网络化智能型太阳能路灯控制器的研发

【摘要】： 随着全球能源形势的紧张,太阳能光伏发电已经渐渐得到了普及,并在路灯照明领域开始得到广泛应用。随着新型节能灯具LED灯具的出现,太阳能路灯与新型LED灯具的结合,使智能型太阳能路灯的开发更具实际节能价值。 开发高性能太阳能路灯关键是设计高性能的太阳能路灯控制器。本课题设计目标是基于ATmega128单片机开发一款智能型太阳能路灯控制器,使其不仅具备太阳能路灯系统自身的智能管理功能,同时还具备近端／远程可监控管理功能。系统设计过程主要分为：系统算法设计、单片机系统软硬设计、近端／远程上位机监控软件设计、路灯智能监控网络组建。 算法设计主要包括三个部分：①太阳能电池最大功率跟踪算法设计。通过对太阳能电池输出特性的深入研究,结合模糊控制理论,设计出一种跟踪快速、实现简单的最大功率算法。②蓄电池充电算法设计。结合太阳能电池输出最大功率跟踪算法及蓄电池充放电特性,设计出了“三段式”充电算法,同时兼有温度补偿功能。此算法既能保证充电效率,又能实现对蓄电池进行必要的保护。③蓄电池余量检测模型,主要目的是估算蓄电池的剩余电量。当蓄电池处于放电状态时实时测量蓄电池端电压,并结合相应蓄电池余量的检测算法,及时调整蓄电池的放电模式。 控制器设计主要实现最大功率跟踪、各种自我保护功能、蓄电池充放电保护及各类通信功能设计。 其中,通信设计包括实现近端上位机监控和远程上位机监控功能的上位机程序开发。近端上位机监控主要指上位机通过串口与单片机控制系统进行通信；远程上位机监控主要是通过控制器的以太网通信模块实现监控。 智能监控网络主要利用控制器硬件集成的太网设计模块和无线通信模块,根据流式层次拓扑结构模型设计。网络采用分层管理模式,网络结构主要分为远程控制层、目标局域网控制层、终端执行层。通过网络分层设置很好的保证了远程控制控制信息流的通畅。 【关键词】：太阳能路灯 最大功率跟踪技术 充放电控制算法 铅酸蓄电池 智能网络
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题背景及意义12-15
• 1.1.1 课题背景12-13
• 1.1.2 课题研究意义13-15
• 1.2 国内外研究情况15-16
• 1.3 本课题的主要工作16-18
• 第二章 太阳能路灯系统组成18-30
• 2.1 系统结构设计原则18-19
• 2.2 系统组成结构19-28
• 2.2.1 系统结构图19-20
• 2.2.2 太阳能电池20-23
• 2.2.3 蓄电池23-24
• 2.2.4 太阳能路灯控制器24-26
• 2.2.5 LED灯具应用26-28
• 2.3 系统实现功能28-30
• 2.3.1 系统基本功能28-29
• 2.3.2 创新功能29-30
• 第三章 太阳能路灯系统充放电算法研究30-56
• 3.1 太阳能电池最大功率跟踪30-45
• 3.1.1 太阳能电池光伏特性30-31
• 3.1.2 太阳能电池的主要影响因素31-33
• 3.1.3 最大功率跟踪(MPPT)的必要性33-34
• 3.1.4 最大功率跟踪的原理34-37
• 3.1.5 本文采用的MPPT改进型算法37-45
• 3.2 蓄电池的充放电特性45-54
• 3.2.1 蓄电池的充放电原理45-47
• 3.2.2 蓄电池的快速充电控制策略研究47-50
• 3.2.3 本系统采取的充电算法50-51
• 3.2.4 蓄电池过放保护策略研究51-54
• 3.3 本课题所用综合充放电算法54-56
• 第四章 太阳能路灯系统的实现56-82
• 4.1 概述56-58
• 4.2 系统硬件设计58-67
• 4.2.1 路灯控制器硬件设计59-65
• 4.2.2 路灯控制器网络模块功能硬件设计65-67
• 4.3 系统软件设计67-76
• 4.3.1 路灯控制器程序设计67-72
• 4.3.2 上位机监控软件设计72-76
• 4.4 系统调试实验76-82
• 4.4.1 实验环境记录76
• 4.4.2 充电算法验证波形76-79
• 4.4.3 各软件运行界面79-82
• 第五章 太阳能路灯网络82-88
• 5.1 概述82
• 5.2 路灯网络拓扑特点82-83
• 5.3 路灯流式拓扑结构83-84
• 5.4 路灯网络系统实现84-88
• 第六章 总结与展望88-92
• 6.1 论文总结88-89
• 6.2 课题展望89-92
• 参考文献92-98
• 致谢98-99
• 学位论文评阅及答辩情况表99

