设计项目：模拟路灯控制系统
学校：辽宁工程技术大学电气与控制工程学院参赛人员：高庆
吴琨
王立强
目录
第一章前言 1 第二章方案论证与论证 2 一系统结构综述 4 二系统结构示意图 5 第三章硬件设计 5
一89C52单片机简述 6 二电源模块设计7 三恒流源电路设计7 四案件及显示模块7 五时钟电路设计8 六光电对射传感器模块设计 8 七比较电路模块设计9 八DA转换模块设计10 九交通状况检测模块设计10 十路灯故障检测及报警模块设计 10
第四章系统软件设计
一系统软件设计综述11 二各模块软件部分分述 12 第五章系统测试14 第六章结论15 第七章参考文献16
模拟路灯控制系统(I题)
【高职高专组】
摘要：
本文介绍了基于STC89C52单片机的模拟路灯控制系统的设计和实现过程，通过交通情况自动调节检测，路灯故障检测及报警检测，环境明暗变化检测，定时开关模块的设计控制以实现题目要求。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍系统的硬件及软件设计部分。
采用的技术主要有：
（1）通过软件编程控制定时开关灯时间，报警检测;
（2）光电传感器的有效应用;
（3）LM311比较器的有效应用；
（4）新型时钟芯片DS12C877的有效应用。
关键词：
80C52单片机，光电传感器，路灯控制，亮度调节
Abstract:
This paper introduces the STC89C52 based on single-chip microcomputer simulation street lamp control system design and realization process, through the traffic situation automatic adjustment test, street lamp fault detection and alarm test, light and shade environment change detection, timer switch module design in order to achieve the topic request. The whole system of the circuit structure simple, reliable performance is high. The test results meet the requirement, the paper introduces the hardware and software of the system design part.
The technique to be used mainly has:
1. Through software programming control timing open to turn off the lights time, alarm detection;
2. Effective application of the photoelectric sensor;
3. LM393 comparator effective application;
4. New clock chip DS12C877 effective application.
Key words:
80 C52, photoelectric sensor, street lamp control, brightness to adjust
方案论证与比较
根据题目要求，系统应主要包括电源模块，键盘模块，显示模块，DA转换模块，恒流源模块，判物模块，测光模块，故障检测，时钟模块，LED灯模块等，如下图所示。
系统结构示意图
系统硬件设计
1.核心单片机STC89C52
该单片机由Intel公司推出且集成 8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。这是我比较熟悉的一种单片机，指令系统和AT89C51兼容，价格便宜，容易购买。
2.电源模块设计
如下图所示，220V交流电源经变压器降压，桥式整流，滤波，三端稳压后，输出+12V，-12V，和+5V稳压供给系统电路。
电源电路图
3恒流源电路设计
电路由三个部分组成：集成运算放大器，缓冲电路和取样电路。如下图所示，此恒流电路负载能力非常好，且线性很好。有的DA转换器输出的电压信号经过R1,R2分压后在输入到集成运算放大器的3号脚，由集成运算放大特性可知，V1=V0，流过R3的电流I=V0/R3，即流过LED的电流I=V1/R3。此恒流电源电路结构简单，但性能优秀。
恒流源电路
4.按键及显示模块
采用五个独立按键（如下图所示）和一块1602液晶显示器。显示器分为三个显示模式，显示模式一显示系统时间，显示模式二显示控制开关灯时间信息，显示模式三显示路灯故障信息及位置，在模式二下又分为三个子模式，分别为总控制开关灯时间模式，单独控制LED1开关灯时间模式，和单独控制LED2开关灯时间模式，三种显示模式及模式二下的三种子模式可通过按键依次切换，按键控制如下图所示，按键一可用于控制三种显示模式依次切换，按键二用于控制在显示模式二下三种子模式的依次切换，按键三用于时间的设置，按键四用于时间设置中数字的增加，按键五用于时间设置中数字的减少。
