一種基于嵌入式系統(tǒng)的太陽能路燈充電控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能充電裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于嵌入式系統(tǒng)的太陽能路燈充電控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，太陽能路燈充電裝置的控制方式比較單一，不能實(shí)現(xiàn)多種控制方式的選擇，無法根據(jù)天氣的變化或用戶的需求對(duì)蓄電池進(jìn)行科學(xué)的管理;且目前的太陽能路燈充電裝置難以對(duì)于離散布設(shè)的太陽能路燈進(jìn)行監(jiān)控，導(dǎo)致故障發(fā)現(xiàn)不及時(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于嵌入式系統(tǒng)的太陽能路燈充電控制裝置，解決了現(xiàn)有的太陽能路燈充電裝置的控制方式比較單一，不能實(shí)現(xiàn)多種控制方式的選擇，無法根據(jù)天氣的變化或用戶的需求對(duì)蓄電池進(jìn)行科學(xué)的管理的問題。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是包括ARM芯片，太陽能電池板和蓄電池分別通過調(diào)理電路連接至ARM芯片上的AD模塊，太陽能電池板和蓄電池分別連接過沖保護(hù)電路，過沖保護(hù)電路通過調(diào)理電路連接至AD模塊，雨控模塊通過調(diào)理電路連接至AD模塊，ARM芯片還分別連接本地遙控模塊、z igbee模塊和GSM模塊。
[0005]ARM芯片作為核心處理單元，通過內(nèi)部集成的AD模塊與調(diào)理電路相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)理電路傳來的蓄電池電壓、太陽能電池板電壓、雨控模塊的輸出電壓、過充保護(hù)電路的輸出電壓進(jìn)行采樣。
[0006]GSM模塊用于控制指令的發(fā)送和接收，且GSM模塊通過GSM天線將信息發(fā)送到上位機(jī);GSM模塊采用ATK-S頂900A模塊，ARM芯片通過串口模塊發(fā)送控制指令和太陽能路燈設(shè)備的狀態(tài)信息至GSM模塊，GSM模塊將信號(hào)發(fā)送;并且，GSM模塊將接收到的控制信號(hào)傳輸?shù)紸RM芯片。
[0007]雨控模塊用于判斷空氣的潮濕度和光照度，根據(jù)判斷的結(jié)果相應(yīng)的改變控制裝置的工作方式。
[0008]本地遙控模塊實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)的直接上傳和下發(fā);采用一體化紅外接收頭DF0038B來實(shí)現(xiàn)本地遙控功能，能夠在現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)下發(fā)，通過遙控器直接對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行修改。
[0009]Zigbee模塊實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳送，負(fù)責(zé)其他各節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并將所收到的信息發(fā)送到ARM芯片，然后由ARM芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0010]過沖保護(hù)電路用于對(duì)太陽能電池板向蓄電池充電的電流進(jìn)行檢測(cè)，防止太陽能電池板充電電流過大對(duì)蓄電池造成損壞。
[0011]進(jìn)一步，所述過沖保護(hù)電路包括LM324放大器，LM324放大器的電流信號(hào)輸入端、電阻R2—端、電阻R4—端連接在一起，電阻R2的另一端、太陽能電池板的輸出電流端和電阻Rl的一端連接在一起，LM324放大器的電流信號(hào)輸出端、電阻R3的一端和電阻R5的一端連接在一起，電阻R3的另一端、電阻Rl的另一端和蓄電池的電流輸入端連接在一起，電阻R4的另一端和LM324放大器的負(fù)極接地，LM324放大器的正極接+12V電源電壓，電阻R5的另一端和LM324放大器的輸出端連接至調(diào)理電路。
[0012]進(jìn)一步，所述雨控模塊包括濕敏電阻RPI和光敏電阻RP2，濕敏電阻RPl的一端、電阻R6的一端和AD模塊的AD_3端口連接在一起，光敏電阻RP2的一端、電阻R7的一端、AD模塊的AD_5端口連接在一起，電阻R6的另一端、電阻R7的另一端連接電源電壓正極，濕敏電阻RPl的另一端和光敏電阻RP2的另一端接地。
[0013]進(jìn)一步，所述調(diào)理電路包括TL084放大器，TL084放大器的信號(hào)輸入端、電容C2的一端、電阻R9的一端連接在一起，電容C2的另一端接地，電阻R9的另一端、電阻R8的一端、電容Cl的一端連接在一起，電阻R8的另一端接外部電壓輸入信號(hào)，電容Cl的另一端、TL084放大器的信號(hào)輸出端、TL084放大器的放大信號(hào)輸出端連接在一起并與AD模塊連接。
[0014]進(jìn)一步，本地遙控模塊包括DF0038B紅外接頭，DF0038B紅外接頭的端口 I接電源電壓，DF0038B紅外接頭的端口 2、電容C3的一端、電容C4的一端、電阻R9的一端連接在一起，DR)038B紅外接頭的端口 3、電容C3的另一端、電容C4的另一端連接在一起并且接地，電阻R9的另一端連接ARM芯片。
[0015]本發(fā)明的有益效果是控制方式靈活，能實(shí)現(xiàn)多種控制方式的選擇，能根據(jù)天氣的變化或用戶的需求對(duì)蓄電池進(jìn)行科學(xué)的管理。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的采樣電路與調(diào)理電路連接圖；
[0018]圖3為本發(fā)明的過沖保護(hù)電路圖；
[0019]圖4為本發(fā)明的雨控模塊與ARM芯片接口圖；
[0020]圖5為本發(fā)明的調(diào)理電路圖；
