畢業(yè)設(shè)論文太陽能交通燈設(shè)計(jì)說明

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)太陽能交通燈設(shè)計(jì)大學(xué)運(yùn)輸研究所等級 特定主題學(xué)生編號三學(xué)生教師 年月球畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))完整性承諾書科目學(xué)生學(xué)生編號特定主題班學(xué)生承諾我承諾在我的畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))活動中遵守學(xué)校的相關(guān)規(guī)定和學(xué)術(shù)規(guī)則。除特別注明和引用外，本人畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))為本人觀點(diǎn)，不存在抄襲、剽竊他人學(xué)術(shù)成果、偽造或篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況。如有違規(guī)行為，論文抄襲率達(dá)到30%以上，本人愿意承擔(dān)一切責(zé)任，接受學(xué)校處理。學(xué)生(簽名):年日查詢畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)抄襲結(jié)果:%講師承諾我承諾在畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))活動中遵守學(xué)校的相關(guān)規(guī)定和學(xué)術(shù)規(guī)則。經(jīng)本人核實(shí)，該生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))除特別注明和引用外，均為本人觀點(diǎn)，不存在抄襲、剽竊他人

2、學(xué)術(shù)成果、偽造和篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況。講師(簽名):年日科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文評估表(指導(dǎo)教師用)學(xué)生編號科目評估項(xiàng)目具體要求重量ABCDE調(diào)查和論證能夠獨(dú)立查閱文獻(xiàn)和從事其他研究；能夠正確翻譯外文資料；提出并更好地討論課題的實(shí)施方案；收集和處理各種信息并獲取新知識的能力。0.1研究方案設(shè)計(jì)能力論文整體思路清晰，結(jié)構(gòu)完整，研究方案完整有序。0.2分析和解決問題的能力能夠運(yùn)用所學(xué)知識和技能發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問題；能夠正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；能夠從理論上分析課題并得出有價(jià)值的結(jié)論。0.2工作量和工作態(tài)度按期圓滿完成規(guī)定任務(wù)，工作量滿，難度大；努力工作，遵守紀(jì)律；工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)。0.2質(zhì)量總結(jié)簡明、完整、有見地

3、；理論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理；正確的測試，科學(xué)的分析和處理；書寫流暢，專業(yè)術(shù)語準(zhǔn)確，符號統(tǒng)一，數(shù)字完整，字跡工整規(guī)整，圖表完整、整潔、正確；本文的結(jié)果具有應(yīng)用價(jià)值。0.2改革工作中要有創(chuàng)造性；對之前的工作做出改進(jìn)、突破或獨(dú)到的見解。0.1評估結(jié)果(優(yōu)秀、良好、一般、平等、不平等)講師的意見:指示老師用黑色字跡填寫，不少于80字。講師簽名:十月二十日注:在與“A、B、C、D、E”相對應(yīng)的欄中劃“”科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文評估表(評估用)學(xué)生編號特定主題科目評估項(xiàng)目重量ABCDE選題質(zhì)量01選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)綜合培養(yǎng)的基本要求。0.102題目難度0.103主題工作量0.104理論意義或?qū)?/p>

4、用價(jià)值0.1能力水平05查閱文件和資料的能力0.106知識能力的綜合運(yùn)用0.107應(yīng)用研究方法和手段的能力0.1成就質(zhì)量08文本匹配0.109寫作水平0.110寫作規(guī)則0.1評估結(jié)果(優(yōu)秀、良好、一般、平等、不平等)評審員的意見(如果不夠，請另附一張紙)閱卷老師要用黑色字跡書寫，不少于80個(gè)字。審核人簽名:十月二十日注:在與“A、B、C、D、E”相對應(yīng)的欄中劃“”科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)生學(xué)生編號教師學(xué)院名稱專業(yè)名稱論文標(biāo)題所有表格都需要用5號宋體打印。主題源實(shí)踐()理論研究()一、基本任務(wù)和要求基本任務(wù):指示老師用黑色字跡填寫，100-120字。要求:二。工作量和時(shí)間安排1.主題

