MSP430F5529单片机的太阳能路灯控制器的设计报告.doc

PAGE PAGE 12 《嵌入式系统设计基础》考核题目 太阳能路灯控制器的设计 姓名： 学号: 签字： 时间： 课题的意义与应用 课题所要解决的问题；2. 课题达到的目标；3.课题的应用领域 总分：10 得分： 1、课题所要解决的问题： 现如今，人们面临着实现经济和能源可持续发展的重大挑战，能源问题尤为严重，人们使用的很多一次性化石能源不能重复利用，导致能源不断减少，而且造成的污染也很严重。能源是人类生存必不可少的，因此现在对新能源的发掘，也成为了时代的主旋律。 而太阳能是一种新型的绿色能源，是新能源当中最理想的可再生能源，因此本课题设计了一个智能的太阳能路灯控制系统。它利用太阳能在白天对蓄电池进行充电，晚上利用蓄电池驱动LED灯照明。 这个系统在解决正常路灯照明的问题之外， 利用了绿色的能源太阳能，不需要铺设复杂的线路，自主供电性能优良，而且安全节能，减少化石能源的消耗，并且无污染。工作稳定可靠、实用性强。照明采用LED灯，LED显色性好，所发出的光更接近自然光，让人感觉到相同亮度所需要的实际光强较小，直接采用直流供电，无闪频，而且LED的寿命更长，可以使用更长的时间。解决了普通照明灯显色性不好，危害更大，给人的舒适感低以及寿命较短这些问题，是在照明灯方面的一个优化。 2、课题达到的目标： 课题要设计一款基于MSP430F5529单片机的智能太阳能路灯控制系统，并用无线模块zigbee做无线通信，以电脑作为主机远程控制太阳能路灯的状态，要能够达到以下设计指标： a.充电模块功能： 1) 具有过充自动关断、恢复功能。 2) 具有指示功能：太阳能电池组件的充电指示功能、蓄电池电压状态指示功能。 3) 多模式充电功能：采用了多种充电模式，充分利用了太阳能电池组件，并且保证蓄电池工作在最佳状态，延长了电池的寿命。 4) 显示功能：用LCD屏显示各种工作模式，方便用户的检测和维护，使用户在使用的时候尽可能的操作方便、可靠、安全。 b.放电模块功能： 1) 具有过放自动关断、恢复功能，负载过流保护和短路保护的功能。 2) 指示功能：负载工作状态功能指示和故障指示功能。 4) 恒流驱动功能。 c、具有光控和时控功能，光强低于一定限度时，灯自动点亮，早上光强大时，路灯自动关闭。在晚上五点时双边路灯打开，晚上24点时关闭一边路灯，早上六点时关闭所有路灯。在时控的基础上受到光控，且时控时间是可调的。 d、连续阴雨天三天以内，路灯依旧能正常使用。 e、系统断电时能够保存用户设置的参数。 f、无线模块要能够完成上位机（PC机）和路灯控制器的一对多的无线通信，距离保证在200米以上，要使得PC机能通过无线方式设置控制器参数，改变时控参数等，并且路灯控制器能适当发回相应信息反馈路灯控制系统的状态。 3、课题的应用领域： 太阳能路灯控制器可以在需要路灯照明的场所使用，可以代替普通的路灯，从而达到更加方便、节能、环保的要求，具体可以在以下一些地方使用： (1)安装在公园、小区等小路两旁当路灯使用。? (2)安装在交通路段、港口等作为指示灯，保证交通航海的安全有序。? (3)安装在繁华闹区或旅游景区作为装饰照明，营造气氛。? (4)应用于果园，种植园，草坪等场所，既可以照明又可以杀虫。 课题需求分析 1.输入信号类型及特征；2. 输出信号类型及特征； 3.非功能指标 总分：10 得分： 输入信号的类型及特征 （1）、上位机（PC机）通过zigbee无线模块向太阳能路灯控制器传输的参数设置无线信号。Zigbee可以实现一对多的通信，可以用一台PC机控制30个小型太阳能路灯系统。通过对PC机上图形用户界面的操作可以方便的设置路灯的开关时间，电池使用的充电方式等。这种输入信号进行设置的方式十分方便，效率也比较高，但是可能会受到一定程度的干扰，可能稳定性欠佳。 （2）、控制器本身的按键信号（数字信号）。通过3个按键可以对系统的时间进行校准，可以设置路灯打开和关闭的时间点。其中1个作为功能选择，另外2个作为时间设定。这种信号十分可靠，也可以方便的看到信号的反馈，稳定性高，但是可能不太方便，进行设置时会有一定难度，因此可以和（1）中的输入信号结合使用。 （3）太阳光的光照强度和照射的方向（模拟信号），一方面此输入信号可以控制路灯的开关（光控），同时光照也是系统能量的来源，太阳光照射的方向决定太阳能电池板的方向（保证尽可能对着太阳，吸收更多的太阳能）。这种输入信号是系统绿色的能源，也对系统工作状态作指导，是系统工作的关键。 输出信号的类型及特征 （1）