太阳能交通警示牌-设计说明书

编号:

HJJ-51-2021-019-LW

设计摘要:

摘要:该设计方案基于单片机太阳能LED交通警示板。太阳能LED交通警示板被用作研究对象。对于夜间驾驶,视线较弱,警示板用于提醒驾驶员避免由未知实时路况引起的交通意外。该设计方案是选择STC89C52单片机作为主板芯片,利用光敏电阻和ADC0832组成一个采集控制模块,以区分白天和黑夜,白天给电池充电,并在夜间照亮点矩阵显示控制模块。以及一系列由外部器件组成的太阳能LED交通警示板。

关键词:单片机;太阳能;充电;点阵

字数:10000+

实物链接:

太阳能交通警示牌-实物设计

仿真链接:

太阳能交通警示牌-仿真设计

开题报告链接:

太阳能交通警示牌-开题报告 

内容预览:

目录

摘要

1 绪论

1.1 国内外研究现状

1.2 本论文主要研究内容及其框架

2 系统的主要功能及方案设计

2.1 总体概念设计

2.2 主要元器件

2.2.1单片机

2.2.2 LCD1602液晶显示器

2.2.3 LED点阵

2.2.4 ADC模数转换芯片

2.2.5 继电器

3 系统硬件设计

3.1 系统整体电路图

3.2 主控模块设计

3.3 光照等级检测设计

3.4 蓄电池电压检测设计

3.5 警示板设计

4 系统软件设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3  处理函数流程设计

5 系统的调试与测试

5.1 实物总体设计

5.2 点阵电压实物测试

6 结论

参考文献

致  谢

1 绪论

在这个阶段,随着社会的不断发展,地球上的生态和环境保护已被严重破坏。因此,所有国家都在充分推动电能的可持续发展趋势,其中太阳能发电站发挥了非常关键的作用,因为它是一种无环境污染的能源结构。特斯拉公司还提到:现阶段,世界上所有国家,特别是我国,对屋顶太阳能发电的基础建设都有很高的要求。他们认为这种新项目将在未来很长一段时间内会有很大的发展前景[16]。

令人惊讶的是,尽管特斯拉公司(Tesla Motors)在2020年第一季度实现了盈利,但它在太阳能发电行业仍然存在很大的问题。尽管遭到公司股东的抵制,伊隆·马斯克(Elon Musk)还是在2016年以26亿美元的成本收回了家用光伏发电公司Solarcity。然而,在从2015年到2019年的过去几年中,特斯拉在太阳能销售市场中的市场份额在此阶段一直从33%下降到9%。 Solarcity让Tesla Motors遇到了严重的资产问题。众所周知,在今年年初,特斯拉公司将其目光重新投资到了我国的光伏发电产业链中。在现阶段,由于我国太阳能的发展趋势相对较早,已经与两家太阳能发电厂商达成了合作合同。因此,在中国,太阳能发电已经具有很高的覆盖率,三,四线城市的客户也接近饱和,而中国的光伏市场已经相对完善,价格已经降低了很多,接近成本价格,利润空间很小。此外,为了更好地吸引大量太阳能客户,特斯拉公司决定放弃利润并进行降价,最终成功将价格降低到过去的80%,低于中国的销量市场。发电的平均价格具有一定的竞争力,而其主要客户定位在别墅集团及小型工商场所的屋顶光伏发电。就在最近,法国能源公司Engie以及德国的太阳能项目开发商Energiekontor达成一项电力采购协议,其中包括在未来15年内的深入合作[1]

晚上是经常发生道路交通事故的时间,因为在晚上,人们通常困倦,精神上较弱,并且光源通常很差。人们都很难注意到周围环境的变化,应变反应相对较慢。因此,夜间的情况下出现交通提示牌可能对每个人的行车安全都非常有利。

当将太阳能发电的新能源技术和交通提示牌同时应用于同一商品时,将产生不同的实际效果,即解决了连续供电的问题,电能和太阳能关机后再开机的循环使用问题。此外,在重要地区开放交通标志的应用问题也将为运输带来极大的便利。因此,我设计的太阳能发电行车警告牌具有更具体的应用价值[12]

