1. 研究目的与意义
随着新农村建设的推进，农村道路亮化工程成为每个新农村建设的重点。同时，随着经济的发展，社会的进步，人们对能源的需求与日俱增，同时大家对能源的要求越来越高，越来越注重对环境的影响。当煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，很多的国家都正在开发新的能源，寻求经济发展的新动力，由于太阳能是一种可再生能源，用之不尽，是一种理想的能源，近年来在光电利用方面也得到极大的发展，成为能源领域最具活力的研究方向之一。世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。我国是一个太阳能资源非常丰富的国家，加上我国的光伏产业的迅猛发展，太阳能的产品具备很广的市场。在照明灯具中，作为技术和艺术相结合的太阳能路灯已开始在很多的地方推广应用。
LED作为一种新型的绿色光源产品，被公认为将成为二十一世纪的新型照明光源LED光源不含汞、铅等对环境污染很大的重金属，发光时不会产生紫外线，因此LED照明不会像传统的灯具那样有很多的蚊虫围绕在光源旁，从而使得环境变得更加干净整洁。虽然目前LED仍处于发展阶段，但是和现在市场上面的其他光源比较的话，LED照明却有着很多的优点，这也是LED适合做照明灯具的原因。首先LED的光源与太阳能相结合是十分完美的，因为LED所需要的能耗比以前所使用的光源都少了很多，而太阳能所提供的蓄电池的电量又极为有限，使用LED光源将大大的提高了路灯的照明持久度；其次便是LED光源的光效高，白炽灯、卤钨灯的光效为12-24Lm/W，荧光灯的光效为50-70Lm/W，钠灯的光效为90-140Lm/W，很多的耗电变成热量损耗白白浪费掉了。而LED光源的光效在改良之后可以达到50-200Lm/W，色温4500-6500K，显色指数85以上，颜色也刚接近于自然光。假如在照明中采用98W的LED路灯，其照明效果相当于250W的高压钠灯。LED的使用寿命也很长，一般的LED灯的使用寿命可以长达10万小时，在使用寿命方面可以说LED将以往的光源打败的体无完肤，举个例子吧，普通的白炽灯的寿命约为1000小时，而荧光灯、金属卤化物灯的寿命也才不超过一万小时，就连高压钠灯的寿命也超不过两万小时，所以说使用LED作为光源也大大降低了更换灯具的频率，并且减少了更换维修的人工费用。再者说LED的响应时间很短，以往的气体放电光源从启动至光辐射稳定输出，少则需要几十秒的时间，多则需要几十分钟的时间，其实这是因为气体放电光源本身的特性所决定的，由于多数气体放电灯的工作物质在常温下是液体或者固体的，启动后需要一个加热气化的过程，才能达到稳定的工作照明状态。而白炽灯是属于热辐射光源，虽然给人的感觉是一点就亮，其实呢白炽灯启动后也有约零点几秒的上升时间，但是LED的响应时间却只需要几十纳秒，LED再次完胜以往的任何光源，所以说应用LED作为光源是最合适不过的了。
太阳能LED路灯是太阳能开发利用和照明领域节能技术的综合应用，具有节能环保、投资少、施工简单，不需要铺设复杂的管线、无电费支出、维护量小和可以美化农村环境等有点，可以给农村居民群众夜间出行带来极大的方便，对解决农村晚上交通和治安难题起到重要作用，同时对解决边远地区、照明供电困难的地区和无电地区的居民的照明用电问题起到十分重要的作用。
2. 研究内容与预期目标
本课题基于单片机为控制与计算核心，对太阳能转化的电能进行控制，按照一定的规则对LED的开关进行控制，实现乡村道路照明。为了便于维护，系统可以提供自身运行情况。系统可以完成电能的监测与变换，实现LED的开关控制。同时，提供必要的显示与报警功能。并对自身运行状态进行监视。
预期在课题研究完成以下几点：
（1）掌握单片机基本原理、硬件组成及结构、
3. 研究方法与步骤
本课题硬件部分拟用单片机为控制芯片，太阳能能源为路灯与控制器提供能源，用LED作为路灯的光源，用光敏传感器与时钟系统来共同控制路灯的开关。其中蓄电池与充电、放电电路为本设计系统的核心组成部分，因为太阳能由于天气环境的影响，实时电压会很不稳定，从而对充电时电压的控制就显得十分重要，所以本设计以单片机为控制芯片，进行程序的编写以达到乡村太阳能LED路灯的控制器设计要求。
其设计的主要步骤：
(1) 查阅太阳能能源的相关知识，了解蓄电池充放电、LED照明、光敏传感器等模块的相关资料，学习单片机的相关知识，熟悉单片机的基本工作原理及指令系统，并掌握电路仿真软件和程序编译软件的使用方法。
4. 参考文献
[1]张友德,赵志英,涂时亮．单片微型机原理、应用与实验（第四版）[M]．上海：复旦大学出版社,2004 [2]程琤.单片机原理与应用系统开发[M].北京:国防工业出版社,2010[3]周润景,徐宏伟,丁莉.单片机电路设计、分析与制作[M].北京:机械工业出版社,2010[4]张欣,孙宏昌,尹霞.单片机原理与C51程序设计基础教程[M].北京:清华大学出版社,2010[5]卿太全,郭明琼.最新传感器选用手册[M].北京:中国电力出版社,2009
[6]叶磊,王晓静.微机原理与接口技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2010
[7]孔庆芸.微机计算机原理及其应用技术[M].西安:西北工业大学出版社,2004
5. 工作计划
（1）2022-2-20～2022-3-17（4周） 查阅相关背景及技术资料，制订具体计划，撰写开题报告。
（2）2022-3-20～2022-3-31（2周） 提出实现方案，熟悉单片机硬件资源及编程技巧。
（3）2022-4-03～2022-4-21（3周） 设计电路原理图，提出程序框图，编制控制程序。
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