本论文研究并设计了一套完整的智能光伏路灯控制系统,主要包括光伏路灯控制器和智能控制网关两部分。光伏路灯控制器以STC12C5204AD单片机为核心,根据对光伏电池输出电压、电流和蓄电池电压的检测结果确定系统的工作状态,利用最大功率点追踪(MPPT, Maximum Power Point Tracking)和脉冲宽度调制(PWM, Pulse Width Modulation)技术对LED路灯进行智能控制。设计包括硬件和软件两方面。硬件方面包括设计单片机核心电路、电压检测电路、电源控制电路、通讯接口电路等。软件方面包括设计路灯控制程序,研究并编写最大功率跟踪控制算法,根据ZigBee协议栈和无线通讯模块函数接口编写网络通信程序等。智能控制网关的设计也包括硬件和软件设计两方面。硬件设计方面,以Altera公司DE2开发平台为基础,定制Nios II软核,设计以太网和IP-Link1223模块接口,生成片上可编程系统(SOPC, System On a Programmable Chip)。软件方面,在智能网关硬件平台上移植μClinux操作系统和BOA网络协议栈,实现对多任务管理和网络通信的支持,利用HTML、CGI技术设计动态网页,使得用户能够远程登录网关对整个路灯网络进行监控和操作。该智能光伏路灯控制系统融合了光伏路灯与ZigBee网络特点,把分散的路灯作为无线自组织网络的物理支撑,以新的方式实现路灯控制的无线化和网络化。采用SOPC技术在现场可编程逻辑门阵列(FPGA, Field Programmable Gate Array)上设计智能控制网关,设计基于动态网页的路灯控制程序,并内置多种智能路灯控制模式,具有集成度高、设计灵活、产权保护强、操作方便的特点。采用改进的最大功率追踪算法和“两段式”充电方法使路灯控制器的充电效率大大提升。该系统采用模块化设计,既可以用于单个光伏路灯的控制,也可用于街道、社区、新农村、工业园区光伏路灯网络的智能控制,安装升级简便,应用范围广阔。