地下停車場(chǎng)LED智能照明控制系統(tǒng)

1、智能照明控制系統(tǒng)地下停車場(chǎng)LED設(shè)計(jì) 報(bào)告Underground parking lot LED intelligent lighting control system rdesignepot原創(chuàng)性聲明本組鄭重聲明：本小組聲明所呈交的電子設(shè)計(jì)作品是該小組 所有成員在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作及取得的研究 成果。盡我們所知除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外論 文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表和撰寫過的研究成果。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人簽名：蔡茂何承謙張偉忠莫永強(qiáng) 日30月10年2013日期：目錄摘要.IAbstract .II引言.III1. 地下停車場(chǎng)LED智能照明控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 .12. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與方案選

2、擇 .12. 1照明燈的選擇 .12. 2照明燈的控制方式 .22. 3檢測(cè)器件的選擇 . 22. 4顯示屏的選擇.32. 5無線小車通信方式選擇.32. 6控制核心選擇 .43. 單元硬件電路設(shè)計(jì) .53.1照明燈控制電路設(shè)計(jì) .53.2自動(dòng)調(diào)光電路設(shè)計(jì) .53. 3. LED照明燈低功耗與正常狀態(tài)切換電路設(shè)計(jì) . 634射頻感應(yīng)電路設(shè)計(jì).63. 5紅外對(duì)管電路設(shè)計(jì) .73. 6煙霧監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì) .74. 軟件實(shí)現(xiàn)與相關(guān)流程圖 .84. 1系統(tǒng)總流程圖 .84. 2無線小車控制流程圖 .95. 地下停車場(chǎng)LED智能照明控制的開發(fā)特色與創(chuàng)新之處 .96. 作品設(shè)計(jì)圖與實(shí)物圖 .10參考文獻(xiàn).1

3、1要摘IAP15F2K61S2公司的智能照明控制系統(tǒng)，LED應(yīng)用到STC本作品地下停車場(chǎng)單片 機(jī)控制，人體紅外感應(yīng)，紅外對(duì)管等智能檢測(cè)模塊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)間歇照明，可另一 方控制照明，智能檢測(cè)照明三個(gè)狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)，充分地體現(xiàn)節(jié)能照明了概念。指示 燈指引車輛進(jìn)采用LED面，這個(gè)地下停車場(chǎng)照明系統(tǒng)可為進(jìn)場(chǎng)地車輛導(dǎo)航，實(shí)時(shí) 顯示車位的占用情況，節(jié)省車主找車位的時(shí)間，LCD12864入空的車位，并同時(shí) 附有安全報(bào)警系統(tǒng)。智能照明，節(jié)能，引導(dǎo)，車位提示LED, IAP15F2K61S2關(guān)鍵詞：AbstractThis work underground parking lot LED intelligent li

4、ghting control system, applied to on STC company IAP15F2K61S2 single-chip microcomputer control， ,infrared intelligent detection module, such as the human body infrared sen sorpipe automatic intermittent lighti ng, con trolled lighti ng, lighti ng the realizatio nenergy-saving fully embodies the sta

5、te of the three of intelligent detection, lighting concept., on the other hand, the underground parking lot available for guide light using navigation lighting system, LED vehicle into the ground space display LCD12864 parking and vehicles into empty Spaces, real-time occupanc% save owners to find p

6、arking Spaces, with security alarm system at the same time.Key Words： IAP15F2K61S2, LED intelligent lighting, Energy saving, guideParking tips引言近年來，我國(guó)各地興建的許多地下停車場(chǎng)，不僅安裝大量光源，并且24小時(shí)照明，浪費(fèi)了大量電能。智能照明系統(tǒng)最為人稱道的是，它可進(jìn)行預(yù)設(shè)，即具有將照明亮度轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗性O(shè)置的功能。這些設(shè)置也稱為場(chǎng)景，可由調(diào)光器系統(tǒng)或中央建筑控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用。在綜合管理使用時(shí)，可以采用集成中央控制器的形式，并可能帶有一個(gè)觸屏界面?？傮w而

