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模拟路灯控制系统
第一章绪论
城市路灯照明是人们日常生活中必不可少的公共设施。路灯照明耗电量约占总耗电量的15%，全国各地无不面对电力紧张带来的各种问题。因此在利用好哦路灯为我们服务的同时如何减少电量、能源的浪费成为我们不得不考虑的一个很重要的课题。
1.1 课题的背景和意义
没有光明的日子，我们无法想象。亮度控制和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要亮度的检测与控制。随着能源的日益匮乏，人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注，而环境亮度的控制对出行的安全和健康有直接的影响，所以对亮度的检测和控制就非常有必要了。总之，环境亮度检测控制与调节仪器的设计和开发具有非常大的市场和使用价值。
本设计师基于AT89C51单片机进行设计的，AT89C51单片机内程序存储器含有4KB的Flash存储器，允许在线编程，擦写周期可达100次，片内数据存储内含128字节的RAM，I/O口具有32跟可编程I/O线，可以通过编程实现对亮度的检测和控制。如今单片机已经成为世界潮流，单片机将在我国得到更全面的推广应用。
1.2 基于89C51单片机的模拟路灯控制系统的研究
当今天单片机的发展相当迅速，产品更新换代周期也越来越快，其结构不断改进、功能日益增强、性能价格比越来越高。目前全世界单片机制造商也有很多家，产品有很多的系列。它们在我国均得到了广泛应用。模拟路灯控制系统是生产生活和城市道路建设中必备的系统之一。根据设计题目要求，基于单片机为中心，通过AT89C51单片机实现对路灯定时开关及时间显示的控制。红外传感部分电路通过可根据外界环境明暗的变化，能够自动进行开灯和关灯。红外传感器可以接受物体在一定范围内发出的红外线，因此，将红外线置于适当的位置，便
可实现灯依次点亮的控制。通过对AT89C51单片机进行编程，使用单片机的两个端口分别对两只路灯进行控制，并舍帝国不同的开灯和关灯时间。路灯故障时，之路控制器产生低电平，送入AT89C51单片机，产生报警信号。
1.3 传感器的研究现状
传感器是将非电量信号转换成电信号以实现信息检测的器件。传统的由分立元件构成的传感器，不仅体积大，不便于安装和维修，而且功能简单，性能指标差，远远满足不了现代科技发展的需求。按功能分类，传感器分为气体、压力、温度、湿度、光亮度、加速度、位移、倾角、色泽、视觉传感器等。集成传感器是采用专门的设计与集成工艺，把构成传感器的敏感元件、晶体管、二极管、电阻、电容等基本元件，制作在一个芯片上，能完成信号检测及信号处理的集成电路。因此集成传感器又被称作传感器集成电路。
随着电子计算机、工业自动化、信息、交通、化工、能源、环保、地球资源开发、宇航及遥感等现代科学技术的发展，对集成传感器的需求也与日俱增。目前，集成传感器的应用领域已渗透到国民经济各个部门以及人类的日常生活中。传感技术对国民经济的发展起着巨大的推动作用。
红外技术发展到现在，已经为大家所熟知，这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外线传感系统是用红外线为介质的测量系统。按照功能能够分成五类：
（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；
（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；
（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；
（4）红外测距和通信体统；
（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合；
红外传感器根据探测机理尅分为；光子探测器（基于光电效应）和热探测器（基于热效应）
红外传感器工作原理；
（1）待测目标。根据待测目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。
（2）大气衰减。待测目标的红外辐射通过地球大气层事，由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰减（3）光学接收器。它接受目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线，常用是物镜
（4）辐射调制器。对来自待测目标的辐射调制成变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除打面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。
（5）红外探测器。这是红外系统的核心，他是利用红外辐射与物质相互所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应，此类探测器可分为光子探测器和热敏探测器两大类型（6）探测器制冷器。由于某些探测器必须要在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷，设备可以缩短相应时间，提高探测灵敏度。
（7）信号处理系统。将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息，然后将此类信息转化为所需的格式，最后输送到控制设备或者显示器中。
（8）显示设备。这是红外设备的终端。常用的显示设备有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪。
1.4 A/D转换器简介
A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子原件。
通常的模数转换器是将一个输入电信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个先对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。模数转换器最重要额参数是转换的精度，通常用输出的数字信号的位数的多少表示。转换器能够准确输出的数字信号的位数越多，表示转换器呢个够分辨输入信号的性能也就越好。A/D转换一般要经过采样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中，有些过程是合并进行的。如采样和保持，量化和编码在转换过程中是听说实现的。一般来说。A /D比D/A要贵，尤其是高速的AD，因为在某些特殊场合，如导弹的摄像头部分要求要求有高速的转换能力。一般那样AD要上千美元。还有通过AD的并联提高AD的转换效率，多个AD同时处理数据能满足处理器的数字信号需求。
图1-1 A/D转换器结构图
第二章系统设计及方案论证
2.1 系统设计主要技术指标与参数
1、能够通过LED发光二极管的明暗实现对环境亮度的检测。
2、按时开关灯、显示开关灯时间，控制开关灯时间。
3、根据环境明暗变化，实现自动开关灯的目的。
4、能够根据交通情况自动调节亮灯状态，当物体依次经过时，灯一次点亮。
5、通过At89C51单片机编程实现对每只路灯的开关时间进行独立设定的效果。
6、实现了故障时报警，并显示有故障路灯的四肢编码的效果。
7、本电路设计成本极低，思路明确，具有很好的性价比。
2.2 设计方案的论证及系统设计
2.2.1 +5v电源设计
方案一：采用半波整流电路获得，220v交流电源经过整流滤波后可以得到所需求的电源电压，但是电压不稳定，及稳定性差。半波整流产生的电源电压不恒定且具有间歇性，顾在设计中不采用！
方案二：采用桥式整流电路获得，220V交流电源经过整流滤波后可以得到所需的电源电压+5V，整流效果好，经桥式正路滤波后得到约16.8V的电源电压，经过7805三端文雅器及滤波电容得到电路中所需的+5V电源。方案二，桥式整流失真性能小，安全可靠，便于操作实现，故我们选择方案二来设计所需要的电源部分。
图2-1+5v电源设计
2.2.2、系统总体方案设计部分
(1)总体控制系统选择
方案一：采用凌阳16位SPCE061A单片机。此单片机功能较强、兼容性好、；具有体积小、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗小以及具有较高的数据处理和运算能力。但是其价格也是比较昂贵的。
方案二：采用目前比较通用的51系列单片机。此单片机的运算能力强，软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛综上所述，选用方案二。
