專利名稱：智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能照明領域的控制器，更具體的是涉及一種智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器。
背景技術：
隨著節(jié)能環(huán)保理念不斷深入人心，人們保護環(huán)境的意識在不斷加強，世界各國開始重視新能源開發(fā)，太陽能以其節(jié)能、環(huán)保、可再生的特點受到世界各國的重視，太陽能獨立發(fā)電系統(tǒng)、太陽能路燈已經(jīng)初具規(guī)模，太陽能發(fā)電控制技術也在不斷完善中。其中用于太陽能路燈控制的控制器功能已經(jīng)相當完善了。 然而傳統(tǒng)太陽能路燈控制器的基本功能極限于實現(xiàn)對12V/24V太陽能路燈系統(tǒng)工作狀態(tài)的自適應控制。主要包括光伏組件對12V/24V蓄電池自適應充電控制，蓄電池對負載的供電控制；太陽能路燈系統(tǒng)工作時，可選單時段、雙時段工作模式。它們一般都不具備定時工作模式、時間設置、數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸?shù)裙δ堋４送?，目前在美國、日本、德國等發(fā)達國家對獨立光伏系統(tǒng)控制器的研究主要側(cè)重于以下三個方面提高太陽能電池的輸出功率、完善蓄電池充電策略、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。在適時監(jiān)控方面也有所發(fā)展，但是數(shù)據(jù)存儲、輸出尚未涉及。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種有定時工作模式、時間設置功能、數(shù)據(jù)采集、存儲功能、數(shù)據(jù)傳輸功能的新型智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器。本發(fā)明要實現(xiàn)的主要功能，表現(xiàn)在模式設置方面本發(fā)明的工作模式擴展到三種基本模式，即單時段工作模式、雙時段工作模式、定時工作模式。具有時間設置功能，能通過模式設置按鍵設置時間，工作模式選擇。具有數(shù)據(jù)采集、存儲功能本發(fā)明采用STC12C5A32AD單片機實現(xiàn)對太陽能路燈系統(tǒng)充放電時的相關數(shù)據(jù)進行適時采集、處理、控制并存儲，STC12C5A32AD單片機為本系統(tǒng)的主控單元，通過對STC12C5A32AD單片機編程實現(xiàn)其對各種數(shù)據(jù)的采集、處理、控制、存儲等功能。其采集存儲的數(shù)據(jù)主要包括開關燈時間、蓄電池充放電電量、最大充電電流及時間、最大充電電壓及時間、最低蓄電池電壓及時間、開燈時間電壓和電流、關燈時間電壓(雙時段設置兩個關燈時間)。具有數(shù)據(jù)傳輸模塊該本發(fā)明設計有485轉(zhuǎn)232通信模塊，其采集存儲的數(shù)據(jù)可以通過這一模塊方便地讀取并傳輸?shù)诫娔X上，進而實現(xiàn)實時監(jiān)控反應系統(tǒng)的運行狀況，為系統(tǒng)的正常運行提供保障。綜上所述這種新型控制器具備多種功能，方便調(diào)試，可選擇多種模式切換，能提供路燈運行時的多種數(shù)據(jù)，方便系統(tǒng)故障排查。本發(fā)明采用以下技術方案實現(xiàn)
