为了促进可再生能源的运用，加速建造资源节约型和环境友好型社会，太阳能运用正逐渐取得人们的注重，太阳能路灯作为高科技节能产品正逐渐代替传统路灯。针对太阳能路灯的特色，介绍了一种太阳能路灯联网监控体系，即从机和主机之间经过RS485接口进行衔接，主机对各个从机的太阳能板、蓄电池和LED 灯头的作业状况和各种运转参数进行监控，主机经过MC39i模块将检测成果以短信或语音的方法传送给监控中心或相关技能作业人员，完结对太阳能路灯的联网监控。
主机的体系结构图如图1所示。太阳能电池板输出经CUK 电路调理后直接与蓄电池衔接，体系主控芯片选用DSPIC30F3011单片机，完结太阳能板电压收集、蓄电池电压收集、操控CUK 电路、操控LED 灯头、主从机间485 通讯、主机与监控中心或作业人员间的衔接等功用。
图1 主机的体系结构
操控电路硬件电路设计
操控电路的主控芯片选用DSPIC30F3011 单片机，首要操控功用包含：太阳能板电压收集；CUK 电路选通操控；蓄电池电压收集；卸荷电路操控；LED 灯头操控；RS485 通讯；GSM模块发送短信操控；路灯开关操控；作业方式操控等。主机原理图如图2、图3 和图4 所示，其间图2 为主控芯片DSPIC30F3011 的原理图。图3 所示为电压采样电路和CUK 电路，因为太阳能板电压和电池电压都在0~35 V 改变，而单片机的A/D 输入电压规模为0~5 V，所以对采样电压进行分压处理后传送给单片机的A/D 转化通道，CUK 电路用于调理太阳能板的最大输出功率点，其选通开关经过单片机PWM3 输出操控。
图2 DSPIC30F3011 原理
图3 电压采样电路和CUK 电路
图为LED 灯头操控电路和卸荷电路，单片机经过对太阳能板和蓄电池电压监测来操控LED 灯头，经过PWM0 和PWM1别离来调理LED 灯的开关及亮度。当蓄电池电压高压30 V时，单片机经过对PWM2 脚的操控发动卸荷，完结对蓄电池的放电。
图4 LED 灯头操控电路和卸荷电路
通讯体系设计
太阳能路灯联网监控体系的整体通讯衔接图如图5 所示，DSPIC30F3011 单片机具有双串口，主机中的一路串口与从机进行RS-485 通讯，另一路串口用于操控GSM 模块，即与MC39i 模块进行通讯衔接，操控MC39i 发送短信给监控中心。
图5 整体通讯衔接
因为太阳能路灯间隔为几十米，所以该体系中主从机间经过RS-485 通讯衔接，RS-485 的通讯间隔能够到达几百米乃至上千米，最大传输速率为10 Mb/s，并且还能够完结多点通讯方法，然后能够建立起一个小规模内的局域网［3］。图6 为DSPIC30F3011 单片机与MAX485 衔接的硬件衔接图，DSPIC30F3011 与MAX485 之间经过6N136 进行阻隔，以保证数据传输的准确性。主、从机均留出串口与MAX485 衔接，各个MAX485 芯片的A、B 和GND 管脚相互衔接。主、从机不断地对太阳能板电压和蓄电池电压进行检测，产生低电时从机将及时向主机传送信息。
主机与监控中心通讯电路设计
根据GSM 通讯技能的无线测控体系具有通用性好、地舆掩盖面广、免调试保护、运营费用低和操控方法灵敏等特色，因而主机和监控中心间选用GSM 通讯模块进行信息传输。DSPIC30F3011 单片机对太阳能板电压和蓄电池电压进行采样比较，当采样值低于设定值时发送短信“太阳能板电压缺乏”或“蓄电池电压缺乏”给监控中心，单片机还能够对路灯作业状况进行监控，出现异常时，以短信方法传送给监控中心。
图6 DSPIC30F3011 与MAX485 接线
GSM 模块选用MC39i，MC39i 是一个支撑中文短信息的工业级GSM 模块，可传输语音和数据信号，经过接口衔接器和天线衔接器别离衔接SIM 卡读卡器和天线。MC39i 的数据接口经过AT 指令可双向传输指令和数据，可选波特率规模为300 b/s~115 kb/s，支撑Text 和PDU 格局的SMS可经过AT 指令或关断信号完结重启和毛病康复。
MC39i 模块有40 个引脚，经过一个ZIF（Zero InsertionForce，零阻力插座）衔接器引出。这40 个引脚能够划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM 卡、音频接口和操控。MC39i的第1~5 引脚是正电源输入脚，第6~10 引脚是电源地，15 脚是发动脚IGT，体系加电后为使MC39i 进入作业状况，有必要给IGT 加一个大于100 ms 的低脉冲，电平下降持续时间不行超越1 ms。18 脚RXD、19 脚TXD 为TTL 的串口通讯脚，需要和单片机或许PC 通讯。MC39i 运用外接式SIM 卡，24~29 为SIM 卡引脚，MC39i 的第32 脚SYNC 引脚为操控脚，有两种作业方式，一种是指示发射状况时的功率增加状况，另一种是指示MC39i 的作业状况，可用AT 指令AT+SYNC 进行切换，35~38 为语音接口［5］。MC39i 的电源输入选用开关型可调高性能微波电路专用稳压芯片LM2941S。发动脚IGT 能够经过单片机软件操控，也可经过按键操控其电位凹凸改变的操控，18 脚RXD、19 脚TXD 直接与DSP%&&&&&%30F3011 单片机的异步串口RXD2 和TXD2 进行衔接，完结单片机对MC39i 发送和接纳指令的操控，24~29 引脚直接与SIM 卡的对应引脚进行衔接，便于检测SIM 卡是否插好，以及完结短信发送的功用，SYNC 脚可外接发光二极管用于检测模块是否处于作业状况。
本站技能修改点评：
现在的太阳能路灯操控体系都是独立光伏操控体系，针对太阳能路灯的特色，介绍了一种太阳能路灯联网监控体系，首要由六个部分组成：太阳能电池、蓄电池、LED 路灯、操控器、充电电路、放电/负载驱动电路。有任何电路设计相关问题，欢迎在评论处讨论。
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