河南科技学院
2014 届本科毕业论文（设计）
设计题目:基于单片机的智能路灯控制系统设计
学生姓名：
所在院系：
所学专业：
导师姓名：
完成时间：2014-5-10
基于单片机的智能路灯控制系统设计
摘要
随着中国现代化节奏的不断加快，电子产品的大量应用也导致电力消费飞速地增长。于此相对的另一个事实是电力资源已成为一种紧缺型资源。如何节能降耗己成为近年来世界性研究的一个热点课题。
目前路灯已经成为一个城市的照明和夜景美化不可分割更无可替代的一部分,而在路灯的高效节能方面，自动路灯控制系统的优劣举足轻重。
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。本设计研究的基于单片机的智能路灯控制系统正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出的新型节能控制系统。
本文给出了智能路灯控制系统的架构和设计方案，详细分析了其工作原理和以AT89S51为主控单元的各模块软硬件设计。
关键词：智能路灯,单片机,分时调压,光线调压
DESIGN OF STREET LAMP CONTROL SYSTEM BASED ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTER
ABSTRACT
With the accelerating pace of China's modernization, a large number of applications for electronic products also led to rapid growth in electricity consumption. Another fact is that this relative power resources has become a scarce resource type. How to saving energy has become a hot topic in recent years, worldwide research.
Currently street lighting has become part of a city and the beautification lighting and night indivisible more irreplaceable. In terms of energy-efficient lights, automatic street light control system merits of pivotal.
Due to the microcontroller with high integration, processing capacity, high reliability, simple structure, low-cost advantages, so the street lighting project has been widely used. The study design microcontroller-based intelligent street light control system in our country is on the existence of a huge city lighting energy consumption and the development of new energy-saving control system.
This paper presents the architecture and design of intelligent street light control system, a detailed analysis of its working principle and to AT89S51 as the main control unit hardware and software design of each module.
Keywords: intelligent street lighting, SCM, timeshare regulator,light regulator
目录
1绪论 (1)
1.1设计背景 (1)
1.2设计的意义 (1)
1.3国内外现状分析 (1)
1.4论文的主要内容 (2)
2P ROTEUS仿真软件与K EIL (2)
2.1P ROTEUS仿真软件 (2)
2.2K EIL (2)
3硬件设计 (3)
3.1按键模块 (3)
3.2计时模块 (3)
3.2.1计时模块的软件设计 (3)
3.2.2计时模块的硬件设计 (5)
3.3光线强弱检测模块 (5)
3.3.1ADC0832综述 (5)
3.3.2光敏电阻的介绍 (7)
3.3.3光线强弱检测模块的硬件电路设计 (8)
3.4路灯控制模块 (9)
3.4.1继电器的概述 (9)
3.4.2PNP型三极管的概述 (9)
3.4.3路灯控制模块的硬件电路设计 (10)
4软件设计 (11)
4.1程序模块分类及功能 (11)
4.2程序流程图 (11)
5软件测试 (13)
5.1测试目的 (13)
5.2测试方法 (13)
5.2.1功能测试： (13)
5.2.2测试结果 (13)
6结论 (15)
致谢 (16)
参考文献 (17)
附录1：电路原理图 (18)
附录2：重要源代码模块 (19)
1 绪论
本文研究的智能路灯节能控制系统是通过配套的功率变换组件，可在路灯的启停和运行中，有效的调节路灯的端电压，控制路灯的照明亮度，从而改变了路灯在不同时段的耗电量，改善了功率因素，到了节约电能的目的。
1.1 设计背景
