基于STC89C52RC的智能路灯控制系统设计
基于STC89C52的自动路灯控制系统设计

基于STC89C52的自动路灯控制系统设计
孙婧頔
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2012(000)022
【摘要】设计采用STC89C52RC单片机为核心包括LCD12864显示电路、路灯驱动电路(4路独立工作)、故障检测电路、物体通过检测电路、光照采集电路、无线射频模块、555时基电路和电源模块.设计通过光照检别电路与物体通过检测电路可以实现在高照度下和无车辆或行人通过时自动关闭路灯达到节能目的,故障检测电路和无线射频模块相结合可以实现及时有效的维修维护响应,提高公共设施服务质量.
【总页数】2页(P250-251)
【作者】孙婧頔
【作者单位】湖北省罗田一中
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于STC89C52的自动路灯控制系统设计
2.基于STC89C52的模拟路灯控制系统设计
3.基于STC89C52的角度自动控制系统设计
4.基于STC89C52单片机的自动浇花控制系统设计
5.基于STC89C52的智能全自动洗衣机控制系统设计
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基于STC89S52单片机智能交通灯控制系统的设计与制作及应用

STC89S52单片机智能交通灯控制 系统的应用
在应用方面,我们将该智能交通灯控制系统安装在了某城市的交通要道上。通 过实时采集车辆和行人的信息,根据交通灯时序控制算法控制交通灯的时序, 实现了对交通流量的有效调控。同时,我们还通过无线通信模块将交通灯的运 行情况实时传输到城市交通管理中心,方便管理人员对整个城市的交通状况进 行监控和调度。
智能交通灯控制系统在国内外的 研究现状
智能交通灯控制系统最早出现在20世纪90年代,经过多年的发展,已经在国内 外得到了广泛应用。目前,该系统的实现方式主要有两种:一种是基于嵌入式 系统,通过传感器采集车辆和行人的信息,然后通过预先设定的算法控制交通 灯的时序;另一种是基于计算机控制系统,通过监控摄像头采集交通流量信息, 然后通过中央控制系统对交通灯进行实时控制。
未来的研究方向可以包括提高系统的自适应性、降低对传感器的依赖程度、综 合考虑行人和非机动车的需求等方面。
参考内容
一、引言
随着社会和经济的快速发展,城市交通问题日益凸显,如交通拥堵、安全事故 等。为了改善这些问题,智能交通系统逐渐被引入到城市交通管理中。其中, 智能交通灯控制系统作为智能交通系统的重要组成部分,对于提高交通效率、 确保交通安全起着至关重要的作用。本次演示将介绍一种基于STC89C52单片 机的智能交通灯控制系统的设计。
三、系统软件设计
本系统的软件设计采用C语言,主要包括以下几个部分:
1、初始化程序:在系统上电后,首先进行硬件初始化,包括单片机的时钟、 I/O口等 单片机通过I/O口读取这些数据。
3、信号灯控制程序:根据采集到的交通数据,单片机通过信号灯控制模块控 制交通信号灯的灯光时序。例如,当检测到车辆较多时,单片机将延长绿灯时 间;当检测到行人较多时,单片机将延长红灯时间。
基于STC89C52单片机智能教室灯光控制系统设计

^m m m m 2021年第01期(总第217期)基于STC89C52单片机智能教室灯光控制系统设计张伟楠\孔维宾2(1.盐城工学院化学化工学院;2•盐城工学院信息工程学院,江苏盐城264200)摘要:教室作为学生学习的场所,是学生在校期间主要的活动场所。
教室的用电量巨大,由于教室是公共场所,所以人们 不会精心管理教室的用电,造成电能的极大浪费。
传统电灯工作效率低、管理困难、耗能巨大,为了解决这些问题,文章 采用S T C89C52单片机设计智能教室灯光控制系统。
系统根据教室灯光的状况、灯光强度、教室使用状态和教室人数等 数据进行调整,实现了实时监控。
实验结果表明,智能教室灯光控制系统具有操作简单,稳定性强,能够有效节约教室用 电量,不仅能够避免电能的浪费而且可以节省学校的开支。
关键词:单片机;教室灯光;控制系统中图分类号:TP277 文献标识码:B文章编号:2096-9759( 2021 )01-0147-03Weinan Zhang1,Weibin Kong2(1.School of Chemistry and Chemical Engineering,Yancheng Institute of Technology;2. School of Information Engineering,Yancheng Institute of Technology,Yancheng 224051, China)Abstract:As a place for students to study,the classroom i s the main activity place for students during school.The electricity consumption of the classroom i s huge.Because the classroom i s a public place,people will not carefully manage the electricity consumption of the classroom,which causes a great waste of electricity.Traditional electric lights have low efficiency,d i f f i c u l t management,and huge energy consumption.In order to solve these problems,t his a r t i c l e uses S T C89C52 single-chip microcomputer to design the intelligent classroom lighting control system.The system i s adjusted according to the classroom lighting status,lighting intensity,classroom