显示设计
方案一：采用多位数码管，数码管低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化、防晒、防潮、防火、防高（低）温，对外界环境要求低，易于维护，同时其精度比较高，称量快，精确可靠，操作简单。但是要完成显示则需占用多个接口。
方案二：使用液晶显示屏显示。液晶显示屏（LCD）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强等特点。可以用较少的接口显示多个信息，很适合该项设计。
综上所述，选用方案二。
键盘设计
方案一：采用4*4键盘，它的键位较多，对时间即功能的设置较为方便快捷，但同时它占用单片机资源量大。
方案二：采用4位键盘，它键位叫较少，占用接口较少，对于各个方面的设置、调节已经足够。又能留出接口供其他功能使用。
为了最大限度利用资源，选用方案二。
路灯控制设计
方案一：采用继电器，当输入量(如电流，电压等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。但它不能满足电路脉冲控制的要求，
方案二：采用开关三极管，可以通过对三极管给于高低电平使其实现通断，它能更直接及时的反应出单片机给它发出信号，即脉冲信号，实现灯的亮灭和调节其亮度。不过三极管的缺点是分压比较大，且通过大电流很容易烧坏。
方案三：用IRF640场效应管，优点是大功率，抗压能力强，通过的电流能达到18A，导通阻值非常小而且压降小，容易调试。
综上所述，选用方案三。
故障采集设计
方案一：采用灯上串联电阻测其分压量，分析是否断路，此方法电路连接简单，但是经分析此法仍有不妥之处，如果将电阻串联进去，不但会影响发光二极管的电压，电流也会受影响而使光源无法达到预定的功率，所以不予考虑使用此方案。
方法二：采用光敏电阻，将其置于灯光可照到处，当发出令灯亮而其没有检测到光亮时即为等出现故障，
综上所述，选用方案二。
检测物体设计
方案一：采用超声波传感器，超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。但其精度底，成本高，
方案二：采用光电开关，其便宜，易制，精确，通常精度都是1度以内，坚实.轻巧，受温度影响较小。经过试验，它能够满足条件要求，能达到精确测定物体位置。
2.23 路灯控制电路驱动：
如图2-2所示的电路是用W7805正集成稳压器组成的恒流源应用电路。图示电路中正集成稳压器W7805工作在悬浮状态。在其输出端和公共端之间接入一个电阻，形成一固定电流，让此电流流过负载RL后，再回到电源。选择W7805输出电压低的稳压器，主要是为了提高效率。调节R的大小，可以改变恒流源的值(当然不能超过该稳压器的最大输出电流)。输出电流符合下式：
Iout=Vout/R+Id
式中，Id为稳压器静态电流，小于10 mA。当R较小即输出电流较大时，可以忽略Id，但Iout不能太小，否则Id的变化将影响Iout恒流的精度。当负载RL变化时，稳压器W7805用改变自身的压差来维持通过负载的电流不变。
考虑到题目要求精度，选用方案二。
图2-2
总体设计方案图如下
图2-3
2.24硬件设计及其原理图
本系统用到了显示模块，故障采集模块，检测物体模块，报警装置，键盘模块和最小系统，还有路灯控制驱动模块。
路灯控制电路驱动:路灯采用的是功率1W的LED，额定电流300mA，所以路灯驱动电路要做成恒流源，必须保证电路的电流不变，图2-4是我们设计的恒流源电路图：
显示电路如图：
图2-4
电路简单分析：当黑天（或者光线较暗时），P3.6、P3.7发出高电平，使得LED灯发光，在夜晚安静时灯处于熄灭状态，当物体经过此处时，由于光电传感器的作用，P3.6发出高电平，P3.7发出高电平，是LED等点亮。白天时（或者光线太亮时）P3.6、P3.7输出低电平，电路正常工作；当黑夜时，灯若不被点亮，则输出为低电平，单片机接受到低电平，发出报警信号，同时显示故障的地址。
在本系统中采用1602LCD液晶显示器，能同时显示日期和具体时间，当检测到故障时能显示出故障地址。
检测物体设计：当光电开关检测到S点没有物体经过的时候，光电开关给单片机一个高电平信号，程序正常运行，当检测到S点有物体时，光电开关给单片机一个低电平信号，单片机控制路灯点亮。
图2-5
报警装置设计:
采用蜂鸣器和发光二极管，使其对两个灯的故障发出报警信号。
图2-6
故障采集设计：
当电路工作在自动模式时，电路给出路灯亮的信号时，故障电路处于正常工作状态，当电路处于时间模式时，故障电路不工作。
图2-7
次数起始时间开灯时间、
设置
关灯时间
设置
实际开灯
时间
实际关灯
时间
1 12分00秒15分00秒16分00秒15分1秒16分2秒
2 20分00秒21分35秒22分20秒21分35秒22分21秒
由于使用的秒表晶振和DS1302的晶振的不同，有一定的差异属于正常情况，
总体测试定时开灯和关灯时间非常精确。
序号方向距离S点垂线距离距离S点垂线距离距离S点垂线距离
1 自左到右 1.0 1.1 1.0
2 自右到左 1.2 1.0 1.1
3 自左到右 1.1 1.3 1.2
4 自右到左 1.3 1.0 1.1
根据题目要求可移动物体M上定位点与过“亮灯状态变换点”（S、B、S’
等点）垂线间的距离，该距离≤2cm,测试结果完全可以满足要求。
3、当电路工作在自动模式时测试，环境采集模块采集环境光源，正常环境
下路灯处于关闭状态，用手遮住光线，光敏电阻能很灵敏的给单片机一个信号，路灯亮。当手拿开时路灯关闭。
4、声光报警部分，为了区别两个灯的故障不同，采用了，01号灯出现故障时蜂鸣器的频率比较高，二极管的闪动也快，02号灯出现故障时蜂鸣器的频率比较低，二极管的闪动也慢，测试结果完全通过。
5、运用PWM来控制路灯的功率，程序中可以设置相应的功率输出来调节脉冲波的占空比，用电压表测量路灯LED两端的电压，用毫伏表测量LED中通
结论：经过总体测试，本系统以基本能完成题目要求。
第三章 89C51单片机概述
3.1 单片机概述
单片机（Single Chip Microcomputer）又称“单片微控制器”“嵌入式控制器”。它是一种被广泛用于各种产品的半导体器件，是一种把中央处理器CPU、存储器、定时器和I/O接口电路等一些计算机的主要功能不见集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
3.2单片机的发展
随着科技与经济的发展，单片机已经渗透到世人生活的方方面面，在工业应用领域尤为突出。大到航空各种仪表的控制，小到手机、家电甚至程控电玩等，
都已经深深烙上了单片机的痕迹，，差不多任何带遥控功能的电子设备或电器都有单片机：数码相机、手机、摄像机、自动应答系统、激光打印机、特殊功能电话、寻呼机、高科技冰箱、洗碗机及洗衣干衣机等不胜枚举。
3.3单片机领域的发展及人才缺口
据调查目前我国的单片机从业人员在2007年只有十几万人。随着社会的发展，单片机的从业人员将更为抢手。据不完全统计，到2010年，我国单片机设计从业人员达300万人之多。目前单片机已渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的足迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说全自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的工程师和科学家。科技越发达，智能化的东西就越多。学习单片机是社会发展的必然需求。据统计，我国的单片机年需求量已达1-3亿片，且每年以大约16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的电子厂，其产品多数要用到单片机，并不断地向内地辐射。这说明单片机应用在我国才刚刚起步，有着广阔的前景。培养单片机应用人才，特别是工程技术中普及单片机知识有着重要的现实意义。目前我国单片机设计人才培养途径有三个：一是高校，像北大、清华、浙大、上海交大等。但一个学校一年也就培养百十来人，培养出来的学生还不能马上用，得经过一段时间的培训。二是设计公司自己培养。三是国外留学归来的人才。这样就造成单片机人才的大量紧缺。
3.4 单片机的组成与工作原理
3.4.1 8051单片机的内部系统组成的基本框图
MCS—51系列单片机的典型芯片是8051，所以一8051为例介绍MCS—51系列单片机。
MCS-51 单片机结构框图
3.4.2单片机的工作原理