智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器，包括主控單元、蓄電池充電控制模塊、蓄電池供電控制模塊、工作模式時鐘顯示模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊。主控單元分別與蓄電池充電控制模塊、蓄電池供電控制模塊、工作模式時鐘顯示模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，蓄電池充電控制模塊還與光伏組件和蓄電池連接，蓄電池供電控制模塊還與蓄電池和路燈連接。蓄電池充電控制模塊設有光伏組件控制單元、關斷充電控制單元、蓄電池充電電壓控制單元、電壓過充控制單元、關閉充電單元。工作模式時鐘顯示模塊由外部時鐘電路、時鐘顯示數(shù)碼管、模式設置按鈕模塊組成。選擇STC12C5A32AD單片機作為本發(fā)明的主控單元。通過編寫程序燒入主控單元STC12C5A32AD，控制其它功能模塊實現(xiàn)控制器的基本控制功能以及工作時相關數(shù)據(jù)的適時采集、處理、控制、存儲及傳輸。本發(fā)明的硬件設計是將主控模塊通過相應的功能引腳與各功能模塊連接，實現(xiàn)功能。其中主控單元 STC12C5A32AD 單片機引腳 Pl. 5 SHUTD0WN_0UTPUT、Pl. 7 CURRENT_OUTPUT、P3. 2 0VERL0AD_0UTPUT引線與蓄電池供電控制模塊連接，實現(xiàn)主控單元與輸出端之間的數(shù)據(jù)交流。蓄電池供電控制模塊通過主控單元對環(huán)境光線作出識別，主控單元識別到夜晚光線變暗，蓄電池供電控制模塊實現(xiàn)對路燈供電控制。這部分電路的基本功能在于對路燈供電控制，它能根據(jù)主控單元發(fā)出的指令控制路燈適時開關。當蓄電池過放時，它能適時向主控單元發(fā)出過放信號，主控單元根據(jù)此過放信號作出響應適時關閉對路燈供電，以保護蓄電池。其中引腳Pl. 5 SHUTD0WN_0UTPUT實現(xiàn)主控單元與蓄電池供電控制模塊在不同工作模式下關閉信號的數(shù)據(jù)交換。引腳Pl. 7⑶RRENT_0UTPUT實現(xiàn)主控單元與蓄電池供電控制模塊在各種工作情況下的電流交換。引腳P3. 2 0VERL0AD_0UTPUT則在過載時實現(xiàn)主控單元與蓄電池供電控制模塊之間的信號交換。蓄電池供電控制模塊適時采集路燈耗電情況，并監(jiān)測蓄電池電量，適時反饋給主控單元，主控單元根據(jù)蓄電池供電控制模塊反饋的信息作出相應的判斷，給出供電控制命令。實現(xiàn)對用電設備用電的控制。主控單元STC12C5A32AD 單片機引腳 PI. 0/T2 S0LAR_BATTERY、PL 3/TxD2SHUTDOWN_CHARGE、PI. 4 VOLTAGE_BATTERY、PI. 6 0VERL0AD_CHARGE、P3. 2/INTO 0PEN_BATTERY引線與蓄電池充電控制模塊連接，實現(xiàn)主控單元與蓄電池充電控制模塊之間的數(shù)據(jù)交流。蓄電池充電控制模塊通過主控單元對光伏組件電壓值進行判別判斷光伏組件是否處在光照條件中，若光伏組件處于光照條件下，光伏組件就會在回路中產(chǎn)生電流，并將這一信號傳輸給主控單元，主控單元檢測到這一信號便適時調(diào)節(jié)至蓄電池充電模式，實現(xiàn)對蓄電池的充電。蓄電池充電方式采用PWM方式控制，以分段式恒流充電為主，蓄電池容量不足時大電流充電，隨容量增加慢慢減小充電電流，當蓄電池電量臨近飽和狀態(tài)時采用間流充電，此外蓄電池充電控制模塊還實現(xiàn)檢測蓄電池充電狀態(tài)，當蓄電池充電至飽和狀態(tài)時，能適時切斷對蓄電池繼續(xù)充電，以防止蓄電池過充損壞蓄電池，同時通過回路及時泄放光伏組件產(chǎn)生的余量電流。其中引腳Pl. O /T2 S0LAR_BATTERY與蓄電池充電控制模塊的光伏組件控制單元連接，檢測光伏組件發(fā)電情況，實現(xiàn)蓄電池充電控制模塊與主控單元就光伏組件發(fā)電信號的交流，主控單元識別白天或者黑夜，為主控單元發(fā)出供電、充電控制命令提供可靠依據(jù)。引腳P1.3/TxD2 SHUTDOWN_CHARGE引線與蓄電池充電控制模塊的關斷充電控制單元連接，當主控單元識別到天黑時，就通過此引腳給蓄電池充電控制模塊發(fā)出停止充電命令，停止充電。引腳Pl. 4 VOLTAGE_BATTERY引線與蓄電池充電控制模塊的蓄電池充電電壓控制單元相連，通過此弓I腳實現(xiàn)主控單元與蓄電池充電控制模塊充電模式選擇的信號交流，完成充電控制功能。