usage status,and classroom population and other data to achieve real-time monitoring.Experimental results show that the smart classroom lighting control system has simple operation,strong s t a b i l i t y,can effectively save classroom electricity consumption,not only can avoid the waste of electricity but also save school expenses.Key W o r d s:Single-chip Microcomputer;Classroom lighting;Classroom lighting〇引言目前对教室灯光的管理一般都是依靠人工管理的方式,所 以教室灯光的控制需要专门的人员去巡检。
基于STC89C52单片机的交通信号灯控制电路的设计与实现

毕业论文基于STC89C52单片机的交通信号灯控制电路的设计与实现学院:软件学院专业班级:XX学号:2XXXX学生姓名:XXX指导教师:XXX太原理工大学基于单片机的交通信号灯控制电路的设计与实现摘要随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要,第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。
它是三色圆形四面投影器,被安装在纽约市五号街的一座高塔上,由于它的诞生,使城市交通大为改善。
当前,大量的信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化、方便人车路三者关系的协调以及多值化方向发展。
随着社会和经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。
随着城市规模的不断扩大,城市交通成为制约城市发展的一大因素。
因此,有许多设计工作者为改善城市交通环境设计了许多方案,而大多数都是交通指挥灯。
交通信号灯作为一个用来指挥车辆顺利、畅通通过十字路口的装置,与我们的生活紧密的联系在一起。
设计交通灯控制电路的方法有很多种,由于数字电子技术的逻辑性很强,用它来设计交通灯的控制电路非常方便。
而且数字电子技术芯片只要在一定的范围内输入,都能得到稳定的输出,调试简单,电路的工作也比较稳定。
本论文的设计就是通过一些基本的数字芯片组合来实现对十字路口交通灯的六个不同信号灯的控制,另外还加以倒计时数码管显示,以设计实现了一个十字路口信号灯的仿真模型及其控制电路。
这个电路的设计看似较为复杂,其实就是由一些基本的数字电路组成。
论文采用中、小规模集成电路,设计了交通信号灯控制电路,画出了各单元电路图、整机框图和逻辑电路图,完成了组装和调试,实现了交通信号灯控制的各项功能,最后对论文的工作进行了总结。
关键词STC89C52;独立键盘;数码管;蜂鸣器。
Microcontroller-based traffic signal control circuitDesign and ImplementationAbstractWith the development needs of the various modes of transport and traffic control, the first truly three-color lights (red, yellow, and green flag) was born in 1918. It is surrounded by three-color circular projector is mounted on a tower fifth Street in New York City, since its birth, the urban traffic greatly improved.Currently, a large number of signal circuits is toward digital, low-power, diversity, facilitate people, vehicles, coordinating the three-way relationship, and more value-oriented development along with social and economic development, urban transport problems more cause for concern with the development of society, expanding the size of cities, urban transport as a constraint to urban development is a major factor, so there are many workers in order to improve the urban traffic design environment designed many programs, but most are traffic lights.Traffic lights used as a command vehicle smooth, smooth crossroads devices with our lives closely linked through. There are many ways to design the traffic light control circuit, because the logic of digital electronic technology is strong, use it to design a traffic light control circuit is very convenient. And as long as the digital electronics chips within a certain range of the input, the output