新能源路灯控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

背景：自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干 物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类 使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发 电是一种新兴的可再生资源。照明对于一个城市来说意义重大，不仅是照亮街道、照亮城市，更是城 市、科技、发展产业的重要基础设施。作为城市照明的主体，城市道路照明也随着我国城市建设的发展 得到快速增长，与此同时传统照明行业的问题也逐渐暴露出来。

意义：城市拥有数量众多的路灯，是最密集的城市基础设施。智慧路灯可以有效控制能源消耗，大 幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，降低维护和管理成本并利用计算等信息处理技术对海量感知 信息进行处理和分析，对包括民生、环境、公共安全等在内的各种需求做出智能化响应和智能化决策支 持，使得城市道路照明达到“智慧”状态。城市拥有数量众多的路灯，是最密集的城市基础设施。

2. 课题关键问题和重难点

课题拟解决的关键问题：

1. 根据测量的蓄电池的电压值，选择不同的充电方式。

2. 通过功率或者电流的比较来确定最大功率点从而使太阳能电池板保持在最大功率下工作。

3. 国内外研究现状（文献综述）

随着城市的不断扩张，道路不断延伸，路灯的建设量也在增多。而更加节能的太阳能led路灯，也在快速发展。太阳能具有其他能源所不及的优点，它没有一般煤炭、石油等矿物燃料产生的有害气 体和废渣, 因而不污染环境，被人们称作“干净能源”，太阳能的成本低廉，而且可以再生。led寿命长、光效高、能耗低的特质，使其具有传统照明灯具无法比拟的优势；另一方面，led产业与目前各国所倡导的节能环保、营造“绿色低碳”生活的政策相符。因此，太阳能路灯及其控制系统的设计研究，具有越来越大的经济意义和环保意义。

如今，太阳能led路灯的应用越来越广泛。但是由于路灯数量增多。结构复杂，让管理、检修负担加重；太阳能路灯在夜间长亮增加了电池的损耗。因此，设计一种智能化的管理系统势在必行。在许多校园和小区中，由于检修人员较少，往往出现路灯长期损坏不亮的问题；公路上的路灯，由于交通繁忙，路段很长，需要在白天开灯由工作人员乘坐特殊车辆检修，十分不便。现有的led路灯控制系统，多数使用多种传感器检测声光压力等，检测粗糙容易误报。所以，急需一种新的设计系统来解决上述问题。

本课题设计一种太阳能路灯控制系统，其构成主要包括led照明、太阳能电池板、光伏控制器、蓄电池、逆变器、光敏检测电路。

4. 研究方案

设计方案

太阳能路灯照明控制电路包括太阳能电池、蓄电池、led照明和plc四部分。设计中将plc控制系统其作为智能核心模块。外围电路主要包括太阳能电池电压采样模块、蓄电池电压采样模块、led照明模块、光伏充放电控制模块等。白天光伏电池向蓄电池充电，晚上蓄电池提供电力供路灯照明。所以蓄电池将构成一个充放电循环。

led照明模块：当光线强度低或不发光时，plc控制系统开启led灯。当光线强度高时，plc控制系统关闭led灯。光敏检测电路通过利用光敏电阻的电阻根据光强的变化来工作的。白天，当白光照射至光敏电阻时，光敏电阻的电阻减小，运算放大器的反相输入端的电压减小，直到低于该电压为止。当小于参考值时，电压比较器反转，并将高电平发送到plc， 然后通过plc控制系统关闭led灯。当光线强度低或不发光时（夜间），由于在黑暗条件下光敏电阻的电阻较大，所以，放大器的反向输入端的电压较高，因此电压比较器的输出较低，plc控制系统开启led灯。

5. 工作计划

1、在2022 年 12 月 4 日之前，我通过“毕设系统”完成审题 ，并思考接下来将进行的步骤与要求。

2、在2022 年 12 月 10 日之前通过“毕设系统”完成课题分配，在此之前，尽可能多的查阅有关课题的资料为后面的工作做准备。

3、在2022 年 12 月 30 日之前，学校通过“毕设系统”下达任务书，专业负责人在“毕设系统”中完成任务书审核任务。通过仔细阅读学院下达的任务书，更加充分的了解毕业设计所需要的内容和工作。