“十二五”时期，我国仍将处于工业化和城镇化快速发展阶段，面临的资源和环境形势依然严峻。能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素，应当从战略和全局的高度，充分认识做好能源工作的重要性和紧迫性，高度重视能源安全，实现能源的可持续发展。在北京东西部能源技术研究院的报道中有这么一篇中提到节能是缓解能源约束，减轻环境压力，保障经济安全，实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择，体现了科学发展观的本质要求，是一项长期的战略任务，必将摆在更加突出的战略位置。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。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。伴随着路灯数量的急剧增加，照明系统中所存在的问题也日益突出，耗电量大就是其中最为突出的一个。所以，对城市的路灯的设计已经成为了当务之急。
1.2 设计的意义
路灯是我国经济发展和国家建设中必需的用电设备，它在我国的整体用电量中所占比例巨大，如果通过节能装置对其进行有效控制，就能够降低电力损耗，达到节约能源，降低生产安装成本，有助于我国经济的快速发展。
1.3 国内外现状分析
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，造成维护和材料的极大浪费。较高的电压不仅不能让负载设备更好的工作，而且还会造成发热及过早损坏，还会造成不必要的电费开支。而且，我国绝大多数地区的路灯关开灯都是采用人工控制或者定时控制，这样也有许多不利之处：若采用人工控制，则路灯开关存在着一定的不确定性，同时也
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占用了一定的人力资源。定时控制则存在着夏冬季白黑昼时间不同的情况，使得天还没黑路灯就开，天还没亮路灯就灭的情况，大大影响了人们的日常出生活。本设计通过使用AT89C51单片机对系统进行智能控制，使系统达到自动启停及智能调压。近年来，随着科技的不断发展，各种路灯控制器也被不断的研究出来。
1.4 论文的主要内容
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。
主要内容如下：
(1) 利用单片机，对整个路灯系统进行研究与设计。
(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。
2 Proteus仿真软件与Keil
2.1 Proteus仿真软件
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师以及致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真都能方便的实现，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。
2.2 Keil
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显
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的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。
3 硬件设计
3.1 按键模块
键盘模块的硬件电路设计如图3-1所示。K1、K2、K3、K4分别同P3.0、P3.1、P3.2、P3.3相连，当S2、S3、S4、S5任意一个键按下时，同它相连的端口电压则被拉低。在此设计中，若在时间调整模式下S2设置为“加1”功能键，S3设置为“减1”功能键；若在手动操作模式下S2设置为“开”功能键，S3设置为“关”功能键。S4为功能切换键，实现运行模式、时间调整模式和退出模式的切换。S5为运行模式下实现“自动”、“手动”的切换。
图3-1 键盘电路
3.2 计时模块
3.2.1 计时模块的软件设计
DS1302是DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过 AM/PM 指示决定采用24或12小时格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线：RES复位、I/O 数据线和SCLK串行时钟。时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。DS1302 工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于 1mW，其外部管脚如图3-2所示。
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图3-2 DS1302外部管脚
DS1302是由DS1202改进而来增加了以下的特性：双电源管脚用于主电源和备份电源，供应Vcc1为可编程涓流充电电源；附加七个字节存储器，它广泛应用于电话、传真、便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域；实时时钟具有能计算2100年之前的秒、分、时、日、日期、星期、月、年的能力，还有闰年调整的能力。DS1302内部结构为移位寄存器，控制逻辑，晶振，时钟和RAM。
具体控制字介绍：
●控制字的最高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据
写入到DS1302中；
●位6：如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据；
●位5至位1（A4～A0）：指示操作单元的地址；
●位0（最低有效位）：如为0，表示要进行写操作，为1表示进行读操作。
