河北聯(lián)合大學輕工學院本科生畢業(yè)設計開題報告題目： 環(huán)保型路燈控制系統(tǒng)設計學部：專業(yè):班級:姓名：學號：指導教師:2012年3月14日一、 選題背景在跨入21世紀之際，人類將面臨實現(xiàn)經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，在有限資源和環(huán)保嚴格要求的雙重制約下發(fā)展經(jīng)濟已成為全球熱點問題。而能源問題將更為突出，不僅表現(xiàn)在常規(guī)能源的匱乏不足，更重要的是化石能源的開發(fā)利用帶來了一系列問題，如環(huán)境污染，溫室效應都與化石燃料的燃燒有關。目前的環(huán)境問題，很大程度上是由于能源特別是化石能源的開發(fā)利用造成的。因此，人類要解決上述能源問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，只能依靠科技進步，大規(guī)模地開發(fā)利用可再生潔凈能源。太陽能和風能等清潔能源以其獨具的優(yōu)勢，其開發(fā)利用必將在21世紀得到長足的發(fā)展，并終將在世界能源結構轉移中擔綱重任，成為21世紀后期的主導能源。太陽能和風能與其他常規(guī)能源相比在利用上具有取之不盡、用之不竭、就地可取、分布廣泛、不污染環(huán)境、不破壞生態(tài)、首爾服飾、可以再生等有點。將風能和太陽能這兩種自然資源結合起來看，兩者在時間上和地域上都有很強的互補性。白天太陽光最強，風很小；夜晚光照很弱，風力加強。夏季，太陽光強度大而風??；冬季，太陽光強度弱而風大。晴天，陽光充足；雨天，風很大。因此太陽能和風能結合構成互補發(fā)電系統(tǒng)在資源配置上是最佳的。風光互補路燈的發(fā)展凸顯了21世界節(jié)能環(huán)保型工業(yè)社會的發(fā)展方向。建設風光互補路燈不僅與政府的保護環(huán)境、節(jié)約資源、循環(huán)經(jīng)濟的理念相符，而且能向國民進行新能源利用和生態(tài)環(huán)保知識的直觀教育。而且風光互補節(jié)能路燈已經(jīng)在一些沿海地區(qū)建設并取得了良好的效果。二、 設計方案原理圖:主要研究內容：利用太陽能光電池進行光電轉換和風力發(fā)電機對蓄電池進行充電;太陽能板對陽光的跟蹤系統(tǒng)的選擇和設計（轉向控制器和轉向裝置）；設計出逆變電路，將220V交流電轉換成路燈可用的直流電；路燈控制器對蓄電池和外接電源的切換；控制部分根據(jù)日照強度、風力大小及負載的變化，不斷對蓄電池工作狀態(tài)進行切換和調節(jié)。現(xiàn)有風光互補路燈的問題及改進：現(xiàn)在的風光互補路燈已經(jīng)相當普及，但是還是存在一些問題。太陽能電池板為固定模式，并不支持陽光跟蹤，從而使得陽光不能充分利用而白白浪費。這里采用陽光跟蹤系統(tǒng)，大大提高陽光利用效率?，F(xiàn)階段的風光互補路燈很大程度上都沒有外接電源，使得在路燈在能源部分出現(xiàn)狀況的情況下不能正常工作，從而增加路面的隱患。這里利用控制系統(tǒng)使得當蓄電池電量不足或者其他問題發(fā)生時，路燈可以切換到220V交流電上保持工作。這次路燈亮度采用智能控制，利用光感元件來感受外界光線強度從而改變自身串接電阻來調節(jié)。擬采用的手段：控制系統(tǒng)主要主要采用51單片機進行設計。實際調查研究，在此基礎上進探討行分析；向風光互補路燈制造商咨詢；通過圖書館、網(wǎng)絡查閱相關文獻資料，了解國內外風光互補發(fā)展趨勢；與指導老師商討以及與同組同學共同分析和探討問題；結合所學各種理論知識，進行分析、研究。應用價值：1、 高效的利用了風能和光能，從而降低了路燈設施對電網(wǎng)的負荷。2、 路燈自帶雙蓄電池交替充放電，有足夠的空間來儲存電量來由MCU模塊檢測電池電壓來決定其工作狀態(tài)，當雙電池電量及太陽能和風力發(fā)電量過低時，自動切換至220v交流電。3、 控制部分根據(jù)日照強度、風力大小及負載的變化，不斷對蓄電池工作狀態(tài)進行切換和調節(jié)；4、 路燈亮度采用智能控制，路燈亮度根據(jù)不同季節(jié)，不同時段，天氣狀況自動調節(jié)亮度。5、 對于特殊節(jié)假日有特殊要求時，有終端對多個路燈進行統(tǒng)一控制。三、 進度安排1、 2011.3下旬——2011.4初：撰寫開題報告，在圖書館和網(wǎng)絡上搜集所需信息。并選擇最佳方案。2、 2011.4初——2011.4底：學習需要掌握的軟件知識，并掌握整個系統(tǒng)的構架。3、 2011.5初——2011.6初：掌握整個系統(tǒng)的構架并且整合在一起，撰寫需求分析報撰寫論文。四、 參考文獻【1】李廣弟，朱月秀，王秀山.單片機基礎［M］，北京：北京航空航天大學出版社，2001.【2】冷長庚.太陽能及其利用［M］.北京:科學出版社,1975.【3】李小堅，趙山林.ProtelDXP電路設計與制版實用教程［M］,北京：人民郵電出版社，2009.【4】趙建強，姚素芬.光電自動跟蹤控制系統(tǒng)的智能Fuzzy-PI控制［J］.徽計算機信息,2005.【5】艾斌，楊洪興，沈輝，廖顯伯.風光互補發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設計II匹配設計實例［J］.太陽能學報，2003,(05)【6】程節(jié)順.基于模糊控制的風光互補電源模型研究［幾微計算機信息，2006,(10)【7】齊發(fā).獨立運行的風光互補發(fā)電系統(tǒng)的研究與設計［J］.電子設計應用，2005,(07)【8】原始材料.風力發(fā)電.北京：中國電力出版社，2002年【9】譚浩強.微型計算機原理及應用.清華大學出版社，2001年6月【10】張偉.單片機原理及應用.北京：機械工業(yè)出版社，2002年【11】MalvinoA.P.DigitalComputerElec