1.1 国内外研究现状

如今,人们对电能的要求越来越高。在此阶段,大多数最广泛使用的电能来源都来自不可再生资源,例如石油煤炭等化石燃料,但它们的储量相对有限,并且正在使用中,这将对自然环境造成极其严重的危害,尤其是随着二氧化碳蒸气的不断排放,全球变暖现象变得更加严重,对人们的人身安全和自然环境造成极为严重的损害。因此,人们开始开发和设计新能源技术,以解决对不可再生能源的过度依赖。在这个阶段,有许多类型的新能源技术,例如核能源,风能,潮汐能等发电。但是,这种新能源技术有一定的局限性。例如,核能源的潜在安全隐患不容忽视,风力发电对自然环境的法规更高,获得潮汐发电的成本也更高。在这个阶段,普及使用的是太阳能发电。世界各地的太阳能电储量都比较大,其发电设备可以确保小型化,对场所的要求低,可以用于分散的小面积区域。近年来,太阳能的技术进步,进一步提高了发电的效率,而且获得电能的成本也更便宜,因此在全国各地都被广泛使用[12]

在此阶段,欧洲国家已经发布了有关新能源技术持续增长的法规。随着世界环境恶性变化的日益加剧,对生态环境的保护需求也在增加。诸如英国,法国,美国和俄罗斯等资本主义国家也颁布了许多有关生态环境保护的最新消息和政策,其中很大一部分是当前对新能源技术产品的研发和应用的补贴政策,支持政策。据估计,在21世纪中后期,新能源技术将占当前总资源消耗的85%。他们中的绝大多数将执行基于太阳能光伏发电系统进行供电。光伏发电具有其他绿色能源的所有优点,环境友好,不会造成有害的环境污染问题,并且具有准确性和巨大储量的优势。世界上所有国家的储量都非常丰富和多样,因地貌的影响,可以安装在各种地势的自然环境中。在这个阶段,限制太阳能光伏发电的关键问题是机械设备的成本相对较高,但是在世界各地政府部门的补贴下,大量的公司和研究机构增加了太阳能发电的资本投资和产品开发。如今,太阳能发电的成本已迅速降低,新技术的应用可能会在更多方面降低太阳能发电站的成本,但太阳能发电也有一定的局限性[15]。到了晚上,它的发电量接近于零,并且受到环境危害的影响,大规模的连续下雨也将导致发电能力的大量降低,并导致电网功耗的大幅波动。因此,为了更好地完成太阳能发电的众多应用和快速升级,必须将太阳能发电与高电气化紧密结合且电力和能源利用单位必须更加紧密地结合在一起。报告指出,利用可再生电力生产氢气的电解槽被视为一项关键技术,以实现100%可再生能源发电,并助力供热和交通部门脱碳[4]

太阳能电站设备作为一种新型的绿色能源,在当今能源需求的结构中具有非常重要的影响。它还具有生态保护并缓解了全球能源需求的困境。其功效可以极大地改善人们的生活环境,促进社会进步的发展,并为每个人生活的便利性做出突出的贡献。在这个阶段,太阳能的使用不仅用于发电,而且还用于家庭工厂和其他地方的开发供热起到极为重要的作用[11]

1.2 本论文主要研究内容及其框架

该设计方案包括以下多个电路设计:包含单片机电路设计、PWM输出软件设计、点阵显示电路优化设计、LCD显示电路设计及负载输出电路设计和光敏电阻分压控制电路以及ADC转化电路。AI芯片使用STC89C52。它用于测试光敏电阻在阳光下的应用。根据工作电压值确定打开点阵的时间,显示使用了LCD1602,并连接了警示灯进行警示。该计划的总体思路是使用光敏电阻确定是否有必要打开警告板,否则继续储存电量,STC89C52微控制器为核心中控集成IC,并且收集的工作电压立即传输到微控制器。进一步解决了单片机的问题,对代码预设值的验证可以达到预设的实际效果。使用LCD160实时显示当前的工作电压和光照强度[20]

本毕业论文的重点研究方向包括以下几部分:

在第一章中,主要讨论了太阳能发电和交通警告标志的研究意义,并简要说明了本文的主要任务。

在第二章中,显示并详细介绍了太阳能LED警告板的总体设计概念,太阳能警告板的基本结构以及此设计中使用的主要电子器件的各种功能和特性。

在第三章中,进行了中控控制模块,系统总体示意图,日照级别检查,电池电压检查以及警示灯的设计方案介绍。

在第四章中,主要讨论软件开发,关键是从主要的操作步骤和电池充电步骤进行详细说明。

在第五章中,首先详细介绍了整个仿真,然后讨论了每种情况下的仿真结果。

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