控制字总是从最低位开始输出，在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从最低位（0位）开始。同样，在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿，读出DS1302的数据，读出的数据也是从最低位到最高位。
具体时序图如图3-3所示。
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图3-3 DS1302时序图
3.2.2 计时模块的硬件设计
具体电路如下图3-4所示。BT1为电压值3V 的电池组，来作为DS1302的备用电源。Y2为一个32.768 KHz 的晶振。DS1302的5、6、7端分别同单片机的P2.1、P2.2、P2.3相连，同时在还为它们配置了阻值为10K 的上拉电阻，能最大程度的保证操作与通讯的准确和稳定。
图3-4 实时时钟模块电路
3.3 光线强弱检测模块 3.3.1 ADC0832综述
ADC0832 为8位分辨率A/D 转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，
使得芯片的模拟电压输
入在0-5V之间。芯片转换时间仅为32μS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。ADC0832引脚分布如图3-5所示。
图3-5 ADC0832引脚分布图
ADC0832有以下特点：
●8位分辨率；
●逐次逼近式A/D转换器；
●双通道A/D转换；
●输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；
●5V电源供电时输入电压在0~5V之间；
●工作频率为250KHZ，转换时间为32μS；
●一般功耗仅为15mW；
●8P、14P—DIP（双列直插）、PICC 多种封装。
芯片接口说明：
●CS 片选使能，低电平芯片使能；
●CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用；
●CH1 模拟输入通道1，或作为IN+/-使用；
●GND 芯片参考0电位（地）；
●DI 数据信号输入，选择通道控制；
●DO 数据信号输出，转换数据输出；
●CLK 芯片时钟输入；
●VCC/REF电源输入及参考电压输入（复用）。
单片机对ADC0832的控制原理：
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正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI 并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS 输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能，其时序图如图3-6所示。
图3-6 ADC0832操作时序图
3.3.2 光敏电阻的介绍
（1）光敏电阻介绍
光敏电阻（photocell，注意：光电池是photovoltaic cell）又称光敏电阻器（photoresistor or light-dependent resistor，后者缩写为ldr）或光导管（photoconductor），常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。
（2）基本特性及其土要参数
1>暗电阻、亮电阻
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暗电流、暗电阻。光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“0LX ”表示。
2>伏安特性
伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系，对于光敏器件来说，其光电流随外加电压的增大而增大。其变化特征如图3-7所示。
图3-7 a 光敏电阻的伏安特性 b 光敏电阻的光电特性图 c 光敏电阻的光谱特性
（3）光电特性
光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用“100LX ”表示。 3.3.3 光线强弱检测模块的硬件电路设计
在此设计中我们使用光敏电阻和ADC0832模数转换器相结合的方式来实现对环境明暗程度的检测。所选光敏电阻GMR1的亮电阻阻值在2K 至10K 之间变化，所以选择阻值为10K 的电阻R8同光敏电阻串联连接形成分压电路。
环境明暗程度的检测的原理如下：当照射在光敏电阻上的光线亮度发生变化时，光敏电阻的阻值也随之相应的发生变化，其变化趋势为光线变强阻值减小，反之也成立，而ADC0832的通道0得到的电压值随光线的变强而减小，ADC0832将得到的电压信号转换成数字信号，并通过特定的操作送给单片机进行处理。如
图3-10 环境明暗检测模块电路
次便现对环境明暗程度信号的向模拟信号转换，最终向数字信号的转换，也就
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使系统能对环境明暗程度信号间接的进行相应的分析并处理。具体电路如图3-10所示。
关于模数转换器的选择：
通常使用的模数转换器是ADC0809，它是带有8位A/D 转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 逐次逼近式A/D 转换器。另需接外部时钟才能正常工作，8路通道只取其一也造成了资源的浪费。同单片机通讯时使用的是并行的方式，这样也对单片机的端口占用很大。另外其体积也较大，价格也较ADC0832昂贵，这样也变相的增加的印制板电路制作和元器件采购的成本。综合考虑下，ADC0832的使用最合适。 3.4 路灯控制模块 3.4.1 继电器的概述