can get a stable, easy adjustment, operation of the circuit is relatively stable.I have this design is through some basic digital chip to achieve a combination of six different lights on the crossroads of traffic lights control, in addition to a countdown digital display. Crossroads lights to do the simulation model, the design of this circuit may seem more complicated, in fact, some of the basic digital circuit. Using medium and small-scale integrated circuit design traffic signal circuits, and assembly and commissioning, and then thevarious functions of the design, each unit to draw circuit diagrams, block diagrams andmachine logic circuit, a breakthrough step by step, and finally finishing summary.Keywords: STC89C52, separate keyboard, LED, buzzer.目录摘要 (I)Abstract ..................................................................................................................................... I I 1 引言 (1)1.1 目的和意义 (1)1.2研究概况和发展趋势 (2)1.3 本系统主要研究内容 (3)2. 总体方案论证与设计 (1)2.1主控模块的选型和论证 (1)2.2显示模块的选型和论证 (1)2.3按键模块的选型和论证 (1)2.4系统整体设计概述 (2)3.系统硬件电路设计 (3)3.1主控模块 (3)3.1.1 STC89C52单片机主要特性 (3)3.1.2 STC89C52单片机的中断系统 (6)3.1.3 单片机最小系统设计 (6)3.2数码管显示电路 (6)3.3键盘模块设计 (7)3.4蜂鸣器模块设计 (8)3.5路灯指示电路 (8)4.系统软件设计 (11)4.1系统软件总体设计 (11)4.2程序设计原理 (11)5.系统调试 (13)5.1硬件调试 (13)5.2软件调试 (13)5.3调试结果 (14)结论 (15)参考文献 (16)致谢 (16)附录 (17)1 引言1.1 目的和意义随着人口快速的增多,交通工具的爆炸性的发展,以及道路资源的有限性,交通控制就应运而生,在人类的生活、工作环境中,交通扮演着极其重要的角色,人们的出行都无时不刻与交通打着交道。
基于STC89C52单片机的智能交通灯控制系统设计

2018年第8期基于STC89C52单片机的智能交通灯控制系统设计潘琳(盐城工学院电气工程学院,江苏盐城224001)摘要:随着社会的发展,城市交通拥堵已经成为影响经济发展的一个重要问题,如何改善交通拥堵,提高道路的通行效率是当下研究的热点。
文章设计并制作了一款基于STC89C52单片机智能交通灯控制系统,不仅实现交通灯的基本功能,而且可以通过按钮调节主次干道的通行时间,设置紧急情况按钮,允许紧急车辆强行通过,根据时间表对交通灯点亮和熄灭时间进行自动调整。
智能化的交通控制系统能够改善道路拥堵,提高通行率。
关键词:单片机;智能化;交通灯作者简介:潘琳(1990-),女,江苏盐城人,硕士,主要研究方向:电子技术及单片机。
交通灯在现代社会中扮演着非常重要的角色,是管理城市交通的重要工具。
交通灯是由红、黄、绿三种信号灯和一个显示倒计时的计时器组成,在每个十字路口基本都有一套交通灯控制系统,对安全行车和车辆分流起着关键的作用。
目前大多数的交通灯通行时间都是设定好的,其最大的缺点就是在高峰期和夜间的时候绿灯的最佳时间不能达到现实要求,因此车辆的分流也得不到最佳的分配,还有在一些紧急情况下,特殊车辆也不能做到最优通行,这些问题经常会造成城市交通拥堵,通行效率低。
为了对交通进行合理的管理,研究了基于单片机的智能交通灯控制系统。
本设计除了可以实现交通灯控制系统的基本功能,还可以通过按键调整主次干道的通行时间,设定紧急情况按钮,允许紧急车辆强行通过,根据时间表对红绿灯点亮和熄灭时间进行自动调整。
1系统总体功能描述设十字交叉路口的交通干道为南北和东西两个方向,其中南北方向为主干道,东西方向为支干道,各路口均有红、黄、绿三种颜色的交通信号灯以及显示通行/停止倒计时时间的数码管。
交通灯控制系统的功能如下:(1)南北方向(主干道)每次通行的时间为40s ,而东西方向(支干道)每次通行的时间为30s ;在绿灯变成红灯前,要求黄灯先亮5s ,绿灯才能变成红灯,并且黄灯是每秒钟亮一次。
模拟路灯控制系统课程设计

模拟路灯控制系统课程设计模拟路灯控制系统摘要随着电子技术的发展,为解决城市路灯照明系统存在的灯光控制方法和管理手段落后,所用灯具科技含量低等问题,设计了一个模拟路灯控制系统。
采用SCT89C52为主控器的模拟路灯控制系统,具有对路灯的定时设定功能,也可以分别独立控制路灯的开启和关闭;能够同时具有调光功能,对路面的光线进行调整,还可以按设定要求使路灯驱动电源输出功率在20%~100%范围内任意调节,调节误差小于2%。
采用高效节能LED路灯作为光源,具有系统稳定,功耗低等特点。
在白天模式的时候,还能根据环境明暗的变化控制路灯的开启和关闭路灯,在夜晚模式的情况下,根据交通路面情况自动开关灯。
当灯出现故障不亮时,能够检测并且通过声光系统报警,显示器上显示故障灯的编号。
实现了路灯的智能化控制,节省了电力能源和人力资源。
