一、項目概述

1.1 引言

近幾年來，隨著我國國民經濟的快速增長，電子信息類產品得到突飛猛進的發展，形形色色的電子信息類產品滲透到社會的各個領域，給人們的生活帶來了方便。但是電子產品在給人們的生活帶來快捷、便利、高效的同時，也存在過度消耗現有能源和環境污染的問題，因此，如何運用技術創新，大力發展環保、節能的電子產品，已成為電子信息行業的首要問題。本項目就是在這一大環境下，通過應用太陽能技術配置能源供應，融入創新思維，有效地達到了環保節能與創新的目的。

1.2 項目背景/選題動機

目前，LED電子顯示屏被廣泛的應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電子顯示屏以其無可比擬的優勢彰顯出了極大的魅力。但是對于高速公路上LED電子顯示屏的利用存在如下問題：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燃燒大量的化石能源產生足夠的電量，造成了環境污染；②高速公路上車流量相對較小，LED電子顯示屏現行的全天候工作模式使其在沒有車輛通過時依然工作，造成了不必要的能量損失；③高速公路里程長，周圍環境空曠，必須通過長距離的供電電纜給每一個LED電子顯示屏供電，增加了工程的成本。

為了達到環保、創新的要求，本設計基于ATMEGA128單片機，配合太陽能電池板和超聲波傳感器實現了對高速路電子顯示屏的智能化控制。設計中通過太陽能電池板將太陽能轉化為電能作為整套裝置的能源，達到了環保的目的；同時在設計中融入創新思維，利用超聲波傳感器對距離屏一定區域處的車輛進行檢測，實現了區域內“有車屏亮，無車屏滅”，達到了創新的目的。才外該設計還將根據周圍環境的亮度對電子顯示屏做16級亮度調整。

二、需求分析

2.1 功能要求

1．整套系統由太陽能供電，不需要外接電源；

2．對一定區域內的車輛進行檢測，有車屏亮，無車屏滅；

3．根據外部環境的亮度對顯示屏進行實時的亮度調整；

5．內嵌LCD和鍵盤實現功能調整；

2.2 性能要求

1．無光照環境下系統連續運行10天；

2．可靠檢測速度在200km/h以下的小型車輛；

3．任何光強下可清晰閱讀電子屏內容；

4．時間精度達到±2分鐘/年；

三、方案設計

3.1 系統功能實現原理

圖1 系統結構框圖

如圖1所示為該系統結構框圖。由框圖可以看出該系統可以分為上下兩個部分：① 上半部分由太陽能供電副模塊、ATMEGA8、超聲波傳感器和無線發射組成，整個上半部分合稱為超聲波檢測模塊；② 下半部分由ATMEGA128、無線接收、太陽能供電模塊、LED顯示模塊、LCD調整模塊和時鐘模塊組成，整個下半部分合稱為主控模塊。

設計中各個部分的作用為：① ATMEGA128負責采集無線接收、LCD調整模塊和時鐘模塊的信息，經處理后對LED顯示模塊做出相應的調整；② 超聲波檢測模塊檢測距離LED電子屏200處車輛的情況并向主控模塊發送相應的信息；③ 太陽能供電模塊儲存太陽能作為整套系統的能源；④ LED顯示模塊顯示時間和提示信息；⑤ LCD調整模塊通過按鍵對系統進行參數的設定；⑥ 時鐘模塊提供當前時間。