一、項(xiàng)目概述

1.1 引言

近幾年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，電子信息類產(chǎn)品得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，形形色色的電子信息類產(chǎn)品滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，給人們的生活帶來(lái)了方便。但是電子產(chǎn)品在給人們的生活帶來(lái)快捷、便利、高效的同時(shí)，也存在過(guò)度消耗現(xiàn)有能源和環(huán)境污染的問(wèn)題，因此，如何運(yùn)用技術(shù)創(chuàng)新，大力發(fā)展環(huán)保、節(jié)能的電子產(chǎn)品，已成為電子信息行業(yè)的首要問(wèn)題。本項(xiàng)目就是在這一大環(huán)境下，通過(guò)應(yīng)用太陽(yáng)能技術(shù)配置能源供應(yīng)，融入創(chuàng)新思維，有效地達(dá)到了環(huán)保節(jié)能與創(chuàng)新的目的。

1.2 項(xiàng)目背景/選題動(dòng)機(jī)

目前，LED電子顯示屏被廣泛的應(yīng)用在高速公路的信息提示牌中，作為新一代的信息顯示工具LED電子顯示屏以其無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)彰顯出了極大的魅力。但是對(duì)于高速公路上LED電子顯示屏的利用存在如下問(wèn)題：①LED電子顯示屏耗電量大，為了保證LED電子顯示屏的正常顯示效果，大部分情況下要通過(guò)燃燒大量的化石能源產(chǎn)生足夠的電量，造成了環(huán)境污染；②高速公路上車流量相對(duì)較小，LED電子顯示屏現(xiàn)行的全天候工作模式使其在沒(méi)有車輛通過(guò)時(shí)依然工作，造成了不必要的能量損失；③高速公路里程長(zhǎng)，周圍環(huán)境空曠，必須通過(guò)長(zhǎng)距離的供電電纜給每一個(gè)LED電子顯示屏供電，增加了工程的成本。

為了達(dá)到環(huán)保、創(chuàng)新的要求，本設(shè)計(jì)基于ATMEGA128單片機(jī)，配合太陽(yáng)能電池板和超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速路電子顯示屏的智能化控制。設(shè)計(jì)中通過(guò)太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能作為整套裝置的能源，達(dá)到了環(huán)保的目的；同時(shí)在設(shè)計(jì)中融入創(chuàng)新思維，利用超聲波傳感器對(duì)距離屏一定區(qū)域處的車輛進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域內(nèi)“有車屏亮，無(wú)車屏滅”，達(dá)到了創(chuàng)新的目的。才外該設(shè)計(jì)還將根據(jù)周圍環(huán)境的亮度對(duì)電子顯示屏做16級(jí)亮度調(diào)整。

二、需求分析

2.1 功能要求

1．整套系統(tǒng)由太陽(yáng)能供電，不需要外接電源；

2．對(duì)一定區(qū)域內(nèi)的車輛進(jìn)行檢測(cè)，有車屏亮，無(wú)車屏滅；

3．根據(jù)外部環(huán)境的亮度對(duì)顯示屏進(jìn)行實(shí)時(shí)的亮度調(diào)整；

5．內(nèi)嵌LCD和鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)功能調(diào)整；

2.2 性能要求

1．無(wú)光照環(huán)境下系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行10天；

2．可靠檢測(cè)速度在200km/h以下的小型車輛；

3．任何光強(qiáng)下可清晰閱讀電子屏內(nèi)容；

4．時(shí)間精度達(dá)到±2分鐘/年；

三、方案設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

如圖1所示為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。由框圖可以看出該系統(tǒng)可以分為上下兩個(gè)部分：① 上半部分由太陽(yáng)能供電副模塊、ATMEGA8、超聲波傳感器和無(wú)線發(fā)射組成，整個(gè)上半部分合稱為超聲波檢測(cè)模塊；② 下半部分由ATMEGA128、無(wú)線接收、太陽(yáng)能供電模塊、LED顯示模塊、LCD調(diào)整模塊和時(shí)鐘模塊組成，整個(gè)下半部分合稱為主控模塊。

設(shè)計(jì)中各個(gè)部分的作用為：① ATMEGA128負(fù)責(zé)采集無(wú)線接收、LCD調(diào)整模塊和時(shí)鐘模塊的信息，經(jīng)處理后對(duì)LED顯示模塊做出相應(yīng)的調(diào)整；② 超聲波檢測(cè)模塊檢測(cè)距離LED電子屏200處車輛的情況并向主控模塊發(fā)送相應(yīng)的信息；③ 太陽(yáng)能供電模塊儲(chǔ)存太陽(yáng)能作為整套系統(tǒng)的能源；④ LED顯示模塊顯示時(shí)間和提示信息；⑤ LCD調(diào)整模塊通過(guò)按鍵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定；⑥ 時(shí)鐘模塊提供當(dāng)前時(shí)間。