引腳Pl. 6 OVERLOAD_CHARGE與蓄電池充電控制模塊的電壓過充控制單元相連，當充電電壓達飽和狀態(tài)時，蓄電池處于過充狀態(tài)，主控單元與蓄電池充電控制模塊間通過此引腳實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，使蓄電池充電控制模塊能適時調(diào)整充電電流，以保護蓄電池免受過充電量沖擊。引腳P3. 2/INTO OPEN_BATTERY引線與蓄電池充電控制模塊的關閉充電單元連接，當主控單元監(jiān)測到天黑時，通過此引腳對蓄電池充電控制模塊的關閉充電單元發(fā)出關閉充電命令，此單元關閉充電進而切換至供電模式。主控單元STC12C5A32AD單片機引腳PO. 3/AD3 DQ 18B20外接溫度采集模塊的電路，溫度采集模塊采集溫度變化情況并反饋給主控單元，主控單元根據(jù)溫度采集模塊采集到的溫度變化情況給出充電溫度補償電壓，以保證光伏組件對蓄電池的有效充電。溫度采 集模塊主要采用DS18B20溫度傳感器，此傳感器外接5V電壓，它采集到的溫度信號由DQ外接一上拉電阻后直接接到主控單元的溫度采集引腳。當環(huán)境溫度變化時，溫度采集模塊采集溫度變化信號傳輸給主控單元，主控單元根據(jù)其采集的溫度變化信號，通過蓄電池充電控制模塊提升或降低充電電壓值為本發(fā)明提供溫度補償電壓，以保證本發(fā)明穩(wěn)定有效的工作。主控單元STC12C5A32AD 單片機引腳 PO. 0/AD0 T_RST、PO. I/ADI T_I0、PO. 2/AD2T_CLK接外部時鐘電路，它主要為本系統(tǒng)外圍時鐘而設計,是工作模式時鐘顯示模塊的時鐘信號產(chǎn)生器。外部時鐘電路由DS1302Z及其外圍電路組成，DS1302Z引腳VCC2接5V電壓端，為芯片供電，VCCl通過C3端與地相接，CIO、C12、X2組成該回路的時鐘震蕩電路，分別接到芯片引腳Xl與X2上，為DS1302Z的震蕩源，此電路中C4為電路中的濾波電容，其一端接5V電源端，另一端接地。時鐘信號輸出引腳SCLK、I/0、RST分別增加上拉電阻R13、R14、R15后與主控單元外部時鐘設定引腳T_CLK、T_I0、T_RST連接，把外部時鐘信號傳輸給主控單元。主控單元STC12C5A32AD單片機引腳P2. 0/A8 P2. 7/A15外接時鐘顯示數(shù)碼管，引腳 P3. 4/Τ0、Ρ3· 5/ T1、P3. 6/ WR 外接模式設置按鈕模塊，Ρ4. 0、Ρ4· 1、Ρ4· 2/ΙΝΤ3、Ρ4· 2/ΙΝΤ2外接LED指示燈，
模式設置按鈕模塊設有HOUR，MONUTE, MODE三個按鍵。數(shù)碼管顯示部分的設計主要是顯示控制器的各種工作模式，由四個三極管分別控制四個數(shù)碼管的點亮，而排阻的每個電阻所連接的線由單片機控制每個數(shù)碼管顯示的數(shù)字，可從O 15編碼，設置控制器的各種工作模式，數(shù)碼管顯示當前工作模式，設置顯示時鐘時，數(shù)碼管顯示時鐘；按鍵部分實現(xiàn)控制器的各種工作模式設置以及時鐘設置，LED指示燈部分實現(xiàn)控制器的各種工作狀態(tài)的指
/Jn ο工作模式設置可以選擇三種基本模式，即單時段工作模式、雙時段工作模式、定時工作模式。定時間工作模式是指按設定的開關燈時間(設置數(shù)值到時、分)開啟和關閉路燈，在路燈開啟時，可延時一段時間開啟，實現(xiàn)對路燈的適時開關控制。工作模式時鐘顯示模塊通過HOUR，MONUTE, MODE三個按鈕實現(xiàn)模式和時間的設定，HOUR, MONUTE, MODE三個按鈕的基本功能是設定主控單元的工作模塊，時間設定。工作模式時鐘顯示模塊與主控單元連接，將模式設置信號傳輸給主控單元，主控單元根據(jù)接收到的設置信號對蓄電池供電控制模塊發(fā)出控制指令，實現(xiàn)系統(tǒng)的工作模式控制。主控單元同時向工作模式時鐘顯示模塊發(fā)出顯示指令，工作模式時鐘顯示模塊顯示當前模式；模式設置設定時間時向主控單元發(fā)出時間設置信號，主控單元根據(jù)時間設置信號向工作模式時鐘顯示模塊發(fā)出時間顯示指令，工作模式時鐘顯示模塊顯示設置時間，模式設置完畢。