单片机是一种在线实时控制计算机，在线就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低大额成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC机）的主要区别。
单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的有些则是花很大力气也很难做到的，一个不是很复杂的功能要是在美国50年代开发的74系列，或者60 年代的CD4000系列这些纯硬件来搞的话，电路一定是一块大的PCB 板！但是如果要是用美国70年代成功投入市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！
由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，他是出了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么好呀用呢？很多的高级语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用电脑那样的CPU，也没有硬盘那样的额海量存储设备，一个可视化该机语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！对于家用PC的硬盘讲没什么，课时对于单片机来讲是不能接受的。单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始缺还是在大量使用。一样的道理，如果把矩形计算机上的操作系统和应用软件拿到PC机上来运行，家用PC也是承受不了的。
3.5单片机的组成
1.中央处理器（CPU）
中央处理器（CPU）是单片机的核心，完成运算和控制功能，MCS—51单片机的CPU能处理8为二进制数或代码，顾称8位机。
2.内部数据存储器（内部RAM）
8051芯片中共有256个内部RAM单元，但其中后128个单元被专用寄存器占用，能作为存储器供用户使用的只有前128个单元，用于存储可读写的数据。一次通常所说的内部数据存储器就是指前128个单元，简称内部RAM。
3.并行I/O口
8051中共有4个8位I/O口（P0、P1、P2、P3），以实现数据的并行输出输入等。
4.串行I/O口
MCS-51单片机有一个全双工的串行口，以实现单片机与其他设备之间的串行数据通信，该串口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可以作为同步移位器使用。
5.定时器/计数器
8051内共有2个16为的定时器/计数器，已实现硬件定时或计数功能，并可根据需要用到定时或计数结果对计算机进行控制。
6.中断控制系统
MCS-51系列单片机的中断功能较强，用以满足控制应用的需要。8051共有5个中断源，为外部中断2个，定时器/计数器溢出中断2个，串行口中断1个。分为高级和低级两个中断优先级。
7.时钟电路
MCS-51系列单片机的内部有时钟电路，但晶振和微调电容需外接。系统允许最高频率为12MHZ。
第四章主要器件介绍
4.1微处理器的选择
目前在单片机系统中，应用比较广泛的微处理器芯片主要为8XC5X系列单片机。该系列单片机均采用标准MCS-51内核，硬件资源相互兼容，品类齐全，功能完善，性能稳定，体积小，价格低廉，货源充足，调试和编程方便，所以应用极为广泛。
例如比较常用的AT89C51单片机，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes
的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
仅仅是为了完成时钟设计或者是环境温度采集设计，应用AT89S51单片机完全可以实现。但是将两种功能结合在一片单片机上，就需要更多的I/O引脚，故本设计采用具有40根I/O引脚的AT89C51单片机。
AT89C51单片机是一款低功耗，低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB（可经受1000次擦写周期）的FLASH可编程可反复擦写的只读程序存储器（EPROM），器件采用CMOS工艺和ATMEI公司的高密度、非易失性存储器（NURAM）技术制造，其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此，AT89C51是一种功能强，灵活性高且价格合理的单片机，可方便的应用在各个控制领域[6]。
AT89C51具有以下主要性能：
1. 4KB可改编程序Flash存储器；
2.全静态工作：0——33Hz；
3. 128×8字节内部RAM；
4. 40个外部双向输入/输出（I/O）口；
5. 6个中断优先级；
6. 2个16位可编程定时计数器；
7.可编程串行通道；
8.片内时钟振荡器。
此外，AT89S51是用静态逻辑来设计的，其工作频率可下降到0Hz，并提供两种可用软件来选择的省电方式——空闲方式（Idle Mode）和掉电方式（Power Down Mode）。在空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统都继续工作。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，使一切功能都暂停，只保存片内RAM中的内容，直到下一次硬件复位为止。
图3-1 A T89C51芯片PDIP封装引脚图
AT89S51为适应不同的产品需求，采用PDIP、TQFP、PLCC三种封装形式，本系统采用双列直插PDIP封装形式，如图3.1。
4.2光电开关基本原理
光电开关英文叫：Photoelectric switch
概述
光电开关是传感器大家族中的成员，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。采用集成电路技术和SMT 表面安装工艺而制造的新一代光电开关器件，具有延时、展宽、外同步、抗相互干扰、可靠性高、工作区域稳定和自诊断等智能化功能。这种新颖的光电开关是一种采用脉冲调制的主动式光电探测系统型电子开关，它所使用的冷光源有红外光、红色光、绿色光和蓝色光等，可非接触，无损伤地迅速和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。接触式行程开关存在响应速度低、精度差、接触检测容易损坏被检测物及寿命短等缺点，而晶体管接近开关的作用距离短，不能直接检测非金属材料。但是，新型光电开关则克服了它们的上述缺点，而且体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗光、电、磁干扰能力强。目前，这种新型的光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出、冲床和剪切机以及安全防护等诸多领域。此外，利用红外线的隐蔽性，还可在银行、仓库、商店、办公室以及其它需要的场合作为防盗
模拟路灯控制系统的毕业论文
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中文摘要 本作品是具有自动化程度高、运行可靠、使用维护方便的照明控制系统，为城市路灯现代化提供了一些参考方案。系统采用STC单片机为核心的最小系统板，设计了模拟路灯控制系统。控制系统采用定时器设定时钟功能，设定、显示开关灯时间；用了基于555为核心的红外传感器检测物体的定位。路灯单元控制系统采用恒流源供电，具有输出功率调整功能，并能定时调整功率。阐述了基于单片机模拟路灯控制系统实现的设计思想、方法及过程。该模拟控制系统，能有效的节约能源，减少照灯具的损耗。 城市亮化随之被政府所重视，既而大量的资金投入进行建设和改造中去，使得我们的城市夜晚变得灯火辉煌，绚丽多彩，但同时，诸多问题也随之而来：能耗的逐年攀升，产生的某些问题亦逐渐显露出来，如城市路灯的维护量增大，带来人员不足的问题，使得路灯故障时不能得到及时的修复以致造成人民生活的不便；维护费用也随之增加，社会成本过高，电费支出过多，财政承担相对困难，给政府带来了相对大的压力；光污染现象严重……这些问题的产生无疑给当地的路灯管理部门的各方面工作带来很大的压力，因此他们迫切的想解决此问题，故针对这种情况我们设计并制作了这一节能智能型的模拟路灯控制系统，其主要价值在于能更好的节能与监测，在很多方面给人们带来了方便，给维护人员降低了难度。 在白天模式的时候，还能根据环境明暗的变化控制路灯的开启和关闭路灯，在夜晚模式的情况下，根据交通路面情况自动开关灯。当灯出现故障不亮时，能够检测并且通过声光系统报警，显示器上显示故障灯的编号。自制的单元控制器中的LED灯恒流驱动电源，在多数情况下，具有系统稳定，功耗低等特点。 以STC89C51RC为核心，利用时钟控制LED灯的开关时间段，通过红外感应模块将物体运动的信号通过555的TTL高低电平输入单片机，并通过三红外线输入的情况判断物体运行方向，再控制LED灯的开关情况。并完成四方面的功能：时间设定功能，环境明暗判断，独立控制功能，交通条件控制功能。显示部分用LCD 液晶显示，要求能显示实时时间以及对路灯设置的开关灯时。 关键词：STC89C51单片机，红外传感器，1602液晶显示器，DS1302 NE555