继电器（英文名称：relay ）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 3.4.2 PNP 型三极管的概述
9015是一种常用的普通三极管。它是一种小电压,小电流,小信号的PNP 型硅三 极管。其物理结构如下图3-11所示。其中引脚1为发射极，引脚2为基极，引脚3 为集电极。
图3-11 9015实物图
（1）特性
● 集电极-发射极电压-45V ● 集电极-基电压-50V ● 射极-基极电压-5V ● 集电极电流0.1A ● 耗散功率0.45W ● 结温150℃
● 特征频率平均
300MHZ
放大倍数：A60~150、B100~300、C200~600、D400~1000
（2）主要用途
分开关应用和射频放大两大类。在此设计中主要应用于开关应用，选用的C型号的9015。
3.4.3 路灯控制模块的硬件电路设计
图3-12 路灯控制模块电路
如上图3-12所示，Q1为PNP性三极管9015；U2为继电器，型号为JQC-3F；H5为接线座；D2为续流二极管，型号为IN4001；D3为发光二极管。
设计思路：
9015的基极通过阻值为4.7K的电阻与AT89S52的P1.0相连。当该位置‘1’，也即为5V高电平时，发射极1同基极2之间没有电压差，此时9015处于断开状态。如此集电极没有电流通过，所以下面的继电器线圈和发光二极管D3不工作。当该位被拉至‘0’，也即0V低电平时，发射极1同基极2之间有电压值大约4.3V的电压差降，通过4.7K的电阻限流后，通过P1.0口的灌电流就很小，此电流也为基极电流。基极电流通过9015的放大后，是9015工作在饱和状态，集电极有足够大的电流可以驱动继电器的线圈工作，使U2的1和3引脚构成的常开触点闭合，1和2引脚构成的常闭触点断开。同时因为9015工作在饱和状态，发射极和集电极的电压降大约0.2V，集电极的电压约为4.8V，因此发光二极管串联一阻值为1K的电阻限流，使通过其电流为5mA左右而点亮。继电器中的线圈在关断的瞬间由于电磁感应现象的存在，会产生比原电压值大多倍的反向电压，如果没有续流二极管D2让关断瞬间保持原电流方向的电流构成回路，以消耗线圈中存储的电能，将会反向击穿9015从而可能造成器件损毁。这是不被允许的，所以加一耐压大于5V（IN4001耐压值为1000V）的续流二极管即可避免此类情况的发生，这样可以保证所设计
系统安全稳定的运行。
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4软件设计
本系统软件设计采用了目前广泛使用的MCS-51单片机高级语言keil-C51作为软件开发工具，它表达能力强、可移植性好、便于进行结构化程序设计可以直接操作计算机硬件，对速度要求不是很高的应用场合是一种十分理想的开发工具。
4.1 程序模块分类及功能
主程序部分：
主程序主要完成对系统资源的配置，各功能模块的调用以及外界信息的处理。
（1）LCD1602操作程序部分：
显示时间信息，控制状态信息以及工作状态。
（2）ADC0832操作程序部分：
对光信号进行采集，转化为电信号进而交给系统进行处理。
（3）DS1302操作程序部分：
通过键盘操作可完成对时间，运行状态路灯工作状态的调整。
（4）定时中断程序部分：
对时间进行计数，进而改变标志位，系统可通过标志位的改变就行各种运作。（5）外部中断程序：
发生中断时，完成对某个标志字节改变，以便后续的操作通过判断标志字节的状态来决定进行相应的动作。
4.2 程序流程图
软件从某种程度上大体可分为主程序和中断服务程序两部分。主程序完成对运行环境的初始化和以一定的逻辑及方式对各个模块的程序进行调用，同时对某些系统硬件资源进行配置，从而达到预期的功能或目的。中断程序完成特定的某个功能。
如图4-1，4-2所示，分别为外部中断0、定时中断0和主程序流程图。S2、S3、S4和S5是功能按键，在调时状态下，S2为加1，S3为减1在手动模式下S2为开灯，S3为关灯。其中S4为外部中断0入口，也为功能切换键，按一次flag加1；flag 为1时，每按一次S5循环切换手动和自动运行模式。flag为0时，退出并确认参数和功能设定。
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图4-1 a 外部中断0子程序流程图 b 定时器0子程序流程
主程序流程图如图4-2所示。
图4-2 主程序流程图
Flag 为1时，S5切换运行模式液晶显示Auto 或Manu ；flag 为2或3，液晶显示Y 或y ，通过S2、S3调整年份；flag 为4，液晶显示M ，通过S2、S3调整月份；flag 为5，液晶显示D ，通过S2、S3调整日期；flag 为6，液晶显示W
，
通过S2、S3调整星期；flag为7，液晶显示H，通过S2、S3调整小时；flag为8，液晶显示M，通过S2、S3调整分钟；flag为9，液晶显示S，通过S2、S3调整秒。
在光线控制的模式下，使用定时器T0定时5秒，定时时间到后，则置a=1；将当前存储的光线信息和前一次的进行比较，如果前后两次的数据在允许的误差范围内则根据判断进行下一步的操作，也即控制路灯以何种方式开关或关断。这样前后有5S~10S的时间差，也可保证该控制系统不会因闪电等突发状况产生勿动操作。此操作暗合数字滤波和有效性检查的原则，使系统更稳定、可靠！
5 软件测试
5.1 测试目的
软件测试是软件生命周期中一项非常重要且复杂的工作，对软件可靠性保证具有极其重要的意义，通过软件测试可以发现软件设计过程中的不足之处，以便更好地完善。该设计的主要设计目的是显示模块能正常显示，并能实现自动或手动对路灯工作模式的改变。