7、言，智能照明系統(tǒng)作為地下停車場(chǎng)LED照明控制的核心部分，特別適合于大面積的區(qū)域，它將使生活方便，舒適。照明控制系統(tǒng)分為獨(dú)立式、特定于大型的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，在聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，調(diào)光設(shè)備安裝在電氣柜中，由諸如傳感器和控制面板組成的外部設(shè)備網(wǎng)絡(luò)來操作。聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是可從許多點(diǎn)來控制不同區(qū)域。在管理處中，可以在 靠近主進(jìn)口的墻上安裝一個(gè)控制面板，以此作為多個(gè)分區(qū)域的主控制 點(diǎn)。同時(shí)根據(jù)有關(guān)資料，一般的大型停車場(chǎng)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)來看，停車場(chǎng)智能照 明控制系統(tǒng)的比傳統(tǒng)的照明方式節(jié)能效果能達(dá)到80%以上。所以這 一課題的研究成功，.以及改善人們的照明環(huán)境,必然為開發(fā)商帶來不 少的經(jīng)濟(jì)效益1.地下停車場(chǎng)LED智能照明控制系統(tǒng)總

8、體設(shè)計(jì)方案IAP1單片射頻刷煙霧報(bào)水位報(bào)人體紅LCD 1286紅外對(duì)車門車車車位報(bào)警照指指照燈.IAP15單片機(jī)接收2.4G自動(dòng)調(diào)光（主機(jī)）單片機(jī)IAP15 2.4G發(fā)送門口照明燈 （從機(jī)）小車2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)與方案選擇2. 1照明燈的選擇髙的市逆變20-50HZ 方案一：節(jié)能燈，節(jié)能燈利用高頻電子鎮(zhèn)流器將50HZ頻電壓去點(diǎn)燃 熒光燈，節(jié)能燈的亮度、壽命比一般的白熾燈泡優(yōu)越，顯色性也比 較髙，尤其是在省電上口碑極佳，價(jià)格低，性價(jià)比髙，但不便于控制 亮度。具有發(fā)光效率髙，節(jié)能，LED燈是世界公認(rèn)髙節(jié)能燈，LED燈，LED方案二：超長(zhǎng)壽命，光線健康，綠色環(huán)保LED燈工作在低壓狀態(tài)，安全可靠， 發(fā)出的光

9、線沒有紫外線、紅外線，無輻射。目前我們國(guó)家正在大力支 持LED的發(fā)展。綜上所述，雖然節(jié)能燈性價(jià)比髙，但節(jié)能燈含有有害金屬一一汞，發(fā) 出的光線有紫外線，不利于人體健康，因此使用節(jié)能燈不符合環(huán)保概 念。目前LED的價(jià)格雖然較高，但有業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，隨著技術(shù)發(fā)展， LED燈的價(jià)格將以每年30%的速度下降，且非常適合用于亮度的調(diào)節(jié)， 所以我們最終選用LED作為照明工具。2. 2照明燈的控制方式方案一：使用可調(diào)光的驅(qū)動(dòng)電源，釆用PWM信號(hào)控制，通過改變PWM 信號(hào)的占空比，調(diào)節(jié)電源輸出電流從而改變LED的亮度。方案二：使用正常的驅(qū)動(dòng)電源，在其輸出端串入場(chǎng)效應(yīng)管（IRF840）,通過單片機(jī)輸出到場(chǎng)效應(yīng)管的柵

10、極，從而控制場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通與截止， 構(gòu)成一個(gè)電子開關(guān)，實(shí)現(xiàn)軟控制?？紤]到電源的成本，可調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)電源價(jià)格較髙，且需要PWM信 號(hào)不間斷的控制才能保持輸入電流不變。而使用場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的電子 開關(guān)控制方便而價(jià)格便宜，所以我們選擇方案二作為控制LED的方式。2. 3檢測(cè)器件的選擇 方案一：采用超聲波檢測(cè)模塊，探測(cè)車位占用情況。在實(shí)際使用中我 們小組發(fā)現(xiàn)超聲波的相互干擾較大，出現(xiàn)探測(cè)不準(zhǔn)確的情況而且每個(gè) 車位安裝超聲波檢測(cè)模塊是成本大大提高。方案二：采用紅外對(duì)管檢測(cè)，有人有車遮擋到發(fā)射管與接收管的紅外 通路時(shí)，通過比較器處理后產(chǎn)生髙低電平信號(hào)的變化使單片機(jī)識(shí)別。此 方法可以使成本大大降低，適合應(yīng)用

