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一、设计任务与要求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）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。
（3）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。
发挥部分（1）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。
（2）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，并显示有故障二、方案比较与论证1、物体检测方案选择方案一：物体的位置检测采用压力传感器，当物体通过定位点时，通过检测压力传感器的输出信号，检测是否有物理通过。
其输出信号的调理电路相对简单，但是采用压力传感器价格较贵，且物体的重量是不定的，所以信号的大小也不定，这样就增加了软件程序处理的难度。
方案二：使用发光二极管和光敏二极管。
此方案缺点在于环境的其他光源对光敏二极管的工作产生很大的干扰，一旦外界光强改变，很可能造成误判和漏判，即使采用超高亮发光管可以降低一定的干扰，但这又增加额外的功耗。
方案三：采用TCRT5000光电传感器，能准确的检测物体的定位，此方案可以降低可见光的干扰，灵敏度高，同时其尺寸小、质量轻、价格也低廉。
外围电路简单，安装起来方便，电源要求不高，用它作为定点检测相对合适，所以本设计采用此方案。
2、自动控制方案选择方案一：支路控制器和单元控制器之间采用无线通信实现控制。
此方案可以简化布线，减轻线路维护的压力，但是它的问题在于无线通信价格比较昂贵，实现代价较大，输出易受外界电磁场的干扰，并且需要大量繁琐的通信测试才能确保正常工作。
方案二：采用总线控制来进行单片机通信，从而实现支路控制器对各个单元控制器的控制。
光控路灯自动控制器电路图：路灯自动控制器，是天黑自动开灯、天亮自动关灯的装置，能节约劳力、电力和延长灯泡寿命，能自动根据天气晴或阴来推后或提前开灯时间。
适用于工矿、街道、航标等外部照明控制，亦适合电力供应紧张地区的家属照明在天亮后自动关断电源，以节约生活用电。
工作原理如图所示。
接通220v交流电源，电容C4两端将获得十12v直流电压。
天黑时．光敏电阻RG呈高阻，三极管VTl、v1．2均截止。
继电器KMl未通电，KMl的触点2—3闭合。
交流继电器KM2路灯自动控制器，是天黑自动开灯、天亮自动关灯的装置，能节约劳力、电力和延长灯泡寿命，能自动根据天气晴或阴来推后或提前开灯时间。
适用于工矿、街道、航标等外部照明控制，亦适合电力供应紧张地区的家属照明在天亮后自动关断电源，以节约生活用电。
工作原理如图所示。
接通220v交流电源，电容C4两端将获得十12v直流电压。
天黑时．光敏电阻RG呈高阻，三极管VTl、v1．2均截止。
继电器KMl未通电，KMl的触点2—3闭合。
交流继电器KM2通电工作．KM2的触点l—2、4—5闭合，发光二极管vD3显示$情号指示，照明灯H自动燃亮。
天亮时，RG呈低阻，VT1获基极电流而导通，其射松输出高电位使vT2饱和导通。
kMl动作，KMl的触点2—3断开，KM2断电而释放，KM2的触点2-3闭合，4-5断开，vD3将显示绿色信号指示，路灯H自动熄灭。
其中，电阻R1，电容c1起延时作用，以防止夜间闪电干扰而导致电路误下作。
R2为限流电阻。
电阻R3、电位器RP为vTl的偏置电阻，调节P可改变vTl、vT2的导通电压。
二极管vDl为保护二极管。
电容c2用于消除继电器KMl的吸合及释放可能产生的抖动现象。
电阻R5、电容c3为消火花电路。
二极管vD2、电容c4为半波电流。
路灯智能控制系统方案目录一、技术部分 (5)1.1.系统简介 (5)1.2.系统设计方案 (11)1.3.智能照明中心控制软件设计 (13)1.3。
1。
遥控功能151.3。
2。
遥测功能181。
3。
3。
显示功能191。
3.4.报警功能 (20)1。
3.5。
分组控制功能211.3。
6.系统设置功能 (22)1。
