光控路灯系统设计
基于89C51单片机的光控路灯设计
基于89C51单片机的光控路灯设计任务：基于单片机条件下，设计一光控路灯模型。
要求：1、光照条件充足时，路灯保持熄灭状态，光照不足时，路灯自动开启照明。
2、使用器材：光敏电阻、模数转换器、单片机等。
3、电路简洁，制作原理图并要求仿真。
设计方案：方案一方案二说明：因为本课程设计的要求用单片机来实现光控路灯的设计，所以采用方案二，总体设计分为两个模块：主控模块和被控模块。
主模块与被控模块之间通过单片机进行连接。
摘要：近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。
路灯控制方式很多，本系统采用MSC-51系列单片机89C51和相关的光电检测设备来设计智能光控路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过89C51芯片的P1口控制路灯开关功能。
随着社会文明的不断发展，城市照明不仅局限于街道的照明，而且发展成了城市景观等装饰性照明的综合市政工程，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要求不断提高，利用51系列单片机可编程控制八位逻辑I、O端口实现路灯开关控制的智能化，达到节能、自动控制的目的。
避免传统电路对能源的浪费，路灯的自动控制更方便管理，本系统实用性强，操作简单。
本文首先介绍了单片机及嵌入式系统的基本概念、特点和应用。
描述了多功能基于51单片机的光控路灯的设计过程。
详细说明了以51单片机为核心的软、硬件的研制过程和方法。
利用proteus软件设计了电路原理图。
完成光控路灯的设计。
一、引言：随着社会经济的发展，城市照明设施的功能从单纯的以照明为主转变为实现美化环境、改善形象、活跃夜市经济的目的。
对城市灯饰的管理与控制迫切需要一种科学、合理、高效的方法。
因此，提供一种有效而合理的控制与管理的方法，对城市路灯与饰灯的运行状态进行智能监控显得极为重要。
声光控路灯控制系统设计资料
声光控路灯控制系统设计资料
一、概述
声光控制路灯控制系统是一种利用声音及光线信号控制路灯开关的系统，可根据室外
光照度，检测和处理外界信号，并实现路灯的联动控制。
它具有低功耗、稳定可靠、安全
可靠等优点，以及易安装、维护方便等特点，可满足各种环境的需求。
二、系统组成
声光控制路灯控制系统一般由光照度传感器、声控传感器、路灯电源控制模块三部分
组成。
1、光照度传感器：是一种传感器，它可以检测并测量室外的光照度，并将信息发送
给路灯控制模块。
3、路灯电源控制模块：用来检测外界的光照度和声音信号，处理信号并控制路灯开关，依据接收到的信号来控制路灯的开启和关闭。
三、系统原理
声光控制路灯控制系统对外部声音和光线信号进行检测和处理，根据设定的参数，自
主决策路灯是否开启，以及调整路灯亮度。
系统根据室外环境中太阳低于、高于以及等于
某一设定值的时候，调整路灯亮度。
当人们进入检测路灯设置的区域以后，声控传感器获取到的多个声波信号会被变换成
电信号，传送给路灯控制器，接收信号的路灯控制器会响应此声音信号，控制路灯的亮度。
时控及光控的校园LED节能路灯设计
• 150•目前大学校园里使用的路灯存在不少的缺点：第一，功耗高，许多学校的路灯不是节能灯。
第二，更为重要的现实问题是使用时的能源浪费问题，即在进入傍晚或黎明时，外界自然光亮度尚可，而一般校园路灯没有相应的控制手段，使路灯处于较弱的亮度来节省能源；而在午夜至黎明的这段时间校道上基本无人，路灯的持续照明则会造成能源的不必要浪费，而直接断电则有人经过而路灯却不亮会造成行人不便。
因此，根据学校路灯实际使用情况，即：傍晚和黎明时分有自然光的补充，路灯无需充分点亮，午夜至黎明人流稀少，路灯无需时刻保持点亮状态，设计一种依据时间需求和自然光辐射、人体红外光辐射的双重控制路灯是符合校园路灯实际使用和节能需求的。
1 系统设计目标与要求本设计的目标是根据校园路灯实际使用的情况，采用在照明时间上进行控制、及光电传感器对人体红外光、自然背景光的感应，设计出一种具有高节能且能够实现高品质照明的时控及光控双重控制模式的校园智能LED 节能路灯，将实现：①在傍晚或黎明时依据自然光的明暗来控制路灯相应的亮度；②从午夜12点至凌晨6点熄灭路灯，该时间段内若有人经过则自动短时间亮起路灯以进行照明的功能。
2 系统结构设计本设计将采用单片机作为主控芯片，外界光信息的采集用红外热释电传感器、硅光电池等来实现，用ADC 进行模数转换，采用时钟芯片来提供时间参考，用以照明的LED 灯的亮度控制电路采用PWM 调制，采用光敏电阻进行开关电路的搭建。