5、選擇:20年前。2.開題報(bào)告:20年前。3.收集數(shù)據(jù)和開展研究:20年前。4.完成初稿:20年前。5.完成修訂草案:20年前。6.最終確定:20年前。7.回復(fù):20年前。摘要隨著人類社會生活水平的不斷提高，對能源的需求越來越大，能源短缺的問題也越來越明顯。而且隨著世界范圍內(nèi)石油、煤炭等自然資源的短缺，為了應(yīng)對電力短缺，全國大部分地區(qū)都實(shí)施了不同時(shí)間的限電措施。交通信號燈作為重要的指揮工具，如果因停電而無法正常工作，會造成交通安全隱患。因此，如何利用可再生資源已成為當(dāng)今世界關(guān)注的焦點(diǎn)。太陽能是取之不盡的天然氣能源，也是可再生的清潔能源。它具有不需要架空線、不受地域限制等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了越來越廣泛

6、的應(yīng)用。同樣，市場上的LED照明也在迅速增加，但價(jià)格卻在降低。總結(jié)這些情況，利用太陽能給紅綠燈供電，通過帶電池的太陽能板與普通紅綠燈連接，既能節(jié)約資源，又能在市電斷電時(shí)使其正常工作，用led環(huán)保節(jié)能。太陽能LED交通燈已經(jīng)成為各條交通要道上一道亮麗的風(fēng)景線，它將向我們展示無窮的生命力和廣闊的前景。該系統(tǒng)由太陽能供電，單片機(jī)用于自動控制交通燈和時(shí)間顯示。介紹了太陽能供電系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了交通信號自動控制的硬件電路，并給出了相應(yīng)的軟件和流程圖。關(guān)鍵詞:太陽能電池板；累加器；充電和放電控制；單片機(jī)；紅綠燈目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _RefHeading_Toc12933 第一

7、章緒論3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc345 1.1太陽能交通燈設(shè)計(jì)的目的和意義3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc27946 1.2太陽能交通燈的工作原理和過程4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc6011 第二章太陽能交通燈總體設(shè)計(jì)5 HYPERLINK l _RefHeading_Toc11047 第三章太陽能交通燈硬件設(shè)計(jì)6 HYPERLINK l _RefHeading_Toc25724 3.1太陽能供電系統(tǒng)6 HYPERLINK l _RefHeading_Toc5860 3.2太陽能電池板6 HYPERLINK

8、l _RefHeading_Toc29221 3.3蓄電池7 HYPERLINK l _RefHeading_Toc8167 3.4太陽能控制器8 HYPERLINK l _RefHeading_Toc21315 3.5充電方法9 HYPERLINK l _RefHeading_Toc20924 3.6信號狀態(tài)控制的設(shè)計(jì)10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc24920 3.7蓄電池容量計(jì)算12 HYPERLINK l _RefHeading_Toc21341 3.8太陽能電池功率的計(jì)算12 HYPERLINK l _RefHeading_Toc5363 第四章太陽能交通燈

9、軟件設(shè)計(jì)13 HYPERLINK l _RefHeading_Toc23215 結(jié)論15 HYPERLINK l _RefHeading_Toc13742 致16 HYPERLINK l _RefHeading_Toc32011 參考文獻(xiàn)17第一章導(dǎo)言1.1太陽能交通燈設(shè)計(jì)的目的和意義交通信號燈是加強(qiáng)道路交通管理、減少交通事故發(fā)生、提高道路使用效率、改善交通狀況的重要工具。適用于十字路口、丁字路口等。由道路交通信號控制器控制，引導(dǎo)車輛和行人安全有序通行。傳統(tǒng)的交通信號燈在安裝電線和鋪設(shè)電纜時(shí)都是以電力為動力，不僅安裝繁瑣、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且浪費(fèi)能源，不穩(wěn)定性和可靠性差，不適合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

