滿后控制器保護(hù)斷開為止;第二種情況是在太陽(yáng)能電池發(fā)電的同時(shí),負(fù)載也需要工作。這時(shí),太陽(yáng)能電池將直接向負(fù)載供電,同時(shí)將多余的電能向蓄電池組進(jìn)行補(bǔ)充電;更多的工作情況可能是,太陽(yáng)能電池

21、不再發(fā)電,負(fù)載需要的電能全部由蓄電池組提供,此時(shí),以化學(xué)能形式存儲(chǔ)在蓄電池中的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?供負(fù)載使用,所以說蓄電池既能貯存電能,還能對(duì)系統(tǒng)起著調(diào)節(jié)電量、穩(wěn)定輸出的作用。</p><p>　　蓄電池的種類很多，在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中大多數(shù)采用的是鉛酸蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池。但考慮到蓄電池的使用權(quán)條件和價(jià)格，大部分太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)選擇鉛酸蓄電池作貯能電源，且使用不需要加水免維護(hù)型的閥控式密封型鉛酸蓄電[4]。<

22、;/p><p>　　下面對(duì)鉛酸蓄電池進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：</p><p>　　(1)鉛酸蓄電池定義：</p><p>　　電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。英語</p><p>　　Lead-acidbattery荷電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負(fù)極主要成分為鉛；放電狀態(tài)下，正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。</p>

23、<p>　　鉛酸蓄電池電極反應(yīng)式</p><p>　　充電：2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4（電解池）</p><p>　　陽(yáng)極：PbSO4+2H2O－2e－===PbO2+4H++SO42－</p><p>　　陰極：PbSO4+2e－===Pb+SO42－</p><p>　　放電：PbO2+Pb+2H2S

24、O4＝2PbSO4+2H2O（原電池）</p><p>　　負(fù)極：Pb+SO42－－2e－===PbSO4</p><p>　　正極：PbO2+4H++SO42－+2e－===PbSO4+2H2O</p><p><b>　　3.4太陽(yáng)能控制器</b></p><p>　　充放電控制器是具有自動(dòng)防止蓄電池組過充電和被負(fù)載

25、過放電的設(shè)備，它是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一?？刂破髯钪匾淖饔镁褪欠乐剐铍姵剡^度充電和過度放電。由于蓄電池的投資在系統(tǒng)成本中占了較大的比重，為了最大限度延長(zhǎng)蓄電池使用壽命，保證光伏發(fā)電系統(tǒng)能長(zhǎng)期可靠地工作，就需要對(duì)蓄電池的充放電進(jìn)行控制。</p><p>　　雖然控制器的控制電路根據(jù)光伏系統(tǒng)的不同其復(fù)雜程度有所差異，但其基本原理是一樣的，圖3-2是一個(gè)基本的充放電控制器的工作原理圖，該系統(tǒng)由光伏組件、蓄電池、控

26、制器電路和負(fù)載組成。開關(guān)1和開關(guān)2分別為充電開關(guān)和放電開關(guān)。開關(guān)1閉合時(shí)，由光伏組件給蓄電池充電，當(dāng)蓄電池出現(xiàn)過充時(shí)，開關(guān)1能及時(shí)切斷充電回路，使光伏組件停止向蓄電池充電，開關(guān)1還能按照預(yù)先設(shè)定的保護(hù)模式自動(dòng)恢復(fù)對(duì)蓄電池的充電。開關(guān)2閉合時(shí)，由蓄電池給負(fù)載供電，當(dāng)蓄電出現(xiàn)過放電時(shí)，開關(guān)2能及時(shí)切斷放電回路，蓄電池停止向負(fù)載供電。當(dāng)蓄電池再次充電并達(dá)到預(yù)先設(shè)定的充電電壓門檻時(shí)，開關(guān)2又能自動(dòng)恢復(fù)給負(fù)載供電。開關(guān)1和開關(guān)2是廣義上的開關(guān)，它

27、可以由各種開關(guān)元件構(gòu)成，如各種電開關(guān)、機(jī)模式開關(guān)等。</p><p>　　圖3-2基本充放電控制器工作原理圖</p><p><b>　　3.5充電方法</b></p><p>　　充電是蓄電池得以可持續(xù)工作的重要手段，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)得以持續(xù)進(jìn)行的必備條件。一般的的充電方法有快速充電法,恒流充電法，恒壓充電法。在開始充電的時(shí)候,控制器會(huì)先檢

