基于光電傳感器的路燈控制系統(tǒng)

1、光電測(cè)試課程設(shè)計(jì)基于光電傳感器的路燈控制系統(tǒng)姓名：陳楊林，陳志文，梁明峰，徐木海班級(jí)：06電科1班學(xué)號(hào)：200630570102200630570103200630570113200630570127指導(dǎo)老師：代秋芳、劉江、羅霞日期：2009.12.152009.12.25論文提交日期2009年12月25日論文答辯日期2009年12月25日華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院隨著城市市政建設(shè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的路燈控制與維護(hù)手段已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)城市現(xiàn)代化發(fā)展的速度。城市市政建設(shè)日新月異，寬闊的街道，各種各樣的路燈給城市帶來(lái)了光明的同時(shí)也增添了城市的夜間魅力。但是由于道路，路燈眾多，傳統(tǒng)的人工管理模式已經(jīng)和快速，現(xiàn)代化

2、的城市建設(shè)不相適應(yīng)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)集控技術(shù)的發(fā)展的城市市政管理帶來(lái)了福音。城市路燈控制系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用于城市市政建設(shè)中有效且必然的產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)了城市路燈系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)集中控制、監(jiān)測(cè)與管理。本文將介紹用小器件模擬現(xiàn)實(shí)物品，如用LED模擬路燈，設(shè)計(jì)個(gè)簡(jiǎn)單的基于光電傳感器的路燈控制系統(tǒng)，闡述系統(tǒng)控制思想，介紹各單元模塊設(shè)計(jì)思想。關(guān)鍵詞：光控路燈控制單片機(jī)1系統(tǒng)方案選擇41.1 方案論證與比較41.1.1 光控電路41.1.2 單片機(jī)控制電路51.1.3 其他因素51.2 系統(tǒng)總體電路圖62電路分析6光控電路6主控電路7路燈電路7顯小電路8工作流程圖83討論及進(jìn)一步研究建議94課程設(shè)計(jì)心得9參考文獻(xiàn)1

3、0Abstract11附錄源程序121系統(tǒng)萬(wàn)案論證設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)制作一個(gè)有一個(gè)光控裝置，一個(gè)終端控制和路燈組成的基于光電傳感的路燈控制系統(tǒng)，其中能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)時(shí)間和光強(qiáng)信息實(shí)現(xiàn)路燈的智能控制。根據(jù)題目要求系統(tǒng)主要光控電路，單片機(jī)，顯示電路，和路燈驅(qū)動(dòng)電路組成,系統(tǒng)方案如圖所示。光敏電路T*|=>狀態(tài)檢測(cè)電路INTO單RXDRS-495通PBO片TXD信接口PB2PB1機(jī)PB4=>繼電器驅(qū)動(dòng)電路圖1方案一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖光控電路顯示電路圖2方案二系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖方案論證與比較光控電路方案一，其電路原理如圖所示74LSM圖3方案一光控電路該電路使用光敏電阻R住口電阻Rffl成一個(gè)分壓電路，741s0

4、4整形放大，輸出極性相反的信號(hào)。方案二，其電路原理如圖所示。圖4方案二光控電路該電路使用光敏電阻和R組成一個(gè)分壓電路，沒(méi)有經(jīng)過(guò)整形輸出信號(hào)至p0.41.1.2單片機(jī)控制電路方案一，單片機(jī)采用了ATmega8。ATmega是AVR1檔單片機(jī)成員之一，片內(nèi)帶有86節(jié)的Flash存儲(chǔ)器，功耗小，其中完成路燈工作狀念的判斷、路燈點(diǎn)亮?xí)r間的定時(shí)和控制繼電器工作。方案二，單片機(jī)采用了c8051f300.c8051f300是非常高端的一種51單片機(jī)，運(yùn)算速度快，通用性高，其中完成路燈點(diǎn)亮?xí)r間的定時(shí)、根據(jù)光強(qiáng)控制輸出.1.1.3其他因素方案一，具有主機(jī)控制和路燈狀態(tài)檢測(cè)功能，并可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多級(jí)網(wǎng)絡(luò)控制。方案二