智能路灯控制系统的原理设计总方案如图1所示。
图1 智能路灯控制系统的原理框图3 硬件设计3.1 主控芯片由于STC89C52RC 单片机具有价格低、使用方便、资料多、可在线下载等诸多优点，本设计选用其作为主控芯片，该芯片是一种高性能低功耗的CMOS 结构8位微CPU ，其具有8K 字节容量的可编程Flash 存储器，512字节随机存储，32位信号输入输出线，虽然STC89C52RC 单片机仍然使用MCS-51内核，但其做了很多的改进。
声光控路灯控制系统设计
声光控路灯控制系统设计一、系统原理声光控路灯控制系统的原理是通过声音传感器和光照传感器感知环境中的声音和光线强度，并据此自动调节路灯的亮度。
当环境中的声音超过一定阈值时，系统会判断有人经过，此时会将路灯的亮度调高，以提供良好的照明效果；当环境中的光线强度低于一定阈值时，系统也会自动调节路灯的亮度，以确保夜间驾车和行人的安全。
二、硬件设计1.声音传感器：用于检测环境中的声音强度，并将声音信号转换成电信号，传递给微控制器进行处理。
2.光照传感器：用于感知环境中的光线强度，并将光照信号转换成电信号，传递给微控制器进行处理。
3. 微控制器：负责接收声音传感器和光照传感器的信号，并通过判断和计算确定路灯的亮度控制信号。
常用的微控制器可选择Arduino、Raspberry Pi等。
4.继电器：用于控制路灯的电源开关，根据微控制器的输出信号来控制路灯的亮灭和亮度。
三、软件设计1.信号处理算法：将声音传感器和光照传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，然后进行滤波和功率计算等处理，以得到准确的环境声音和光照的数值。
2.控制逻辑：根据声音和光照信号的数值，采用一定的算法进行判断和计算，得出路灯的亮度控制信号。
例如，当声音超过阈值时，亮度调高；当光照低于阈值时，亮度调高。
此外，还可以根据具体需求设计其他的控制策略，如定时开关、手动控制等。
软件设计中还需考虑异常情况处理和系统稳定性等问题，如在传感器故障时应有相应的错误处理机制；在电源不足或其他外界干扰情况下，系统应能正常工作或提供相应的保护。
综上所述，声光控路灯控制系统设计应包括系统原理、硬件设计和软件设计三个方面。
通过合理的设计，可以实现智能路灯的节能控制，提高路灯的能源利用效率。
路灯控制系统技术方案
路灯控制系统技术方案一、概述1.项目需求 -------------------------------------------- 22.项目意义 -------------------------------------------- 2二、总体设计方案1.设计原则 -------------------------------------------- 32.结构框图 -------------------------------------------- 53.主要功能概述 ---------------------------------------- 5三、系统详细设计1.系统简介 -------------------------------------------- 62.计算机信息管理系统 ---------------------------------- 73.远程控制系统 --------------------------------------- 11四、成功工程案例--------------------------------------15一、概述1、项目需求当前我国城市照明;特别是路灯照明;主要有以下特点：照明消耗的电能约占电力生产总量的10％～20％;而城市公共照明则在照明耗电中占30％；近几年随着让城市亮起来的口号的提出;全国路灯的数量仍在迅猛地增长；路灯照明多为低效照明为主;电能利用率还不到65% ；绝大部分地区仍然使用非常落后的控制方式..目前路灯控制采取光控、定时及人工开关的方式;已不能满足特殊天气条件下开关灯及节能要求;因此需要利用计算机自动管理技术和远程通讯技术;对城市照明实现自动化、智能化科学管理;达到路灯管理水平与现代城区相适应;提高路灯管理效益;做到合理照明;美化照明;安全照明;降低运营和维护成本..2、项目意义系统改造采用先进的GPRS无线通讯网络、计算机信息管理及单灯控制模块等组成的分布式无线“三遥”遥测、遥控、遥信系统..