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于ZigBee网络的风光互补LED路灯监控系统的研究    王少用

基于FPGA的独立光伏发电系统控制策略的研究    吴修权

基于ZigBee和SOPC的智能光伏路灯控制系统的研究与设计    刘博阳

光伏照明系统智能控制器的研究    王国义

用FUZZY-PID控制器实现控制参数的自整定    陈跃东,郎朗

基于模糊逻辑的PID控制器的设计    王光磊

照明用LED光学系统的计算机辅助设计    严萍,李剑清

太阳能光伏模块电气特性的数学建模与仿真    戴训江;晁勤;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

可见光LED的进展——发展趋势及蓝色LED(一)    张万生,梁春广

可见光LED的进展——超高亮度LED及应用(二)    张万生,梁春广

浅析青岛太阳能光伏发电发展的方向及推广对策    楚宪峰;黄翔;王岩;焦国嵩;王建华;

高亮度白光LED直流照明灯的研究    刘宏,张晓晶

基于MPPT的太阳能光伏充电控制器研究    严卫洲;潘俊民;

国内外太阳能空间结构的应用与技术探讨    罗尧治;饶力;

用于铅酸蓄电池的大容量智能充电系统的研究    向德军

GIS技术在电力信息系统中的应用    周明;

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

变电站直流系统远程控制与节能研究    张瑞;

30 kW太阳能并网发电系统的应用与运行    沈晨;陈晓明;

基于MATLAB的活性污泥法曝气量模糊控制的仿真实现    李学翔,蔡昌凤,周福来

24V/5A太阳能控制器设计    包文俊;黄长杰;

3种采样方法对DEM质量影响的定量分析    田洪阵;杨太保;刘沁萍;曾彪;

基于ArcGIS Engine的龙凤溪污染状况信息系统的设计与实现    黎世兵;况明生;

基于层次分析法和GIS的城镇化水平分析——以重庆市“1小时经济圈”为例    余海清;陈阿林;董国仓;孙小涛;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

变电站直流系统远程控制与节能研究    张瑞;

基于AVR单片机的气动位置控制系统的研究    向东;杨庆俊;张旭明;张晶;包钢;

地理信息系统技术在湿地研究中的应用    汪爱华;张树清;张柏;

黑龙江省农业地理信息系统(GIS)的建立    马俊海;黄明;

新疆准噶尔盆地数字化测图及建立Mapinfo数据库的实践    张国林;韩嘉福;

浅议GIS的发展与研究    刘佳;

基于J2EE架构的分布式Web GIS的研究    晋浩;曹彦荣;

基于单片机的蓄电池Wa特性智能充电机    高飞燕;吴瑶;王俊;

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池的研究进展    岳恩;唐龙;罗顺安;张平;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

网络环境下煤矿三维建模及可视化关键技术研究    章冲

有机基太阳能电池中有序结构材料及其界面和性能    杨志胜

微型投影显示系统中混合光源照明技术和激光散斑消除技术的研究    孙鸣捷

自然图形的度量格网研究    夏兰芳

高层电梯垂直运动的鲁棒控制策略研究    胡庆

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

抚顺西露天矿北帮滑坡监测预报系统研究    王日勖

基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究    冯小冬

基于OpenGL的三维可视地理信息系统初步设计    梁鹏帅

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

基于车载导航系统的大区域路径规划算法的设计与实现    崔静怡

垃圾车专用控制器的研制    许雷

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

用于白光LED的铝酸锶荧光粉的研究    赵路遥

氧化物半导体的湿化学法制备    贾红

太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究    张瑞丽

太阳能半导体照明系统控制器的研究与设计    马磊;刘德明;黄黎蓉;文锋;

铅酸蓄电池PE隔板短路问题的研究    陈志雪;李亚辉;刘可畅;郑树国;张彦杰;

光伏电源最大功率点跟踪控制方法研究    雷元超,陈春根,沈骏,黄跃杰,陈国呈

Pspice电路仿真中变压器模型的使用    张东辉;严萍;高迎慧;孙鹞鸿;

三相并网逆变器的LCL滤波器设计    魏星;肖岚;姚志垒;龚春英;

采用自动跟踪系统对光伏电站电价的影响    蒋华庆;田景奎;姜在骏;顾俊峰;

基于网络化简的含分布式电源的配电网可靠性分析    王旭东;林济铿;

uClinux下动态Web技术的实现方法    刘国梅 ,郑安平

小功率独立光伏发电系统研究    张超;张学众;张志宏;张竑基;

700W独立光伏发电系统实验研究    王恩;杨海柱;陈莹;陈广华;