10、太陽能交通燈是一種利用太陽能作為能源的交通燈。太陽能是地球上最直接、最普遍、最清潔的能源。隨著世界能源危機(jī)的加劇，各國都在尋求解決能源危機(jī)的方法。一種方法是尋求新能源和可再生能源的利用。另一種是尋求大量節(jié)能技術(shù)，降低能源消耗，提高能源利用效率。太陽能交通燈可用于城市公園、道路、草坪的照明，也可用于人口密度低、交通不便、經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)、常規(guī)燃料缺乏、常規(guī)能源供電困難的地區(qū)。太陽能交通燈系統(tǒng)由太陽能電池組件(包括支架)、LED燈座、控制箱(包括控制器和蓄電池)和燈柱組成?？刂葡湎潴w采用不銹鋼材質(zhì)，美觀耐用。免維護(hù)鉛酸蓄電池放在控制箱內(nèi)(本系統(tǒng)選用閥控密封鉛酸蓄電池，因其維護(hù)量少，又稱為“免維護(hù)蓄電池”

11、，有利于系統(tǒng)維護(hù)成本的降低；在設(shè)計(jì)中，充電控制器考慮了完整的功能，如光控、時(shí)控、過充保護(hù)、過放保護(hù)和反接保護(hù)等。，實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比。)和充放電控制器。同時(shí)，LED的光譜幾乎全部集中在可見光波段，所以發(fā)光效率高。一般認(rèn)為節(jié)能燈可以節(jié)能4/5，這是很大的創(chuàng)新，但是LED比節(jié)能燈節(jié)能1/4，這是歷史上更大的改革。太陽能LED交通燈綜合了太陽能和LED的優(yōu)點(diǎn)。1.2太陽能交通燈的工作原理和過程太陽能交通燈系統(tǒng)的工作原理和過程非常簡單。首先，電源即太陽能電池板利用光伏效應(yīng)原理，白天太陽輻射能量被電池板接收并轉(zhuǎn)化為電能輸出，通過充放電控制器儲存在蓄電池中，控制器向紅綠燈提供電能使其正常工作。當(dāng)夜間照度逐漸降低

12、，太陽能電池板開路電壓降至規(guī)定值時(shí)，充放電控制器檢測到這個(gè)電壓值并動作，電池對燈頭放電。經(jīng)過一個(gè)黑夜，充放電控制器在白天檢測到太陽能電池板的電壓達(dá)到規(guī)定的充電電壓時(shí)，會繼續(xù)給電池充電，從而完成循環(huán)。具體太陽能交通燈的工作原理和過程將在后面的章節(jié)中詳細(xì)介紹1。第二章太陽能交通燈的總體設(shè)計(jì)太陽能交通燈的設(shè)計(jì)是由用戶(主要是交通部門)決定的。交通信號燈部門確定在某個(gè)區(qū)域、路口、環(huán)境安裝使用太陽能交通信號燈，將根據(jù)這個(gè)區(qū)域的車流量大小、時(shí)間分布、所選擇的環(huán)境、路口來確定。因?yàn)楫?dāng)我們選擇不同大小的紅綠燈(這里指的是紅綠燈的LED燈)和紅綠燈的轉(zhuǎn)換時(shí)間是根據(jù)這個(gè)路口的車流量決定的，不同大小的LED紅綠燈決

13、定了我們選擇的太陽能電池板的大小。另外，對道路車輛的監(jiān)控對道路的暢通起著非常重要的作用，可以根據(jù)監(jiān)控到的車流量來調(diào)整紅綠燈的轉(zhuǎn)換時(shí)間，而模糊控制可以完成這一功能。幾乎每個(gè)路口都需要強(qiáng)制交通，因此根據(jù)以上討論的結(jié)果，我們在本文中提出了太陽能交通燈系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求如下:(1)太陽能電池板功率的計(jì)算和選擇；(2)電池容量、恒流充放電控制和狀態(tài)顯示；(3)放線，綠燈30秒，黃燈5秒，然后紅燈禁止；(4)紅燈禁行30秒，綠燈亮30秒，放行線和禁行線交替；(5)系統(tǒng)的模糊控制要求；(6)在緊急情況下，交通信號燈具有強(qiáng)制通行和全面禁止通行的功能?；谝陨弦?，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)必須具備以下結(jié)構(gòu)模塊:太陽能光伏發(fā)電