5.2 测试方法
测试方法主要是针对该设计的功能模块进行测试，看是否能够正常使用，显示是否出现乱码，路灯是否按照预期结果亮灭等。
5.2.1 功能测试：
该设计主要路灯亮度的自动或手动转换。在此对系统各部分功能，以及可靠性等方面进行测试。针对本系统，主要由进行如表5-1的功能测试。
表5-1测试用例表
5.2.2 测试结果
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首先测试半电压模式（省电模式），调试后出现图5-1运行结果。
图5-1 半电压模式
此时模拟路灯两端电压是 2.2v 。而后调试程序到全电压工作模式，运行结果如图5-2。
图5-2 全电压工作模式
此时模拟路灯两端电压为 4.4v ，及达到了预期的结果。最后再测试关闭模式，结果如图5-3所示。
图5-3 关闭模式
测试结果与预期设想一致，达到了预期效果。
6 结论
智能路灯控制系统的研究在国内外都在持续进行。众所周知，路灯在生活中普遍存在。在庞大的基数面前，优秀的路灯管理系统往往能制造出巨大的经济效益并且能节省大量电力资源。因此，智能路灯节能控制系统的研制对于构建节能型社会有着重要的意义。
这次设计的智能路灯控制系统，从光线强度、时间等方面入手，通过对这些变量的检测与处理，实现了光线、时间、人工对输入路灯电压的综合调节。
虽然本设计能够在一定程度上实现对路灯的智能控制与调节，但是其本身仍然存在很多问题，比如：没有在具体的电路板上进行试验，缺乏实践的检验；成本过高等。
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致谢
经过长时间的努力，我的毕业设计终于完成了。但是坦白的说，这个设计不是完美的，还有很多的地方需要完善和改进。在设计的过程中虽然辛苦，但是辛苦中也包含着快乐。特别是在编程的时候，每想到一个好的思路，好的方法，无不激动不已。调试程序的时候，经常会出现山穷水尽疑无路，柳暗花明又一村的情况，身心疲惫的自己顿时又振作起来。
最后，我由衷地感谢我的母校——河南科技学院，她为我们的学习成长创造了如此好的环境。我由衷地感谢师长们对我默默无闻的帮助及潜移默化的影响，为我将来的发展奠定了坚实的基础；我还要由衷地感谢身边的同学对我的无私关怀与支持，给我大量的宝贵意见。总之，我的毕业设计能够完成，无不凝聚了各位老师的大量辛勤的汗水。老师，您辛苦了！
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模拟路灯控制系统的毕业论文
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
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
灯光控制系统方案
一、系统概述 系统原理概述 系统所有的单元器件（除电源外）均内置微处理器和存储单元，由一对信号线（UTP5）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能，通过输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为数字信号在系统总线上广播，所有的输出单元接收并做出判断，控制相应回路输出。 系统通过两根总线连接成网络。总线上不仅为每个组件提供24伏直流电源，还加载了控制信号。通过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关系。 系统元件采用 模块化结构、并已 经有系统化产品、 系统扩展方便。同 时，通过专用接口 元件及软件，可能 直截接入电脑进行实时监控，或接入以太网进行远程实时监控。因此在设计时更加简单、灵活。 系统为分布式控制，模块化结构，可靠性高。任何控制模块均内置CPU，每个输入模块（场景开关、多键开关、红外传感器等）都可直接与输出模块（调光器、输出继电器）通讯（发送指令→接受指令→执行指令），避免了集中式结构中央CPU一旦出现故障造成整个系统瘫痪的弱点。 与BA系统的集成
诺雅照明控制系统是一个开放的系统，通过专用接口软件，可方便地与其他系统连接，如楼宇自控系统、门禁系统、保安监控系统、消防系统等。
系统结构图
二、系统功能和优点 智能照明控制系统在学校应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化 可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化环境以达到吸引学生的注意力 好的灯光设计，能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。良好的环境可以培养学生对其产生更大的兴趣，从而得到更好的学习效果。 利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不仅使学生有个很好的学习环境，而且还可以产生一种艺术欣赏感，对课程产生强烈的研究精神。 3、可观的节能效果 由于智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了学校的能耗。 4、延长灯具寿命 灯具损坏的致命原因是电压过高。灯具的工作电压越高，其寿命则成倍降低。反之，灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此，适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有
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
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. .
