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基于单片机的LED智能路灯控制系统设计方案

导读: 本控制系统以STC89C58RD单片机为控制器,主要由恒流源电路、时钟定时电路、显示电路、光敏感应电路、红外接收电路、声光报警电路等组成。

  0 引言

  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单片机作为主导控制芯片,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。系统结构框图如图l所示。

 

图1系统结构框图

  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(见图2),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。

 

图2 光敏电路

  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(见图3),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。

 

图3 红外发射传感器

 

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