14、系統(tǒng)(太陽能電池組件、蓄電池、充放電控制電路)、MCU控制電路和顯示電路。第三章太陽能交通燈的硬件設(shè)計(jì)3.1太陽能供電系統(tǒng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池、蓄電池、太陽能控制器等組成。太陽能電池組件是一種將光轉(zhuǎn)化為電的轉(zhuǎn)換裝置。在白天，在光照下，太陽能電池組件通過光伏效應(yīng)產(chǎn)生光伏電壓和電流。一方面，產(chǎn)生的直流電通過控制器給牲畜電池充電，然后電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在電池中；另一方面通過控制器給負(fù)載供電。夜晚，太陽能電池模塊停止發(fā)電和給蓄電池充電，蓄電池通過控制器給光源放電。因此，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括太陽能電池功率的計(jì)算、電池容量的選擇和充放電控制電路的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的總體框圖如圖3-1所示。圖3-1太陽能供

15、電系統(tǒng)框圖3.2太陽能板太陽能電池構(gòu)成太陽能電池板，太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最有價(jià)值的部分。它的作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)化為電能，或送至蓄電池儲存，或推動負(fù)載工作。太陽能電池板的質(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)許多太陽能電池串聯(lián)或并聯(lián)時(shí)，可以成為一個(gè)輸出功率比較大的太陽能電池陣列。太陽能電池是一種很有前途的新能源，它有三個(gè)優(yōu)點(diǎn):永久、清潔和靈活。太陽能電池壽命長，只要太陽存在，一次投資就可以用很長時(shí)間。與火力發(fā)電和核能發(fā)電相比，太陽能電池不會造成環(huán)境污染。太陽能電池是一種由于光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一種半導(dǎo)體光電二極管。當(dāng)太陽能照

16、射到光電二極管上時(shí)，光電二極管會將太陽能轉(zhuǎn)換成電能并產(chǎn)生電流。當(dāng)許多電池串聯(lián)或并聯(lián)后，就可以成為一個(gè)輸出功率比較大的太陽能電池陣列。3.3蓄電池在太陽能電池供電系統(tǒng)中，太陽能電池陣列將太陽輻射轉(zhuǎn)化為直流電能，電能由蓄電池轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。我們通常把蓄電池稱為光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置。對于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)來說，要求它能隨時(shí)隨地向負(fù)載提供穩(wěn)定的電能。然而，由于太陽晝夜的間歇和隨機(jī)照射，很難實(shí)現(xiàn)全靠太陽能電池發(fā)電和供電的任務(wù)。能量存儲裝置必須用于存儲和調(diào)節(jié)太陽能電池發(fā)出的電能。供電系統(tǒng)正常工作時(shí)，根據(jù)電池正常充放電狀態(tài)的變化，可分為多種情況:第一種是負(fù)載關(guān)斷，太陽能電池陣列正常發(fā)電，此時(shí)電能全部充入電池

17、組，電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存，直到電池充滿后控制器的保護(hù)關(guān)閉；第二種情況，太陽能電池發(fā)電的同時(shí)，負(fù)載也需要工作。此時(shí)太陽能電池會直接給負(fù)載供電，同時(shí)多余的電能用來補(bǔ)充電池組；更多的工作情況可能是太陽能電池不再發(fā)電，負(fù)載所需的電能全部由電池組提供。此時(shí)以化學(xué)能形式儲存在電池中的能量轉(zhuǎn)化為電能供負(fù)載使用，因此電池不僅可以儲存電能，還可以起到調(diào)節(jié)電量、穩(wěn)定系統(tǒng)輸出的作用。電池種類繁多，在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，大部分是鉛酸電池和堿性鎳鎘電池。但考慮到使用權(quán)和電池價(jià)格，大部分太陽能光伏系統(tǒng)選擇鉛酸蓄電池作為儲能電源，采用閥控密封鉛酸蓄電池，無需加水和維護(hù)4。下面簡單介紹一下鉛酸電池:(1)鉛酸電池的定義