按键示意图
5.时钟电路设计
时钟电路采用内部包含始终有效的涓流充电器DALLAS 公司的时钟芯片DS12C887，内含有实时时钟/日历和128BRAM，用户可对DS12C887进行编程以实现多种方波输出，并可对其内部的三路中断进行屏蔽，DS12C887将自己与石英晶体和电池集成在一起，可选择Intel和Motorola模式，本方案中选择Intel模式。
6.光电对射传感器模块设计
光电开关是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器，接收器和检测电路。发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管（LED）和激光二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器为光电二极管。在接收器接收到信号后。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号并将该信号传给单片机。从而达到对路况信息的监测。电路图如下所示。
7.比较电路模块设计
本方案中采用LM311作为比较器，LM393 系列由两个偏移电压指标低达
2.0 的独立精密电压比较器构成，该产品采用单电源操作设计，且适用电压范围广。该产品也可采用分离式电源，低电耗不受电源电压值影响。本品还有一个特点是，即使是在单电源操作时，其输入共模电压范围也包括接地。LM393 系列可
直接与 TTL 及 CMOS 逻辑电路接口。，本方案中通过AD转换器实现在环境明暗检测与声光报警检测中，将变化的光敏电阻的模拟信号转换为数字信号，同时传送给单片机，从而使单片机完成下一步操作。
LM311电路图
8. DA转换模块设计
本方案中采用TLC5615是具有串行接口的数模转换器，其输出为电压型，最大输出电压是基准电压值的两倍。带有上电复位功能，即把DAC 寄存器复位至全零。性能比早期电流型输出的DAC 要好。只需要通过 3 根串行总线就可以完成10 位数据的
串行输入，易于和工业标准的微处理器或微控制器(单片机) 接口。本方案中通过将其与单片机和恒流源连接以达到对LED灯的控制。下图中1，2，3，4分别于单片机相连，6，7与恒流源连接。
TLC５６１５电路连接图９．交通状况检测模块设计
本模块设计功能是通过安放在S点，B点，S'点的光电对射传感器，将检测到的电信号传送给单片机，单片机将信号处理后，通过DA模块转化与恒流源模块后，输送给LED灯，从而达到对路况信息的监测。
10.路灯故障检测及报警模块设计
本模块通过安放在路灯下的光敏电阻的阻值变化，从而产生变化的电压，电压信号经过LM311比较器的作用将数字信号传递到单片机，以使单片机控制蜂鸣器报警及液晶显示故障信息。
目录 一概述 (3) 1.1背景介绍 (3) 1.2需求概述 (4) 1.3智慧路灯解决方案概述 (5) 1.4智慧路灯系统功能概述 (5) 二方案总体设计 (14) 2.1系统总体架构 (14) 2.1.1设计思想 (14) 2.1.2设计原则 (14) 2.2系统结构 (15) 2.2.1智能照明——打造绿色创新园区 (15) 2.2.2信息发布——共筑园区信息发布平台 (17) 2.2.3智慧安防——出入车辆/人员管理 (18) 2.2.4视频智能监控 (18) 2.2.5无线网络——无线网络全覆盖 (21) 2.2.6安全城市——一键呼叫 (22) 2.3系统功能概述 (23) 2.3.1系统结构图 (23) 2.3.2系统功能 (23) 2.3.3系统特点 (24) 2.3.4系统基本功能组成 (24) 三新疆伊宁市智慧路灯初步布局方案 (27) 3.1伊宁市智慧路灯布局 (27) 3.2伊宁市智慧路灯初步配置表 (28) 3.3智慧路灯控制中心 (28) 3.3.1总控中心硬件组成 (30) 3.3.2监控中心软件 (30) 3.3.3智能远程监控终端控制器（集中控制器） (30) 3.3.4单灯控制器 (32) 四光纤通信规划 (34) 4.1项目网络通信系统 (34)
4.1.1项目网络通信需求分析 (34) 4.1.2项目网络通信系统架构 (34) 4.1.3网络通信系统拓扑图 (34) 4.1.4主干网络通信系统 (35) 4.1.5设备间网络通信 (36) 4.1.6网络系统设备接入规划 (37) 五CPE无线覆盖通信规划 (37) 六系统工程施工遵循规范 (39) 6.1工程施工注意事项 (39) 6.2施工组织设计 (39) 七工程验收 (39) 7.1验收内容 (39) 7.2验收标准 (39) 八质量保障、售后服务及培训 (40) 8.1服务期限及人员 (40) 8.2技术支持与服务 (40) 8.3电话支持与服务 (40) 8.4现场维护服务 (40) 8.5设备维修服务 (41) 8.6人员培训 (41) 一概述 1.1背景介绍 目前，智慧城市建设正在全国如火如荼的进行，智慧城市通过物联网、大数据、云计算等技术，完善城市公共服务，改善城市生活环境，使城市变得更智慧。 智慧路灯是智慧城市概念下的产物。 随着“智慧城市”建设的日益推进，利用路灯逐步智慧升级打造的物联网信息化网络平台将发挥更大的作用，从而拓展城市智慧化的管理服务。 作为智慧城市的基础设施，智慧照明是智慧城市的重要组成部分，而且智慧城市还处于初步阶段，系统构建太复杂，城市照明是最佳的一个落脚点。 智慧路灯可以融入信息交互系统和城市网络化管理的监控体系之中，而且作为