主控單元向工作模式時鐘顯示模塊塊發(fā)出顯示當前時間的信號，工作模式時鐘顯示模塊顯示當前時間。為配合工作模式時鐘顯示模塊顯示蓄電池充放電時的工作狀態(tài)，設計LED顯示部分。主要功能表現(xiàn)在當路燈電流超過額定電流的I. 2倍時切斷對外供電，每3秒檢查一次，路燈電流降到額定值以內(nèi)再恢復正常供電。如遇短路控制器能立即切斷輸出，輸出指示燈閃爍報警，每3秒自動檢查一次，直到短路故障解除后，恢復供電，狀態(tài)燈轉(zhuǎn)為常亮，控制器恢復輸出。如果夜間蓄電池電壓低于警戒線則切斷輸出，控制器進入待機模式，數(shù)碼管熄滅，降低功耗，等待充電?？蓪崿F(xiàn)蓄電池放電率自動修正過放控制點，當放電電流減小時，可將過放保護電壓適當升高，放電電流增大時，可將過放保護電壓適當降低，不同放電率的蓄電池終止電壓，因供應商的不同會略有不同，可綜合考慮一個合適的值。主控單元STC12C5A32AD單片機引腳P3. 0/RXD、P3. 1/TXD與數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，通過MAX3232CDB及其外圍電路實現(xiàn)485轉(zhuǎn)232串口信號傳輸，它的基本功能主要是實現(xiàn)路燈 控制器與PC的數(shù)據(jù)交換。具體實現(xiàn)的功能是在路燈控制器集成初期，通過此模塊的串口對控制器燒寫程序；完成路燈控制器集成后，此模塊主要是實現(xiàn)把路燈控制器的內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)拷貝到電腦上，以供分析。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸及模式、時間設置的新型智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器。主要功能或作用，表現(xiàn)在模式設置方面保留傳統(tǒng)控制器模式設置的各項基本功能，實現(xiàn)定時工作模式，使本控制器的工作模式擴展到三種基本模式，即單時段工作模式、雙時段工作模式、定時工作模式。實現(xiàn)時間設置功能，能通過模式設置按鍵設置時間，控制器工作模式選擇。實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲功能本發(fā)明采用STC12C5A32AD單片機實現(xiàn)對太陽能路燈系統(tǒng)充放電時的相關數(shù)據(jù)進行適時采集、處理、控制并存儲，STC12C5A32AD單片機控制模塊為本系統(tǒng)的主控單元，通過對STC12C5A32AD單片機編程實現(xiàn)其對各種數(shù)據(jù)的采集、處理、控制、存儲等功能。其采集存儲的數(shù)據(jù)主要包括開關燈時間、蓄電池充放電電量、最大充電電流及時間、最大充電電壓及時間、最低蓄電池電壓及時間、開燈時間電壓和電流、關燈時間電壓(雙時段設置兩個關燈時間)。數(shù)據(jù)傳輸模塊本發(fā)明通過MAX3232CDB及其外圍電路實現(xiàn)485轉(zhuǎn)232串口信號傳輸，它的基本功能主要是實現(xiàn)路燈控制器與PC的數(shù)據(jù)交換。具體實現(xiàn)的功能是在路燈控制器集成初期，通過此模塊的串口對控制器燒寫程序；完成路燈控制器集成后，此模塊主要是實現(xiàn)把路燈控制器的內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)拷貝到電腦上，進而實現(xiàn)實時監(jiān)控反應系統(tǒng)的運行狀況，為系統(tǒng)的正常運行提供保障。綜上所述這種新型控制器具備多種功能，方便調(diào)試，可選擇多種模式切換，能提供路燈運行時的多種數(shù)據(jù)，方便系統(tǒng)故障排查。


圖I :是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 :是本發(fā)明的主控單元圖。
