路燈控制器開(kāi)題報(bào)告

1、本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告題 目 路燈控制器 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 101 所在院(系) 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 2014 年 3 月 日題 目路燈控制器一、選題的目的及研究意義目前，路燈系統(tǒng)一般采用鈉燈、水銀燈、金鹵燈等燈具。這類燈具有發(fā)光效率高、光色好、安裝簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用，但同時(shí)也存在著諸如：功率因子低、對(duì)電壓要求嚴(yán)格、耗電量大等缺點(diǎn)。這不僅造成了能源浪費(fèi)，還大大影響了設(shè)備和燈具的使用壽命。而且，我國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)的路燈關(guān)開(kāi)燈都是采用人工控制或者定時(shí)控制，這樣也有許多不利之處：若采用人工控制，則路燈開(kāi)關(guān)存在著一定的不確定性，同時(shí)也占用了一定的人力資源；定時(shí)控制則

2、存在著夏冬季白黑晝時(shí)間不同的情況，使得天還沒(méi)黑路燈就開(kāi)，天還沒(méi)亮路燈就滅的情況，大大影響了人們的日常出生活。本設(shè)計(jì)通過(guò)使用AT89C51單片機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行智能控制，檢錯(cuò)。使系統(tǒng)達(dá)到自動(dòng)啟停及及時(shí)響應(yīng)。由于單片機(jī)具有集成度高，處理能力強(qiáng),可靠性高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，因此在路燈照明工程中被廣泛應(yīng)用。本課題研究基于單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)可針對(duì)我國(guó)在城市照明上所存在的巨大的能源消耗開(kāi)發(fā)出的新型節(jié)能控制系統(tǒng)。它可作為集自動(dòng)啟停、智能糾錯(cuò)、只能報(bào)警于一體的路燈控制裝置。自動(dòng)檢測(cè)光線強(qiáng)度，在光線較弱會(huì)影響到駕駛員判斷時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)路燈進(jìn)行照明，當(dāng)光線漸強(qiáng)，視線良好時(shí)切斷電源關(guān)閉照明；同時(shí)，還可對(duì)路

3、燈本身的故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)開(kāi)啟了照明路燈卻沒(méi)有點(diǎn)亮?xí)r能給出報(bào)警信號(hào)。二、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等近年來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，各種路燈控制器被不斷的研究出來(lái)。其中，美國(guó)和日本主要集中在研究緊湊型熒光燈和鎮(zhèn)流器熒光燈兩個(gè)方面。而我國(guó)目前的市場(chǎng)上有多種路燈節(jié)能控制產(chǎn)品， 能達(dá)到一定 的節(jié)能效果，但就功能和效果上還不能盡如人意，主要有以下幾種情況：第一種，采用 自耦變壓器及磁飽和電抗器的降壓技術(shù)。其不足是由于反應(yīng)速度較慢，用電高峰時(shí)電壓降到非穩(wěn)定區(qū)容易造成燈光閃滅，不能自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)如果電壓突然軟方法升高，則會(huì)對(duì)燈具造成損壞，相對(duì)來(lái)說(shuō)穩(wěn)壓效果較差；第二種是采用電子器

4、件構(gòu)成的可控硅式設(shè)備。而為了更好的達(dá)到控 制的目的，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外都開(kāi)始采用智能控制方式，如光控、聲反反復(fù)復(fù)控、時(shí)控等，國(guó)外甚至開(kāi)始采用太陽(yáng)能供能光控方式來(lái)控制路燈，基本可以達(dá)到完全自給自足的效果。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各個(gè)城市的道路交通明顯得到了改善，道路照明質(zhì)量要求也越來(lái)越高，路燈照明設(shè)施規(guī)模越來(lái)越大，數(shù)量也越來(lái)越多，這對(duì)改善各地區(qū)的投資環(huán)境,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，方便群眾生活、美化城市起了很大作用，但伴隨而來(lái)的是能耗大幅度提高，特別是近年來(lái)能源價(jià)格不斷大幅度提升，電價(jià)上漲的呼聲也越來(lái)越高，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)下煤、電聯(lián)動(dòng)是遲早的事情，城市照明的電能耗費(fèi)逐漸成為各地政府部門(mén)的一大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；國(guó)內(nèi)絕大部