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/fa147436.html, 路灯节能的控制系统设计分析 作者：李正新 来源：《神州·中旬刊》2017年第08期 摘要：通过加入分时控制和电压监控等系统，以及路灯节能控制的设计，使得路灯节能系统更加完善。城市路灯的节能高效节能不仅仅可以更加高效地利用电能达到节约能源的效果，还可以向市民们传递节能的理念，让全民参与到节能中来，更加坚实地贯彻可持续发展思想。 关键词：路灯节能；控制系统设计；分析 1.路灯节能控制系统的功能 1.1分时控制 在城市路灯供电系统中，大多是通宵统一标准供电，虽然控制简单，但是系统线路单一，无法对路灯不同时段，不同地区根据不同的照明需求改变照明亮度。而一年四季中，每个季节的日出日落的时间段都会有所不同，不同时间段的自然光照明度都会有所变化，且城市路灯照明不仅仅应考虑四季的时节变化，还需要考虑每天不同时段人们对照明量的需求，比如在人流量与车流量的高峰期的傍晚，需要让路灯进入最佳照明模式以保障人们的出现安全，在交通正常期的深夜和交通低谷期的凌晨，照明量应在保证基本出行安全的前提下相应降低照明量以节约用电。那么如何控制路灯的照明度呢，根据“一年分三季，一季分时段”的分时控制思想，在不同的时间段输入相对应的的电压，随着电压的变化，照明度相应也发生变化。在交通量较大的时间段根据人眼的感光——光线照明度减少10%，人的视觉感觉只减少了不到1%，而当电压减少到额定电压的93%时路灯的照明度会降低5%，而使用寿命将提升两倍，所以将此电压设为正常照明电压最为适合，既可以保证行人的照明需求与舒适度，还能大大提升路灯工作寿命与效率。相应的方法可以设计出正常期与低谷期相应的照明电压分别为额定电压的88%和80%。采取分时控制将大大地减少因交通照明需求的不同而造成的不必要的浪费。可以根据表1中的不同时间段的电压值来实现路灯照明的分时控制。 1.2电压监控 分时控制的基本理论是建立在路灯供电电压基本保持在稳定值的前提下的，但是在面对现实情况时往往没有那么理想。大多数地区电网电压都存在着安全正常范围内的电压波动，而，其电压值可能高于也可能低于额定电压。这时候使用路灯分时控制时间表中的比值来调整电压虽然也能达到节能效果，但是明显没有正常情况下那样显得那么理想。所以这时就需要在控制系统中加入电压监控系统，对供电电压提供实时的电压数据并传到分时控制系统中分析处理得出应控制输出的电压值。将电压监控系统与分时控制系统结合将会使得节能电压更加准确，节能效果更佳明显。
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
智能路灯节能系统的设计开题报告
本科生毕业设计（论文） 开题报告 题目：智能路灯节能系统的设计 分院：电信分院 专业：电气工程及其自动化 班级：09 电力（一）班 学号：20090210470113 姓名： 指导教师： 填表日期：2013 年 3 月8 日
一、选题的依据及意义： 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模糊控制算法的新型节能控 制系统，集稳压控制、软起动功能、自动起停、智能调压调档控制于一体。智能路灯节能控制系统可明显的提高路灯的用电效率，改善率因素，在节约能源、电力资源合理利用今天的资源。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）： 目前我国市场上有多种路灯节能控制产品，能达到一定节能效果，但就功能和效果上还不能尽如人意，主要有以下几类情况：采用自耦变压器及磁饱和电抗器的降压技术。其不足是由于反应速度较慢，用电高峰时电压降到非稳定区，容易造成灯光闪灭，不能自动调节，同时如果电压突然升高，则不能避免灯具受到市电的瞬时高压冲击，对灯具的保护能力较差；相对来说稳压功能较差。 针对于磁饱和电抗器来说，除了上述不足外，其效率也普遍偏低。采用电子器件构成的可控硅式设备。该设备主要采取简单的相控技术，不足之处是元件易发热烧坏，由于采用相控技术产生谐波污染电网，使荧光灯及气体灯小停闪动，减损灯具寿命及相关附件的使用寿命，降低照明质晕，不绿色不环保，国家相关规定已明令禁止使用这种无功补偿技术设备嗍。以系统节电滤波形式，主要是净化电网，补充无功功率，补偿电网，而对于有功电度表计量系统，缺少实际节电效果。 总之，经过近年来的研究和实践，虽然目前国内的路灯监控系统在功能、技术性能和工作可靠性等方面已经达到了一定的水平。但是，还存在许多需要改进的地方。智能化、网络化、实时化，精确化和动态化已经成为现代城市道路照明管理系统发展的必然趋势。 三、本课题研究内容 通过感应外界环境的光照变化和声音大小来控制路灯的开关与强弱的调节，这两种控制同时作用，路灯的光亮分为两个调档。首先由光敏元件感应外界的光亮，当亮度没能达到某一个值时开启电灯开关。然后是进一步控制，当光亮低于某一定值或者声敏元件感应到的声音达到某一强度时，工作进入二档模式；当光亮和声音两条件同时满足感应器的调档时也可以进入二档。它是通过一些传感器及一些系统化的电路设计来实现的。 四、本课题研究方案 本文以实用化为目标，提出一些技术改进措施。 首先，选择合适棒材计数系统的软件程序，能进行棒材端面图像的采集，并转换成相应的格式传送到计算机中。 其次，对采集的图像进行分析，算法研究，最终得到较满意的二值图，进而提出识别棒材的根数算法并进行实验验证。 最后，运用MATLAB软件编译该计数系统，验证系统的实用性，并提出完善系统的建议和改良措施
