基于STM32太阳能无线路灯WIFI光照控制路灯设计系统

**单片机设计介绍，基于STM32太阳能无线路灯WIFI光照控制路灯设计系统

文章目录

• 一 概要

• 二、功能设计

• • 设计思路

• 三、 软件设计

• • 原理图

• 五、 程序

• 六、 文章目录

一 概要

基于STM32的太阳能无线路灯WIFI光照控制路灯设计系统是一个结合了太阳能技术、无线通信技术以及智能控制技术的综合性项目。以下是该系统的概要：

系统结构与工作原理：
控制核心：系统以STM32微控制器为核心，该控制器具有低功耗、高性能的特点，能够满足路灯控制系统的需求。
太阳能供电：系统通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，给锂电池充电，并具备充电保护功能。锂电池再通过升压电路为整个单片机系统供电。
无线通信：系统采用WIFI模块（如ESP-01）实现与手机的无线通信，用户可以通过手机APP远程控制路灯的开关、亮度调节等。
光照控制：系统使用光敏电阻模块实时采集环境光照强度，并基于采集到的数据自动调整路灯的开关和亮度。当环境光照较弱时，路灯自动开启并调节至适当亮度；当环境光照适宜时，路灯关闭或保持低亮度状态。
系统特点与优势：
节能环保：利用太阳能供电，减少对传统电能的依赖，有效节约能源并降低碳排放。
智能控制：系统能够根据环境光照强度自动调节路灯的开关和亮度，无需人工干预，提高了路灯的智能化水平。
稳定性高：采用高质量的硬件组件和优化的软件设计，确保系统的稳定性和可靠性。
可扩展性强：系统可以根据需要进行扩展和升级，如添加更多传感器、支持更多路灯的控制等。
功能与操作：
自动模式：系统默认处于自动模式，根据环境光照强度自动调节路灯的开关和亮度。
手动模式：用户可以通过手机APP或按键手动控制路灯的开关和亮度调节。
状态显示：系统使用OLED显示屏实时显示路灯的状态、工作模式、环境亮度值等信息。
传感器检测：系统使用SR501传感器检测人体活动，根据检测结果自动调整路灯的亮度和角度。
测试与优化：
在实际应用中，对系统进行充分的测试和优化是必要的。通过测试验证系统的性能和稳定性，并根据测试结果对硬件和软件进行优化和改进，以提高系统的整体性能和用户体验。

综上所述，基于STM32的太阳能无线路灯WIFI光照控制路灯设计系统是一个结合了太阳能技术、无线通信技术以及智能控制技术的综合性项目。该系统具有节能环保、智能控制、稳定性高和可扩展性强等特点，能够为城市的夜间照明提供智能化服务。

二、功能设计

1、通过太阳能给锂电池充电，具有充电保护。锂电池通过升压升压到5V给整个单片机系统供电；

2、上电默认自动状态，通过光敏电阻检测光照，进而控制灯的亮度，天越黑，灯越亮；分0-4档。

3、可以通过手机APP，通过蓝牙控制灯的亮灭，点击“关闭”将关闭Led；点击“打开”将根据光照情况控制led灯即步骤2的作用。

4、单片机检测太阳能电池板的电压，并将太阳能是否在给电池充电状态发送给手机，手机APP相应状态显示。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25