圖3 :是本發(fā)明的蓄電池供電控制模塊電路原理圖。圖4 :是本發(fā)明的蓄電池充電控制模塊電路原理圖。圖5 :是本發(fā)明的溫度采集模塊的電路原理圖。圖6 :是本發(fā)明的外部時鐘電路原理圖。圖7 :是本發(fā)明的時鐘顯示電路原理圖。圖8 :是本發(fā)明的模式控制模塊電路原理圖。圖9 :是本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸模塊電路原理圖。 具體實施例實施例I
如圖I所示，智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器，包括主控單元I、蓄電池充電控制模塊2、蓄電池供電控制模塊3、工作模式時鐘顯示模塊4、溫度采集模塊5、數(shù)據(jù)傳輸模塊6。主控單元I分別與蓄電池充電控制模塊2、蓄電池供電控制模塊3、工作模式時鐘顯示模塊4、溫度采集模塊5、數(shù)據(jù)傳輸模塊連接6，蓄電池充電控制模塊2還與光伏組件7和蓄電池8連接，蓄電池供電控制模塊3還與蓄電池8和路燈9連接。蓄電池充電控制模塊2設有光伏組件控制單元21、關斷充電控制單元22、蓄電池充電電壓控制單元23、電壓過充控制單元25、關閉充電單元25。工作模式時鐘顯示模塊4由外部時鐘電路41、時鐘顯示數(shù)碼管42、模式設置按鈕模塊43組成。如圖2所示，控制器選擇STC12C5A32AD單片機作為系統(tǒng)的主控單元I。本發(fā)明通過編寫程序燒入主控單元1STC12C5A32AD，控制其它功能模塊實現(xiàn)控制器的基本控制功能以及工作時相關數(shù)據(jù)的適時采集、處理、控制、存儲及傳輸。本發(fā)明的硬件設計是將主控單元I通過相應的功能引腳與各功能模塊連接，實現(xiàn)功能。如圖2、圖 3 所示，主控單元 1STC12C5A32AD 單片機引腳 Pl. 5 SHUTD0WN_0UTPUT、Pl. 7 CURRENT_0UTPUT、P3. 2 0VERL0AD_0UTPUT引線與蓄電池供電控制模塊3連接，其中引腳Pl. 5 SHUTD0WN_0UTPUT實現(xiàn)主控單元I與蓄電池供電控制模塊3在不同工作模式下關閉信號的數(shù)據(jù)交換。引腳Pl. 7⑶RRENT_0UTPUT實現(xiàn)主控單元I與蓄電池供電控制模塊3在各種工作情況下的電流交換。引腳P3. 2 0VERL0AD_0UTPUT則在過載時實現(xiàn)主控單元I與蓄電池供電控制模塊3之間的信號交換。蓄電池供電控制模塊適時采集路燈9耗電情況，并監(jiān)測蓄電池8電量，適時反饋給主控單元I，主控單元I根據(jù)蓄電池供電控制模塊3反饋的信息作出相應的判斷，給出供電控制命令。實現(xiàn)對用電設備用電的控制。如圖2、圖 4 所示，主控單元 1STC12C5A32AD 單片機引腳 PI. 0/T2 S0LAR_BATTERY、PL 3/TxD2 SHUTD0WN_CHARGE、P1.4 VOLTAGE_BATTERY、Ρ1·6 0VERL0AD_CHARGE、Ρ3·2/INTO0PEN_BATTERY引線與蓄電池充電控制模塊2連接，其中引腳PL 0 /T2 S0LAR_BATTERY與蓄電池充電控制模塊2的光伏組件控制單元21連接。引腳PI. 3/TxD2 SHUTDOWN_CHARGE引線與蓄電池充電控制模塊2的關斷充電控制單元22連接。引腳Pl. 4 VOLTAGE_BATTERY引線與蓄電池充電控制模塊2的蓄電池充電電壓控制單元23相連。引腳Pl. 6 0VERL0AD_CHARGE與蓄電池充電控制模塊2的電壓過充控制單元24相連。引腳P3. 2/INTO 0PEN_BATTERY引線與蓄電池充電控制模塊2的關閉充電單元25連接。