18、:電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是一種帶有硫酸溶液的蓄電池。英語鉛酸蓄電池在充電狀態(tài)下，正極的主要成分是二氧化鉛，負(fù)極的主要成分是鉛。在放電狀態(tài)下，正負(fù)電極的主要成分是硫酸鉛。電極反應(yīng)型鉛酸蓄電池充電:2pbso4+2h2o = PbO2+Pb+2h2so4(電解池)陽極:PbSO4+2H2O-2E-= = PbO2+4H+SO42-陰極:PbSO4+2e-= = = Pb+SO4 2-放電:PbO2+Pb+2H2SO4 = 2PbSO4+2H2O(原電池)負(fù)極:Pb+SO4 2-2e-= = = PbSO4陰極:PBO 2+4h + SO4 2-+2e-= = = pbso 4+2H2O

19、3.4太陽能控制器充放電控制器是能自動防止電池組被負(fù)載過充放電的裝置，是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一?？刂破髯钪匾淖饔檬欠乐闺姵氐倪^充電和過放電。由于蓄電池的投資占系統(tǒng)成本的比重很大，為了最大限度地延長蓄電池的使用壽命，保證光伏發(fā)電系統(tǒng)長期可靠運(yùn)行，需要對蓄電池的充放電進(jìn)行控制。雖然控制器的控制電路的復(fù)雜程度根據(jù)不同的光伏系統(tǒng)而不同，但其基本原理是相同的。圖3-2是一個(gè)基本充放電控制器的工作原理圖，它由光伏組件、電池、控制器電路和負(fù)載組成。開關(guān)1和開關(guān)2分別是充電開關(guān)和放電開關(guān)。當(dāng)開關(guān)1閉合時(shí)，電池由光伏模塊充電。當(dāng)電池過充時(shí)，開關(guān)1可以及時(shí)切斷充電電路，使光伏組件停止給電池充電，開關(guān)1可以根

20、據(jù)預(yù)設(shè)的保護(hù)模式自動恢復(fù)給電池充電。當(dāng)開關(guān)2閉合時(shí)，電池向負(fù)載供電。當(dāng)功率存儲器過放電時(shí)，開關(guān)2可以切斷放電電路，并且電池停止向負(fù)載供電。當(dāng)電池重新充電并達(dá)到預(yù)設(shè)的充電電壓閾值時(shí)，開關(guān)2可以自動恢復(fù)對負(fù)載的供電。開關(guān)1和開關(guān)2是廣義的開關(guān)，可以由各種開關(guān)元件組成，如各種電氣開關(guān)、機(jī)械模式開關(guān)等。圖3-2基本充放電控制器工作原理圖3.5充電方法充電是電池持續(xù)工作的重要手段，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)持續(xù)工作的必要條件。一般的充電方式有快速充電、恒流充電和恒壓充電。充電開始時(shí)，控制器會先檢測電池的電壓。如果太低，它會按照快充方式對牲畜電池快速充電，然后繼續(xù)恒壓或恒流給牲畜電池充電?？焖俪潆姺ㄒ话闶且悦}沖方

