摘 要

本设计是基于51单片机设计出一种采用太阳能供电的智能指示牌系统。相较于传统指示牌而言，新型智能指示牌将具有巨大的发展前景和意义。本文首先介绍太阳能的发展历程和未来前景；接着介绍了智能指示牌的发展前景和意义；然后提出了智能指示牌的设计方案；接着通过完成系统的硬件电路和软件程序部分的设计，来验证系统的设计方案；最后用完成的设计产品与系统的软件仿真结合起来证实系统方案的正确性。本设计的亮点在于采用两种供电方式进行切换（太阳能和市电）、显示内容的可编写性和对蓄电池的充放电保护。

关键词：太阳能电池板，蓄电池，51单片机，光敏传感器，LED指示牌.

An intelligent solar power sign design

Abstract

The design is based on 51 single-chip control, the use of solar power supply intelligent signs. I think that compared to the traditional signs, the new smart signs will have a huge development prospects and significance. This paper first introduces the development of solar energy and future prospects; then introduced the development of intelligent signs and prospects; and then put forward the design of intelligent signs; the next part of the system hardware and software part of the design to achieve the system Design scheme; Finally, the feasibility of the system design scheme is verified by the effect of software simulation and practical operation. The highlight of this design is the use of two power supply to switch (solar and electricity), display the contents of the preparation and the battery charge and discharge protection

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Key Words：Solar panels; The storage; 51 Single chip microcomputer; Photosensitive sensor; LED

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1太阳能资源的利用情况与背景 1

1.1.1 太阳能在照明领域应用的发展背景 1

1.1.2太阳能应用的现状与前景 1

1.2 指示牌的设计发展现实意义 2

1.3 本文的研究内容以及章节安排 3

第二章 系统设计的方案设计和工作原理 5

2.1 系统的方案设计 5

2.2 系统的工作原理 5

2.3 系统工作的示意图 7

第三章 系统硬件电路的设计和分析 8

3.1 系统控制电路板的设计 8

3.2 太阳能电池板的型号以及功能介绍 10

3.3 蓄电池的型号选择 11

3.4 LED指示牌 12

第四章 系统软件的设计与实现 14

4.1 蓄电池充放电的软件流程图 14

4.2 LED指示牌内容显示的软件流程图 15

第五章 设计系统的调试与仿真 17

5.1 设计系统的调试 17

5.1.1系统硬件部分的调试 17

5.1.2 设计系统软件调试 17

5.2 设计系统的仿真 22

5.3 设计系统的实际效果显示 23

第六章 论文工作总结与展望 24

6.1 个人论文工作的总结 24

6.2 未来展望 25

参 考 文 献 27

致 谢 28

附 录 29

第一章 绪论

1.1太阳能资源的利用情况与背景

1.1.1 太阳能在照明领域应用的发展背景

自从工业革命起，人类的工业水平飞速的提升，随着医疗、科技水平的发展，人类数量在迅速的增长，地球上的资源变得越来越少，环境污染情况也日益加剧。随着第三次工业革命的爆发和人们对地球环境的保护意识加重，人们对寻找新型能源来代替传统型能源愈发重视。随着太阳能利用技术的发展，太阳能这个新型的资源就慢慢的让人重视起来。太阳能具有清洁、储存量大和成本低等优点，一些发达国家在太阳能利用技术的研究和开发上投入大量的资源。新世纪以来，随着技术的成熟，太阳能发电和发热技术得到了广泛的利用。

在国内绿色环保工业开始迅速发展的背景下，我国很快迎来了太阳能利用发展事业的迅猛发展。在我国的西部地区有着丰富的太阳能资源，一些城市为了响应国家的绿色发展的计划，在一些基础设施建设上，都会采用新型的清洁资源。正是在这种大环境下，太阳能指示牌、太阳能交通灯和太阳能路灯等系列产品得到了迅速的发展。在不污染环境的同时也满足了人们日常生活的需要。

1.1.2太阳能应用的现状与前景

太阳能的应用主要分为了两个方面：太阳能的热利用和太阳能的光伏利用。在新世纪以前人们对太阳能资源处在十分浅显的利用。经过第三次工业革命和上世纪科学技术的迅速发展，太阳能在各方面都有了较大的进展。由于自20世纪开始，人类的工业迅速发展，导致地球上的资源加速减少，新型绿色能源的研发和利用成为人们的重中之重的工作。

在本文中，我主要介绍的是太阳能光伏发电技术的运用。相较传统的发电形式相比，太阳能发电具有污染小、成本低和资源丰富等优点，所以太阳能发电成为人们研发的主要对象之一。虽然太阳能发电会受到时间、天气、季节等因素制约，但是可以进行小地方集中太阳能发电然后进行区域供电。

如果想要太阳能发电得到广泛的使用，太阳能电池板就成为了重中之重。太阳能电池板可以将太阳光通过光伏转换装置转换为电能，太阳能电池板根据其构成的材料可以分为：硅太阳能电池板、多元化合物薄膜太阳能电池板、纳米太阳能电池板、有机太阳能电池板等^[1]。其中硅太阳能电池板占据主导地位，优点在于成本低和工艺要求低等；缺点主要是转换效率低、稳定性不高。

1.2 指示牌的设计发展现实意义

指示牌，顾名思义就是向人们传递信息的物体。指示牌的发展是社会需求的产物，在现代的社会中有着非常巨大的实际意义。如：交通指示牌是具有提醒人们遵守交通规则，引导交通的作用；警示牌具有警告提示的作用等等。指示牌的设计应该让人直接、简单、醒目、美观的视觉冲击。例如：在一些游乐园或公园中指示牌的设计应该符合大多数人们的审美，这些指示牌的目的是为了引起大家的注意，既体现它的作用，又是一处景观。

随着国家慢慢的强大，我们国家的观念正在发生着变化，从最开始的廉价慢慢的向环保、节约转变，我们一直学习国外先进的环境标识建设为发展方向，正在努力的缩小我们与国外的差距，但是我们在创新方面（观念的更新）还有这不小的差距。我们缺少系统、整体、规范、效率性高和环保节能的指示牌是我们所需要解决的问题。所以，设计出一种新型的指示牌是势在必行的。

1.3 本文的研究内容以及章节安排

传统指示牌采用荧光油漆涂刷，指示牌的本身并不发光，凭借光的反射达到显示内容的目的。其缺点在于不能产生动态显示的效果，在夜间不能引起人们的注意。如图1-1所示的传统指示牌。在以前因为照明技术的落后，一般的发光体亮度不够，而亮度高的材料，由于非常耗电，而且可靠性低，在可靠性要求比较高的地方满足不了要求，所以就一直没有生产发光的指示牌。新世纪以来，由于LED灯、太阳能光伏发电利用技术的快速发展，为研发低成本、高发光亮度、高可靠性的指示牌提供了最基本的保障。如图1-2所示的LED显示指示牌。

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