11、系統(tǒng)的市場(chǎng)開發(fā)。綜合考慮到 系統(tǒng)的穩(wěn)定與開發(fā)成本，使用紅外對(duì)管較適合。顯示屏的選擇2.4為系統(tǒng)顯示屏，它是一種專門用來顯示字母，數(shù) LCD 1206方案一：釆用字，符號(hào)的點(diǎn)陣行液晶模塊，能顯示16列兩 行即32個(gè)字符。但缺點(diǎn)是不能顯示中文字符，系統(tǒng)功能頁面不能實(shí) 現(xiàn)。方案二：采用LCD 12864為系統(tǒng)的顯示屏。帶中文字庫的128X64是一 種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo) 一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；另外顯示分辨率 為128X64,內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字 符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作

12、指令，可構(gòu)成 全中文人機(jī)交互圖形界面。可以顯示8X4行16X16點(diǎn)陣的漢字.也 可完成圖形顯示。所以考慮到本裝置有一定的功能頁面，LCD 1206不能滿足要求，而采 用方案二，LCD 12864為系統(tǒng)顯示屏是最合適的選擇。2. 5無線小車通信方式選擇方案一：采用藍(lán)牙通信模塊?！八{(lán)牙技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通 信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化設(shè)備與因特網(wǎng)Internet 之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速髙效，為無線通信拓寬道路, 其一般用于手機(jī)，電腦等需要傳輸較大數(shù)據(jù)的設(shè)備上。但其通信協(xié)議 較多，程序編寫繁瑣，米內(nèi)。10且成本高，通信距離一般在 方案二：采用NRF24L01 2. 4G

13、無線通信模塊。其是一款工作在2. 4-2. 5GHz世界通用ISM頻段的單片收發(fā)芯片模塊。支持六通道的 數(shù)據(jù)接收，有高傳輸速率，傳輸距離可達(dá)100m,超小型，低功耗，低 應(yīng)用成本，超高頻抗干擾等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)NRF24L01集成了所有與RF 協(xié)議相關(guān)的高速信號(hào)處理部分，比如：自動(dòng)重發(fā)丟失數(shù)據(jù)包和自動(dòng)產(chǎn) 生應(yīng)答信號(hào)等。其SPI接口可以利用單片機(jī)的硬件SPI 口連接或用單 片機(jī)I/O 口進(jìn)行模擬，內(nèi)部有FIFO可以與各種高低速微處理器接口， 便于使用低成本單片機(jī)。所以從通信協(xié)議的簡(jiǎn)便和低的應(yīng)用成本考慮，本系統(tǒng)釆用2.4G無線 通信2. 6控制核心選擇方案一：采用ARM公司的高性能“Cortex-M3”

14、內(nèi)核-STM32為主控芯 片。其具有低功耗，一流的外圍設(shè)計(jì)，10資源豐富，系統(tǒng)穩(wěn)定，處 理速度快等優(yōu)點(diǎn)，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的開發(fā)核心。但考慮到本 系統(tǒng)規(guī)模不大也不需要復(fù)雜的邏輯功能，對(duì)數(shù)據(jù)處理速度要求也不算 髙，且從程序編寫的簡(jiǎn)易和經(jīng)濟(jì)的角度考慮，此方案不適合本作品的 制作。方案二：采用STC公司的IAP15F-2K61S2單片機(jī)為主控芯片。其在 STC51系列的單片機(jī)上有很大的改進(jìn)，指令讀取速度提高了 24倍， 具有超強(qiáng)抗干擾的特點(diǎn)，同時(shí)大幅度提高集成度，集成了 A/D, CCP/PCA/PWM,髙速同步串行通信端口 SPI,定時(shí)器，看門狗，內(nèi)部 髙精準(zhǔn)時(shí)鐘，內(nèi)部髙可靠復(fù)位電路，大容量A