5、，采用了液晶顯示，并且編程簡(jiǎn)便，還有可實(shí)現(xiàn)多級(jí)光強(qiáng)判斷。綜合上述，考慮到電路結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)便性，設(shè)計(jì)的可行性，產(chǎn)品的綜合性價(jià)比和進(jìn)一步擴(kuò)展性等因素，我們決定選擇方案二。2.2系統(tǒng)總體電路圖nLCD12864圖5系統(tǒng)總體電路原理圖2電路分析光控電路圖6光控電路圖該模塊電路主要完成對(duì)環(huán)境光線的檢測(cè).通過(guò)光敏電阻將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)化成電壓。白天光線強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值遠(yuǎn)小于R,此時(shí)輸入P0.4為低電平。當(dāng)晚上光線弱時(shí)，則光敏電阻阻值遠(yuǎn)大于R,此時(shí)輸入P0.4為高電平，單片機(jī)接受到高電平，就能夠控制燈點(diǎn)亮。主控電路cS051fi30FCC匚Z-lPO.CjLj£»34E564781516c805

6、1f330圖7主控電路圖主控制器，即單片機(jī)C8051F300B據(jù)P0.4的輸入經(jīng)芯片內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換，獲得光照強(qiáng)度，編程PWF®制P0.0的輸出，以控制LED燈的亮滅并實(shí)現(xiàn)燈的亮度可調(diào)，當(dāng)P0.4輸入低電平，P0.0輸出高電平，當(dāng)P0.4輸入高電平，P0.0輸出低電平。另外，定時(shí)程序也控制P0.0的輸出，當(dāng)?shù)竭_(dá)某時(shí)刻，P0.0輸出低電平或高電平以控制LED的亮滅。2.3路燈部分，當(dāng)單片機(jī)P0.0輸出高電平，LED燈滅，當(dāng)P0.0輸出低電平時(shí),LED燈亮。因P0.0輸出的低電平為PW棉制，電壓可變，以至LED燈亮度可調(diào)顯示電路圖9顯示電路圖LCD12864用以顯示有光和無(wú)光。光控路燈亮度情

7、況，定時(shí)情況。工作流程圖圖10程序工作流程圖3討論及進(jìn)一步研究建議且定時(shí)是本控制系統(tǒng)研究的只是利用單片機(jī)根據(jù)光強(qiáng)和時(shí)間控制燈的開(kāi)關(guān)，預(yù)先編寫程序時(shí)就設(shè)置好的，要想改動(dòng)設(shè)的時(shí)間就得修改程序重新燒錄進(jìn)單片機(jī)，因此可用外界鍵盤加以改進(jìn)，使之能夠用鍵盤輸入，免去重新燒寫。另外還可加設(shè)噪聲傳感器路實(shí)時(shí)檢測(cè)路面交通噪聲信號(hào)大小，并將其轉(zhuǎn)變成模擬電信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU通過(guò)模糊控制算法實(shí)時(shí)處理人車流量信息，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)燈光強(qiáng)弱，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。為了更好更準(zhǔn)確地更有效控制路燈，可加設(shè)燈電路狀態(tài)檢測(cè)電路，檢測(cè)路燈狀況，監(jiān)測(cè)路燈工作狀態(tài)及好壞，通過(guò)LCD顯示。這樣的一個(gè)系統(tǒng)比較好地實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互，方便管理和維護(hù)

8、路燈。大體結(jié)構(gòu)圖如下：圖11進(jìn)一步研究的系統(tǒng)框圖4課程設(shè)計(jì)心得本次課程設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)基本要求還是比較地簡(jiǎn)單的，但要實(shí)現(xiàn)一些外擴(kuò)展功能，如檢測(cè)燈的好壞，還是挺困難，挺耗費(fèi)成本，在課程設(shè)計(jì)限制的時(shí)間內(nèi)，我們略顯力不從心，因此，外擴(kuò)展功能就沒(méi)怎么去實(shí)現(xiàn)。我們明白，課程設(shè)計(jì)的目的并不在于設(shè)計(jì)一個(gè)真正的完善的路燈控制系統(tǒng)，而是通過(guò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，學(xué)習(xí)和學(xué)會(huì)一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程與方法。參考文獻(xiàn)1李鐵楠.城市道路照明設(shè)計(jì).光源與照明.2006(2):116-1172楊本文，鄭旭東.城市路燈照明節(jié)能方案及運(yùn)行管理.湖北電力,2006(8):61-623秦榮茂.淺談城市路燈的控制技術(shù).電氣知識(shí)，2004(3):26A