28、測(cè)蓄電池的電壓,如果過低,則會(huì)根據(jù)快速成充電的方法,將畜電池的電量快速充滿,之后采用恒壓或恒流的方法繼續(xù)給畜電池充供電。</p><p>　　快速充電法一般是使電流以脈沖方式輸給蓄電池，并隨著充電時(shí)間的延續(xù)，蓄電池一個(gè)瞬間的大電流放電，使其電極去極化。它是光伏發(fā)電的常用充電方法之一[2]。</p><p>　　快速充電法的主要優(yōu)點(diǎn)：充電時(shí)間大大縮短，采用常規(guī)充電法時(shí)，蓄電池正常充電時(shí)間一般

29、需要12～15小時(shí)。采用快速充電法時(shí)，正常的充電時(shí)間一般是在1小時(shí)左右。由于充電時(shí)間大大縮短，充電維護(hù)工作量就大大減少。節(jié)約大量電能，蓄電池的壽命顯著提高。采用快速充電法時(shí)，有效避免了因劇烈出氣而造成的活性物質(zhì)脫落，蓄電池的容量顯著增加。采用常規(guī)充電法時(shí)，充電電流較小，極板深處的活性物質(zhì)不能進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)，所以新蓄電池在初充電后的容量很難達(dá)到額定容量。采用快速充電法時(shí)，充電電流很大，極板上的活性物質(zhì)可以進(jìn)行充分的電化學(xué)反應(yīng)，因而蓄電

30、池的容量顯著增加。此外，采用快速充電法時(shí)，蓄電池經(jīng)初充電后，不必放電。這樣既能節(jié)約電能，又縮短充電時(shí)間，還可增加蓄電池的容量。另外，采用快速充電法可以有效的消除極板硫化，從而提高蓄電池的容量。有些因硫化而準(zhǔn)備報(bào)廢的蓄電池，采用快速充電法后，容量也可以大大提高，這樣就相應(yīng)地延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命。</p><p>　　從上述可以得出，采用快速充電法比較合適，適合作為太陽(yáng)能電池板的儲(chǔ)能裝置。</p>&

31、lt;p>　　恒流充電法是用調(diào)整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)電阻的方法，保持充電電流強(qiáng)度不變的充電方法?？刂品椒ê?jiǎn)單，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進(jìn)行而逐漸下降的，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使析氣過甚。</p><p>　　恒壓充電法主要針對(duì)每只單體蓄電池以某一恒定電壓進(jìn)行充電。此方法比較簡(jiǎn)單，充電過程中不需要調(diào)整電流。充電時(shí)間短，能耗低，充電效率可達(dá)80%。如果充電電

32、壓選擇得當(dāng)，可在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成充電。其缺點(diǎn)是：在充電初期，如果蓄電池放電深度過深，充電電流會(huì)很大，不僅會(huì)危及充電器的安全，蓄電池也可能因?yàn)檫^流而受到損傷；另一方面，如果充電電壓選擇過低，后期充電電流又過小，充電時(shí)間過長(zhǎng)，不宜串聯(lián)數(shù)量多的蓄電池組充電；同時(shí)，蓄電池的端電壓很難補(bǔ)償，充電過程中對(duì)低電壓蓄電池的完全充電也難以完成。恒電壓充電一般應(yīng)用在蓄電池組電壓較低的場(chǎng)合[3]。</p><p>　　3.6信號(hào)狀態(tài)控制的

33、設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時(shí)刻只有一個(gè)方向通行，另一方向禁行，持續(xù)一定時(shí)間，經(jīng)過短暫的過渡時(shí)間，將通行禁行方向?qū)Q。其具體狀態(tài)如下圖3-3所示。說明：黑色表示亮，白色表示滅。即如圖3-7所示：</p><p>　　◆東西方向紅燈滅，同時(shí)綠燈亮，南北方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計(jì)時(shí)30秒。此狀態(tài)下，東西向禁止通行，南北向允許通行。</p>

34、<p>　　◆東西方向綠燈滅，同時(shí)黃燈亮，南北方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)5秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　◆南北方向紅燈滅，同時(shí)綠燈亮，東西方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計(jì)時(shí)30秒。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向禁止通行。</p><p>　　◆南北方向綠燈滅，同時(shí)黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)5秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所