该系统可以对全市范围内的路灯进行遥控开关、遥信状态、遥测电流、电压、用电功率;还可以根据对所测数据的分析来判断路灯配电设备运行有无故障;对路灯亮灯率估算和计算;对线路缺相、回路接地、白天亮灯、夜晚熄灯、大面积灭灯等异常情况进行报警处理;并能通过短信及时通知给相关管理人员..系统改造有着以下重大意义：增强应急能力：系统具有定时控制和人工控制等多种控制方式;能随时调整灯光的开/关灯时间;在遭遇极端特殊的天气情况时能通过人工控制进行应急开关灯调度..提高城市形象：系统具有设备状态巡检和故障自动报警功能..当配电设备发生故障时;调度人员可以在数秒钟内及时了解故障发生的地点和具体情况;并及时排除工作人员进行修复..这样可以极大地减少对照明管理部门的投诉;从而进一步提高管理部门的形象..节约电能支出：系统对开关灯状态有可检查性;能有效避免白天亮灯的情况出现..控制设备能依据一年四季的季节变化情况预置合理的开关灯时间方案;在满足对城市照明的需求时;有效地减少开灯时间;从而节约了大量的电能..降低运维成本：系统将“巡灯查找故障”改为“值班等待报警”;减少了“巡灯”人员数量和巡检车辆损耗;降低了维护成本..通过减少开灯时间;能有效延长灯具的使用寿命;可有效降低运行成本;进一步提高了经济效益..实现科学管理：系统能将采集到的数据自动进行存储、统计;能随时进行查询和生成各种统计报表;为管理人员提供详实地决策依据..二、总体设计方案1、设计原则本控制系统在设计过程中认真贯彻中央关于国务院办公厅关于深入开展全民节能行动的通知要求;以科技、节能、环保和低费用为设计理念;促进节能环保社会的建设与发展..1实用性原则从目前城市路灯的具体情况出发;制定符合实际且技术先进的控制系统;本系统的设计目标是利用计算机自动管理技术和远程通讯技术;对城市照明实现自动化、智能化科学管理;达到路灯管理水平与现代新城区相适应;提高路灯管理效益;做到合理照明;美化照明;安全照明;降低运营和维护成本..2可靠性原则系统的高可靠性是十分重要的..首先是硬件系统的可靠性;其次是软件系统具有较高的可靠性..系统的平均无故障时间MTBF： 15年模件的平均无故障时间MTBF： 15年系统可利用率MTBF/MTBF+MTTR：大于99.99%;3安全性原则选用的单灯控制模块在运行过程中具备完善的故障检测、诊断功能..上位机软件具有完善的报警显示、故障处理及操作报警等功能..具有良好的安全运行性能..4先进性原则系统设计应把握先进稳定的传感器技术、最新电子控制技术、计算机技术、网络和通信技术的发展方向;采用先进的体系结构；尽量选用同行业内先进成熟的技术和设备;选用先进的软硬件平台;营造高起点的系统开发与应用环境;系统具有先进的体系结构、控制算法、通讯功能和网络功能;既具有控制功能;还具有完善的信息处理和管理功能;使其具备全集成自动化的控制模式;在国内处于领先水平..5灵活性原则控制站通过MODBUS-RTU现场总线或ZigBee无线传感网络使现场路灯信号与自动化系统相连;它可以集中装在室内或分散装在控制现场;使系统配置具有极大的灵活性;并且具有灵活的软件组态功能;能够灵活的进行控制算法的修改;很方便的完成控制参数的修改..6扩展性原则系统具有开放式的模块化体系结构和软件系统;易于系统的扩展及与管理信息系统的互联..系统具有开放性;在功能;配置;通信接口等方面具有较好的控制能力;系统能随着科学技术的发展而不断平滑升级..7可维护性原则系统具有自诊断功能;对软、硬件系统可以进行故障定位和故障报警;并能进行故障处理记录;故障平均修复时间MTTR为3分钟;并可进行在线维护..2、系统结构图3、主要功能概述系统实现“三遥”功能：遥控、遥测、遥信；可自动巡测、手动巡测和选测可对路灯状态、三相电压、回路电流、有功功率、功率因数及各种直流模拟量采集；采用时控方式进行照明控制;实现预约控制和分时控制..可设置多套时间方案以实现对每一个回路灵活的控制；可预设多种时间控制模式;包括普通模式、按经纬度日出日落开关灯模式、节假日模式、周循环模式、二次开灯模式和超级经纬度开关灯模式；具有设备分组功能;可按路段或按区域对设备进行分组;从而实现分组控制..具有健全的报警处理机制;报警内容包括：白天亮灯、晚上熄灯、配电箱异常开门、电压、电流越限、回路缺相、回路断路和线路停电等故障；当报警发生时;系统可及时地向指定手机用户发送报警信息；支持智能手机通过无线互联网接入系统进行开关灯操作和设备状态查询；自动计算亮灯率;能根据电压、电流、功率因数的变化自动进行亮灯率估算；电子地理信息GIS管理功能;通过电子地图界面可对终端设备进行添加、删除、编辑、参数设置和开关灯操作；具有设备组态功能;通过图形化界面用户可以直观得获得终端设备当前运行状态和参数查询打印功能..