智慧路灯综合解决方案 城市道路智慧照明呼之欲出
智慧照明，是智慧城市的重要组成部分。它应用城市传感器、电力线载波 /ZIGBEE通信技术和无线GPRS/CDMA通信技术等，将城市中的路灯串联起来，形成物联网，实现对路灯的远程集中控制与管理，具有根据车流量、时间、天气情况等条件设定方案自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能；智慧路灯可以有效控制能源消耗，大幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，降低维护和管理成本并利用计算等信息处理技术对海量感知信息进行处理和分析，对包括民生、环境、公共安全等在内的各种需求做出智能化响应和智能化决策支持，使得城 市道路照明达到“智慧”状态。 智慧路灯是智慧城市的最佳入口和服务端口 城市拥有数量众多的路灯，是最密集的城市基础设施，便于信息的采集和发布。智慧路灯未来是物联网重要的信息采集来源，城市智慧路灯是智慧城市的一个重要组成部分和重要入口，可促进智慧市政和智慧城市在城市照明业务方面的落地，实现城市及市政服务能力的提升。 政策频出，大力推广智慧照明 随着物联网、下一代互联网、云计算等新一代信息技术的广泛应用，
智慧城市已成为必然趋势。近年来，智慧城市新政频出，我国多个城市掀起了智慧城市建设高潮。政府出台了一系列政策措施推进智慧城市建设，智慧路灯作为智慧城市建设中的重要组成部分，预计未来仍然会得到政策支持。 目录 1. 城市道路智慧照明 (4) 智慧路灯是智慧城市的最佳入口和服务端口 (9) 2. 我国路灯规模巨大 (12) 路灯存量巨大且稳定增长 (12) 我国城市道路建设推进路灯建设 (14) 城镇化的持续推进，加快路灯的基础设施建设 (15) 3. 智慧照明技术比较和效益分析 (17) 电力载波和ZIGBEE通讯 (17) 城市道路智慧照明建设效益明显 (20) 政策频出，大力推广智慧照明 (21)
智能路灯节能控制器的设计与实现 豆豆网技术应用频道2009年07月03日【字号：小中大】收藏本文 关键字：雷达系统LabVIEW智能远程控制系统声音控制计数器地震烈度计运动控制器 0 引言 随着我国经济高速发展，人民生活水平日益提高，能源和资源变得日益紧张，电力短缺已成为制约国民经济发展的突出矛盾。目前我国照明消耗的电能约占电力生产总量的10％～20％，而城市公共照明则在照明耗电中占30％，并且近几年随着让城市亮起来的口号的提出，全国路灯的数量仍在迅猛地增长。公共路灯节能的口号便由此而提出。通常的节能途径有两个：一个是采用节能光源；二是采用合理的控制线路。本文在使用节能光源的情况下采用合理的控制线路来实现路灯节能。在供电系统中，为避免送电过程中的线路损耗和用电高峰时造成末端电压过低，供电部门均采用较高电压进行传输。因此路灯承受电压多高于灯具的额定电压。然而据调查我国小型城市晚上21：00后，大中城市00：00以后道路上几乎空无一人。从而造成了“人少车稀灯更亮”的不合理情况。为了避免这种情况，大多数城市和地区均采用了发达国家早已淘汰了的隔盏关灯的原始路灯控制方法。这种方法不仅导致路面照度分布不均，而且会减少路灯使用寿命。本文采用“全年分三季，一季分时段”的分时控制思想实现节能的目的。在不同的时段投入不同的供电电压运行，在保证路灯正常照明的前提下，兼顾到了用电低谷期节能的效果。同时利用电力载波技术实现对路灯运行状况的实时监控。 1 系统硬件电路的设计 1．1 智能路灯控制系统 该智能路灯节能系统主要由电量检测电路、实时时钟、自耦变压器电路、显示电路及载波通信等电路组成。将一年大致分为三个季节段来对路灯进行控制，使其在不同的季节有不同的开关灯时间。而从开灯到关灯根据当地交通又可大致分为三个阶段(高峰、正常、低谷)来对路灯进行控制。从实时时钟芯片中将当前的路灯工作状况进行相应的归类，由单片机输出控制接触器的线圈的断合，而其触点的输出分别控制自耦变压器的三个触
园区路灯节能方案 第一部分：传统路灯照明系统所存在问题 一、传统路灯照明系统存在的问题 A、传统电感镇流器存在的问题 ·自身功耗大、线路电流大。 ·供电线路负荷大。 ·工频闪烁，并伴有音频噪音。 ·适应电源电压范围窄。 ·启动慢，灯泡寿命短。 ·缺少必要的自身保护功能，存在安全隐患。 B、传统设计存在的问题 1：传统设计以最高峰时段的道路要求作为道路照明设计的标准，当高峰过后还要以高峰时段的实际耗能来消耗电力！我公司照明智 能节能控制系统可实现功率在50%-100%智能调节，可以大大地降低 能耗。 2：考虑到光源的光衰，在设计初期，设计师就将原有的设计 数值做20%-40%的增加，新灯在开始使用时，消耗的功率大于其标称值。我公司照明智能节能控制方案可通过智能控制系统，根据灯的 使用年限控制实际需要的功率，节约了能源、延长了灯的使用寿命。 3：光源的光衰是可以延缓的，只要使用和照明智能节能控制系