35、以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　　圖3-3交通狀態(tài)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中的信號(hào)燈均由紅、綠、黃三種顏色的高亮度LED圓形點(diǎn)陣組成，電路上采取串并聯(lián)相結(jié)合。且每只發(fā)光二極管的正向工作電流IF為15mA，正向工作電壓為2V。每個(gè)燈由50只發(fā)光二極管組成圓形顯示,其中每5個(gè)串聯(lián)在一起，然后這10個(gè)串聯(lián)支路并聯(lián)起來，這樣可以避免工作電流過大

36、而損害發(fā)光二極管。每個(gè)燈的工作電流為0.15A（15mA×10＝0.15A），而四個(gè)路口同一時(shí)間最多亮四個(gè)燈，即四個(gè)燈的最大工作電流為0.15A×4＝0.6A，倒計(jì)時(shí)間顯示部分有兩位數(shù)字顯示,每一位數(shù)字仍由發(fā)光二極管組成,數(shù)字的每一段由5只發(fā)光二極管串聯(lián),每一段上通過的電流為15毫安,兩位數(shù)字共有14段,共需電流210mA,四個(gè)方向時(shí)間顯示最大工作電流是0.21A×4=0.84A。因?yàn)榈褂?jì)時(shí)并不是數(shù)字的每一

37、段都會(huì)顯示,因此，時(shí)間顯示部分所需電流取其2/3即可，即0.56A,則系統(tǒng)一天的用電量為(0.6+0.56)×24=27.84Ah,一天的功耗為10×27.84=334.08Wh。</p><p>　　3.7蓄電池容量計(jì)算</p><p>　　蓄電池的容量計(jì)算是根據(jù)系統(tǒng)的日用電量、自給天數(shù)及蓄電池的放電深度來確定的。這里自給天數(shù)是指在系統(tǒng)中沒有任何外來能源的情況下仍能正

38、常工作的天數(shù)。蓄電池的放電深度應(yīng)根據(jù)不同的的蓄電池類型來確定，一般來說，鉛酸畜電池的放電深度選擇80%左右。</p><p>　　這里所做實(shí)物中蓄電池容量選5V,且能連續(xù)工作6個(gè)陰雨天。蓄電池容量的大小，主要考慮負(fù)載的耗電情況，此外還要考慮現(xiàn)場(chǎng)的氣候條件和環(huán)境溫度等。蓄電池容量的計(jì)算化公式為（Ah）:</p><p>　　式中：P為負(fù)載的平均功率，h為負(fù)載每天工作的時(shí)間，N為連續(xù)無日照的天

39、數(shù)，U為蓄電池的額定電壓，為富余系數(shù)，取1.43，T0為溫度修正系數(shù)，（一般0度以上取1，0度以下取1.1或1.2）。</p><p>　　本系統(tǒng)蓄電池容量選擇：</p><p>　　考慮到現(xiàn)場(chǎng)氣候和環(huán)境溫度，可選擇容量為250Ah/12V的免維護(hù)鉛酸蓄電池，其容量設(shè)計(jì)在連續(xù)6個(gè)陰雨天也能正常工作[5]。</p><p>　　3.8太陽(yáng)能電池功率的計(jì)算</p&

40、gt;<p>　　太陽(yáng)能電池功率的計(jì)算工式為：</p><p>　　式中：t為每天平均光照小時(shí)數(shù)，M為太陽(yáng)能電池板給蓄電池充滿需要的天數(shù)。</p><p>　　按平均每天日照7個(gè)小時(shí)，3天給蓄電池充滿，則太陽(yáng)能電池板的功率為：</p><p>　　第四章太陽(yáng)能交通燈軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　所編寫的軟件應(yīng)該實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能交通燈的

41、設(shè)計(jì)要求，換句話說就是要根據(jù)設(shè)計(jì)要求來確定軟件的設(shè)計(jì)思路。在本次設(shè)計(jì)中我們主要要實(shí)現(xiàn)的是模糊控制，通過模糊控制來變更交通燈所亮的時(shí)間。當(dāng)然了實(shí)現(xiàn)交通燈的基本功能肯定是必要的。基于以上需求，該系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)主要有主程序，中斷子程序，模糊控制子程序和延時(shí)子程序。主程序主要任務(wù)是調(diào)用子程序從而實(shí)現(xiàn)紅綠燈的輪流顯示及秒倒計(jì)時(shí)顯示，中斷服務(wù)程序的主要功能是進(jìn)行計(jì)時(shí)操作，其中顯示子程序可以反復(fù)調(diào)用[6]。下圖4-1為主程序流程圖：</p&g