毕业设计(论文)外文资料翻译 系别光电信息系 专业测控技术与仪器 班级 B090102 姓名马丽娜 学号 36 外文出处 Spriger Link 附件 1. 原文； 2. 译文 2013年3月
Based on single chip microcomputer intelligent street light control system 【abstract 】 A street light automatic control system design, combined with the control, electric lamp switch control function; And street lamp fault detection and fault street lamp according to the function of the number. Use on STC 89C51 as the core Control unit; Using DS1302 clock chip to control the point open to turn off the lights when street lamps; By a photosensor complete collection of ambient light and street light fault detection, so as to realize the number of optically controlled open to turn off the lights and fault street lamp display. This system Can through the RS - 232 communication port with the street light control room of the upper machine communication. 【key words】STC 89C51; Clock chip DS1302; photosensor Introduction For the most part at present domestic cities and regions of the street lamp Lighting adopts electric control, time control and single point of electrons Control, maintenance management and manual inspections and the masses The traditional way, because of the lack of scientific and effective monitoring Means, large area lighting during the day, night not large area Light phenomenon occurs frequently, often can't find and in a timely manner Processing, not only caused power resources, human resources Cost, improve the operating costs of the system and to citizens Life bring inconvenience. Intelligent road lighting system can according to different area Domain of different functional requirements, at different times and different every day Natural light or under different traffic flow conditions, the press According to a specific setting, realize dynamic wisdom of road lighting Can management, namely the TPO management (TIME/PLACE, TIME Location/OCCASION occasions). Intelligent road lighting Control system, through the comprehensive consideration and analysis and road Ming is closely related to the intensity of illumination time, road, environment and hand it in Scene control methods of factors such as flow rate, in the
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 摘要 随着城市建设和社会经济的迅速发展，城市道路照明作为城市文明与现代化程度的重要标志，已受到越来越多的关注，规模也在不断扩大。路灯是一个城市的照明系统不可分割更无可替代的一部分，现有的路灯管理的方式方法已远远不能满足城市路灯发展与管理的需要，必须依靠现代化的高科技管理手段。由于单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51和相关的光电检测设备来设计智能光控路灯控制器，利用51系列单片机可编程控制八位逻辑I/O端口实现路灯的智能化，达到节能、自动控制的目的,单片机采集光敏电阻或光电开关的信号控制路灯的亮灭，具有自动检测故障报警等功能，同时根据实际情况，通过计时系统来对时间进行有效的控制，在本设计中，输入是开关按钮，进行时间控制，显示是六个数码管和LED二极管，时
安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） 毕业设计论文 基于单片机的太阳能路灯控制器设计 摘要 本论文主要完成对光伏电源LED照明控制系统进行优化设计和研究，以使系统达到稳定、操作方便、节能环保的要求。太阳能路灯智能控制器以AT89C52单片机为核心，主要由六个部分组成：太阳能电池板、蓄电池、负载（LED路灯）、控制器、测量电路、充电电路、放电/负载驱动电路。本课题的主要研究内容有：针对现有独立运行的太阳能路灯控制器的特点，实现多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和软件程序设计。 首先对太阳能路灯基本模块组成、基本功能及发展现状进行了阐述，并根据蓄电池剩余荷电容量（SOC）的数学模型和剩余荷电容量（SOC）与蓄电池的使用寿命的关系提出了单片机系统改进的控制方案，并根据实际需要提出用脉宽调制信号（PWM）来驱动和调节白光LED，可使白光LED工作于发射最纯净白光。半导体PN结技术的太阳能光伏发电技术与发光二极管(LED)照明技术，都有着环保、节能、长寿命和安全的特点。对这两项技术的高效结合进行优化研究，符合我国目前节能，环保及可持续性发展的目标。 总之，随着城市规模的不断扩大，现有的路灯技术不能达到环保节能的要求，本文采用多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和源程序设计，能有效解决LED太阳能路灯的不足。因此，本课题设计对我国LED路灯节能环保的发展有很大的现实意义。 关键词：光伏发电；剩余荷电容量；脉宽调制信号；控制系统
基于单片机的太阳能路灯控制器设计 II
