设计方案

经过将LED路灯与其他传统路灯各项数据对比，便可找到太阳能路灯系统的设计特性，从而得到实际应用中需实现的功能，如：灯的亮度随光线的强弱而变化，在灯光极强和极弱情况下自动关闭和开启；在阴雨天保证路灯正常照明；蓄电池容量和充放电状态等能够控制；自动追踪太阳角度及光线；对电池板功率进行计算并选用。

系统设计

2.1 系统总体结构

在阳光下，太阳能路灯系统的电池组会自动收集太阳光的能量，将这些光能转化为电能并进行存储，对蓄电池进行蓄电功能，而在无光照情况下，太阳能路灯系统会自动通过路灯控制处理器对蓄电池进行放电控制，进行路灯照明。各部分电路根据其功能不同有着不同的设计实现方法。具体系统图（如图1）

图1 系统整体结构图

2.2 系统基本组成和功能

太阳能路灯控制系统的基本组成包括灯杆、蓄电池、LED灯头、控制器、太阳电池组件和支架等。其中太阳能电池板和组件要求有一定的工作效率，能够承担整个系统的核心部分的功能，同时也是成本和价值最高的组件。太阳能电池板将太阳的辐射能转化为有用的电能，并将电能传递给蓄电池让其进行存储。系统的抗风设计是非常重要，该组件的LED灯是通过蓄电池进行供电的。太阳能控制器主要是用来对蓄电池进行保护，防止过度充放电。蓄电池则主要用于存储多余电能以备需要时使用。

详细设计

3.1 硬件系统设计

太阳能智能路灯控制系统采用单片机作为系统核心，单片机是一种低能耗处理器，在系统中编程flash存储。并使用高密度存储器能够大幅提升系统的工作效率。系统通过太阳能进行供电，24V的蓄电池电压在稳压后产生5 V的固定电压控制主电源，高频电容旁路将高频信号接地。系统若出现过充、过放状态则立即断开电路，以保护蓄电池。太阳能自动跟踪模块通过光敏电阻控制，根据在光线强弱实现自动跟踪，使数据采集部分能及时反应光线大小变化。

太阳能接收器上面设置阻挡物圆筒，圆筒内外多个方向分别放置光敏电阻，从而组成一个与电池板在同一平面的传感器，用来调整太阳能板的角度。

3.2 软件系统设计

软件系统通过程序将设定的时间与系统当前时间进行比较，设定比较的间隔时间为一秋，当时间相同时，通过程序输出控制信号，来对驱动电路进行驱动。

系统测试

系统完成设计后，着重对系统充放电控制和自动跟踪两个功能进行了测试，如下两点。

4.1 过充过放模块测试

在某实验处对2节蓄电池进行外接负载的过充过放模块检测，对蓄电池电压与太阳电池板电压的线性关系进行考量、对蓄电池白天电压进行跟踪和记录、对蓄电池黑夜电压的维持状态进行记录，结果显示系统中的蓄电池过充过放控制良好，控制正常。

4.2 自动跟踪模块测试

固定位置以半小时为单位让系统对太阳的方位和高度进行追踪。在测试前设定初始时间和位置、电机以1度的最小转动递增量变化转动方向、每次电机转动均进行记录、将系统偏转角与太阳实际角度进行对比。结果表明，本系统能够较为精准的对太阳光高度和方向进行跟踪，并进行自动调节，误差在允许范围之内。

总结

经过对太阳能路灯只能控制系统的设计和测试发现，该系统在精确度和实用性方面能够满足要求，出现的误差在允许范围之内；在时控和光控方法的结合下，对两方法的弊端都能够产生较好的规避效果，从而实现了智能控制；在蓄电池充放电策略方面，简单的计算和运用能够实现电池寿命的最大化