15、RAM,大容量EEPROM, 大容量Flash程序存儲(chǔ)器等。且可省去外部晶振，外圍電路少，安裝 在控制板上占用空間少等優(yōu)點(diǎn)。所以從系統(tǒng)要求及使用方便角度考慮，我們小組決定采用方案二，選 擇 單片機(jī)為主控芯片。IAP15F-2K61S2公司的STC.3.單元硬件電路設(shè)計(jì)3. 1照明燈控制電路設(shè)計(jì)用場(chǎng)效應(yīng)管（IRF840）構(gòu)成電子開關(guān)，單片機(jī)控制場(chǎng)效應(yīng)管的柵極（G）丄ED陽極接驅(qū)動(dòng)電源，陰極場(chǎng)效應(yīng)管漏極，場(chǎng)效應(yīng)管源極同時(shí) 接驅(qū)動(dòng)電源的負(fù)極和系統(tǒng)的地。通過改變柵極的通斷來控制燈光的亮 滅。（如下圖示）3.2自動(dòng)調(diào)光電路設(shè)計(jì)自動(dòng)調(diào)光電路是在控制電路上進(jìn)行改造的，在場(chǎng)效應(yīng)管的柵極采用了 光敏電阻的分壓電

16、路。當(dāng)光敏電阻的電阻值因外界光線強(qiáng)弱的變化而 變化時(shí)，在柵極上產(chǎn)生的壓降就會(huì)隨之改變從而改場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通角 使通過LED的電流電壓發(fā)送變化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)光共能。（如下圖示）照明燈低功耗與正常狀態(tài)切換電路設(shè)計(jì)3. 3. LED,低功耗是輸出占空比的為10%PWM在場(chǎng)效應(yīng)管的柵極由單片機(jī)輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。正常狀態(tài)時(shí)輸出的占空比為98%射頻感應(yīng)電路設(shè)計(jì)3. 4MF RC522 13. 56MHz非接觸式通信中高集成度讀寫卡系列芯片制作采用的射頻電路。（如下圖示）3. 5紅外對(duì)管電路設(shè)計(jì)有人有車遮擋到發(fā)射管與接收管的紅外通路時(shí)，通過比較器(LM339) 處理后產(chǎn)生髙低電平信號(hào)變化使單片機(jī)識(shí)別。如下

17、圖示.3. 6煙霧監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)煙霧檢測(cè)的電路設(shè)計(jì)采用的是LM393比較器。煙霧傳感器MQ2探測(cè)的物質(zhì)和濃度分別是液化氣和丙(lOOppm-lOOOOppm). 丁烷(300ppm-5000ppm)、甲烷(5000ppm-20000ppni) 氫氣(300ppm-5000ppm).酒精(100ppm-2000ppm),當(dāng)室內(nèi)煙霧濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí)6腳的電平升高，最終大于比較器正相輸入端，7腳的由原 來的低電平變?yōu)楦唠娖?，只需檢測(cè)7腳的輸出就能知道煙霧的濃度是 否超過安全值，7腳連到單片機(jī)的P2.5,當(dāng)7腳輸入低電平時(shí)單片機(jī) 將會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器以及紅色LED燈報(bào)警。（如下圖示），4 軟件實(shí)現(xiàn)與相關(guān)流程圖4.1系統(tǒng)總流程圖.4. 2無線小車控制流程圖開始主機(jī)遙控器發(fā) 2. 4G接 2. 4G2從機(jī)小車開動(dòng)智能照明控制的開發(fā)特色與創(chuàng)新之處地下停車場(chǎng)LED5. LED 燈；1停車場(chǎng)照明器釆用照明燈能實(shí)現(xiàn)間歇，有人有車時(shí)工作