智能太陽(yáng)能隧道燈的仿真設計研究

摘要：提出一種基于單片機控制的太陽(yáng)能隧道燈的設計原理與方法，介紹了設計的太陽(yáng)能隧道燈的硬件電路圖和軟件流程圖。通過(guò)單片機和太陽(yáng)能電池實(shí)現了智能控制和節約能源的目標。該裝置不僅實(shí)現了一般隧道燈的功能，更具有低碳、環(huán)保、智能等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；隧道燈；單片機；LED

0 引言
在我國，鐵路、公路中存在大量隧道。汽車(chē)在駛入或駛出隧道時(shí)亮度突變的會(huì )使駕駛人員的視覺(jué)產(chǎn)生“黑洞效應”或“白洞效應”。這樣很可能會(huì )導致交通事故的頻發(fā)，為了適應視覺(jué)的變化，需要設置附加隧道燈。目前，國內外大多數的隧道燈都是“長(cháng)明燈”，無(wú)論隧道中是否有車(chē)輛，燈都是開(kāi)啟的。這樣必然導致能源的大量浪費。我國是一個(gè)人口大國，也是一個(gè)發(fā)展中國家，高速發(fā)展的經(jīng)濟對能源的需求和消耗都很大，同時(shí)對環(huán)境的破壞也日益嚴重。我國政府為了應對這些危機，大力倡導合理利用能源、節能減排和保護環(huán)境，提出經(jīng)濟建設要與環(huán)境保護相結合的和諧發(fā)展戰略，這已成為我國經(jīng)濟發(fā)展的主渠道。
本文中的智能太陽(yáng)能隧道裝置正是遵循節約能源，保護環(huán)境的理念而設計的。該裝置以太陽(yáng)能為能源，通過(guò)單片機的控制設計不僅解決了隧道中隧道燈長(cháng)開(kāi)和能源浪費的問(wèn)題，還模擬了實(shí)際隧道的各種情況，當隧道內出現各種突發(fā)狀況時(shí)能及時(shí)報警。因此該裝置具有很強的實(shí)用性和現實(shí)意義。

1 系統構成
圖1是整個(gè)系統的結構圖，包括電源、檢測、控制、照明和報警五個(gè)部分。

電源裝置包括鋰電池充電電路和電池部分。主要功能是把從太陽(yáng)能電池中得到的一部分電能儲存在鋰電池中，用鋰電池給控制電路及報警電路供電；檢測裝置由一對紅外傳感器組成，分別安置在隧道兩端。當檢測到有車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)可以發(fā)送信號到控制裝置；控制裝置是整個(gè)電路的核心部分，由單片機負責控制整個(gè)電路和功能的實(shí)現。這部分電路可以從外部電路獲取信號，同時(shí)給外部電路發(fā)出指令；照明裝置是整個(gè)裝置主要的對外工作部分，由一些高亮二極管燈組成，既省電，又可實(shí)現對隧道內的照明；報警裝置由一個(gè)報警燈和蜂鳴器構成。當車(chē)輛進(jìn)入隧道的時(shí)間過(guò)長(cháng)，單片機就會(huì )發(fā)出信號來(lái)驅動(dòng)報警電路，實(shí)現報警功能，直到工作人員按下停止報警鍵才停止報警，方便工作人員及時(shí)發(fā)現并處理隧道內出現的問(wèn)題。

2 硬件設計
2．1 電源部分
本裝置完全由太陽(yáng)能供電，當沒(méi)有陽(yáng)光時(shí)，可以將太陽(yáng)能電池將在有陽(yáng)光時(shí)獲得的電能通過(guò)充電電路儲存在鋰電池中，由鋰電池給整個(gè)裝置供電。充電電路中采用的是MAX1811芯片，它采用增強散熱型8引腳ISO封裝，無(wú)需微處理器控制。此外MAX1811內部還帶有熱保護二極管，其降低了充電器的成本與尺寸。充電電路原理圖如圖2所示。