3.7。
数据查询统计和打印功能241.3.8。
通讯功能 (24)1.3。
9.系统扩容功能 (25)1.3.10.系统的网络功能 (26)1。
3。
11。
登陆系统管理功能261.3。
12.开关灯时间控制261。
3。
13.卫星自动校时系统（GPS)261.3.14.数据库数据管理与数据共享 (26)1。
3.15。
远程实时查询271.3。
16。
视频监控图像功能271。
3。
17。
数据备份与恢复271.3。
18。
照明地理信息系统功能271。
4.路灯监控终端 (29)1.4.1基本功能设计 (32)1。
4。
2基本配置321.4.3测量和计量功能 (33)1.4.4数据记录功能 (33)1。
4。
5通信功能331。
4。
6监控终端自动运行功能341.4。
7终端保护 (34)1.4.8自动抄表功能 (34)1.4.9调压功能 (34)1。
4.10单灯控制 (34)1.5。
车辆跟踪定位系统 (35)1.5。
1工程车辆跟踪定位系统 (35)1.5。
2车辆监控功能： (35)1。
5。
3通讯功能：361。
5。
4报警功能：361。
5.5自动漫游： (36)1.6。
通信系统 (36)1。
7.电缆防盗系统 (37)二、资料部分 (37)1。
8。
RTU控制器检验报告错误!未定义书签。
第一章方案设计1.1.系统概述一、技术功能优势：1.系统可以实现对单灯的开关、调光水平进行远程控制，显示方式可以通过列表或城市地理信息（GIS）直观显示.2.数据库数据管理与数据共享：泰华照明监控系统作为泰华城市信息管理系统的子系统，可与城市信息管理系统无缝融合，实现数据共享。
路灯控制器电路图
工作原理：如图1所示。
当光照度逐渐减弱，光敏电阻的电阻值逐渐增大，A点电压随Cds的增大而降低，B点电压亦随之下降。
当B点电压降至IC的下限电压VIL即
1/3VCC时，IC的第三脚输出由原来的低电位变为高电位，推动三极管C、E导通，使得原本是NC继电器切换到NO 绿灯亮起。
如果此时光照度的波动引起B点电压在1/3VDD 上下波动，因不能达到2/3VDD，即IC 的上限电压VIH，所以IC的第三脚输出保持不变，即使此时偶然强光(例如：闪光灯)照射光敏电阻Cds引起A点电压突然高于2/3Vcc，因A点对C1充电，所以B点电压不能突然改变，IC的第三脚输出仍然保持不变。
图1 光控路灯自动控制电路图
直到第二天的黎明来临时，光照度逐渐增强，Cds阻值逐渐减小，A点电压随Cds阻值减少而上升，B点电压也随之上升，当B 点电压升至IC的上限电压VIH，即2/3Vcc 时，IC 的第三脚输出由原来的高电位变为低电位，使得三极管C、E间断路，继电器由NO切回到NC红灯亮起。
如果此时光度的波动引起B点电压在2/3Vcc上下波动，因不能达到
1/3Vcc，即IC的下限电压，所以IC的第三脚输出
保持不变。
C1的充电回路，利用戴维宁等效电路，可改为图2所示光控路灯控制电路
电容充电的电压图2其中
Rth=(R1//RCDS)+R2
Eth=Vcc*(R1//RCDS)
Rth*C1=时间常数NE555双稳态的动作原理即是一个窗型比较器，其输入与输出电压的关系如图3
所示图3。
交通信号灯控制电路
工作原理：
白天工作状态要求：东西方向绿灯亮40s，然后黄灯闪三下（1下/秒，共5秒），然后红灯亮20s，而南北方向为红灯亮40s，然后绿灯亮20s，然后黄灯也闪三下；如此周期循环下去。
由软件设置交通灯的初始时间，南北方向通行40秒，东西方向通行20秒，倒计时数码管采用动态显示，P0口送字形码，P2口送字位选通信号，通过单片机的P1口控制各种信号灯的燃亮与熄灭。
采用中
断方式实现按键的功能。
主控芯片采用A T89S52单片机，因为系统要求南北和东西方向的信号灯
时间不一样，所以就利用单片机的P0口（P00-P06）送出数据的段码，位选信号用P2口（P20-P23、27）送出，用动态扫描的方法显示东西、南北的倒计时间(如图4所示)。
数码管使用共阴数码管，需要接上470欧上拉电阻以提供足够大的电流来驱动数码管，数码管的每段的电流是约10毫安。
本设计利用单片机的P1口（P10-P13）来驱动和控制各种信号灯的燃亮和燃亮时间。
模拟路灯控制系统完整版（附硬件图及源c程序）模拟路灯控制系统专业：班级学号：学⽣姓名：指导⽼师：⼆〇⼀⼀年六⽉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ABSTRACTThis 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⽬录1 系统设计 (1)1.1 设计要求 (1)1.1.1 基本要求 (1)1.1.2 发挥部分 (2)1.2 总体设计⽅案 (2)1.2.1 功能分解及设计思路 (2)1.2.2 ⽅案论证与⽐较 (2)1.2.3 系统各模块的最终⽅案 (5)1.3 系统功能说明书（⽤户使⽤说明书） (5)1.3.1 路灯的⼯作模式 (5)1.3.2 按键操作说明 (6)2 单元电路设计 (6)2.1 电源供电电路 (6)2.2 单⽚机最⼩系统 (7)2.3 输⼊与输出 (7)2.4 电流源驱动 (8)3 软件设计 (9)3.1 系统主程序流程图 (9)3.1.1系统流程图 (9)3.1.2 定时器溢出中断处理函数流程图 (10)3.1.3 按键扫描流程图 (11)3.2 系统⼦程序 (11)4 系统测试 (12)4.1 测试仪器 (12)4.2 指标测试 (13)4.2.1 各部分测试的指标 (13)4.2.2 系统实现的功能 (13)5 结论 (15)参考⽂献 (16)附录 1 程序代码 (17)附录 2 硬件原理图 (29)附录 3 PCB图（部分） (30)1 系统设计1.1 设计要求设计并制作⼀套模拟路灯控制系统。
太阳能路灯控制器电路图1 ．工作原理电路原理见图 1 所示。
该电路由以U5 为核心组成的蓄电池过充电控制电路、以U 4A ～U4D为核心组成的蓄电池电压指示电路及显示电压按钮开关KS1 电路、以U1B 组成的蓄电池过放电控制电路、以U1A组成的开灯检测控制电路、以U2 组成的开灯及延时熄灯及二次开灯定时控制电路，以及以控制三极管Q2驱动继电器组成的输出控制电路等组成。
现分别介绍如下。
(1) 过充电、过放电检测保护部分太阳能电池组件板或阵列由插口CZ1 的①脚输入，加至防反充电二极管D2 的正极．D2的负极接12V 蓄电池的正极，即CZ1 的③脚。
控制器在初始上电时，由于C4 的作用使U5②脚为低电平，③脚输出高电平，Q7 导通；Q8 截止，允许太阳能电池给蓄电池充电。
当蓄电池所充的电压小于14 ．4V 时，由R13 、(R38 十R39) 组成的串联分压电路送至U5 ②、⑥电压低于 2 ／ 3 U5 的供电电压时，即小于6V，电路维持充电状态；随着充电时间的延长，蓄电池电压逐渐升高，当U5 ②、⑥的电压高于2 ／3 U5 供电电压时，U5③脚输出低电平，Q7 截止、Q8 导通，给太阳能电池板泄放电流，停止对蓄电池充电。
在U5③脚输出低电平的状态下，其⑦脚导通，相当于将1140 并入电路中。
此时电路的分压比为：R38+ R39 ／／R40／IRl 3+(R38+R39) ／／R40 ，不难算出，当蓄电池电压低于设定值13V 时．电路状态再次翻转，U5③脚输出高电平，允许蓄电池充电。
(2) 开灯检测方法与控制太阳能电池板是一个很好的光敏元件，其输出电流、电压能随着接受光的强度和照度变化而变化，本控制器就是利用这一原理实现开、关灯控制的。
太阳能电池板PVin 输入电压经R5 、R6 串联分压后；加至运放U 1A ②脚，其③脚接于R9 、R8+VR1的分压点上。
在白天，太阳能电池板在阳光的照射下输出电压很高，其经R5 、R6 分压后使运放U 1A②脚电压高于③脚，U 1A①脚输出低电平，Q1 截止，U2 无供电电压不工作，Q2截止，继电器不吸合，系统无输出电压，路灯不工作。
66；Column专扌兰•智慧系统解决方案:疗teWNTSYSTi智慧路灯系统解决方案★上海顺舟智能科技股份有限公司1解决方案的目标和概述顺舟智能智慧路灯解决方案包括多功能智慧灯杆及CCIoT智慧城市基础设施监管平台两大部分。
智慧灯杆依靠顺舟自主研发的智慧控制器来实现路灯的通讯与控制，搭载多种传感器，实现路灯的多种设备的底层通讯协议的互通，并保障智慧路灯的远程云端控制和本地的自动处理功能；CCIoT智慧城市基础设施监管平台可以实时分析和处理任意设备的状态，及时发现通讯中断，及时响应故障报警。
智慧路灯系统作为智慧城市的关键子系统，运用无线Zigbee,LoRa、NB-IoT等多种物联网和IT技术，实现了远程单灯开关、调光、检测等管控功能，开辟了城市照明"管理节能”的新篇章。
2系统解决方案介绍作为智慧城市的基础设施，智慧路灯照明是智慧城市的重要纟賊部分。
智慧路m■以融入信息交互系殉城市网络化管理的监控体系之中，而且作为重要的信息釆集载体，路灯网络可以延伸到公共安全监控网、Wi-Fi 热点接入网、电子屏信息发布、道路拥堵监测网、停车综合管理网、环境监测网络、充电桩网络等，实现N+网络合一的智慧城市综合载体和智慧城市综合型管理平台。
顺舟智慧路灯解决方案结合特色的综合监管平台，不仅拥有基本的智能照明功能，还集信息发布功能、信息釆集功能、信息传输和控制功能、绿色新能源充电、环境监测等于一身，通过配备的户外小间距LED显示屏、摄像头、无线Wi-Fi,可实现LED路灯照明LED显示屏显示、通讯与控制、视频监控、人/物监测、USB应急充电和紧急呼叫等不同应用。
这些多样化的应用使其在节约能源、环境友好、事故预警、公共安全及便民出行等多方面都有很大的用武之地，具有极高的实际应用价值，既可以全面提升和改善社会效益，又可以作为智慧城市的信息感知终端，支撐起城市物联网的全范围覆盖。
2019.07AUTOMATION PANORAMA67图1智慧路灯运行架构图2.1硬件系统顺舟智能智慧路灯解决方案硬件部分主要有智慧灯杆载体、CBOX云盒网关/智盒网关、多类型路灯控制器、控制模组以及多功能气象传感器、充电桩、电子显示屏、音柱、摄像头等终端设备。
路灯控制系统解决方案【图解】
一、背景和问题
路灯给我们的生活带俩便利，但是传统的路灯开关控制是通过人工手动方式，到指定的路灯开关处进行开关控制，这样就需要投入一定的工作人员专门进行相关工作，不仅消耗人力物力，而且有时容易出现疏忽的情况，比如晚上应该开灯的时候没有开，白天应该熄灯的时候没有熄灭，这样就给我们造成了不必要的麻烦和资源来的浪费，我们根据这一问题提出了一整套的解决方案，这就是路灯控制系统。
二、整体功能规划
路灯控制系统包括五几大功能模块：路灯管理平台系统，路灯数字地图系统，短信传感控制器及MAS短信系统，路灯传感控制开关系统，手机终端控制系统。
通过路灯管理平台系统记录路灯基本资料和信息，控制指定每一个路灯的开关时间，通过路灯数字地图系统可以直观的现实出每一个路灯所在的地理位置，根据制定的路灯开关时间，短信传感控制器会自动发送开关指令，路灯传感控制开关根据指令进行路灯的开关控制。
巡查员定期巡检路灯时，可以通过手机控制系统控制检测的路灯运转是否正常。
三、具体功能规模快
3.1路灯管理平台系统
该系统记录，统计路灯数量，路灯开关的控制规则，开关控制代码，路灯开关记录查询等功能，是该系统的核心控制平台。
3.1.1 系统登陆，人员管理和权限管理
由于该系统是路灯控制系统的核心管理平台，登陆平台的安全性和人员的权限区分就起到了很关键的作用，我们可以通过用户名密码的加密实现平台的安全性，对登陆人员进行角色权限控制，区分每一位工作人员的功能职责和权限，是系统正常运行的基础。
3.1.2 路灯管理
该功能需要在系统上线初期和新增加路灯时，需要把每一个路灯的编号、型号、功率、地理位置、分管部门等信息，录入到系统之中，可以通过数据库互联导入导出数据、EXL 表格导入数据、电子文档导入数据等方式进行基础路灯数据的存储，根据具体需求可以分为路灯管理和路灯开关管理，一个路灯开关控制多个路灯线路，实现树形结构，便于管理，该步骤是整个系统能够正常运行的前期工作。
3.1.3 路灯开关规则
录入控制的路灯信息后，可以指定路灯开关的执行规则，可以通过轮巡、固定某一时段开启关闭、或者随即手动控制开关等多种方式进行控制，保证了用户对于路灯不同时间
的控制需求。
3.1.4 路灯开关分布控制
可以根据街道路面的车流量，时间控制等情况，根据需要对同一街道的路灯进行分布控制，比如让路灯间隔性的电量，节省电力资源，降低电灯自身损耗。
3.1.5 路灯开关记录
路灯的每一次开关都有相关的记录信息，便于路灯管理工作人员的查询。
3.1.6 路灯维修管理