如圖2、圖5所示，主控單元1STC12C5A32AD單片機引腳PO. 3/AD3 DQ 18B20外接溫度采集模塊5的電路。溫度采集模塊5主要采用DS18B20溫度傳感器，此傳感器外接5V電壓，它采集到的溫度信號由DQ外接一上拉電阻后直接接到主控單元I的溫度采集引腳。如圖2、圖6所示，主控單元1STC12C5A32AD單片機引腳PO. 0/AD0 T_RST、PO. I/ADl T_I0、PO. 2/AD2 T_CLK接外部時鐘電路41，它主要為本系統(tǒng)外圍時鐘而設計，是工作模式時鐘顯示模塊4的時鐘信號產(chǎn)生器。外部時鐘電路41由DS1302Z及其外圍電路組成，DS1302Z引腳VCC2接5V電壓端，為芯片供電，VCCl通過C3端與地相接，CIO、C12、X2組成該回路的時鐘震蕩電路，分別接到芯片引腳Xl與X2上，為DS1302Z的震蕩源，此電路中C4為電路中的濾波電容，其一端接5V電源端，另一端接地。時鐘信號輸出引腳SCLK、I/0、RST分別增加上拉電阻R13、R14、R15后與主控單元I外部時鐘設定引腳T_CLK、T_I0、T_RST連接，把外部時鐘信號傳輸給主控單元I。如圖2、圖7所示，主控單元1STC12C5A32AD單片機引腳P2. 0/A8 P2. 7/A15外接時鐘顯示數(shù)碼管42，引腳P3. 4/TO、P3. 5/ Tl、P3. 6/ WR外接模式設置按鈕模塊，P4. O、P4. 1、Ρ4· 2/ΙΝΤ3、Ρ4· 2/ΙΝΤ2 外接 LED 指示燈，
模式設置按鈕模塊43設有HOUR，MONUTE，MODE三個按鍵。數(shù)碼管顯示部分的設計主要是顯示控制器的各種工作模式，由四個三極管分別控制四個數(shù)碼管的點亮，而排阻的每個電阻所連接的線由單片機控制每個數(shù)碼管顯示的數(shù)字，可從O 15編碼，設置控制器的各種工作模式，數(shù)碼管顯示當前工作模式，設置顯示時鐘時，數(shù)碼管顯示時鐘；按鍵部分實現(xiàn)控制器的各種工作模式設置以及時鐘設置，LED指示燈部分實現(xiàn)控制器的各種工作狀態(tài)的指示。工作模式設置可以選擇三種基本模式，即單時段工作模式、雙時段工作模式、定時工作模式。定時間工作模式是指按設定的開關燈時間(設置數(shù)值到時、分)開啟和關閉路燈9，在路燈9開啟時，可延時一段時間開啟，實現(xiàn)對路燈9的適時開關控制。工作模式時鐘顯示模塊4通過HOUR，MONUTE, MODE三個按鈕實現(xiàn)模式和時間的設定，HOUR, MONUTE, MODE三個按鈕的基本功能是設定主控單元I的工作模塊，時間設定。工作模式時鐘顯示模塊4與主控單元I連接，將模式設置信號傳輸給主控單元1，主控單元I根據(jù)接收到的設置信號對蓄電池供電控制模塊3發(fā)出控制指令，實現(xiàn)系統(tǒng)的工作模式控制。主控單元I同時向工作模式時鐘顯示模塊4發(fā)出顯示指令,工作模式時鐘顯示模塊4顯示當前模式；模式設置設定時間時向主控單元I發(fā)出時間設置信號，主控單元I根據(jù)時間設置信號向工作模式時鐘顯示模塊4發(fā)出時間顯示指令，工作模式時鐘顯示模塊4顯示設置時間，模式設置完畢。主控單元I向工作模式時鐘顯示模塊4塊發(fā)出顯示當前時間的信號，工作模式時鐘顯示模塊4顯示當前時間。為配合工作模式時鐘顯示模塊4顯示蓄電池8充放電時的工作狀態(tài)，設計LED顯示部分。主要功能表現(xiàn)在當路燈9電流超過額定電流的I. 2倍時切斷對外供電，每3秒檢查一次，路燈9電流降到額定值以內(nèi)再恢復正常供電。如遇短路控制器能立即切斷輸出，輸出指示燈閃爍報警，每3秒自動檢查一次，直到短路故障解除后，恢復供電，狀態(tài)燈轉(zhuǎn)為常亮，控制器恢復輸出。如果夜間蓄電池8電壓低于警戒線則切斷輸出，控制器進入待機模式，數(shù)碼管熄滅，降低功耗，等待充電。可實現(xiàn)蓄電池8放電率自動修正過放控制點，當放電電流減小時，可將過放保護電壓適當升高，放電電流增大時，可將過放保護電壓適當降低，不同放電率的蓄電池8終止電壓，因供應商的不同會略有不同，可綜合考慮一個合適的值。 如圖2、圖9所示，主控單元1STC12C5A32AD單片機引腳P3. 0/RXD、P3. I/TXD與數(shù)據(jù)傳輸模塊6連接，通過MAX3232⑶B及其外圍電路實現(xiàn)485轉(zhuǎn)232串口信號傳輸，它的基本功能主要是實現(xiàn)路燈控制器與PC的數(shù)據(jù)交換。具體實現(xiàn)的功能是在路燈控制器集成初期，通過此模塊的串口對控制器燒寫程序 ；完成路燈控制器集成后，此模塊主要是實現(xiàn)把路燈控制器的內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)拷貝到電腦上，以供分析。