统相配套的电子镇流器就可以避免电极的过度腐蚀问题，减少电极 物质的飞溅避免电弧管内壁被飞溅物质击伤变黑保持光源的发光效率。 第二部分：照明智能节能控制系统 本案节能控制系统各部分硬件电路，采用先进的有源功率因数(PFC)校正技术及电子滤波(EF)措施，可使系统功率因数(PF)大于99%， 有效减少了线路电流，从而降低了整个供电线路的负荷与损耗，对 电网几乎无不良影响。 内置智能控制电路，不仅完成点火、低功率启动、恒功率控制 等基本操作，还可以完成输出过电流、过电压、开路、短路等保护。同时可以完成50%～100%定时调光工作。 照明智能节能控制系统特点： ·高效节能：最高节约能源30%以上 ·延长灯泡寿命：将灯泡有效寿命延长2-3倍 ·定时调光：输出功率调节范围50-100% ·多种保护：具有短路、开路、过流、热灯启动等保护功 能 ·质量可靠：产品采用高性能、长寿命元件，使产品可长 期稳定可靠工作 ·适用广泛：可用于道路、体育场、广场、商场、大厅、 广告牌等场合照明
后台软件功能开发需求手册
一．引言 1.1编写目的 用于后台软件开发功能描述，通过该手册后台软件开发人员可以快速了 解用户需求。 1.2设备定义
1.3专业名词解释 ●什么是UID：LED终端唯一的地址信息。共6个字节。可以理解 为类似MAC地址。 ●后台软件发给集控器对于LED终端的的命令操作时。集控器对后 台软件响应有两种可能，一种是操作成功另一种是操作失败 ●渐变调光：是指LED灯具从亮到暗或者从暗到亮是一个缓慢逐渐 变化的过程。 ●瞬间调光：是指LED灯具从亮到暗或者从暗到亮是一贯快速改变 的过程。 ●组：LED终端可以分成0~0x0f共16个组，其中第0组是默认组。 不可编辑和删除。0x01~0x0f组需要先创建再进行操作。组信息 存放在LED终端中。 ●组播：对LED终端的0x01~0x0f组进行调光操作。 ●广播：对LED终端0x00组进行调光操作。是一种特殊的组播。 ●防盗终端：启动电缆防盗功能时我们有两种防盗终端。一种是电 力线载波防盗终端主要负责白天防盗。另一种是LED终端当着防 盗终端使用，主要在晚上负责防盗。 ●网络ID:请解释 ●网络频点：请解释 ●分包：当数据字段大于200字节时，集控器要进行分包发数据。 后台软件再将接受的分包数据组成完整数据。 ●定时检测：集控器按照所设定的时间向LED终端下发“获取LED 终端电参数命令”。并将获取的信息上传至后台软件。 ●二进制表示格式：例如十进制数80的二进制表示为 0b01010000 说明有些数据字段可能是不定长。所以数据包的数据长度字段要根据实际情况计算。
二．后台软件和集控器通信协议格式 备注： B表示字节单位， CRC校验程序参考附件。由于CRC校验程序有不同的版本，所以在后台软件请采用我们附件提供的程序这样确保集控器能识别 55表示的是十六进制的0x55 aa表示的是十六进制的0xaa 所有的通信协议如果未特殊说明都是十六进制数 设备类型列表： 0x01表示集控器 0x02 表示LED终端 0x03表示后台软件 数据长度计算:除数据包中包头以外的所有数据的个数。有些数据字段可能是不定长。所以数据包的数据长度字段要根据实际情况计算。 数据字段：最大不超过200字节。如果需要传输大包数据，则分包发送。 数据传输顺序：高位在前低位在后，例如传输十六进制数0x12345678的顺序依次是 0x12 0x34 0x56 0x78
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 指导教师成伟
目录 摘要 (4) 1 绪论 (5) 1.1 概述 (5) 2 方案论证与选择 (7) 2.1 智能路灯节能方案概述 (7) 2.2 智能路灯节能控制系统结构设计 (7) 2.3 可变电抗器 (8) 2.4 智能控制器 (10) 2.5 每只LED灯控制逻辑关系图 (10) 2.6 系统硬件总体划分 (11) 2.7 智能控制器总体设计 (11) 3 智能路灯节能控制系统各电路部分设计 (12) 3.1 环境光控制电路的设计 (12) 3.2 时钟电路 (16) 3.3 横流驱动电路 (18) 3.4 故障检测电路 (20) 3.5 电源电路的设计 (20)
3.6 报警电路的设计 (22) 4 控制部分设计 (23) 4.1 单片机系统介绍 (23) 4.2 整个系统的控制流程 (25) 4.3 显示装置流程图 (25) 总结与展望 (26) 总结 (26) 展望 (27) 参考文献 (27) 附图 (29)
智能路灯节能控制系统设计 亮亮 （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