根据年、月、日统计数据进行查询;显示的数据均可打印；支持多种组网及通讯方案选择;可支持GPRS无线通信方式、以太网通信方式、光纤通信方式；三、系统详细设计1、系统简介本系统采用了GPRS网络技术和RS485现场总线技术以及ZigBee 无线传感网络技术相结合来实现路灯单灯的联网通讯;提供对路灯灵活智能的管理;结合先进的上位软件;可实现线路上任一线路;任一个路灯的定时开关;强制开关;定时控制的方案可由用户任意编程;最终实现路灯照明系统的智能控制和高效节能..每个单灯实现各项电力参数的检测;故障能自动及时上报;大大方便了路灯系统的管理;节约了维护成本..2、计算机信息管理系统2.1、功能介绍1、地理信息功能：数字网络式监控;通过通讯系统传输;可在地图屏上动态显示全线的任一处路灯控制点及每个路灯和雾灯的工作状态、地理位置公里标;方向及灯柱编号..2、降压启动：通过降压启动降低冲击电流;保护线路;提高光源寿命;降低电能消耗..3、自动/人工调光功能：在正常光通量运行工况下;后半夜通过智能系统的指令;光通量下调30%；也可根据环境需求;在控制中心人工无级调节系统/区域/单灯50-100%光通量..4、定时控制功能：监控中心可按一年日照的长短自动调整路灯的开启时间;以及每天前半夜和后半夜的不同运作状况编程并下载到各路灯段控制点;无特殊情况;各路灯段将按时间表运作..5、即时控制功能：如出现恶劣气候或其他原因;中心可对全线或单一路灯监控点及每个路灯和雾灯实行指令操作；也可在路灯控制点路段控制器对该控制区域路灯/单灯进行开关/控制/调节操作..6、系统也可共享交通工程监控系统的气象信息;预设气象控制参数;在出现恶劣气候如大雾、暴雨雪能见度低时;自动开启/关闭控制区域内的路灯和雾灯;并同时报告给监控中心；7、工况监测：系统每隔10-20分钟对各终端自动检查路灯、雾灯运行的各项电流、电压数据及门控报警信号;当负载发生欠流、停电等异常情况时可发出报警声光提示值班人员注意;以便及时采取相应措施..8、系统异常和故障报警：当出现电源故障/通讯故障/线路故障/单灯控制器故障/灯泡故障时;能自动报警并作相应记录：控制装置具有再启辉功能;在故障排除后;经自动程序指令再次点亮灯具..9、统计分析与查询功能：智能路段控制器故障统计分析；智能终端控制器故障统计分析；路灯、雾灯使用统计分析..2.2、系统权限系统设有登陆界面和登陆密码;操作人员必须输入相应的操作密码后才能进入主页面;否则系统会给予提示;此设置用于防止未经授权的人员进入系统..2.3、路灯状态查看通过本系统可以对与系统连接的每个路灯的状态进行查看..2.4、路灯数据采集与查询通过智能采集器可以采集路灯供电回路的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能、频率等电力参数;存档到数据库;便于随时查询;为监控中心决策分析系统提供原始数据和信息..2.5、信息数据管理与分析1历史数据统计对于电压、电流、电能等各种电力参数;系统均会在数据库中进行历史存储;以便于管理者追溯查询..2报表管理系统对实时数据进行分类和科学管理;以报表或图表的形式展现给管理者;便于管理者对用电情况进行统计分析..3电能管理系统针对用户的特别需求提供了电能的分析管理功能;除具有精确到天的电能查询功能外;还提供了配电系统月报和年报分析统计功能;便于管理者对中长期用电情况进行统计;加强对用电的人工管理..4事件记录根据用户设置;对配电系统中的重要事件;如报警事件等进行记录并存储..5打印各种参数的历史趋势数据、设备故障报警及参数超限报警等..2.6、数据交互与融合本控制系统不仅实现了路灯状态和数据的实时采集;最大的优势在于对数据的交互、分析与决策处理..由于控制站通过GPRS无线网络实现了数据交互功能;通过对路灯远程状态、数据采集与监测;将所有数据采集到中心监控室进行汇总;与历史数据进行比较分析2.7、数据决策系统数据库可存储能表示路灯运行状态的各类数字化数据;系统以数据库中的中长期历史数据为基础;在电力相关理论和算法的支持下;从宏观和长时期的角度出发;得出控制系统运行中存在的问题;以及为优化系统各项控制参数;给出合理科学的建议;最终将以表格和图型的方式展现在管理者面前..经过运算得出数据报表;并通过系统的自动分析得出各控制站的潜在隐患或系统故障;并以此为根据进行报警并得出决策..