權(quán)利要求
1.智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器，其特征在于包括主控單元(I)、蓄電池充電控制模塊(2)、蓄電池供電控制模塊(3)、工作模式時鐘顯示模塊(4)、溫度采集模塊(5)、數(shù)據(jù)傳輸模塊(6)，其特征在于，主控單元(I)分別與蓄電池充電控制模塊(2)、蓄電池供電控制模塊(3)、工作模式時鐘顯示模塊(4)、溫度采集模塊(5)、數(shù)據(jù)傳輸模塊連接(6);蓄電池充電控制模塊(2 )還與光伏組件(7 )和蓄電池(8 )連接，蓄電池供電控制模塊(3 )還與蓄電池(8 )和路燈(9 )連接；蓄電池充電控制模塊(2 )設有光伏組件控制單元(21)、關斷充電控制單元(22)、蓄電池充電電壓控制單元(23)、電壓過充控制單元(25)、關閉充電單元(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器，其特征在于，選擇STC12C5A32AD單片機作為系統(tǒng)的主控單元(I )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器，其特征在于，主控單元(1)STC12C5A32AD 單片機引腳 Pl. 5 SHUTDOffN_OUTPUT,Pl. 7 CURRENT_0UTPUT、P3. 20VERL0AD_0UTPUT弓丨線與蓄電池供電控制模塊(3)連接，實現(xiàn)主控單元(I)與輸出端之間的 數(shù)據(jù)交流；其中引腳Pl. 5 SHUTD0WN_0UTPUT實現(xiàn)主控單元(I)與蓄電池供電控制模塊(3)在不同工作模式下關閉信號的數(shù)據(jù)交換；引腳Pl. 7⑶RRENT_0UTPUT實現(xiàn)主控單元(I)與蓄電池供電控制模塊(3)在各種工作情況下的電流交換；引腳P3. 2 0VERL0AD_0UTPUT則在過載時實現(xiàn)主控單元(I)與蓄電池供電控制模塊(3)之間的信號交換； 主控單元(I) STC12C5A32AD 單片機引腳 PI. 0/T2 S0LAR_BATTERY、PL 3/TxD2SHUTDOWN_CHARGE、PI. 4 VOLTAGE_BATTERY、PL 6 0VERL0AD_CHARGE、P3. 2/INTO 0PEN_BATTERY引線與蓄電池充電控制模塊(2)連接，實現(xiàn)主控單元(I)與蓄電池充電控制模塊(2)之間的數(shù)據(jù)交流；其中引腳Pl. O /T2 S0LAR_BATTERY與蓄電池充電控制模塊(2)的光伏組件控制單元(21)連接，引腳PL 3/TxD2 SHUTDOWN_CHARGE引線與蓄電池充電控制模塊(2)的關斷充電控制單元(22)連接，引腳Pl. 4 VOLTAGE_BATTERY弓丨線與蓄電池充電控制模塊(2)的蓄電池充電電壓控制單元(23)相連，引腳Pl. 6 0VERL0AD_CHARGE與蓄電池充電控制模塊(2)的電壓過充控制單元(24)相連，引腳P3. 2/INTO 0PEN_BATTERY引線與蓄電池充電控制模塊(2)的關閉充電單元(25)連接； 主控單元(1)STC12C5A32AD單片機引腳PO. 3/AD3 DQ 18B20外接溫度采集模塊(5)的電路；溫度采集模塊(5)主要采用DS18B20溫度傳感器，此傳感器外接5V電壓，它采集到的溫度信號由DQ外接一上拉電阻后直接接到主控單元(I)的溫度采集引腳； 主控單元(I) STC12C5A32AD 單片機引腳 PO. 0/AD0 T_RST、PO. I/ADI T_I0、PO. 2/AD2T_CLK接外部時鐘電路(41)； 主控單元(I) STC12C5A32AD單片機引腳P2. 0/A8 P2. 7/A15外接時鐘顯示數(shù)碼管(42)，引腳 P3. 4/TO、P3. 5/ Tl、P3. 6/ WR 外接模式設置按鈕模塊，P4. O、P4. I、Ρ4· 2/INT3、P4. 2/INT2外接LED指示燈； 主控單元(I) STC12C5A32AD單片機引腳P3. 