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基于LED智能路灯控制系统设计方案

  随着数字技术和网络技术的发展,路灯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、美化城市夜晚和保证城市夜间出行安全等,已经成为对照明系统的一项基本要求。社会文明的不断发展、城市规模的急剧膨胀,城市照明已不仅局限于道路的照明,社会对亮灯率、开关灯的准确率、故障检测的实时性和维修的及时性、路灯的节能要求也不断增高。城市的扩大,路灯数量的迅速增长,人工控制方式在故障实时监控处理、按需控制、节能等方面已越来越不能适合城市的发展。因此对于路灯所采取的智能控制和节能措施已经非常有意义。
  本文设计的LED智能路灯控制系统以STC89C58RD单片机解密作为主导控制芯片解密,可实现时钟定时开关灯,根据环境明暗变化实现开关灯,根据交通情况自动调节亮灯状况,路灯出现故障实施声光报警等一系列智能化行为。
  1 系统总体设计方案
    系统采用光敏二极管检测环境明暗变化,用红外接发器作为根据交通情况自动调节亮灯的器件,将红外发射器安装在路灯杆上,红外接收器安装在路灯支架上面,当光敏二极管检测不到光源,且红外接收器检测到红外信号时,路灯会点亮,相反则不亮。采用编程来实现定时,设计路灯开灯关灯时间,选用LCD12864作显示器件,并作相应显示。

  2 单元模块设计
    2.1 时钟定时部分
      我们选择的STC89C58RD芯片,本身有可编程的定时/计数器,可以通过软件编程实现定时/计数。当到达设定的时间,就执行相应的定时设定任务。

    2.2 光敏二极管部分
      该电路采用光敏二极管作为主控元件,当没有光照时,反向电阻很大,反向电流很小;当有光照时,光子打在PN结附近,于是在PN结附近产生电子一空穴对,它们在PN结内部电场作用下作定向运动,形成光电流。光照越强,光电流越大。所以根据环境的明暗输出不同的电压信号。

    2.3 红外接收发射部分(检测交通情况路灯亮灭)
      按要求分别在道路两旁路灯杆上安装红外接收器,信号的接收端连到单片机,当车辆或者行人经过时,接收器检测到红外,信号端检测到高电平输入,从而控制路灯的亮灭。

    2.4 声光报警部分
      路灯故障时,LED0点亮,蜂鸣器响起,达到声光报警功能。单片机P0.7-个脚给高电频时,LED0点亮,并且三极管导通,蜂鸣器也发出声响。

    2.5 显示部分
      该部分用LCD128*64作为显示,采用该显示器的主要原因是,可以显示图片和字符,功能十分强大,通过显示提示控制整个电路的控制。

    2.6恒流源部分
      该电路提供一个恒定不变的电流,Q3端接负载,使负载稳定工作。负载加大也不会影响电流的变化。
      这样所接的路灯能稳定工作。通过调节输入端电压可以相应改变电流的输出。而TIP122达林顿管的集电极C的基准电压可以是l2-20 v.

    2.7路灯好坏检测部分
      该电路运用了一个LM358搭建的两个电压比较器,分别可以检测P1、P2端的两个路灯的好坏。当路灯导通工作时,比较器的2脚、6脚会有电压,而比较器的3脚、5脚通过滑动电阻调节电压,并且3脚、5脚的调节电压要分别比2脚和6脚的工作电压小,但不能调至0 V.所以路灯正常工作时,单片机P0.5脚和P0.6脚输出低电平,路灯有故障时,P0.5脚和P0.6脚就会输出高电平。

  3 结论
    本文提出了一种基于单片机的路灯智能控制系统的设计方案,并完成了硬件和软件的设计。智能控制装置能根据交通情况自动调节亮灯状态:当车辆或行人靠近路灯时,路灯逐渐变亮;当车辆或行人远离时,路灯自动变暗并且最后熄灭。控制器还能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。该系统总体性价比高,维护成本低,功耗低,工艺环保,符合绿色经济和节约型社会的要求。

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