维护人员就能及时准确地对潜在隐患或系统故障进行维护;不仅提高了系统的安全性;大幅度的降低了成本;而且为后期的节能系统打下了数据支持平台..2.8、信息共享构造了总配与各分变电站之间的全网无瓶颈的快速响应系统;通过信息交换;实现信息共享;提供常规的变电站所不能提供的功能;减少设备的重复购置;简化设备之间的互连;从整体上提高自动化系统的安全性和经济性;从而提高配电的自动化水平..2.9、增强信号稳定性通过该系统的实施;将原有路灯的I/O模拟和开关量信号传输改为现场总线数字化数据传输;传输速度更高;并避免了外界干扰对传输信号的影响;信号更稳定;从而增强了系统的稳定性和安全性..3、远程控制系统3.1、系统构成3.2、组成部分性能1GPRS：通过GPRS模块构成了智能无线网络;连接控制端与上位机软件;将控制端采集的状态和数据通过无线网远传到中控室上位机数据库;并将上位机下达的各种控制命令下发到指定地址的控制器中;实现各种远程控制功能..2RB-100控制端：控制端通过RS485有线方式或ZigBee无线方式MODBUS-RTU协议采集每个单灯控制模块中路灯的状态和电力运行数据;将这些状态和数据进行分析;整理;计算出相应的输出动作和报警..3单灯控制模块：单灯控制模块控制路灯的状态;并监测路灯运行的电力参数;电压、电流、功率因数等;将这些参数通过RS485或ZigBee 通信方式送到RB-100控制端;同时接收来自控制端的所有控制指令;从而实现远程控制功能..3.3、系统的特点与先进性分析1、地理信息显示功能2、低压启动功能3、定时控制功能4、即时控制功能5、气象联动功能6、雾灯调节功能7、灯具工作状况监测功能8、系统异常和故障报警功能9、统计分析与查询功能10、系统维护与管理功能。
路灯控制系统的设计(毕业设计)
路灯控制系统的设计摘要随着中国经济的快速发展，人类对电力能源的需求日益增大，电力资源日益缺乏。
因此如何节能降耗已成为近几年来人们关注讨论和研究的话题。
本文研究的路灯控制系统是针对我国城市在路灯照明的控制方面产生的巨大能源消耗和浪费而开发出的新的智能型的路灯控制系统。
本文详细介绍了该系统的设计与实现。
本文详细介绍并分析了以单片机芯片AT89S52、时钟芯片DS1302、光敏电阻为主要部件的硬件电路和在以keil 软件为主要编程环境的软件部分。
通过时间控制和环境参数控制相结合的方法去控制路灯。
实现随着光照强度的大小和在一定时间段内路灯都有着的不同表现，午夜路灯间隔开以节省电源，光照很足时路灯全部自动断开不工作等功能。
实验表明，该路灯控制系统是一种智能型控制系统。
电力资源既能够得到合理利用也不会影响人类的交通安全。
随着社会的发展，路灯控制系统会得到更广泛的应用。
关键词：路灯控制、单片机、时钟芯片、光敏电阻AbstractWith China's rapid economic development, human electricity demand growing, the power resource-scarce. Therefore, how energy consumption has become a topic of discussion and research attention.In this paper, the street light control system for street lighting in the Chinese cities control the enormous energy consumption and waste and to develop new intelligent street lights control system.This paper describes the design and implementation of the system.This paper introduced and analyzed in single chip AT89S51, clock chip DS1302, photosensitive resistance as the main components of hardware circuitry and with keil as the main programming environment software.Time control and the environment through the combination of parameter control methods to control the lights. As the light intensity to achieve a certain period of time the size and