0/RXD、P3. I/TXD與數(shù)據(jù)傳輸模塊(6)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器，其特征在于，夕卜部時鐘電路(41)由DS1302Z及其外圍電路組成，DS1302Z引腳VCC2接5V電壓端，為芯片供電，VCCl通過C3端與地相接，C10、C12、X2組成該回路的時鐘震蕩電路，分別接到芯片引腳Xl與X2上，為DS1302Z的震蕩源，此電路中C4為電路中的濾波電容，其一端接5V電源端，另一端接地；時鐘信號輸出引腳SCLK、I/O、RST分別增加上拉電阻R13、R14、R15后與主控單元(I)外部時鐘設定引腳T_CLK、T_IO、T_RST連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器，其特征在于，數(shù)據(jù)傳輸模塊(6)是通過MAX3232CDB及其外圍電路實現(xiàn)串口信號傳輸，它的基本功能主要是實現(xiàn)路燈控制器與PC的數(shù)據(jù)交換；具體實現(xiàn)的功能是在路燈控制器集成初期，通過此模塊的串口對控制器燒寫程序；完成路燈控制器集成后，此模塊主要是實現(xiàn)把路燈控制器的內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)拷貝到電腦上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器，其特征在于，數(shù)據(jù)傳輸模塊(6)是通過MAX3232CDB及其外圍電路實現(xiàn)串口信號傳輸，它的基本功能主要是實現(xiàn)路燈控制器與PC的數(shù)據(jù)交換；具體實現(xiàn)的功能是在路燈控制器集成初期，通過此模塊的串口對控制器燒寫程序；完成路燈控制器集成后，此模塊主要是實現(xiàn)把路燈控制器的內(nèi) 部存儲的數(shù)據(jù)拷貝到電腦上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器，其特征在于，工作模式時鐘顯示模塊(4)由外部時鐘電路(41)、時鐘顯示數(shù)碼管(42)、模式設置按鈕模塊(43)組成；模式設置按鈕模塊(43)設有HOUR，MONUTE, MODE三個按鍵；數(shù)碼管顯示部分的設計主要是顯示控制器的各種工作模式，由四個三極管分別控制四個數(shù)碼管的點亮，而排阻的每個電阻所連接的線由單片機控制每個數(shù)碼管顯示的數(shù)字，可從O 15編碼，設置控制器的各種工作模式，數(shù)碼管顯示當前工作模式，設置顯示時鐘時，數(shù)碼管顯示時鐘；按鍵部分實現(xiàn)控制器的各種工作模式設置以及時鐘設置，LED指示燈部分實現(xiàn)控制器的各種工作狀態(tài)的指示。
全文摘要
本發(fā)明公開一種智能化狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲型太陽能路燈控制器。提供了一種有定時工作模式、使本控制器的工作模式擴展到三種基本模式，時間設置功能，數(shù)據(jù)采集、存儲功能、數(shù)據(jù)傳輸模塊的太陽能路燈控制器。本發(fā)明包括主控單元(1)、蓄電池充電控制模塊(2)、蓄電池供電控制模塊(3)、工作模式時鐘顯示模塊(4)、溫度采集模塊(5)、數(shù)據(jù)傳輸模塊(6)，蓄電池供電控制模塊(3)還與蓄電池(8)和路燈(9)連接。本發(fā)明能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸及模式、時間設置、方便調(diào)試、多種模式切換、能提供路燈運行時的多種數(shù)據(jù)、方便系統(tǒng)故障排查的太陽能路燈控制器。
文檔編號H05B37/02GK102970804SQ20121053449
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者傅洪波, 李偉明, 龐艷, 滕小華, 普平貴 申請人:云南拓日科技有限公司