42、t;<p>　　圖4-1主程序流程圖</p><p>　　下圖4-2為中斷程序流程圖：</p><p>　　圖4-2中斷程序流程圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　交通燈控制在交通運(yùn)輸領(lǐng)域里有著非常重要廣泛的作用。本文完成了以太陽(yáng)能為動(dòng)力來源，采用MSC一51系列單片機(jī)AT

43、89S52為中心器件，來設(shè)計(jì)交通燈控制器的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與模擬。系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單。同時(shí)，系統(tǒng)采用太陽(yáng)能電池進(jìn)行供電，不僅環(huán)保節(jié)能，還省去了鋪設(shè)電纜的麻煩。系統(tǒng)不足之處暫時(shí)還不能控制車的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等，如果需要亦可以擴(kuò)充原系統(tǒng)。硬件控制電路簡(jiǎn)單，可降低生產(chǎn)成本，采用單片機(jī)可提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,縮小系統(tǒng)的體積，調(diào)試和維護(hù)方便，并可根據(jù)具體情況修改程序中的參數(shù)。對(duì)靈活有效地利用交通燈控制行車安全，車輛分流有一定的實(shí)際

44、意義,而且解決了緊急車的通行問題。在論文完成過程中，主要做的工作有：</p><p>　?。?）確定交通系統(tǒng)具體的通行方案，規(guī)定東西向和南北向車輛的行止?fàn)顟B(tài)和時(shí)間分配，以及要求其他多功能的實(shí)現(xiàn)。</p><p>　?。?）以ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)為核心進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，輸入量包括：車流量，按鍵狀態(tài)和模糊控制傳感信號(hào)；輸出控制交通信號(hào)燈亮滅狀態(tài)及時(shí)間，以及LED數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示

45、。</p><p>　?。?）在車流量檢測(cè)系統(tǒng)中采用模糊控制方法，這需要知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行清晰化，具體化。因此，必須實(shí)施調(diào)查確定車流量少，中，多所要求的具體數(shù)量，然后經(jīng)過單片機(jī)控制器的相關(guān)算法及處理確定紅綠燈亮滅時(shí)間。</p><p>　?。?）在開發(fā)過程中可使用了Protues仿真器，這些都大大縮短了軟件的開發(fā)周期。為了便于編寫、調(diào)試、修改和增刪，系統(tǒng)軟件的編制采用了模塊化的設(shè)

46、計(jì)方法。</p><p>　　太陽(yáng)能交通燈是以清潔能源太陽(yáng)能為動(dòng)力來源的，無污染，安裝方便。故相信在以后的將來，隨著太陽(yáng)能的普及使用，太陽(yáng)能交通燈一定會(huì)有很大很快的發(fā)展。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，一直得到XX老師的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷。特別是在課題的設(shè)計(jì)過程中，對(duì)論文的技術(shù)問題，導(dǎo)師都花費(fèi)了大

47、量的心血，付出了大量的勞動(dòng)，并一直給予我無微不至的指導(dǎo)與多方面的幫助，使我的知識(shí)、能力等各方面都有了很大的進(jìn)步，在此，謹(jǐn)向XX老師表示最衷心的感謝！在課題進(jìn)行期間，學(xué)院為我們提供了良好的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)環(huán)境。在課題的研究和進(jìn)展中，因?yàn)榕c所學(xué)專業(yè)有一定的跨度，所以請(qǐng)教了電氣學(xué)院的同學(xué)和老師，他們也給予了很大的幫助，這里也一并表示感謝！由于時(shí)間和知識(shí)水平所限，論文中還可能會(huì)有許多紕漏或錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)指正。</p>

48、<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]趙宏娟.太陽(yáng)能電池工作原理與種類黑龍江科技信息[J].2007年09S期：41～43</p><p>　　[2]王偉都，汪靈.薄膜太陽(yáng)能電池的技術(shù)特點(diǎn)及前景展望.中國(guó)材料科技與設(shè)備[J]2007年4期：25～27</p><p>　　[3]周茂霞，王海寧.利用單片機(jī)控制交

49、通燈和倒計(jì)時(shí)顯示[J].信息技術(shù)與信息化2007年1期：25～29</p><p>　　[4]王建華，吳季平.太陽(yáng)能應(yīng)用研究進(jìn)展.水電能源科學(xué)[J]2007年4期：26～28</p><p>　　[5]唐敏，任奇.一種太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤的算法研究.通信電源技術(shù)[J]2007年4期：18～20</p><p>　　[6]羅運(yùn)俊，王長(zhǎng)貴等.家用太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng).