模拟路灯控制系统
李乃曦，曹绪华，孙德芬
山东凯文科技职业学院信息学院
（2009年全国大学生电子设计竞赛（高职高专组）全国二等奖）
6.2.1 题目要求
任务：设计并制作一套模拟路灯控制系统。控制系统结构如图6.2.1所示，路灯布置如图6.2.2所示。
图6.2.1 路灯控制系统示意图
图6.2.2 路灯布置示意图（单位：cm）
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）其它（性价比等）。
说明:
（1）光源采用1 W的LED灯，LED的类型不作限定。
（2）自制的LED驱动电源不得使用产品模块。
（3）自制的LED驱动电源输出端需留有电流、电压测量点。
（4）系统中不得采用接触式传感器。
（5）基本要求（3）需测定可移动物体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，要求该距离≤2cm。
6.2.2 设计报告
摘要
该系统由主控模块、光控模块、传感器模块、故障检测模块及LED恒流源驱动模块组成。其中主控模块包括支路控制器和两个led单元的控制器，由一片STC12系列单片机为核心器件构成，恒流源以SN3350为核心芯片，辅以其它必要的外围电路和软件构成了一个完整的模拟路灯控制系统。系统能根据环境明暗变化自动开灯和关灯；能根据交通状况自动调节亮灯状态；具有时钟功能，能设定、显示开/关灯时间，并能控制整条支路或每只路灯按时开灯和关灯；当路灯出现故障时可发出声光报警，并显示故障灯的编号；具有调光功能，能在规定时间按设定要求自动调节led驱动电源功率，调节与设定范围为20%～100%，调节误差≤2%。系统使用节能环保的LED灯光源，采用科学有效的监控手段进行亮度控制、时间控制、交通状况监测、故障自动报警等，可节省人力和电力资源，降低系统运行成本，性价比高。
关键词：路灯控制；LED；恒流源；光电开关
1．系统方案选择与论证
根据题目要求，系统可由主控器、传感器、恒流源、时钟、显示、键盘输入、故障检测报警和环境亮度检测等模块构成，其总体结构如图6.2.3所示。主要模块的具体方案选择论证如下：
主主主主
主主主主主主
主主主主主主主
主主主主
LED
主主主主
主主主主主主
主主主主主主主主主
主主主主
主主主主
图6.2.3 系统总体结构
1) 控制器方案的选择与论证
方案一：采用单片机89C51作为控制核心。89C51单片机价格低廉，使用简单，但其运算速度较低，功能较为单一。用一个89C51单片机需辅以必要的外围AD 芯片来实现单元控制和支路控制的功能，这就增加了硬件电路的复杂程度，且编程较复杂。
方案二：采用FPGA 作为系统的控制器。FPGA 可以实现各种复杂的逻辑功能，规模大，密度高。但本设计对数据处理速度要求不高，FPGA 的高速处理优势得不到体现，并且因其价格较高会使系统成本增加。
方案三：采用一片单片机STC12C5410AD 作为中心控制器。该芯片内置AD 和DA 功能，减少了外围电路的复杂度，且具有高速、高可靠性、低功耗、超强抗干扰、价格低等优点。
综上比较，本系统采用方案三做为两个控制器的核心器件。 2) 光控模块方案选择与论证
方案一：采用光电开关。在S ，B ，S’三个位置分别放置光电开关装置，当物体经过这些点时，光电开关发射的光被物体遮挡，则接收端因无法接收该光而使其一引脚输出电平发生变化，单片机处理该信号继而控制路灯的开/关。光电开关具有长寿命、高可靠性、灵敏度高等特点，且价格较低。
方案二：采用红外发射装置。使用电路原理与方案一类似，但其精度低，灵敏度较弱，方向性差，性价比低。
方案三：选用干簧管。该装置是一种磁敏的特殊“开关”。它通常由两个或三个既导磁又导电的材料做成的簧片触点，当永久磁铁靠近干簧管时，簧片的接点就会感应出极性相反的磁极。由于磁极极性相反而相互吸引，“开关”闭合，当磁力减小到一定值时，“开关”断开。但其磁力的大小与磁铁有关，灵敏度较差。
综上比较，本系统采用方案一作为传感器模块的主要元件。 3) 恒流源方案的选择与论证
方案一：采用集成运放设计。用集成运放和电感组成简单的电压限制电路，根据所需电流调节可调电阻来获得所需的电流。用此方法得到的输出电流稳定度较低，且硬件电路调试复杂。
方案二：采用LED 驱动电源芯片SN3350。其具有输出350mA 恒流的特性，稳定度高，且具有过压保护、过温保护、体积小、外围电路简单等特点，可较好的满足本系统的要求。
方案三：采用恒压源串联电阻。将恒压源串联可变电阻，通过调节可变电阻，输出电流也可恒定在某一值。但是该方案外接电阻的阻值调节不灵敏，难以满足设计的精度要求。
综上比较，本系统采用方案二制作恒流源。
4) 显示方案选择与论证
方案一：采用LED数码管。通过单片机引脚控制，由数码管动态显示设定的时间和开关灯时间，因题目要求显示数据多，所需数码管的数量和单片机的控制接口较多，从而导致单片机I/O接口紧张，性价比较低。
方案二：采用16×32点阵块显示。能够满足题目要求，但同样需要占用单片机较多的I /O接口，且软件复杂，调试困难。
方案三：采用1602LCD液晶显示。该模块占用单片机I/O口较少，且可通过程序实现级联菜单功能，较好的满足题目要求。
综上比较，本系统显示模块采用方案三。
5) 路灯亮度调节方案的选择与论证
方案一：直接通过对电压的调节来改变亮度的大小。电路简单且易实现，但容易产生过压或欠压现象，从而对电路造成不利影响，且不能满足题目发挥部分的要求。
方案二：由单片机生成PWM。恒流源芯片SN3350的3#脚可接PWM信号，通过调节PWM 的占空比，就可调节恒流源输出电流的大小，从而控制输出功率的大小。因此，只要用单片机调节PWM信号的占空比，即可在0－100％范围内的调节恒流源的输出功率，满足题目发挥部分的要求。
方案三：使用555定时器设计输出多谐振荡器，调节占空比的大小来形成PWM信号，从而调节路灯的亮暗。但是这种方案的占空比是由变阻器调节，精度低，调节难，无法满足题目要求。
综上所述，本系统采用方案二实现路灯亮度的无级调节。
2．系统硬件的理论分析与设计
1）环境亮度检测模块
本设计采用光敏电阻来实现通过检测外界环境的明暗程度、控制LED灯自动打开或关闭的要求，具体电路如图6.2.4所示。
图6.2.4 环境亮度检测电路
当环境光线较强时，光敏电阻Rgm呈低阻状态，5V电压经光敏电阻Rgm和R6分压后在R6上的电压高，单片机P1_0口检测到该电压信号后，控制P1_1给三极管Q1基极施加高电平，使Q1导通，继电器线圈通电，吸合开关K1，led灯D6所在支路形成通路，灯点
亮；环境光线暗时，光敏电阻呈高阻状态，电阻R6上的电压较低，P1_1输出低电平，三极管Q1截止，led灯关断，从而实现了路灯随环境明暗程度自动开灯或关灯的功能。
2）故障检测报警模块
故障检测与报警模块与图6.2.4右半部分相似。当led灯亮时，其所在支路导通，电阻R4上的电压约为0.35×5=1.75（V）；如果led灯出现故障，则该支路处于开路状态，电阻R4上的电压为0，单片机通过P1.3口检测到该信号后，进而同环境亮度检测控制原理一样，控制报警支路中的三极管导通，点亮发光二极管，驱动蜂鸣器，发出报警信号。
3）恒流源模块
本系统恒流源电路以LED驱动芯片SN3350为核心，辅以简单的外围电路，实现了输出电流恒流的功能。其输入电压为6~40V，输出电流最大可达700mA，满足额定功率为1W 的led驱动要求。图6.2.5为恒流源电路原理图。
图6.2.5 恒流源电路
由SN3350芯片的资料可知，其输出电流与电流检测电阻R1有关。通常情况下R1取特定值(R1≥0.13Ω)，SN3350相应的额定输出电流如表6.2.1所示。
根据题目要求，该系统选择特性阻值为0.3Ω。由芯片的特性曲线知，当外围电路中电阻R1取0.3Ω，电感L1取47 时，输出效率较高，表现出良好的节能优点，故该系统选择此值。通过实验，当输入端加入8.3V直流电压时，其输出电流恒定为350mA。该电路的输入端增加了四个稳压管，使输入电压更加稳定，继而输出电流驱动1W的LED。由此可见，该方法的电路所需器件少，设计简单，性价比高，且该芯片内有过流保护，当异常情况发生电流过大时，可保护LED。
题目发挥部分要求，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。为此，将SN3350芯片的3#脚ADJ外接PWM信号，通过调
节PWM的占空比，进而实现驱动电源输出功率的无级调节。
3）下载模块
下载模块用于单片机程序下载，它由MAX232和外围电路组成,具体电路如图6.2.6所示。
图6.2.6 下载模块
其它电路模块见附图6.2.1-6.2.6
3．系统软件设计
程序流程图如图6.2.7所示。
图6.2.7 程序流程图
程序流程为：选择路灯的控制方式以后等待外界信号的检测输入。判断接收为自由控制灯信号，环境监测信号，交通信号，单片机处理相应信号，然后控制开关路灯，并计时路灯开关时间，用LCD显示。若正常情况下路灯不亮，则控制器检测到该信号并用报警灯提示和LCD显示故障灯的地址。此外，路灯的每部分电源由自制恒流源提供，且其输出功率可通过
控制SN3350的引脚三进行调节，从而实现路灯的亮度可控。
4．系统测试与结果分析
1）测试仪器
测试使用的仪器设备如表6.2.2所示。
表6.2.2 测试使用仪器与设备
2）基本要求测试
(1)支路开/关灯时间控制功能检测
测试结果如表6.2.3所示。
表6.2.3 支路开/关灯时间控制功能测试结果
(2) 交通情况检测与路灯控制功能测试
表6.2.4为测试结果。
其中，“1”表示灯亮，“0”表示灯灭。
(3) 环境亮度检测与路灯控制
表6.2.5为环境亮度检测与控制的测试结果。
其中，“1”表示灯亮，“0”表示灯灭。
(4) 故障检测与报警功能测试
故障检测与报警的测试结果见表6.2.6.
表6.2.6 故障检测与报警功能测试结果
其中，【Led1，Led2】为一数组，有故障显示为“1”，无故障显示为“0”。
(5) 路灯独立开/关时间控制功能测试
测试结果见表6.2.7.
3) 发挥部分测试
发挥部分测试主要是对恒流源输出功率控制及led调光功能的测试。测试中从100%到20%按10%的步进值递减分级调节PWM的占空比，观察led灯亮度的变化，测量恒流源输出电流和led灯的端电压，计算出输出功率和调节误差。具体测试结果见表6.2.8。
表6.2.8 恒流源输出功率控制及调光功能测试结果
可见，恒流源功率能在20%～100%范围内设定并调节，调节误差≤1.70%，满足题目要求。
4）测试小结
经测试，系统实现了基本要求和发挥部分的全部功能，性能指标也符合题目要求。具体
完成情况如表6.2.9所示。
表6.2.9 题目要求与完成情况
5．结论
该系统主要由单片机、键盘、LCD显示、光电检测、恒流源、时钟、led检测与故障报警等模块组成，能根据环境明暗程度、交通情况、设定时间来控制路灯得亮、灭，还可对灯亮时间进行实时计时，对路灯进行故障检测，发现故障时能自动报警并显示故障灯的编号。自制的恒流源符合要求，还实现了功率调节功能，通过调节恒流源的功率自动调节灯泡亮度，满足题目要求，且所用器件少，电路简单，性价比较高。
参考文献
[1] 黄智伟．全国大学生电子设计竞赛训练教程．北京：电子工业出版社，2009．
[2] 姜志海．单片机原理及应用．北京：电子工业出版社，2005．
[3] 谢自美．电子线路设计、实验、测试．武汉：华中科技大学出版社，2000．
[4] 马忠梅．单片机的C语言应用程序设计．北京：航空航天工业出版社，2007．
[5] 胡宴如．模拟电子技术（第二版），北京：高等教育出版社，2007．
[6] 邱寄帆．数字电子技术，北京：人民邮电出版社，2007．
附录电路原理图
系统主控模块、显示模块、系统电源、时钟模块、故障检测与报警模块、键盘输入模块的电路原理图分别将见附图6.2.1、6.2.2、6.2.3、6.2.4、6.2.5和6.2.6。
附图6.2.1 主控模块
附图6.2.2显示模块
附图6.2.3 系统电源
附图6.2.4 时钟模块
附图6.2.5 故障检测与报警模块
附图6.2.6 系统电源
电子技术课程设计 路灯控制器设计任务书 电气工程学院 2013/12/13
1．设计目的与要求 设计一个路灯控制电路，准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：（1）具有光控功能，白天光线较亮、即使有声音时路灯也不亮，光线较暗、有声音时路灯点亮。 （2）具有声控功能，晚上光线较暗、有声音时路灯点亮，声音消失后延时照明一段时间后自动熄灭。2．设计内容 （1）画出电路原理图； （2）元器件及参数选择； （3）电路仿真； （4）SCH文件生成与打印输出。 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。
1.路灯控制器设计 摘要：路灯控制器主要由声控电路、光控电路、延时电路组成。白天的时候，在光控电路（无论有无声音）作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED灯不亮。晚上没有声音的时候，在声控电路作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED仍旧不亮；当有声响的时候，电路的开关元件闭合，灯LED形成通路，LED亮，由于延时电路的存在，LED持续亮一段时间后熄灭。 关键词：声控光控延时LED灯 2 总体设计方案 2.1设计思路 整个电路由声控电路，光控电路及延时电路等部分组成。光控电路对外界的光亮度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号，从而实现白天灯泡不亮，而晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮。声控电路主要将声音信号转换为相应的电信号而实现自动控制，延时电路使声音消失后延长一段光照时间。也就是说在白天的时候主要由光控电路起作用抑制声控及延时电路，晚上时声控部分的电路起主要作用，光控电路部分对声控电路部分抑制作用消失；因此延时部分就用电容充放电的过程完成延时功能。光控部分用光敏电阻，光敏电阻的特性就是光照的时候呈低阻状态，无光照的时候呈高阻状
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
电子技术课程设计 课程设计任务书 20 16 - 20 17学年第一学期第18周—19周 题目《路灯控制器》 内容及要求 ①设计一个路灯控制自动照明的电路 ②当日照光亮到一定程度时使灯自动熄灭，而日照光暗到一定程度时又能自 动点亮。开启和关断的日照光照度根据用户进行调节。 ③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。 ④设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。 进度安排 1、查资料，确定方案（三 天） 2、方案设计（天） 3、仿真调试 （二 天） 4、硬件实现与调试 （三 天） 5 、 撰写课程设计报告并答辩（天）学生姓名:
目录 前言 (3) 一选题背景 (4) 1．1 设计要求 (4) 1．2 指导思想 (4) 二方案论证 (5) 2．1 方案说明 (5) 2．2 方案原理 (5) 三电路的设计与分析 (6) 3 . 1 电路原理框图. (6) 3．2单元电路的设计与分析. (6) 四. 电路的调试与分析 (13) 4．1调试使用的仪器. (13) 4．2 电路的调试 (13) 五．总结 (15) 5．1 设计体会 (15) 5．2 改进提高 (15) 六. 附录及参考文献 (16) 6.1 附录1 元器件清单. (16) 6.2 附录2 电路的原理图. (16)
6.3 附录3 实物图 (17) 6.4 参考文献 (18) 、八、- 前言 在现代城市中，效率意识日益突出，人们希望不需要人力资源的浪费，希望使效率合理使用最大化。因此，自动路灯控制器是实现无人管理自动开关的重要设计。本课程设计的任务就是设计一个路灯控制器。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。
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
内部编号：AN-QP-HT920 版本/ 修改状态：01 / 00 In Order T o Standardize The Management, Let All Personnel Enhance The Executive Power, Avoid Self- Development And Collective Work Planning Violation, According To The Fixed Mode To Form Daily Report To Hand In, Finally Realize The Effect Of Timely Update Progress, Quickly Grasp The Required Situation. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 声光控路灯控制系统实验报告通用范 本
声光控路灯控制系统实验报告通用范本 使用指引：本报告文件可用于为规范管理，让所有人员增强自身的执行力，避免自身发展与集体的工作规划相违背，按固定模式形成日常报告进行上交最终实现及时更新进度，快速掌握所需了解情况的效果。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 一试验目的 1。了解并掌握光敏三极管和光敏电阻的应用以及声控的交流信号的处理 2。掌握继电器的引脚结构以及其应用方法 3。熟练掌握三极管三个引脚的引用电路 4。熟练掌握LM324运放作为比较器和运放的应用电路 5。掌握与门的工作原理和引脚接法，并应用到实际电路中 二实验内容 1。按要求搭接电路，并调整电路，（注意运放被烧坏）
路灯控制器的设计 目录 前言 (1) 1、硬件系统设计 (1) 1.1总体框图设计 (1) 1.2单片机选型 (1) 1.3独立式按键控制电路 (2) 1.4LED动态显示电路 (6) 1.5时钟芯片DS1302 (8) 1.6路灯控制电路 (9) 1.7电路原理 (10) 1.8直流稳压电源 (10) 2、软件设计 (11) 3.1设计思想 (11) 3.2主程序模块 (11) 3.3显示程序模块 (13) 3.4按键程序模块 (14) 3.5定时器程序模块 (15) 3、系统调试 (18) 结论 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21)
摘要 本设计是利用单片机芯片为主体和附属电路共同构成的路灯控制器。 正文中首先简单描述了硬件系统工作原理，并附有硬件系统设计框图。论述了本次毕业设计所应用各种硬件接口技术和各个接口模块功能及工作过程并具体描述了外接电路接口的软硬件调试。 本文写的主导思想是软硬相结合，以硬件为基础来进行各功能模块描写。 关键词：单片机位码段码显示路灯控制电路
前言 随着大中城市规模的不断扩大，城市市容的改善，照明路灯的数量越来越多，其用电量占城市的总用电量的比例不断增加，以往的路灯照明大多采用直接供电方式，人工送电人工关闭，这种方式有许多不足：在不需要亮灯有时没及时关灯，在需要开灯时有时又不及时开灯。利用人工送电，增加人员开资，有时又不能及时开闭，既影响正常照明又浪费电能。因而有必要针对上述问题开发出一种使用方便又节能的装置，这种装置具有以下功能。 （1）显示功能：可显示输入电压、输出电压、三相电流、功率因素、有功、无功等参数。 （2）定时启停：不同地区不同季节，昼夜交替时间是不同的，系统能根据地区和季节自动调节开闭路灯时间。 （3）调时功能：定时时间出现误差，可以进行调时。 （4）去抖动：可去除前沿抖动，使CPU对键控制时一次性成功。 我所设计的这个自动开灯灭灯系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，软件功能强，运行稳定等优点。
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. .
上海电力学院飞思卡尔单片机应用实验报告 题目：路灯控制器 专业：电子信息工程 班级： 姓名： 学号：
一、实验要求： 1.实现路灯控制器的功能； 2.至少包含三个模块。 二、实验设备： 1.PC机一台 2.S12嵌入式开发系统一台 3.LED 一个 4．串行通信线一根 5．4连排共阴极8段数码管一个 三、实验原理： 三个模块分别是定时器模块、LED模块和小灯模块。通过时间的变化来达到我改变灯亮暗的目的。其中，定时器进行时间的计算，分为6点-18点和18点-6点两段，而小灯就是由这两段时间产生亮暗的现象（当时间为6：00-18：00时，小灯的状态为暗，当时间为18：00-6：00时小灯的状态为亮）。实验中要确认好相应代码，控制小灯亮红灯或者亮绿灯。 连线如下 Vcc 导线接插点 PTA0 PTA1 PTA2 PTA3 PTA4 PTA5 PTA6 PTA7 PTA口（KEY1-8）
四、实验内容： 设定LED灯的前两位为小时项，后两位为分钟项，当时间为06：00-18：00时，小灯的状态为暗，当时间为18：00-06：00时小灯的状态为亮。 五、实验程序： 1.主函数： //总头文件 #include "Includes.h" //主函数 int main() { DISABLE_INTERRUPTS; //禁止总中断 //1. 芯片初始化 MCUInit(); //2. 模块初始化 SCIInit(); //(1) 串行通信初始化 LEDInit(); //(2) LED控制引脚初始化 TimerInit(); //(3) 定时器1初始化 //3. 内存初始化 //(1) "时分秒"缓存初始化(00:00:00) time[0] = 0; time[1] = 0; time[2] = 0; time[3] = 0; //(2) LED显示缓存初始化为"0123" LEDbuf[0] = '0'; LEDbuf[1] = '0'; LEDbuf[2] = '0'; LEDbuf[3] = '0'; //4. LED初始显示"0123" LEDShow(LEDbuf); //5. 开放各模块中断 EnableSCIReInt; //(1) 开放SCI接收中断 EnableT1OVInt; //(2) 开放定时器1溢出中断 //6. 开放总中断 ENABLE_INTERRUPTS; //总循环 DDRA=0xff; PORTA=0xaa;
任务与要求安装在公共场所或道路两旁的路灯通常希望随日照光亮度的变化而自动开启和关断，以满足行人的需要，又能节电。1、设计制作一个路灯自动照明的控制电路。当日照光亮到一定程度时使灯自动熄灭，而日照光暗到一定程度时又能自动点亮。开启和关断的日照光照度根据用户要求进行调节，可选用一个合适的LED 灯做实验。2、设计计时电路，用数码管显示路灯当前一次的连续开启1
时间。3、设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。开始日期2010 年6 月20 日完成日期2010 年7月1日路灯控制器学生：梁振华林明彬谭晓欣指导教师：刘丹摘要：摘要：本设计采用74LS390、74LS00、CD4511、555 等芯片来完成路灯亮暗控制与所需要的数字逻辑显示功能（在七段数码管上按规律显示特定的数字）。本设计具有逻辑清晰、设计巧妙等特点，能很好的符合课程设计的要求。关键词：关键词：光敏电阻计数器555 定时器数码管引言：引言：本设计主要是通过光敏电阻通过对外界的光线的强弱的感应来控制555 的高低电平输出，从而控制路灯的开或关。为了使计时与计数电路同步启动，555 的输出接计时电路的使能端，计数电路的脉冲端。脉冲的产生是用555 接成一个频率为1HZ 的多谐振荡器，用CD4511 驱动共阴极的七段数码管做显示电路。1、方案原理当光照减弱时，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2/3VCC，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1/3VCC，路灯熄灭。为了2
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。2、元器件原理介绍2.1 555 定时器555 定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发器。因此集成555 定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。555 管脚图2.1.1 555 定时器构成的多谐振荡器由555 定时器组成的多谐振荡器如图(C)所示，其中R1、R2 和电容C 为外接元件。其工作波如图(D)所示。设电容的初始电压U c ＝0，t＝0 时接通电源，由于电容电压不能突变，所以3
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；
学号: 数字电子技术课程设计 路灯控制器的设计与仿真 系部名称：电气工程系 专业名称：电气工程及其自动化 指导老师：史振江 完成日期：2014年12月26日
课程设计评定表
摘要 本设计制作的路灯控制器, 它由光信号控制电路、路灯驱动电路、振荡脉冲产生电路、计数译码电路和数码显示器组成。主要实现当处于暗环境下（晚上）能够自动开灯，当处于亮环境下（白天）能够自动关灯；能自动记录“路灯”的 开灯次数（用1位数码管显示）；能记录“路灯”开灯时间。通过用Multisim10 画电路原理图和用Multisim10仿真和理论分析设计出路灯模拟控制的蓝本。本 设计具有逻辑清晰、设计巧妙等特点，能很好的符合课程设计的要求。 关键词：数码管译码器计数器
目录 第一章引言 (5) 第二章设计任务及目的 (5) 工1303数字电子技术课程设计任务书2 (5) 第三章电路设计总方案及原理框图 (6) 3．1电路设计总方案 (6) 3．2电路原理框图 (6) 第四章单元电路图及设计方案 (6) 4．1开关控制电路设计总方案 (6) 4．2开关控制电路所用器件功能介绍 (7) 4．2．1 555定时器 (7) 4．2．2 由555定时器构成的施密特触发器 (7) 4．3开关控制电路电路图 (8) 如图4.4所示为路灯开关控制电路。 (8) 4．4开关次数记录显示电路设计总方案 (9) 4．5开关次数记录显示电路所用器件功能介绍 (10) 4．5．1 计数器 (10) 4．5．2译码器 (10) 4．6开关次数记录显示电路图 (11) 4．7开启时间数码显示器设计总方案 (12) 4．8开启时间数码显示器电路图 (12) 4．9 由 555定时器构成的多谐振荡器 (13) 4．10 由 555定时器构成的多谐振荡器电路图 (14) 第五章仿真软件Multism10介绍 (16) 第六章电路仿真 (16) 6．1总电路图 (16) 6．2电路仿真结果 (17) 如图6.2 (17) 第七章元件清单表 (18) 第八章总结 (19) 第九章参考文献 (19)
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
模拟路灯控制系统 摘要：本设计以STC89S54单片机作为模拟路灯控制系统的核心；由光电开关实现对定位点处经过物体的精确定位，并将检测的信号经单片机分析处理后控制LED灯的亮灭；LED的电源采用自制的恒流源驱动；由光敏电阻根据环境光线的变化实现路灯的自动开关；通过调节PWM脉冲占空比实现功率的调节，以此达到调光效果。由DS12C887完成控制器的时钟功能，并通过键盘设定和调整时间； 24C08存储芯片实现路灯开关时间单独控制。 关键词：STC89S54; 光电开关; DS12C887; 光敏电阻; 恒流源; PWM脉冲；24C08 Abstract: The analog light control system of this design is based on the microcontroller STC89S54. Object is detection by the photoelectric switch at anchor point, and the detected signal is analyzed and processed by the MCU to control LED light. A self-made continuous current source is adopted to drive light regulation circuit. Photosensitive resistors are used to control the light switches automatically according to the natural light. By adjust the PWM pulse duty achieve power adjust, thus we achieve light regulation. The controller's clock is provided by the DS12C887, which can adjust and set the time by keyboard. For individual control of lights, we use 24C08 storage to achieve switching time. Keywords: STC89S54; Photoelectric Switch; DS12C887; photosensitive resistor;Continuous current source; PWM pulse；24C08