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
LED路灯智能控制系统设计 LED路灯智能控制系统设计 内容提要：LED路灯在当前已得到越来越多的应用，一些城市甚至已经将传统的高压钠灯全部都更换为LED路灯，不过，在更换为LED路灯后，却沿用了传统光源的控制方式，使得路灯的控制方式单一，不便于管理，且浪费了较多的能源。本文从智能控制系统的建设目的、系统设计原则、系统架构、后台控制软件的基本功能等几方面加以阐述，以希望读者能从中吸取有益经验。 关键词：LED路灯智能控制设计 中图分类号：S611文献标识码： A 一、系统建设目的 道路照明智能控制系统使用物联网、传感器、自组网、云计算等高新技术，通过单灯控制、单灯监测的方式，相较传统管理模式，应达到以下几项基本功能： ①按需照明：基于更加精细化的控制方法，根据天气规律、人车活动规律、重要路段照明等要求，灵活调整路面照度，真正做到保障交通安全与节能减排之间的完美契合。 ②主动发现：精细到每盏灯、每个组件的故障由系统主动上报，为建立快速的维修响应机制奠定基础；避免夜间有灯不亮、白天亮灯等百姓最关注的问题。 ③高效管理：精细到每盏灯的工作情况一目了然，减少日常大量的巡灯工作，合理规划维修维护路径，使得人力资源能够投入到更具有服务价值的工作中。 ④精细监测：精细到每个照明设施组成部分的实时数据监测，对设施寿命、质量进行全程监控，使得设备采购、更换更加科学、准确。 ⑤合理规划：基于现代化的专业地理信息系统，所有路灯设施分布一目了然，为整个照明设施建设规划、全面掌控提供详尽的数据化支持。 ⑥经济投入：高科技并不意味着高投入，无需布线、维护简单、
超长寿命是城市路灯智能管理系统的基本要求。 二、系统基本设计原则 智慧城市照明是指将城市中的每一盏路灯、每一处景观亮化通过信息传感设备与互联网连接起来，实现集中、远程、智能控制与管理，需要将物联网、传感器、云计算、互联网等先进技术融合在一起，以实现按需照明和精细化管理的目的。 ①路灯照明的公共服务属性原则 优先保证路灯的功能性，保障夜间活动安全，提高夜晚环境质量，构建城市夜晚的明暗层次和主次脉络，增强市民夜间活动的意愿。通过市民活动区域的分析，充分发挥照明之于城市的社会功能，根据城市不同区域（居住、商业、工业等）的功能需要，为各分区的活动和相互间的交通、联系提供区别化的照明时间和照度水平。 实现照明功能性要求和照明节能之间的最佳契合点。通过采用单灯控制与无级调光，结合地理信息系统，根据每盏路灯所处的环境及交通等因素合理分时选择其照明输出，满足道路照明要求的原则下达到最优的节能效率，实现真正的按需照明。 ②海量数据的智能处理与分析原则 采用基于单灯管理的LED 道路照明物联网管理系统后，对于每盏灯具均能实现控制与数据采集。但随着数据点的大量增加，必须从应用出发，对基础数据优先级划分，有区别的实现数据展现及重要信息的优先获得，且定义准确的智能分析策略。 对于大数量的灯具进行控制，同时又能达到每盏灯具均能做到按需照明，则必须采用合理的、快速的控制方法，管理系统不应造成管理人员、使用人员、维护人员的工作负担。 ③系统设计及技术选择的原则 由于照明功能与地理信息紧密相关，真正的按需照明实现必须紧密结合地理信息系统，根据每盏灯具所处位置、所应该担负的照明职能，结合时间和外部因素变化，合理的实现控制与数据监测。 作为物联网系统的重要基础，单一通信方式很难解决道路中所面临的各种环境，因此系统必须支持多种通信技术，而每种通信技术均
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
LED Lighting Control using the MC9S08AW60 Designer Reference Manual To provide the most up-to-date information, the revision of our documents on the World Wide Web is the most current. Your printed copy may be an earlier revision. To verify you have the latest information available, The following revision history table summarizes changes contained in this document. For your convenience, the page number designators have been linked to the appropriate location. Revision History Chapter 1 Introduction 1.1 Introduction This manual describes a reference design of a multi-color LED lighting control solution by using the MC9S08AW60 Microcontroller. Using a microcontroller (MCU) to control the red/green/blue (RGB) color LEDs increases system flexibility and functionality for the next generation of lighting applications, architectural/entertainment lighting or LCD backlighting, that require a smart and adaptive control methodology to ensure optimized color space rendering for various display contents, excellent color contrast for realistic display scene and a consistent color setting in manufacturing. In many cases, these new applications are controlled by a central control unit that requires a connectivity interface that can be implemented at a low cost using MCU-based lighting controller. A compact light-box with more than a million display colors is implemented to demonstrate the advantages of using MCU to control RG B color LEDs with different luminosity settings. The average current through each color LED is controlled by an individual PWM signal generated from MCU and the LED luminosity is almost in