21、式向電池輸送電流，隨著充電時(shí)間的延續(xù)，電池會瞬間大電流放電，使其電極去極化。是光伏發(fā)電常用的充電方式之一2?？焖俪潆姺绞降闹饕獌?yōu)點(diǎn):充電時(shí)間大大縮短。采用常規(guī)充電方式時(shí)，電池正常充電時(shí)間一般需要12 15小時(shí)。采用快充方式時(shí)，正常充電時(shí)間一般在1小時(shí)左右。由于充電時(shí)間大大縮短，充電維護(hù)工作量大大減少。節(jié)約大量電能，并顯著提高蓄電池的使用壽命。采用本發(fā)明的快速充電方法，可以有效防止活性物質(zhì)因劇烈放氣而脫落，顯著提高蓄電池的容量。采用常規(guī)充電方式時(shí)，充電電流小，極板深處的活性物質(zhì)不能進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)，初充電后的新電池容量很難達(dá)到額定容量。采用快速充電方式時(shí)，充電電流很大，極板上的活性物質(zhì)可以進(jìn)行

22、充分的電化學(xué)反應(yīng)，因此電池的容量顯著增加。另外，當(dāng)采用快速充電方式時(shí)，電池在初次充電后不需要放電。這樣不僅可以節(jié)約電能，還可以縮短充電時(shí)間，增加蓄電池的容量。此外，快速充電法可以有效消除極板硫化，從而提高電池的容量。一些因硫化而即將報(bào)廢的電池，采用快速充電的方法可以大大增加容量，從而相應(yīng)延長電池的使用壽命。從以上可以得出結(jié)論，快速充電方式比較合適，適合作為太陽能電池板的儲能裝置。恒流充電法是通過調(diào)節(jié)充電裝置的輸出電壓或改變與電池串聯(lián)的電阻來保持充電電流恒定的一種充電方法?？刂品椒ê唵危姵乜山邮艿碾娏魅萘侩S著充電過程逐漸減小。充電后期，充電電流多用于電解水和產(chǎn)氣，導(dǎo)致析氣過多。恒壓充電法主要

23、是針對每個(gè)單體電池以一定的恒壓進(jìn)行充電。這種方法簡單，充電過程中不需要調(diào)節(jié)電流。充電時(shí)間短，能耗低，充電效率高達(dá)80%。如果充電電壓選擇得當(dāng)，充電可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)完成。其缺點(diǎn)是:充電初期，如果電池放電深度過深，充電電流會很大，不僅會危及充電器的安全，還會因過流而損壞電池；另一方面，如果充電電壓過低，后期充電電流過小，充電時(shí)間過長，則不宜大量串聯(lián)充電；同時(shí)，電池端電壓補(bǔ)償困難，充電過程中低壓電池難以充滿。恒壓充電通常用于電池電壓較低的情況3。3.6信號狀態(tài)控制的設(shè)計(jì)它位于十字路口，分為東西和南北兩個(gè)方向。任何時(shí)候只有一個(gè)方向通行，另一個(gè)方向禁止通行，持續(xù)一定時(shí)間。在短暫的過渡時(shí)間后，禁止通行的方

24、向被逆轉(zhuǎn)。具體狀態(tài)如下圖3-3所示。注意:黑色表示亮，白色表示關(guān)。如圖3-7所示:東西方向紅燈滅，綠燈同時(shí)亮，南北方向黃燈滅，紅燈同時(shí)亮，倒計(jì)時(shí)30秒。這種狀態(tài)下禁止東西向通行，允許南北向通行。東西方向綠燈滅，黃燈亮，南北方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)5秒。在這種狀態(tài)下，除了已經(jīng)在行駛的車輛之外，所有車輛都必須等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。南北方向紅燈滅，綠燈同時(shí)亮，東西方向黃燈滅，紅燈同時(shí)亮，倒計(jì)時(shí)30秒。這種狀態(tài)下允許東西向通行，禁止南北向通行。南北方向綠燈滅，黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)5秒。在這種狀態(tài)下，除了已經(jīng)在行駛的車輛之外，所有車輛都必須等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。圖3-3交通狀況本設(shè)計(jì)中的信號燈全部由紅、綠、黃三高亮