摘要 本文介绍了一个模拟路灯控制系统的应用方案，用以实现模拟路灯的智能控制。本方案以宏晶公司的MCU芯片STC12C5410AD为核心，加以简单的外围电路，实现了模拟路灯控制系统所要求的全部技术内容。STC单片机在最近几年应用越来越广泛，因其抗干扰能力强、稳定性好，性价比高，因此是低成本路灯控制解决方案的首选。该控制系统除了选用廉价的单片机芯片，还采用了廉价的红外对射传感器，大大降低了系统成本。整个系统的电路简单，结构紧凑,电源驱动仅采用变压器与三端稳压器相结合，附加少许滤波电容便实现了稳定的电源输出。经过多次测试，证实该系统能长时间稳定工作，完全满足设计要求指标。 关键词：模拟控制；LED照明；单片机
ABSTRACT This paper introduces a simulation control system application scheme street, to simulate the street lamp of intelligent control. This plan to macro crystal company MCU, STC12C5410AD as the core, to chip the periphery of the simple circuit, realize the simulation street lamp control system all of the requested technology content. STC SCM in recent years more and more wide application, because of its strong anti-interference ability, good stability, high performance/price ratio, and so is the low cost street lamp control solutions of choice. The control system in addition to choose cheap single-chip microcomputer chip, also adopted the cheap infrared mutual illuminate sensor, and greatly reduce the cost of system. The whole system of the circuit is simple, compact structure, power drive only used three transformer and the regulators, and the combination of a few additional filter capacitance will realize the stable power output. After many test, and confirm that the system can work stably for a long time, fully meet the design requirements index. Keywords: Simulate controlling; LED lighting; Single-chip microcomputer
路灯控制器 摘要：本电路使用广泛，功能完善，成本低廉，而且设计电路简单，采用常用的电子元器件构成，使用非常方便，而且此电路具有延时时间可调的功能，照明装置采用低耗能高亮度LED,具有节能降耗的功能，并具有光控、声控的双重功能，可广泛用于多个场合。 关键词：声控电路；光控电路；延时电路；开关电路 1引言 在信息技术不断发展，人类文明不断进步的时代，越来越多的电子产品开始占们的日常工作和生活，在很多公共场所，只要短时间照明的场所，就需要安装一些电子器件，即能够自动控制开关，在有人的时候亮，人走之后，也能持续一段时间，路灯控制器是一种声光控制的器件，能实现这种功能，即在白天光线比较亮不需要照明的时候，即使有声音，灯也会不亮，而在天黑或光线比较暗的时候，能够使电路工作，自动控制灯打开，而且能够在声音消失后，延时照明一段时间，实现照明的目的。通过查阅大量书籍和资料，才在老师和同学的帮助下，设计出了一个简单的路灯控制器电路，其特性优越，用途广泛，功能健全， 使用方便。 2 总体设计方案 2.1 设计思路 路灯控制器电路主要由声控电路，光控电路，开关控制电路及延时电路构成。工作时，光控电路和声控电路同时控制开并控制电路，而光控电路具有优先控制的功能，即先让光控电路来控制开关电路，即在光控电路工用的情况下，再有声音信号才能使用控制电路工作，使灯打开，且在声音消失后会延时照明一段时间，这部分电路由延时电路来实现，电源电路的作用是为负载电路提供照明电源同时向电路中的控制电路提供工作电源，交流电源经过桥式整流以后，再经过电容降压，为负载提供电源，同时经过稳压以 后，为控制电路提供工作电流。 该电路是利用光敏电阻对光敏感的特性和开关管的开关特性来实现，即白天或光线较亮的时候，控制灯不亮，而在晚上或光线较暗时控制灯亮，同时还要有一个延时电路，以达到延时照明的目的，声控和光控是共同进行控制的，因而还要有一个电路来控制，当有光亮的时候，此控制电路阻止，信号不再往下传输，即灯不会亮，而只有当光线足够暗且有声音的时候此控制电路才起作用，才往下一电路传输信号，灯才会亮。此电路既可以用三极管实现，也可以用4000糸列的数字集成实现，出于简单稳定的目的，这里选用数字集成电路来实现。本电路的主要任务是实现在白天光线比较亮的情况下，灯不亮，而在光线比较暗或天黑的时候，只要有声音（说话声、脚步声），灯就会亮，同时加上延时电路的延时作用，灯会延时亮一段时间，不致灯连续工作，造成能源浪费或元器械件的损坏。其控制电路可由TC4011BP数字集成电路来实现，延时电路由电阻，电容实现，光控电路由光敏电阻实现，开关电路由开关管实现。 2.2 总体设计方框图 路灯控制器电路的总体框图由声控、光控电路，声光控制电路，开关电路，延时电路，负载电路和电源电路等构成，工作时，先由光控电路和声控电路一起向声光控制电路输入信号，当两个信号同时有效时，声光控制电路才往下传输信号，才向开并电路送去信号，使开关打开，同时也促使延时电路开始工作，而电路的电源由电源经过桥式整流以后，再经过降压电路降过压以后来提供，电路中其他需供电的电路由降压以后再进行稳压以后来供电，负载的供电直接由电源来提供。总体框图如下所示，工作流程如箭头所 示：
毕业论文 基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计 姓名 学院电气工程与自动化学院 专业自动化 指导教师 职称教授 2013年5月1日
天津工业大学毕业论文任务书 题目基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计 学生姓名额外特温 特 学院名称 电气工程与自动化学 院 专业班级 过多个地 方 课题类型实际课题 课题意义 基于电力载波技术的智能化路灯控制系统能够弥补当前路灯控制器的不足，将电力载波技术应用于路灯控制过程中，实现主控站和从控制站之间的信息交换，从而实现路灯的智能化，并且成本低，易于推广应用。它能够实现远程控制，并和现有的电力线兼容，检修方便，可以提高城市路灯的利用率，节能。 任务与进度要求3．12-3.30：对此设计进行初步的了解和资料查询，对本设计方案具有初步的轮廓 4.2-4.30：完成控制设计，及硬件电路设计， 5.4-5.30 ：完成毕业论文任务书初稿，并对设计的硬件进行调试； 5.31- 6.7：完善任务书，准备毕业答辩，按时完成 主要参考 文献[1] M.- H. Shwehdi, “A Power Line Data Communication Interface using Spread Spectrum Echnology in Home Automation [J],” IEEE Trans. Power Delivery, vol. 11, no. 3, July 1996, pp. 1232-1237. [2] 张辉.现代通信原理与技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002. [3] 齐国清.信号检测与估计[M].北京：电子工业出版社，2010. [4] 朱小龙.数字通信技术[M].北京：化学工业出版社，2004. 起止日期2013年3月12日—2013年6月7日备注 院长教研室主任指导教师
基于51单片机的模拟路灯控制系统1. 系统设计 1.1 设计要求 一、任务（来自原题） 设计并制作一套模拟路灯控制系统。控制系统结构如图1所示，路灯布置如图2所示。 图1 路灯控制系统示意图 .. .专业. .