智能路灯系统设计 摘要：我们组要做的是一个根据光线强度控制灯的亮灭、根据车流量控制路灯亮的盏数的智能路灯系统。该系统将采用AT89S52单片机作为控制芯片，利用光敏传感器来感知道路上的光强度，若达到了开灯的要求就将信息传给单片机，通过单片机控制电磁继电器来接通路灯的电路，灯亮；若达到了关灯的要求就将信息传给单片机，通过单片机控制电磁继电器来断开路灯的电路，灯灭。为了防止开、关灯引起的亮度的变化而又导致灯的开、关的循环，将在控制电路中加入施密特触发器。利用两对红外发射接收对管来感知左右车道上车经过的信息，利用单片机计数，若单位时间内车流量达到了预定值，灯全开，若小于此值，灯相间的打开，即只开一半。这样可以有效的利用路灯，并且能够省电。 关键字：路灯，智能，AT89S52，省电 一、背景 现在的路灯都是采用定时控制系统，这将不能保证在环境改变和气候变迁的时候道路上有足够的光照，从而给行车带来很多的不便。同时在某些偏僻路段，在没有人通行的情况下，路灯如果也一直全部开着，那将是对资源的浪费。由此我们小组想到了制作这个智能路灯系统，我们希望我们的智能路灯系统能够根据车流量的多少控制某一路段的路灯打开的数量，从而使路面既可以在需要的时候得到充分的照明，而在不需要的时候可以节约能源。 而作为开发这个智能路灯系统的核心则是单片机的控制。单片机作为实时控制已经应用到各个领域,应用现代工具开发单片机应用系统是现代电子类专业人员必须掌握的技术。KeilC51 是目前世界上最好的MCS - 51单片机汇编和C语言的开发工具,支持汇编、C语言以及混合编程。可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程,同时具备功能强大的软件仿真和硬件仿真(用mon51协议)功能。 二、系统总体框图与系统总体介绍 系统由51单片机为主控制器，采用外部12MHz晶振。采用光敏二极管作为光敏传感器，来感知道路上的光强度，若达到了开灯的要求就将信息传给单片机，通过单片机控制电磁继电器来接通路灯的电路，灯亮；若达到了关灯的要求就将信息传给单片机，通过单片机控制电磁继电器来断开路灯的电路，灯灭。利用两对红外发射接收对管来感知左右车道上车经过的信息，利用单片机计数，若单位时间内车流量达到了预定值，灯全开，若小于此值，灯相间的打开，即只开一半。我们系统采用若干个发光二极管来模拟路灯。
浅谈城市路灯照明的节能 本文从路灯照明工程的实际出发,分别从路灯设计、降压、绿色照明等节能途径和方式,就如何以科学的实现道路照明的节能,阐述几点体会。 标签：路灯系统设计绿色照明 0 引言 城市照明是城市基础设施的一个重要组成部分,不仅为亮化城市、美化环境发挥积极作用,还为交通安全、社会治安提供了有力保障,同时在提升城市档次、提高城市形象、改善城市环境发挥了极其重要的作用,但是城市照明也给财政的经费带来很大的负担。 近年来,我国的城市道路照明发展迅速,1999年全国安装300万盏路灯,目前已经达到约一亿盏,安装功率达到二点五千万千瓦,一年的耗电量约为590亿度,这个数字是比较庞大的,有相当大的节能潜力。以鹤壁新区现有路灯为例,2009年路灯系统电费就达到400万元。面对能源与环境危机,各国都在努力实施“节能减排”工程,抓好城市照明用电的节约,成了节能工作不可忽视的一个环节。从路灯照明的实际出发如何科学的节能成为路灯行业很重要的一个问题。笔者以我们在实际道路照明节能工作方面的一些认识,应从以下几方面采取节能。 1 合理的灯具选择及布置 根据建设部行业标准CJJ45-2006《城市道路照明设计标准》以及我们的实践经验、实际情况,严格按照设计标准的要求进行合理选择路灯的布置模式、路灯的间距、高度等,同时要求合理选择照度标准和功率密度值,确定合适的光源,以实现合理的照度,避免或减少路灯设计的盲目性,从而达到路灯的节能。 2 稳压降压调光节能 在道路照明工程中,照度受电网电压影响,而电网电压受负荷影响,在负荷高峰时电压偏低,在负荷低谷时电压偏高。而傍晚为道路交通量高峰,此时电网电压低,光源光通量低,路面照度低;接近午夜时为道路交通量低谷,此时电网负荷是低谷,而电网电压偏高,光源发出的光通量高,路面照度高。这种不合理现象,造成既影响交通安全,又严重浪费能源和资金的现象,将智能光源稳压降压调光装置安装在路灯的控制端,在电压波动较大时,人流较小的后半夜,采用该装置在合适的照度情况下,降低较高的电压,达到节能。 3 半夜灯方式 半夜灯节能方式为最早也是最有效的节能方式,半夜灯是指在照度较高的街道或城乡结合部街道的路灯,由于后半夜人流量、车流量较少,亮度不需要太高的
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；
城市路灯智慧照明系统的设计 摘要：笔者主要从智慧照明相关技术、智慧照明系统设计等几方面概述了本文主题，旨在与同行共同探讨学习。 关键词：智慧照明；路灯照明；设计 一、智慧照明相关技术 1. CED照明光源与驱动技术 （1）新型 CED（Control Effcient Discharge）光源简介 节能照明光源目前主要是集中在了 LED 节能光源产品的研发，但是，经过一段时间的应用实验，人们发现 LED 在白光照明中显色性偏低，给人眼带来刺眼的不舒服感官，而且 LED 产品的光衰比较严重，在路灯照明的实践中人们已经逐渐发现了 LED 产品的诸多不足之处。黑龙江省工大国鑫光电科技股份有限公司依托哈尔滨工业大学多年研究的光学技术成果，研发的新型高效节能CED 光源，是对普通氙气金卤灯基础上深层开发的双电弧氙气灯，具有高效、智慧、高显色、宽色温、长寿命、有效光效高、光污染小、透雾性好、均光性强、价格优等显著特点。 采用新型高效 CED 节能照明系统光效可达 100Lm/w 以上，比高压钠灯节电70%，比 LED 灯节点 10%以上，但成本仅为 LED 灯的 60%。