5、分的城市和地區(qū)幾乎都采用路燈隔盞關(guān)燈的省錢(qián)方法，其中的弊病不言而喻不僅導(dǎo)致了路面照度分布不均，給治安及交通安全埋下了隱患，而且不能避免后半夜電網(wǎng)電壓的升高（供電電壓因用電負(fù)荷減少而升高15%左右）而導(dǎo)致設(shè)備過(guò)度發(fā)熱，既縮短了燈源壽命，又增加了維護(hù)費(fèi)用，因此不能稱做是真正意義上的節(jié)能。同時(shí)目前國(guó)內(nèi)大部分城市的道路照明管理系統(tǒng)直至現(xiàn)在仍在沿用簡(jiǎn)單的光控、鐘控等傳統(tǒng)控制方式。這些系統(tǒng)普遍存在著難以反饋路燈運(yùn)行狀態(tài)信息、難以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制等局限，基本沒(méi)有節(jié)電效果，并且采用傳統(tǒng)的人工巡檢，不僅使路燈管理部門(mén)的任務(wù)繁重，也增加了運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用。為了緩解我國(guó)能源緊張、減輕各地財(cái)政壓力很有必要采用一種方便、經(jīng)濟(jì)

6、的路燈節(jié)電器來(lái)解決以上問(wèn)題。綜上所述，未來(lái)的智能路燈控制必將向著更安全、更環(huán)保、更節(jié)能、更高效率的方向發(fā)展。三、對(duì)本課題將要解決的主要問(wèn)題及解決問(wèn)題的思路與方法、擬采用的研究方法（技術(shù)路線）或設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）方案進(jìn)行說(shuō)明一、思路與方法：采用AT89S51單片機(jī)作為控制器核心，通過(guò)使用光敏電阻GL5528和模數(shù)轉(zhuǎn)換的方式，提供給單片機(jī)光線的數(shù)字傳感信號(hào)來(lái)測(cè)環(huán)境明暗程度。由單片機(jī)對(duì)采集到的環(huán)境明暗程度信號(hào)進(jìn)行判斷并處理，然后通過(guò)繼電器等相關(guān)的執(zhí)行元件來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)燈關(guān)燈。采用LM324芯片，他是內(nèi)部集成了4個(gè)運(yùn)算放大器的芯片，可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本課題擬選用簡(jiǎn)單的繼電器開(kāi)關(guān)電路。其工作原理是：光照下降到設(shè)置值

7、時(shí)由于光敏電阻阻值上升激發(fā)導(dǎo)通，激勵(lì)電流使繼電器工作，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外電路的控制。二、基本方案的確定：器件分析選擇硬件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)整體綜合仿真設(shè)計(jì)調(diào)試三、設(shè)計(jì)方案通過(guò)光敏電阻采集輸入電壓信號(hào)，電壓比較器轉(zhuǎn)換后輸入控制器，當(dāng)外界光信號(hào)的強(qiáng)度低于規(guī)定閾值時(shí)，通過(guò)軟啟動(dòng)開(kāi)啟路燈。當(dāng)光信號(hào)強(qiáng)度高于一定數(shù)值時(shí)，通過(guò)軟啟動(dòng)關(guān)閉路燈，并將采集輸入電壓信號(hào)，與已設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比較，達(dá)到控制路燈的目的。再通過(guò)軟件判斷當(dāng)開(kāi)啟了照明路燈卻沒(méi)有點(diǎn)亮（光敏電阻 GL5528采集回的電壓值低，和前一個(gè)為同一光敏電阻）時(shí)能給出報(bào)警信號(hào)。繼電器采用JWD-171-25。硬件系統(tǒng)框圖：光采集模塊電壓比

8、較器模塊復(fù)位電路晶振電路繼電器控件報(bào)警模塊AT89C51AT89C51軟件流程圖：是否開(kāi)始是否低于規(guī)定光強(qiáng)初始化燈開(kāi)燈滅是否低于規(guī)定光強(qiáng)報(bào)警結(jié)束四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻(xiàn)資料的簡(jiǎn)要說(shuō)明1 華成英模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 2 閻 石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第5版 3 李建忠單片機(jī)原理及應(yīng)用（第2版）西安電子科技大學(xué)出版社 2008-02-014 馮 英 秦 斌輕松學(xué)繼電器與可編程控制器 科學(xué)出版社 2009-11-15 高彥波，李 巖，畢曉燕PC與單片機(jī)之間的遠(yuǎn)距離并行通訊卡 電站設(shè)備自動(dòng)化 20016 王福瑞單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全 北京航空航天大學(xué)出版社 1998.7 何立民單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 北京航空

9、航天大學(xué)出版社 1993.8 潘新民單片微型計(jì)算機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 人民郵電出版社 19929 陳忠平ATmega16單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)經(jīng)典實(shí)例 電子工業(yè)出版社 201110陳忠平基于Proteus的AVR單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與仿真 電子工業(yè)出版社 201111郁有文傳感器原理及工程應(yīng)用（第三版）西安電子科技大學(xué)出版社 2008-7-112譚浩強(qiáng)C程序設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社 2010-6-113 GSM Based Smart Street Light Monitoring and Control System Omkar Natu Department of Computer Science, 14程樹(shù)英, 連永圣 Design of a New Solar LED Lamp Controller Based on ZigBee United States 2012March五、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程安排3月3日4月4日：查閱資料及方案論證4月7日-5月9日：編寫(xiě)軟件、