图2 路灯布置示意图（单位：cm） 二、设计要求+ 1．基本要求 （1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。 （2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。 （3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时（见图2），灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。 （4）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。 .. .专业. .
（5）当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。 2．发挥部分 （1）自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源。 （2）单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20%～100%围设定并调节，调节误差≤2%。 （3）性价比高，工作稳定，符合电磁兼容（EMC）方面的要求，无对外干扰或干扰小。 1.2 总体设计方案 1.2.1 功能分解及设计思路 本模拟路灯控制系统的设计方案要实现的主要功能主要分解为以下五个方面： 一是时钟功能及定时开关灯。 二是根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。 三是根据交通情况自动调节亮灯状态：当汽车靠近路灯时，路灯能自动点亮；当汽车远离时，路灯自动熄灭。 四声光报警功能，当路灯出现故障时而不亮时，控制器发出信号，并显示有故障路灯的地址编号。 五是根据绿色节能照明要求，采用恒流源驱动LED路灯发亮且能调光，路灯驱动电源输出功率能在20%～100%围设定并调节，调节误差≤2%。 以上功能的实现，都是以单片机为核心，在单片机系统实现的输入输出和显示功能的基础上，由单片机的置逻辑和运算功能，加上一定的外围电路.. .专业. .
word文档整理分享 电子综合开发实践报告 设计课题：路灯控制器的设计与制作 专业班级：___________ 学生学号：__________ 学生姓名：________ 秦疆彬__________ 设计时间：2014 年1月月_________ 信息科学与技术学院 2014年1月
路灯控制器的设计与制作 一、设计任务与要求 （1）设计制作一个路灯自动照明的控制电路，当日照光亮到一定的程度时路灯 自动熄灭，而日照光亮暗到一定程度时路灯自动点亮。 （2）设计计时电路，用数码管显示路灯当前一次的连续开启时间。 （3）设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。 二、方案设计与论证 了解常用路灯控制的各种方法，及各自的优缺点，通过相互的比较，确定设计方案，并对所用传感器进行选型，同时加以电路的设计与分析，完成设计任务。下面对路灯控制器的原理，路灯控制器中用到的主要元件以及在电路中的作用分析。 该路灯控制器是由光敏电阻、555定时器、计数器、译码器、数码管显示器和受控灯组成。光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，当光照减弱时，光敏电阻阻值增大，555 定时器的2、6端口出现低电平，当它到达一定值时，3 口出现高电平，且大于2/3 （VCC,路灯亮。反之，当光照增强到一定时，光敏电阻阻值减小， 3 口出现低电平，小于1/3 （VCC，路灯熄灭。为了避免外部干扰所带来的错误反应（例如来往的车灯给光敏电阻带来的短暂激励），我们利用电容充电带来的时间延迟来解决问题。经以上论证，方案可行。
三、单元电路设计与参数计算 该部分电路相当于总电路的开关，通过光照强弱的变化改变光敏电阻的阻 值，从而改变Vi 的电压值。在该电路中Vi 即为由555构成的施密特触发器的输 入电压，Vi 的改变会引起施密特触发器的翻转，从而改变输出电平，达到开关 的效果。当光敏电阻周围的环境光照强度比较强时，电阻阻值为几百欧左右，Viv 1 -V cc ；当光敏电阻周围的环境光照强度比较弱时，电阻阻值为 1兆欧左右，Vi> 3 2 V cc 。当光敏电阻周围环境由光变暗时，Vi 增大过程中达到值1V cc 时，引发施 3 3 *数码管显示 图2.1流程框图 1、光敏电阻与555定时器构成的控制电路 图3.1光控电路
一、本课题的内容及研究意义 1、论文研究的目的和意义 如今，照明电路的数量越来越多，使得城市街道、小区内的路灯的用电量占城市用电量的比重越来越大，在用电高峰期时，电网超负荷运行，电网电压都低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，当电压高时不但影响照明设备的使用寿命，而且耗电量也大幅增加，当低谷时，照明设备有不能正常工作。 所以，对城市的路灯的设计已经成为了当务之急，特别是午夜之后车流量急剧减少时，应该适当的关闭路灯，节约用电。但是我国的既节能又能延长路灯寿命的技术相比国外却是落后了，因此智能节能路灯控制系统的设计对于城市的发展至关重要。本论文旨在设计一套对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压的控 制系统，它能对路灯进行稳压、调压、自启动并延长路灯寿命的作用。 2、论文研究内容 本设计可以通过对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压从而减少城市路灯照明耗电量，又对输入电压进行稳压调节来提高用电效率。要求独立选择芯片、设计电路、编制程序、调试、完成整个系统功能。 主要内容如下： (1) 根据控制技术的特点，进行路灯系统设计的整体研究与设计。 (2) 针对光线和电压信号的采集，采用数据采集技术。 (3) 通过按键可对相关的参数值进行设置，从而实现对不同时间进行不同的开灯模式。 (4) 当电压符合额定电压时，系统自动进行稳压。 (5) 在午夜之后降低电压以调节路灯亮度，实现调压。 二、本课题的研究现状和发展趋势 目前，路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点，被广泛使用，但同时也存在着诸如：功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。 我国目前大部分城市都采用全夜灯的方式进行照明，普遍存在的问题有两点：一方面因为后半夜行人稀少，采用全夜灯的方式浪费太大，因此，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全灭的照明方式；有的地方在后半夜采用亮一隔一或亮一隔二的节能措施，此种方式虽然节约了电费支出，却带来了社会治安和交通安全问题，不利于城市安全问题。 另一方面，在后半夜因行人稀少，而应该降低路灯的亮度，以避免光源污染，影响居民的晚间的休息。但由于后半夜是用电低谷期，电力系统电压升高，路灯反而比白天更亮了。这不仅造成了能源浪费，还大大影响了设备和灯具的使用寿命。目前，路灯照明广泛采用高压钠灯，其设计寿命在12000小时以上，在正常情况下至少可用3年，但是由于超压使用，现在路灯的使用寿命仅仅只有1年左右，有的甚至只有几个月，造成
基于PLC路灯控制系统 摘要 随着数字技术和网络技术的发展，公共照明数字化和网络化已经成为一种必然趋势。节约能源、保证灯具寿命、提高照明管理水平、美化城市夜量和保证城市夜间出行安全等，已经成为对公共照明系统的一项基本要求。公共照明系统广泛采用高压钠灯或金属卤化物灯传统照明系统经常采用电感镇流器，本文将介绍基于PLC的路灯控制系统。本文设计基于PLC的路灯监控系统根据时间的变化，控制路灯的明亮程度。同时考虑到不同的季节天气等的变化的实际情况，以亮度检测控制辅助，达到更合理的目的。 关键词：PLC，亮度控制，定时控制