CED 的有效光效大于钠灯和 LED 灯，因此在大功率照明方面，对比效果见图 1-1。 图 1-1 CED 光效对比图 （2）CED 电源驱动技术 目前市场上普遍使用的电感式镇流器对电网造成严重污染，黑龙江省工大国鑫光电科技股份有限公司针对 CED 照明系统专门设计的智能型节能电源系统具有多项独有技术。 CED 专用高效电子镇流器，系统整体效率可达 93%，远远高于钠灯所用的电感式镇流器，在节能方面单此一项可节电 20%-30%。 动态节能照明电源采用国际最新电力电子技术，通过 AC-AC 矩阵变换实现合理功率控制与分配以达到节能目的。采用“光控+时控”的混合控制策略，由嵌入于控制电路中的智能化控制软件调节 PWM 控制信号的占空比，进而调节设备输出的电能量幅值，实现按需照明、智能照明、人性照明。 2. 短距离无线组网技术 目前，短距离无线组网主要技术是 Zig Bee 技术，它以 IEEE 802.15.4 协议为基础。工作在 2.4GHz 频段数据传输速率为 250kbps/s，标准传输距离为 75m。 本项目使用 Zig Bee 技术实现路灯末端控制传输，优势在于通讯频段多，组网能力强，无通讯费用，Zig Bee 技术低成本、功耗低。可以实现实时监控，实现多种路灯控制方式。 二、智慧照明系统需求分析 1. 控制设备组网分析 控制设备组网方式，采用两级网络结构。控制终端与主控制器之间采用Zig Bee 技术，实现近距离无线组网，主控制器与服务器之间采用 GRPS 网络实现远程网络传输。这样的网络结构设计，一方面发挥了 Zig Bee 网络低成本的优势，同时解决了 Zig Bee 无线网络传输距离有限的问题。基于两级网络结构，整体城市路灯被分为若干个 Zig Bee 区域网络，每个 Zig Bee 网络控制几十个路灯，覆盖若干个
模拟路灯节能控制系统的设计 1 引言 在倡导绿色用电的今天，路灯节能控制日益成为人们关注的话题，这里设计并制作一套模拟路灯节能控制系统。节能控制系统结构如图1 所示。 图1 模拟路灯节能控制系统结构图 模拟路灯节能控制系统实现的功能: 支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，控制整条支路按时开灯和关灯; 能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯，能根据交通情况自动调节亮灯状态;并能分别独立控制单只路灯的开灯和关灯时间; 当图1 模拟路灯节能控制系统结构图路灯出现故障时( 灯不亮) ，支路控制器发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。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%。 2 总体设计方案 2. 1 设计思路 设计采用PWM 脉宽调制技术和恒流源电路对路灯的驱动和亮度调节。通过单片机和传感器及其检测电路完成路灯工作状态的控制。显示部分利用液晶显示模块，菜单式操作，显示时间、故障路灯地址、支路开关灯时间、每只灯的开关时间等功能。 2. 2 设计原理 根据模拟路灯节能控制系统结构图，将整体电路分成为五部分: 环境控制电路、时钟电路、交通状况的传感器检测电路、显示控制模块、LED 恒流驱动及故障检测电路。 2. 2. 1 环境控制电路 利用光敏电阻的阻值与光照度呈反比例关系，采样其两端的电压信号，利用采样的电压信号通过施密特触发器输出的TTL 电平来控制LED 灯的开关。电路可靠，有效地避免由于短时间光照剧烈变化引起的误动作，操作者可以通过电位器方便的进行调试。
2. 2. 2 时钟电路 使用时钟专用芯片DS1302进行时钟控制，通过外加很少的电路就可以实现高精度的时钟信号。 外围电路简单可靠，时间精度高，采用串口通信可以节省I /O 口的资源，通过外接锂电池后可以实现时间信息储存。 2. 2. 3 交通状况的传感器检测电路 使用红外传感器，来判断物体是否通过相关位置，并送入单片机判断执行相关程序。它具有光电传感器的优点，又避免了LED 灯的灯光干扰。 2. 2. 4 显示控制模块 使用128 × 64 液晶点阵进行信息显示，使用独立键盘进行功能切换和时间调整。信息量大，外围电路简单，通过下拉式菜单方便操作，人机界面友好。 2. 2. 5 LED 恒流驱动及故障检测电路 利用三端可调稳压集成块LM317，实现恒流输出。PWM 脉宽调制法来控制灯的亮度，可以精确的控制灯的亮度和功率，而且LED 灯在从暗到亮的变化中过度平滑。可以选用单片机内部集成有两路PWM脉宽，能方便的产生所需要的PWM 脉宽调制信号。 2. 3 系统组成 2. 3. 1 根据以上的设计思路及设计原理确定系统组成框图如图2。 图2 系统组成框图
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