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

在线太阳电池测试系统关键技术研究    王志明

太阳能光伏发电系统的控制问题研究    熊远生

光伏用VRLA蓄电池充放电策略的研究    李黎明

单相光伏并网逆变器的研究与设计    齐乐

基于ZigBee的自动抄表系统的设计    张少虎

独立运行光伏发电系统控制器的研究与设计    王超

GPRS通信在路灯系统中的研究及应用    宋筠毅

新型太阳能路灯控制器设计与实现    彭路明

基于Web服务的远程报表打印系统研究    蔡子龙

嵌入式家用路由器的设计与实现    李辉

风光互补发电控制系统的研究与开发    王宇

LED光伏照明系统优化设计    余发平

基于ZigBee的数字路灯调控系统的研究与应用    唐洁方

阀控式铅蓄电池失效原因及容量恢复    王秋虹,张捷

从欧洲蓄电池会议看国外铅酸蓄电池的研究动态    陈红雨,吴玲,任超

电动自行车用铅蓄电池充电器的研究    刘孝伟,周明明,周龙瑞

固定型阀控式铅酸蓄电池热失控现象浅析    从志贤,付艳玲

ArcView平台下城市地理信息系统的设计与开发    谢榕

VRLA蓄电池变电流间歇充电方法    陈体衔

GIS在交通管理部门的应用实例    邹凤,许乐

单片机控制的蓄电池快速充电系统    单庆晓,任永益,潘孟春

中国LED产业概况    

EXB841的自身保护及驱动电压的调整    张贵锋,李永兵,王士元

    梁红兵

太阳能LED路灯照明控制系统的设计    杨晓光;寇臣锐;汪友华;

全自动路灯控制器    田泽正,赵明富

全自动路灯控制器    李晓峰

改进型太阳能路灯控制器的研制    张涛;

改进型太阳能路灯控制器的研制    张涛;

太阳能电池综合管理自动控制器    高飞燕;阳武娇;

太阳能庭院灯控制系统设计    李盾;

微能源技术在无线传感器网络中的应用    陈岩;宋楠楠;乔继红;郭宏;

LED太阳能路灯控制器的设计    亓立敏;尹成强;陈波;

新的太阳能电池    胡初潜

谈太阳能路灯原理    胡昊伟;黄敏;

基于物联网技术的智能路灯控制系统    王宜怀;

太阳能为县站计算机系统供电的可行性分析    黄诚;樊璇;朱圣华;

城域Led路灯控制与节能    李凯;牛振西;

太阳能电池输出特性的分析及检测    张海波;

太阳能电池表面纳米微结构研究    李美成;

有机染料锚数对染料敏化太阳能电池性能的影响    尚会霞;罗艳红;孟庆波;占肖卫;

量子点敏化太阳能电池研究进展    刘铭;杨君友;冯双龙;朱虎;

高效染料钠晶TiO_2太阳能电池    黄昀昉;吴季怀;林建明;黄妙良;

太阳能电池应用    孟昭渊;

自动路灯控制电路    浙江 高志新

用太阳能电池给蓄电池充电的方法    河南 陈建华

苏大学生发明智能路灯控制系统    姚臻

城区路灯年内看天开关    记者 孟为

IT--440智能路灯控制器    

太阳能电池的夜间警示灯电路    山东 孙海善

一种新型路灯控制方案    安徽 杨光

用89C52制作太阳能电池数显充放电控制器    云南 张跃

太阳能厂跨洋吸金 几家欢乐几家愁    黄女瑛 DigiTimes

太阳能电池级多晶硅光伏项目落户益阳    记者　 郭云飞 通讯员　 张世平

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

反型聚合物太阳能电池的研究    李福民

聚合物太阳能电池中光吸收增强效应的研究    李国龙

聚光多结太阳能电池的设计、制备及可靠性研究    宋明辉

反型体异质结聚合物太阳能电池的研究    陶晨

有机/聚合物太阳能电池：活性层结构、形貌及光伏性能    薛丽丽

知识流动理论框架下的科学前沿与技术前沿研究    庞杰

有机小分子太阳能电池的效率优化及衰减性研究    邹业

太阳能电池正面银浆的制备及其性能研究    郭桂全

量子点敏化太阳能电池：制备及光电转换性能的改进    宋鑫

网络化智能型太阳能路灯控制器的研发    庞大钧

基于Z源变换风光互补路灯控制系统研究    李文燕

基于太阳能的嵌入式路灯控制系统的研究与应用    刘春

智能型太阳能路灯控制器的应用研究    王禹

太阳能LED照明系统    刘卓

太阳能路灯微机监控技术的研究与实现    马杰

用于路灯控制的无线通信网络平台设计    鲁瀚

基于CAN总线的太阳能发电系统控制器的研制    李亮

模拟路灯控制系统的设计    祝建科

太阳能照明能量管理PSoC设计    张天时