地下停車(chē)場(chǎng)LED智能照明控制系統(tǒng)(共17頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上地下停車(chē)場(chǎng)LED智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告Underground parking lot LED intelligent lighting control system design report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(xiě)過(guò)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) 日期：2013年10月30日專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)目 錄摘 要IAbstractII引 言III1. 地下停車(chē)場(chǎng)LED智能照明控制

2、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案12. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與方案選擇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(wú)線小車(chē)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)63.4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(wú)線小車(chē)控制流程圖95. 地下停車(chē)場(chǎng)LED智能照明控制的開(kāi)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)11摘 要本作品地下停車(chē)場(chǎng)LED智能照明控制系統(tǒng)，應(yīng)用到ST

3、C公司的IAP15F2K61S2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。另一方面，這個(gè)地下停車(chē)場(chǎng)照明系統(tǒng)可為進(jìn)場(chǎng)地車(chē)輛導(dǎo)航，采用LED指示燈指引車(chē)輛進(jìn)入空的車(chē)位，并LCD12864實(shí)時(shí)顯示車(chē)位的占用情況，節(jié)省車(chē)主找車(chē)位的時(shí)間，同時(shí)附有安全報(bào)警系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：IAP15F2K61S2，LED智能照明，節(jié)能，引導(dǎo)，車(chē)位提示Abstract This work underground parking lot LED intelligent lighting control system, applied t

4、o on STC company IAP15F2K61S2 single-chip microcomputer control, human body infrared sensor, infrared intelligent detection module, such as the pipe automatic intermittent lighting, controlled lighting, lighting the realization of the three state of intelligent detection, fully embodies the energy-s

5、aving lighting concept. , on the other hand, the underground parking lot available for into the ground vehicle navigation lighting system, using LED light guide vehicles into empty Spaces, and real-time display LCD12864 parking space occupancy, save owners to find parking Spaces, with security alarm

6、 system at the same time.Key Words: IAP15F2K61S2，LED intelligent lighting，Energy saving，guide，Parking tips引 言近年來(lái)，我國(guó)各地興建的許多地下停車(chē)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(chēng)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(chēng)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而言， 智能照明系統(tǒng)作為地下停車(chē)場(chǎng)LED照明控制的核心部分，特別適合于

7、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(lái)操作。聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是可從許多點(diǎn)來(lái)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(chē)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，停車(chē)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，必然為開(kāi)發(fā)商帶來(lái)不少的經(jīng)濟(jì)效益,以及改善人們的照明環(huán)境.1. 地下停車(chē)場(chǎng)LED智能照明控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案IAP15單片機(jī)報(bào)警信息車(chē)道照明燈小車(chē)IAP15單片機(jī)（從機(jī)）2.

8、4G接收IAP15單片機(jī)（主機(jī)）2.4G發(fā)送門(mén)口照明燈自動(dòng)調(diào)光車(chē)位數(shù)量車(chē)位照明燈門(mén)口指示燈車(chē)位指示燈LCD12864水位報(bào)警煙霧報(bào)警人體紅外紅外對(duì)管射頻刷卡2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與方案選擇2.1照明燈的選擇方案一：節(jié)能燈，節(jié)能燈利用高頻電子鎮(zhèn)流器將50HZ的市逆變20-50HZ高頻電壓去點(diǎn)燃熒光燈，的亮度、壽命比一般的白熾燈泡優(yōu)越，顯色性也比較高，尤其是在省電上口碑極佳，價(jià)格低，性?xún)r(jià)比高，但不便于控制亮度。方案二：LED燈，LED燈是世界公認(rèn)高節(jié)能燈，LED具有發(fā)光效率高，節(jié)能，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)出的光線沒(méi)有紫外線、紅外線，無(wú)輻射。目前我們國(guó)家正在大力支