all have different performance lamps, night lights spaced to save power, light is enough to automatically disconnect when the lights do not work all the functions. Experiments show that the street light control system is an intelligent control system. Power can be both rational utilization of resources will not affect the safety of mankind. With the social development, street lighting control system will be more widely used.Key words: street lighting control, single-chip, clock chips, light resistance目录第一章绪论................................... 错误!未定义书签。
自动光控制路灯电路设计(已实现)
电子线路课程设计题目路灯控制器设计专业班级09物电电信一班学生姓名徐旷怡陈梦达周吉指导教师张丹二O一二年十一月路灯控制器的设计设计说明：安装在公共场所或道路两旁的路灯，通常是随环境的亮和暗而自动的关断和开启或者自身亮度，同时可以对消耗的电功率进行测量。
实验时用1W白光LED （3.3V@300mA）代替路灯，用调光台灯替代环境光线变化。
（LED采用恒流供电，电流变化可以与LED亮度的变化约为线性变化。
）设计要求：基本部分1、自制电路供电的稳压电源；2、LED采用恒流供电。
3、该控制器具有环境亮度检测和控制功能，当处于暗（亮）环境下能够自动开（关）灯，为了演示方便，在现场演示时，当调光台灯（模拟自然光）较暗（较亮）时相当于暗环境（亮环境），此时另一个白光LED（模拟路灯）将被点亮（熄灭），以此实现光控功能。
发挥部分1、设计一个环境光线检测器，其输出电压能随光线近线性变化；2、受控的LED灯能随环境光线的明暗变化调整亮度，使在LED灯光照射范围内的光照强度保持恒定。
一、设计方案为了实现LED灯随环境光线的明暗变化调节亮度，我们使用了光敏三级管3DU33和运算放大器构成的基本电路。
通过光敏三级管得感光特性控制第一级运算放大器的输入电压，然后通过反馈来调节LED灯的明暗变化。
实现该电路的电路原理图如下：图1二、原件清单三、电路原理我们设计的电路原理图可以分为三个组成部分：电压控制电路，运算放大器比较电路和电流负反馈电路。
1、运算放大器比较电路如图2，电压控制电路是根据3DU33的感光特性来控制支路电压值得变化。
当有光照（1000lx）的情况下流过光敏三极管的光电流有10mA，这时电阻R1(1k)就会分得大部分电压，于是支路的电压就很小甚至为零；反过来，当环境光线不充足时，流过光敏三极管的暗电流只有几十微安，这时电阻R1分压就会降低，支路就会获得更大的电压。
通过光敏三极管的特性进行线性分压，从而能很好的控制运算放大器输入电压的变化来调节LED灯。
智能路灯控制系统的设计(本科毕业论文)
本科毕业论文（设计）智能路灯控制系统的设计院系机械与船舶海洋工程学院专业自动化学生班级 2015级1班姓名学号指导教师单位钦州学院机械与船舶海洋工程学院指导教师姓名李四指导教师职称副教授2019 年 2 月智能路灯控制系统的设计摘要在二十一世纪随着现代社会经济的高速发展，各类居民用电和公共用电量都急剧增加。
传统的路灯采用人工开关或者定时开关，这不仅耗费了大量的人力、电力资源，并且用电的不合理使得资源的大量浪费[1-2]。
现在的社会是一个飞速发展的社会，是一个以节能减排为目标的科技时代，因而传统的路灯已经不在可以满足现代化城市的需求；为此我们设计了智能路灯控制系统。
该系统具有成本低廉的优点，并且其工作相当稳定，安装和维护都相对简单。
[3]该智能路灯的控制系统设计，使用以STC89C52RC为核心控制的单片机，通过语音播报和LCD1602显示来实现人机交互，使用光敏电阻控制灯的状态，利用红外传感器检测人体，最后我们不仅设置了操作按键，并且使用蓝牙进行操作，方便管理人员的操作和控制。
该系统的原理是根据光强的变化、时间的设置和人体的感应来实现路灯的亮灭，首先是当光强低到一定程度时，系统通过采样分析，然后点亮所有的路灯。