基于单片机控制的太阳能LED 智能路灯照明系统 张晓晖，杜学东 （山东科技大学信息科学与工程学院，山东青岛266590） 摘要：系统本着充分利用太阳能供电，并且实现路灯照明系统的智能化为目的，以AT89S51单片机为控制核心，自行设计了一套太阳能LED 路灯智能照明系统。在该系统中以单片机与模数转换器构成数据采样模块，实现蓄电池的过充与过放保护电路；数码管显示电路显示蓄电池的电压和当前时间；通过光敏电阻感知外界环境亮度，实现LED 路灯的开启与关闭；无线模块实现对LED 路灯人为的控制。实验结果表明该系统性能稳定、实时性高、节能、智能，具有良好的应用前景。 关键词：蓄电池过充；过放保护；AT89S51；ADC0809；无线收发；光敏电阻中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2012）07-0128-04 Solar LED intelligent lighting system based on the micro control unit ZHANG Xiao -hui ，DU Xue -dong （Information Engineering College ，Shandong University of Science and Technology ，Qingdao 266510，China ） Abstract:The Solar LED intelligent lighting system makes full use of the solar power supply for the purpose of the intelligent lighting with AT89S51MCU as the control core.In the system the data sampling module composed by MCU and the analog -to -digital converter ，to realize the battery overcharge and over discharge protection circuit.Digital tube display circuit displays the battery voltage and current time.Through photosensitive resistance to perceive the external environment brightness ，to realize the opening and the closing of the LED street lamp.Wireless module to realize the LED street lamp artificial control.The experimental results show that the system has stable performance ，high real -time performance ，energy -saving ，intelligent ，and has good application prospect. Key words:battery overcharge ；over discharge protection ；AT89S51；ADC0809；wireless transceiver ；photosensitive resistance 收稿日期：2012-01-06 稿件编号：201201016 基金项目：山东省优秀中青年科学家科研奖励基金（BS2010DX026）；山东省高等学校科技计划项目（J10LG24）；青岛经济技术开 发区重点科技发展计划项目（2010-2-43） 作者简介：张晓晖（1965—），女，山东青岛人，高级实验师。研究方向：单片机、嵌入式系统及应用。 我国经济的高速发展必然伴随着能源的大量消耗，节约资源和保护环境是政府坚持的基本国策，目前国家大力倡导既环保又再生的能源（水电、风电、太阳能发电等）的开发，特别是太阳能的应用。本文基于此，结合单片机设计了一种太阳能LED 路灯控制器，利用太阳能对蓄电池充电和LED 路灯照明，并且具过充电、过放电保护功能、可根据白天晚上亮度自动启动和关闭LED 灯等智能功能的路灯照明系统。 1系统总体结构 图1为该系统结构图[1-5]，由7个模块组成，分别为主控 模块、数据采集模块、显示模块、过充电保护模块、过放电保护模块、光控模块和遥控模块组成。1）主控模块主要负责数据处理与外部电路控制；2）数据采集模块主要用于采集蓄电池两端的电压并将其转化为数字量输出；3）显示模块主要用于显示当前电压和时间；4）过充电保护模块主要用于避免蓄电池被过度充电而损坏；5）过放电模块主要用于避免蓄电池过度放电而损坏；6）光电模块主要用于根据白天和晚上的亮度自动启动和关闭LED 灯；7）遥控模块主要用于实现对LED 灯的人为控制 。 2 系统硬件设计 2.1 主控及数据采集模块 主控及数据采集电路[2]如图2所示，包括单片机最小系统和 A/D0809芯片，其中单片机P1口向数码管发送显示数据；P0 口连接A/D0809芯片数据输出端，用于接收模数转换的数据；ALE （30引脚）连接A/D0809的CLOCK 端，用于给A/ D0809提供时钟信号；P2.7，P2.6分别用于控制过充过放电 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第20卷 Vol.20 第7期No.72012年4月Apr.2012 图1系统结构框图 Fig.1System structure diagram －128－