9、bstractWiththecitymunicipalbuilding,thetraditionalmeansofcontrolandmaintenanceofstreetlightshavenotadapttothespeedofdevelopmentofurbanmodernization.Citymunicipalbuildingwitheachpassingday,thewidestreets,avarietyoflightstothecitytobringabrightandalsoaddedtothecity'snight-timecharm.However,duetoro

10、ads,streetnumber,thetraditionalmanualmanagementmodehasbeen,andfast,incompatiblewithmodernurbanconstruction.Setofmoderncomputercontroltechnologydevelopmenthasbroughtthegospelofurbanadministration.Citystreetlightcontrolsystemisusedinmoderncomputertechnologyeffectivelyinurbanmunicipalconstructionandine

11、vitableby-producttoachievethecity'sstreetlightsystem,centralizedcontrolofacomputer,monitoringandmanagement.Thisarticledescribesasmalldevicesimulationwiththerealitems,suchasstreetlampswithLEDsimulation,designasimplestreet-basedphotoelectricsensorcontrolsystem,describedthesystemofthoughtcontrol,in

12、troducingeachunitmoduledesign.Keywords:light-operatedroadlightingcontrolMCU源程序#include"main.h"#include"delay.h"#include"Icd.h"externvoidInit_Device(void);sbitled0=P0A3;sbitbb=P0A2;/晚上控制intl=1;voidpwm(unsignedchari)(if(i<150)/光強(qiáng)強(qiáng)度：1檔(PCA0CPM0=0x00;PutStr(1,0,"光強(qiáng):

13、5檔)if(i>=150)(PCA0CPM0=0x42;if(i>=150&&i<170)(PCA0CPH0=255;PutStr(1,0,"光強(qiáng):4檔)if(i>=170&&i<200)(PCA0CPH0=240;PutStr(1,0,"光強(qiáng):3檔)if(i>=200&&i<215)(PCA0CPH0=200;PutStr(1,0,"光強(qiáng):2檔)if(i>=220)(PCA0CPH0=0;PutStr(1,0,"光強(qiáng):1檔)voidmain()(unsign

14、edchari;Init_Device();delay(1000);delay(1000);delay(1000);delay(1000);delay(1000);delay(1000);delay(1000);delay(1000);delay(1000);LcmInit();delay(1000);TL0=(65536-50000)/256;TH0=(65536-50000)%256;/PCA0CPH0=255;loop2:while(1)/白天控制(PutStr(0,0,"此時(shí)時(shí)間：白天");AD0BUSY=1;while(!AD0INT);AD0INT=0;i=AD

15、C0H;pwm(i);if(bb=0)/晚上控制(LcmClearTXT();PutStr(0,0,"此時(shí)時(shí)間：晚上");while(1)(AD0BUSY=1;while(!AD0INT);AD0INT=0;i=ADC0H;if(i<200)(PCA0CPM0=0x00;PutStr(1,0,"晚上有光，神了！");)elseif(i>200)(PCA0CPM0=0x42;PCA0CPH0=0;PutStr(1,0,"晚上無(wú)光，開(kāi)燈！");PutStr(2,0,"定時(shí)開(kāi)關(guān)：8秒)TR0=1;l=1;while(l

16、);gotoloop2;voidtime0()interrupt1(staticunsignedinta;TL0=(65536-50000)/256;TH0=(65536-50000)%256;a+;if(a=50)(PutStr(2,0,"定時(shí)開(kāi)關(guān)：7秒)if(a=100)(PutStr(2,0,"定時(shí)開(kāi)關(guān)：6秒)if(a=150)(PutStr(2,0,"定時(shí)開(kāi)關(guān)：5秒)if(a=200)(PutStr(2,0,"定時(shí)開(kāi)關(guān):4秒)if(a=250)(PutStr(2,0,"定時(shí)開(kāi)關(guān)：3秒)if(a=300)PutStr(2,0,"定時(shí)開(kāi)關(guān)：2秒)if(a=350)(PutStr(2,0,"定時(shí)開(kāi)關(guān):1秒)if(a=400)(PutStr(2,0,"定時(shí)開(kāi)關(guān)：0秒)if(a=400)(a=0;TR0=0;led0=1;l=0;PutStr(3,0,"同志們！天亮了");delay(50000);delay(50000);delay(50000);delay(50000);