Streetlight monitoring system in the PLC - based design Abstract Along with arithmetic figure technique with technical development in network, the public lighting arithmetic figure turn to turn to have become a kind of inevitable trend with the network. Economy energy, guarantee the lamp life span, increase illuminate to manage the level, beautify the city night measures with guarantee nighttime in city out line safety etc., have become to a basic request of the public lighting system. The extensive adoption in system in public lighting high pressure light metals turns the thing light tradition illuminates the system to usually adopt the electricity feels the town flows the machine, illuminating lamp the adoption unify switch control case. This article will introduce the street lamp control system based on PLC. In this paper, the design based on PLC street lamp monitoring system according to the time change, control the street lamp bright degree. Taking into account the different seasonal weather changes in the actual situation, to brightness detection control auxiliary, achieve more reasonable purpose. KEY WORDS: PLC BRIGHTNESS CONTROL TIMING CONTROL
基于51单片机的模拟路灯控制系统 1. 系统设计 1.1 设计要求 一、任务（来自原题） 设计并制作一套模拟路灯控制系统。控制系统结构如图1所示，路灯布置如图2所示。 图1 路灯控制系统示意图
图2 路灯布置示意图（单位：cm） 二、设计要求+ 1．基本要求 （1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。 （2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。 （3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时（见图2），灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。 （4）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。 （5）当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。 2．发挥部分
（1）自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源。 （2）单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20%～100%范围内设定并调节，调节误差≤2%。 （3）性价比高，工作稳定，符合电磁兼容（EMC）方面的要求，无对外干扰或干扰小。 1.2 总体设计方案 1.2.1 功能分解及设计思路 本模拟路灯控制系统的设计方案要实现的主要功能主要分解为以下五个方面： 一是时钟功能及定时开关灯。 二是根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。 三是根据交通情况自动调节亮灯状态：当汽车靠近路灯时，路灯能自动点亮；当汽车远离时，路灯自动熄灭。 四声光报警功能，当路灯出现故障时而不亮时，控制器发出信号，并显示有故障路灯的地址编号。 五是根据绿色节能照明要求，采用恒流源驱动LED路灯发亮且能调光，路灯驱动电源输出功率能在20%～100%范围内设定并调节，调节误差≤2%。 以上功能的实现，都是以单片机为核心，在单片机系统实现的输入输出和显示功能的基础上，由单片机的内置逻辑和运算功能，加上一定的外围电路得以实现。针对以上的五个功能，采用模块化的设计思想，以下分别叙述之。 1.2.2 方案论证与比较 1.2.2.1 时钟功能及定时开关机。 方案一：采用专用时钟芯片。
智能路灯控制系统 1、需求分析 1．1设计背景 城市亮化作为形象工程的重要组成部分，越来越被政府所重视，大量的资金投入进行建设和改造，使得我们的城市夜晚变得灯火辉煌，绚丽多彩，但问题也随之而来，能耗的逐年攀升，由此产生的某些问题亦逐渐显露出来，如城市路灯的维护量增大，带来人员不足；维护费用增加，社会成本过高，电费支出过多，财政承担相对困难；光污染现象严重……这些问题的产生无疑给当地的路灯管理部门的各方面工作带来很大的压力，急切加以解决。尤其是在当前环境条件每况愈下的形势下，低碳、节能、环保越来越收到人们的重视。旧式的控制系统存在功耗大，公共资源得不到充分应用，效率低等消极影响。伴随着微电子技术的发展和单片机技术在各行各业中的应用，近几十年来,基于单片机的交通灯智能控制系统对城市路灯系统进行全面的升级,不仅实现了智能控制，而且降低了运行成本。因此，智能路灯控制系统的推广，可以改变城建系统企业传统的管理服务方式，提高服务效率，并对提高城市形象起到了极大的推动作用。智能照明调控系统为照明设备提供各种自动化控制功能，通过电脑控制和管理软件实现无故障智能化和无人值守，提高安全可靠性，实现城市照明智能化管理。更深远意义在于，通过节约可观的电能消耗，就可以有效的减少火力发电厂(2002年火力发电占我国年总发电量的81．83%)对大气CO、SO、NO和粉尘、灰渣的排放量，减少污染，保护环境。 本系统正是本着节能减排，保护环境的目的，开发设计的一个模拟路灯控制系统。通过软件控制，来分别实现路定时开关路灯，路灯开关灯时间可调，跟据环境明暗状况自动开关灯，跟近车辆经过情况自动调节路灯亮灭，以及故障报警、功率调节等功能。 1．2 设计意义 路灯节能系统产生的直接及间接的社会经济效益是巨大的。 1．我们可以通过直观的计算来判断：单从电费支出上可以看出，采用智能路灯节能控制设备后，以最低节电率计算，每年可节省大量的财政支出；
摘要 路灯照明对人们的日常生活有着很重要的作用，路灯照明系统的好坏直接影响到人们夜晚出行的安全。中国的路灯控制系统老旧，效率低，浪费能源过多。路灯系统控制方式落后，无法远程控制开关灯时间，缺乏设备故障检测和报警系统。急需升级改善。单片机拥有卓越的控制能力，已经广泛应用在很多领域。基于单片机的智能路灯控制系统可以改变中国路灯现状，使得路灯的管理变得简单、可靠，能节约更多的电能，能使人们更加安全的出行，减少因路灯控制系统不完善而引起的交通事故。因此，设计一款智能路灯控制系统具有非常重要的意义。 文章介绍了模拟路灯控制系统的两大组成部分，即硬件系统和软件系统。硬件系统以AT89S52单片机为主控芯片，由实时时钟芯片DS1302产生实时系统时间，由LCD1602液晶显示屏显示菜单、提示和实时时间等信息，使用独立式键盘调整切换功能菜单、设置开关灯时间等，采用光敏电阻检测环境的明暗情况，使用反射型红外光电传感器检测交通情况，配合蜂鸣器和LED灯实现故障报警。软件系统包含系统监控程序模块、显示程序模块、键盘程序模块、实时时钟程序模块，环境检测程序模块、报警程序模块、交通检测程序模块，设定路灯开关时间程序模块等。 通过在proteus软件中模拟仿真调试，实现了课题规定的功能和性能指标要求，设计成果具有一定的推广应用价值。 关键词：路灯控制；AT89S52；DS1302；LCD1602