25、度LED圓形點(diǎn)陣組成，電路采用串并聯(lián)相結(jié)合的方式。每個(gè)led的正向工作電流IF為15mA，正向工作電壓為2V。每盞燈由50個(gè)發(fā)光二極管(LED)組成一個(gè)圓形顯示器，其中每5個(gè)LED串聯(lián)，然后這10個(gè)串聯(lián)支路并聯(lián)，這樣可以防止LED被過大的工作電流損壞。每盞燈的工作電流為0.15a (15ma 10 = 0.15a)，而四個(gè)路口最多同時(shí)點(diǎn)亮四盞燈，即四盞燈的最大工作電流為0.15a 4 = 0.6a，倒計(jì)時(shí)顯示有兩位數(shù)，每一位數(shù)仍由led組成，每一段數(shù)由五個(gè)led串聯(lián)，每一段流過的電流為15ma。因?yàn)閿?shù)字的每一段都不顯示倒計(jì)時(shí)，所以時(shí)間顯示部分所需電流可以取2/3，即0.56A，那么系統(tǒng)的日耗電

26、量為(0.6+0.56)24=27.84Ah，日耗電量為1027.84=334.08Wh。3.7電池容量的計(jì)算蓄電池的容量計(jì)算是根據(jù)日常用電量、自給天數(shù)和蓄電池的放電深度。這里的自給自足的日子是指系統(tǒng)在沒有任何外界能量的情況下仍能正常工作的日子。電池的放電深度應(yīng)根據(jù)不同類型的電池來確定。一般來說，鉛酸蓄電池的放電深度在80%左右。這里的蓄電池容量為5V，可以連續(xù)工作6個(gè)雨天。蓄電池的容量除了取決于場地氣候條件和環(huán)境溫度外，主要取決于負(fù)載的耗電量。蓄電池容量的計(jì)算公式為(Ah):其中:P為負(fù)載的平均功率，H為負(fù)載每天的工作時(shí)間，N為無持續(xù)日照的天數(shù)，U為電池的額定電壓，為剩余系數(shù)，取1.43，T

27、0為溫度修正系數(shù)(一般溫度在0度以上，0度以下取1.1或1.2)。本系統(tǒng)電池容量的選擇:考慮到現(xiàn)場氣候和環(huán)境溫度，可選用容量為250Ah/12V的免維護(hù)鉛酸蓄電池，其容量設(shè)計(jì)為連續(xù)六個(gè)雨天正常工作5。3.8太陽能電池功率的計(jì)算太陽能電池功率的計(jì)算公式為:其中:T為每天平均光照小時(shí)數(shù)，M為太陽能電池板充滿蓄電池的天數(shù)。按照每天平均日照7小時(shí)零3天給電池充滿電，太陽能電池板的功率是:第四章太陽能交通燈的軟件設(shè)計(jì)編寫的軟件要實(shí)現(xiàn)太陽能交通燈的設(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，我們主要是想實(shí)現(xiàn)模糊控制，可以改變紅綠燈的點(diǎn)亮?xí)r間。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)紅綠燈的基本功能。基于

28、上述要求，系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)主要包括主程序、中斷子程序、模糊控制子程序和延時(shí)子程序。主程序的主要任務(wù)是調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)紅綠燈的交替顯示和秒倒計(jì)時(shí)顯示。中斷服務(wù)程序的主要功能是執(zhí)行定時(shí)操作，其中顯示子程序可以被重復(fù)調(diào)用6。下圖4-1是主程序流程圖:圖4-1主程序流程圖下圖4-2顯示了中斷程序的流程圖:圖4-2中斷程序流程圖結(jié)論交通燈控制在交通領(lǐng)域中起著非常重要和廣泛的作用。本文完成了以太陽能為能源，以MSC-51系列單片機(jī)AT89S52為核心器件的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單、實(shí)用、易操作。同時(shí)，該系統(tǒng)采用太陽能電池供電，不僅環(huán)保節(jié)能，還省去了鋪設(shè)電纜的麻煩。系統(tǒng)缺點(diǎn)暫時(shí)控制不了車的左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)。如有必要，可對原有系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。硬件控制電路簡單，可降低生產(chǎn)成本。單片機(jī)可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，減小系統(tǒng)的體積，方便調(diào)試和維