9、持LED的發(fā)展。綜上所述，雖然節(jié)能燈性?xún)r(jià)比高，但節(jié)能燈含有有害金屬汞，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，采用PWM信號(hào)控制，通過(guò)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(guò)單片機(jī)輸出到場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，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(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)軟控制?？紤]到電

10、源的成本，可調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)電源價(jià)格較高，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(kāi)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(chē)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(chē)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(chē)遮擋到發(fā)射管與接收管的紅外通路時(shí)，通過(guò)比較器處理后產(chǎn)生高低電平信號(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)用系統(tǒng)的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)。綜合考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定與開(kāi)發(fā)成本，使用紅外對(duì)管較適合。2.4顯示屏的選擇方

11、案一：采用LCD1206為系統(tǒng)顯示屏，它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母，數(shù)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(yè)面不能實(shí)現(xiàn)。方案二：采用LCD12864為系統(tǒng)的顯示屏。帶中文字庫(kù)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(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；另外顯示分辨率為12864,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、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84行1616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

12、的功能頁(yè)面，LCD1206不能滿(mǎn)足要求，而采用方案二，LCD12864為系統(tǒng)顯示屏是最合適的選擇。2.5無(wú)線小車(chē)通信方式選擇方案一：采用藍(lán)牙通信模塊。“藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化終端設(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，從而變得更加迅速高效，為拓寬道路，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(xiě)繁瑣，且成本高，通信距離一般在10米內(nèi)。方案二：采用NRF24L01 2.4G無(wú)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，

13、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)采用2.4G無(wú)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”內(nèi)核-STM32為主控芯片。其具有低功耗，一流的外圍設(shè)計(jì)，IO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(kāi)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)

14、數(shù)據(jù)處理速度要求也不算高，且從程序編寫(xiě)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，高速同步串行通信端口SPI，定時(shí)器，看門(mén)狗，內(nèi)部高精準(zhǔn)時(shí)鐘，內(nèi)部高可靠復(fù)位電路，大容量ARAM，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STC公司的IAP15F

15、-2K61S2單片機(jī)為主控芯片。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(kāi)關(guān)，單片機(jī)控制場(chǎng)效應(yīng)管的柵極（G）,LED陽(yáng)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(guò)改變柵極的通斷來(lái)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(guò)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）3.3.LED照明燈低功耗與正常狀態(tài)切換電路設(shè)計(jì)在場(chǎng)效

16、應(yīng)管的柵極由單片機(jī)輸出PWM信號(hào)，低功耗是輸出占空比的為10%，正常狀態(tài)時(shí)輸出的占空比為98%，實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。3.4射頻感應(yīng)電路設(shè)計(jì)采用MF RC522 13.56MHz 非接觸式通信中高集成度讀寫(xiě)卡系列芯片制作的射頻電路。（如下圖示）3.5紅外對(duì)管電路設(shè)計(jì)有人有車(chē)遮擋到發(fā)射管與接收管的紅外通路時(shí)，通過(guò)比較器（LM339）處理后產(chǎn)生高低電平信號(hào)變化使單片機(jī)識(shí)別。如下圖示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（100ppm-10000ppm）、丁烷（300ppm-5000ppm）、甲烷（5000ppm-20000ppm）

17、、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(lái)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(guò)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(wú)線小車(chē)控制流程圖小車(chē)開(kāi)動(dòng)2.4G 2接收2.4G 1發(fā)送遙控器從機(jī)主機(jī)開(kāi)始5. 地下停車(chē)場(chǎng)LED智能照明控制的開(kāi)發(fā)特色與創(chuàng)新之處 1.停車(chē)場(chǎng)照明器采用LED燈； 2.LED照明燈能實(shí)現(xiàn)間歇，有人有車(chē)時(shí)工作，無(wú)人無(wú)車(chē)時(shí)進(jìn)入低功耗狀態(tài)； 3.停車(chē)場(chǎng)內(nèi)有引導(dǎo)停車(chē)功能，輔助