ABSTRACT Street lighting has a quite significant impact on people's daily life, the quality of the street lamp lighting system directly affects the safety of people at night. In china，street lamp control system is old-style, low efficiency and waste too much energy.The mode of streetlight control system is backward, it can’t remotely control switch lights in time, and lack equipment in fault detection and alarm system, which is badly in need of upgrading. MCU has excellent control ability, which has been widely used in many fields. Based on MCU intelligent lighting control system can change the status of Chinese street lighting, the street lamp management becomes simple and reliable, which can save more energy, make people more safe travel and reduce traffic accidents caused by defective street lamp control system . Therefore, it is great crucial to design a intelligent street lamp control system. This paper introduces the two components of the analog street lamp control system, namely the hardware system and the software system. The main control chip of hardware system is the AT89S52 microcontroller , real-time system time is produced by the real-time clock chip DS1302 , the information of menu,prompt and real time is displayed on the LCD1602 , hardware system use a separate keyboard to adjust or switch function menu and set the time switch lights, photosensitive resistance to measure the brightness of environment, and the reflection type infrared photoelectric sensor to detect traffic situation, with the buzzer and LED lamp realizes fault alarm. Software system includes system monitor module, display module, keyboard module, real-time clock module, environment detection program module, alarm module program, traffic detection program module, set the street lamp switch time program module and so on. By simulating and debugging in Proteus Software, the function and performance requirement of the project are achieved, and the design result has certain application value. Key words: street lamp control; at89s52; ds1302; lcd1602
河北机电职业技术学院毕业论文 题目智能节能路灯控制系统设计 系别电气工程系 专业电气自动化技术 姓名孟学文 指导教师刘成伟
目录 摘要 (3) 1 绪论 (4) 1.1 概述 (4) 2 方案论证与选择 (5) 2.1 智能路灯节能方案概述 (5) 2.2 智能路灯节能控制系统结构设计 (5) 2.3 可变电抗器 (6) 2.4 智能控制器 (8) 2.5 每只LED灯控制逻辑关系图 (8) 2.6 系统硬件总体划分 (8) 2.7 智能控制器总体设计 (8) 3 智能路灯节能控制系统各电路部分设计 (9) 3.1 环境光控制电路的设计 (9) 3.2 时钟电路 (12) 3.3 横流驱动电路 (14) 3.4 故障检测电路 (16) 3.5 电源电路的设计 (16) 3.6 报警电路的设计 (17) 4 控制部分设计 (18) 4.1 单片机系统介绍 (18) 4.2 整个系统的控制流程 (19) 4.3 显示装置流程图 (20) 总结与展望 (21) 总结 (21) 展望 (21) 参考文献 (22) 附图 (23)
智能路灯节能控制系统设计 杨亮亮 （安徽工业大学工学院农业电气化与自动化07级） 摘要：随着我国经济的快速发展，电力消费也随之快速地增长。电力资源已成为紧缺资源。如何节能降耗已成为近年来研究的热点课题。 本文研究的智能路灯节能控制系统是针对我国在城市照明上所存在的巨大的能源消耗 而开发的基于单片机的新型节能控制系统，集稳压控制、软起动功能、自动起停、智能调 压控制于一体。智能路灯节能控制系统将晶闸管功率变换单元和智能控制系统相结合，利 用可变电抗器隔离高压和低压，将可变电抗器的一次绕组(高压)与路灯相串联，将二次绕 组与晶闸管和具有模糊控制算法的控制系统相联，通过改变其低压绕组上的电压来控制高 压绕组上电压的变化，从而达到改变路灯端电压的效果，以实现路灯的软起动和调压节 能。 本文对基于单片机的智能路灯节能控制系统进行了深入分析和研究。讨论了智能路灯节能控制系统的构思、设计方案，介绍了该装置的系统设计、工作原理，详细分析了以89C51为主控单元的硬件电路设计，以及电气连接。 关键词：单片机、智能路灯 Abstract: with the rapid development of our economy, electricity consumption is subsequently fast growth. Electric power resource has become shortage resources. How to energy consumption has become the hot topic research in recent years. This paper studies of intelligent street lamp energy saving control system is aiming at existing in urban lighting on the huge energy consumption and development based on SCM system, set the new energy-saving control voltage control, soft starter to function, the automatic starting and stopping, intelligent pressure regulating control in one body. Intelligent street lamp energy saving control systems will be thyristor power changing unit and intelligent control system by combining, high voltage and low voltage variable reactor isolation, a winding variable reactor (HVT) and street lamp in series, will be secondary windings and thyristor and fuzzy control algorithm with associated the control system by changing its low voltage to control