[0021 ]圖6為本發(fā)明的GSM模塊與ARM芯片接口圖；
[0022]圖7為本發(fā)明的本地遙控模塊與ARM芯片接口圖；
[0023]圖8為本發(fā)明的Zigbee組網(wǎng)不意圖；
[0024]圖中，1.太陽能電池板，2.蓄電池，3.調(diào)理電路，4.ARM芯片，5.AD模塊，6.過沖保護(hù)電路，7.雨控模塊，8.本地遙控模塊，9.z igbee模塊，1.GSM模塊，11.路燈。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]本發(fā)明基于嵌入式系統(tǒng)的太陽能路燈充電控制裝置結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，太陽能電池板I和蓄電池2分別通過調(diào)理電路3連接至ARM芯片4上的AD模塊5，太陽能電池板I和蓄電池2分別連接過沖保護(hù)電路6，過沖保護(hù)電路6通過調(diào)理電路3連接至AD模塊5，雨控模塊7通過調(diào)理電路3連接至AD模塊5，ARM芯片4還分別連接本地遙控模塊8、zigbee模塊9和GSM模塊10 ο
[0027]ARM芯片4作為核心處理單元，通過內(nèi)部集成的AD模塊5與調(diào)理電路3相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)理電路3傳來的蓄電池電壓、太陽能電池板電壓、雨控模塊的輸出電壓、過充保護(hù)電路的輸出電壓進(jìn)行采樣。
[0028]GSM模塊10用于控制指令的發(fā)送和接收，且GSM模塊10通過GSM天線將信息發(fā)送到上位機(jī);GSM模塊10采用ATK-S頂900A模塊，ARM芯片4通過串口模塊發(fā)送控制指令和太陽能路燈設(shè)備的狀態(tài)信息至GSM模塊10，GSM模塊10將信號(hào)發(fā)送;并且，GSM模塊10將接收到的控制信號(hào)傳輸?shù)紸RM芯片4。
[0029]雨控模塊7用于判斷空氣的潮濕度和光照度，根據(jù)判斷的結(jié)果相應(yīng)的改變控制裝置的工作方式。
[0030]本地遙控模塊8實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)的直接上傳和下發(fā);采用一體化紅外接收頭DF0038B來實(shí)現(xiàn)本地遙控功能，能夠在現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)下發(fā)，可以通過遙控器直接對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行修改。
[0031]Zigbee模塊9實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳送，負(fù)責(zé)其他各節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并將所收到的信息發(fā)送到ARM芯片4，然后由ARM芯片4進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0032 ]過沖保護(hù)電路用于對(duì)太陽能電池板I向蓄電池2充電的電流進(jìn)行檢測(cè)，防止太陽能電池板I充電電流過大對(duì)蓄電池2造成損壞。
[0033]圖2為本發(fā)明的信號(hào)采集和信號(hào)調(diào)理連接示意圖，其中:太陽能電池板I的電壓通過調(diào)理電路3接至ARM芯片4的第一路采樣通道AD j進(jìn)行采樣；蓄電池2電壓通過調(diào)理電路3接至ARM芯片4的第二路采樣通道AD_2進(jìn)行采樣，當(dāng)檢測(cè)到蓄電池2電壓低于某一設(shè)定值(例如:該設(shè)定值對(duì)應(yīng)蓄電池容量50 % )時(shí)，減小蓄電池2電壓輸出，當(dāng)檢測(cè)到蓄電池2電壓低于設(shè)定的最低極限電壓(例如:該最低極限電壓對(duì)應(yīng)蓄電池容量5%)時(shí)，關(guān)閉路燈11供電電路，蓄電池2停止放電，防止蓄電池2過放;過沖保護(hù)電路6的輸出電壓通過調(diào)理電路3接至ARM芯片4的第四路采樣通道AD_4進(jìn)行采樣；雨控模塊7的光敏電阻和濕敏電阻的電壓分別通過調(diào)理電路3接至ARM芯片4的第五路采樣通道AD_5和第三路采樣通道AD_3進(jìn)行采樣。
[0034]圖3是本發(fā)明的過沖保護(hù)電路6電路原理圖，過沖保護(hù)電路6包括LM324放大器，LM324放大器的電流信號(hào)輸入端、電阻R2—端、電阻R4—端連接在一起，電阻R2的另一端、太陽能電池板I的輸出電流端和電阻Rl的一端連接在一起，LM3 24放大器的電流信號(hào)輸出端、電阻R3的一端和電阻R5的一端連接在一起，電阻R3的另一端、電阻Rl的另一端和蓄電池2的電流輸入端連接在一起，電阻R4的另一端和LM324放大器的負(fù)極接地，LM324放大器的正極接+12V電源電壓，電阻R5的另一端和LM324放大器的輸出端連接至調(diào)理電路3。其串聯(lián)在太陽能電池板I對(duì)蓄電池2充電的電路中，充電電流的變化會(huì)引起電阻Rl兩端電壓的變化，集成運(yùn)放LM324將電阻Rl兩端電壓的變化信號(hào)放大后，送至調(diào)理電路3進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，并通過調(diào)理電路3送至ARM芯片4的第四路采樣通道AD_4進(jìn)行采樣；當(dāng)檢測(cè)到過沖保護(hù)電路6輸出電壓值大于設(shè)定值(在該設(shè)定值及設(shè)定值以下蓄電池2能向路燈正常供電)且作用時(shí)間超過10毫秒時(shí)，切斷蓄電池2輸出，并持續(xù)檢測(cè)過沖保護(hù)電路6的輸出電壓值是否恢復(fù)到該設(shè)定值或該設(shè)定值以下，若過沖保護(hù)電路6的輸出電壓恢復(fù)到該設(shè)定值或該設(shè)定值以下，蓄電池2開始向路燈11供電。
[0035]圖4為本發(fā)明的雨控模塊7電路圖，雨控模塊7包括濕敏電阻RPl和光敏電阻RP2，濕敏電阻RPI的一端、電阻R6