通过电话保修，巡检员保修，手机终端上传保修公单等方式，统计路灯出现的损坏情况，路灯控制管理员根据路灯损坏的地理位置，分管部门，损坏文字描述，照片录像等资料，下派维修公单，督促维修人员进行路灯维护。
3.1.7 路灯维护审核
路灯损坏后可以通过前后的照片等影音资料的对比，或者下派审核人员现场审核，判断路灯维护情况，进行审核评定和归档。
3.1.8 路灯维护查询
通过人员，时间，部门等判断条件，查询出路灯维修情况，有效地统计路灯维护的成功率和灯泡损坏和灯泡型号质量等关系的统计。
3.1.9 路灯巡检员监控管理
路灯巡检员通过智能手机的GPS模块，可以把自身的经纬度坐标传递给指挥中心，指挥中心可以根据路灯巡检员的工作职能和范围对其进行位置上的考核。
3.2、路灯数字地图系统
通过数字地图，把每个路灯开关和路灯标注在数字地图上，根据颜色的区分和闪动，直观的显示出路灯的开关情况，损坏情况。
根据功能和需求的不同，可以显示出路灯的基础信息比如功率，型号等。
通过数字地图，可以把路灯巡检员的位置信息在地图上标注出来，有效地控制路灯巡检员的路线形成，方便指挥中心调度管理。
3.3短信传感控制器及MAS短信系统，
路灯控制开关信号需要通过短信进行传输，同时MAS短信系统还可以进行其他信息的传输。
3.3.1 开关信号传输
根据路灯开关时间的控制要求，通过MAS发送指令短信，路灯传感控制开关系统接收指令短信息进行路灯电路控制。
3.3.2 其他短信应用
根据路灯管理部门的需求，可以制定短信会议通知，节日问候，下派公单短信提醒等其他办公业务短信提醒。
3.4路灯传感控制开关系统
路灯传感控制开关系统可以接收短信指令，结合当前路灯的开关情况，控制路灯电路的闭合操作，传感控制开关是一套专用的开关设备，需要相关电源等条件配合使用。
3.4.1 传感控制开关特点
采用GSM超远程遥控开关，手机遥控开关，可设置为点动模式，和常开常闭模式，点动模式，接通1秒后立即断开，通过短信命令设置点动和常动，手机短信电话,振铃控制开关，工业级设计，适用各种复杂的场所，质量保证，采用屏闭外壳，可安装于有干扰的场所，性能极为稳定。
根据手动可以随时控制开关闭合
3.4.2 传感控制开关产品相关参数
1、工作电压AC220V，或者DC5-24V。
2、待机静态功耗：30mA。
3、外形尺寸：100*66*35mm。
4、温度型控制温度：-19到99度。
5、工作环境温度：-40到80度。
6、单组输出控制电流达10A，电压控制0-380V。
7、可以短信控制任意4组输出开关。
8、可振铃控制第一组输出开关。
9、可通过短信随时查看当前状态。
10、可设置用户号码，只有用户号码才能使用振铃控制功能（可设置振铃控制指定时间断开）。
11、YY-GSM-T：该款具有温度超远程控制功能，可实现远程短信控制温度，设置上下限值，达到或者超过上限温度时输出4断开，低于下限时输出4接通。
12、GSM频率：900M/1800M。
13、所有设置具有掉电保存功能。
3.5手机终端控制系统
路灯巡检员可以通过手机终端控制系统在现场时时控制路灯的开关，检测整套系统的稳定性。
手机终端控制系统也为路灯管理中心领导人员定制开发相关查询统计的功能。
3.5.1 登陆权限判定
根据登陆时的用户权限判定，规范每一个工作巡检人员的使用权限，由于手机终端控制系统可以控制路灯的开关，所以登陆和权限的判定是整个系统正常运行的基础。
3.5.2 上报维修公单
路灯巡检员在日常检查过程中，可以通过GPS定位，数字地图交验，明确路灯编号，损坏信息描述，照片录像等影音资料取证的功能把有问题的路灯情况上报道指挥中心，便于
指挥中心工作人员调度维修。
3.5.3 维修任务
路灯修理人员可以通过该功能查看到损坏路灯的位置，路灯编号，损坏信息描述，照片录像等影音资料，根据这些信息进行准备维修，在维修结束后再次通过文字描述和照片录像等影音资料上报到指挥中心，前后资料进行对比，确认维修成功。
3.5.4 维修审核
指挥中心无法审核维修结果是，可以通过该功能指派审核人员去现场审核路灯维修情况，通过维修前后的资料和现场情况判定是否维修成功。
3.5.5 各种查询、统计功能
通过该功能可以查询到每一个路灯相关信息，巡检人员相关信息，维修情况相关信息，人员和部门工作量的统计信息等，可以根据用户需求定制开发各种查询、统计功能。