其次当到达设定时间后，路灯将全部熄灭；第三则是在路灯全部熄灭的时间里，并且光强还是低于设定值；若是有人经过第一个路灯，将会被红外人体检测传感器监测到，此时将依次亮起所有灯光，并且语音模块将会发出语音提示；当人走过最后一个路灯后，同样会被红外检测到，这时路灯将会再亮一段时间，然后全灭。
若是期间又有人经过第一个路灯，那么直到最后一个人通过最后一个路灯，路灯才会过一段时间关闭，否则路灯将会一直常亮。
[4-6]该系统经过整体框架的搭建和设计，完成了硬件电路和程序的设计和调试工作，最后进行了测试。
经过实际情况的模拟和测试，该系统和预期的功能完全符合，硬件电路的设计和搭建都完好，程序代码经过调试都解决了出错的地方，该系统经过测试，其稳定性强、操作简单、实用价值高和经济效益好等特点。
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自动光控路灯系统设计
1.功能要求
（1）白天时，路灯自动关闭（路灯可用小灯泡代替。
但必须用继电器控制路灯）；
（2）晚上时，路灯自动打开； （3）可以调节亮度触发点。
2.方案论证
利用光照强度为传感器，目前最为常用且性价比较高的就是光敏电阻，利用其光线较强时，电阻值较低，而光线较暗时则电阻较大的特点。
总体设计分为两个模块：主控模块，被控模块。
主控模块和被控模块之间通过继电器进行连接。
3. 系统电路工作原理：
光敏电阻接受光信号后电阻值发生变化，将其转换为电信号加到的三极管的基极，经处理后从集电极输出，输出电压随光照强度的减弱而增加，通过继电器实现路灯的自动转换。
当光照强度很大时，光敏电阻阻值很小，三极管VT1分得的电压较小，三极管VT1、VT2截止，继电器不工作，灯泡不亮；当光照强度很小时，光敏电阻阻值很大，三极管VT1分得的电压较大，三极管VT1、VT2导通，继电器工作，灯泡亮。
通过调节滑动变阻器，可调节亮度触发点。
4.系统的软件仿真电路
打开PROTEUS软件，在元件库里查找电路图中所需要的元器件，添加至当前页面。
按照所设计的原理图进行画图。
画完之后，认真检查。
确定没有错误后，运行，查看是否符合设计要求。
并对电阻进行参数的调节，以达到预期设计的要求。
下图是用PROTEL软件所画的设计图：
注：仿真图上所示电路中光敏电阻用电位器（RV1）代替
5.调试与性能分析
仿真调试及各数据记录：
阻值：1M%
Q1 Q2 继电器
LAMP Ube Ube Uce U I
70% 0.79 0.88 0.09 11.9 0.04 亮20% 0.78 0.88 0.11 11.8 0.04 亮10% 0.76 0.87 0.47 11.5 0.04 亮9% 0.75 0.86 4.24 7.71 0.03 亮8% 0.74 0.85 8.27 3.73 0.01 灭5% 0.69 0.44 12.0 0.00 0.00 灭
通过表格可以看出以9%—8%为界限，改变继电器电流达到导通状态。
通过调试最后优化的电路图如下，将电阻R1的阻值变小可将亮度触发点降低，使灯泡在3%—2%时明灭变化，提高系统的灵敏度。
EWB仿真图
6.各元器件的工作原理
光敏电阻
光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
光敏电阻的阻值随入射光的强弱变化而变化，无光照时的阻值叫暗阻，通常很大；在光线照射时的阻值很小，叫亮阻。
光敏电阻的主要参数有亮电阻，暗电阻，光电特性，光谱特性，频率特性，温度特性。
通过测量，得到本次试验中的光敏电阻亮阻值约为3.7K，暗阻值约为400K。
光敏电阻的光电特性
继电器
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。
故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。
只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。
当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。
这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
参考文献：
康华光，邹寿彬，电子技术基础数字部分[M].北京高等教育出版社，2005
赵广林．常用电子元器件识别/检测/选用一读通[M].北京：电子工业出版社，2007 何希才,伊兵.实用电子电路设计.北京：电子工业出版社,1998。