关键词:定时设定调光功率调节检测故障灯IAbstractWith the development of electronic technology, In order to solve the lights of the city street light lighting system control methods and management means backward, the lamps and lanterns of science and technology content is low,Design a simulated street light control system.The design is based on the analog controller STC89C52-based street light control systems,which have Street lamp time setting function , controling the opening and closing of the street Separately and Light - adjusting function, According to set requirements street driving power output power in adjustable within 20% ~ 100%,Adjust the error less than 2% .With high efficiency and energy saving LED lamp as light source, stable system, low power consumption characteristics. At the time of day mode, According to the environmental changes of light and shade light on and off ; In the case of the night mode, Automatic Switch lamp based on traffic road conditions, when the lights faults have gone, can detect and sound system of the police displayed on the monitor of fault lamp number,Implements the street lamp intelligent control, saves electric energy and human resources.Keywords:Timing settings, Light - adjusting, power regulation, Detection of fault lamp.II目录摘要 (I)Abstract....................................................................................................... I I目录 (III)前言 (1)1 绪论 (3)2 系统设计 (5)3 方案论证与选择 (7)3.1 单片机的论证与选择 (7)3.1.1 方案一 (7)3.1.2 方案二 (7)3.1.3 方案三 (7)3.2 LED调光方式的论证与选择 (8)3.2.1 方案一 (8)3.2.2 方案二 (8)3.2.3 方案三 (8)3.3 障碍物监测方式的论证与选择 (8)3.3.1 方案一 (8)3.3.2 方案二 (9)3.3.3 方案三 (9)3.3.4 方案四 (9)3.4 液晶显示器的选择与论证 (9)3.4.1 方案一 (9)3.4.2 方案二 (10)3.4.3 方案三 (10)3.5 外部环境明暗的检测论证与选择 (10)3.5.1 方案一 (10)3.5.2 方案二 (10)4 系统硬件设计 (12)4.1 主控芯片 (12)4.1.1 STC89C52芯片简介 (12)4.1.2 ......................................................... 主要功能特性:12I I I4.1.3 STC89C52芯片封装与引脚功能 (13)4.2 集成运放LM324 (16)4.3 传感器探测电路 (17)4.4 1602液晶显示电路管脚说明 (19)4.5 光敏电阻 (20)5 主要模块及原理图 (23)5.1 主控制器原理图 (23)5.2 复位及晶振电路 (23)5.3 声音报警模块 (25)5.4 路灯及光报警器电路 (26)5.5光敏电阻电路 (26)6 软件设计 (28)6.1 系统软件设计说明 (28)6.2 程序流程图 (28)7.1 测试方法与结果 (30)7.1.1 环境明暗检测测试 (30)7.1.2 交通情况测试 (30)7.1.3 路灯故障检测报警测试 (30)7.1.4 功率输出测试 (31)7.2 测试结果分析 (31)8 总结 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附件一实物图 (35)附件二系统原理图 (34)附件三系统PCB图 (35)附件四系统程序 (36)IV前言随着我国城市的发展、经济的繁荣、社会的进步和人们提高生活水平及环境质量的要求,城市道路照明和城市的夜景照明已经成为城市规划、建设和管理中的一项重要工作。
LED灯智能控制系统的设计和实现
L E D灯智能控制系统的设计和实现LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020LED灯智能控制系统的设计和实现摘要该LED 灯智能控制系统采用STC89C52RC单片机为核心,利用单片机的端口分别控制数码管和DS1302实时时钟系统、ADC0832,DAC0832智能操控照明系统。
我们常见的路灯、过道灯、草坪灯、广告箱灯、霓虹灯和厕所等公共场所用的一些照明灯往往彻夜通明,这不仅浪费能源,在某种程度上也造成了光污染。
在今天电力能源供应比较紧张的情况下,在没有人员活动的深夜让这些灯自动关掉,不仅可以节约能源,也能够节约一些开支。
本文主要介绍系统的开发背景,意义,并重点介绍了硬件设计和软件设计的过程。
在硬件方面,从元件,模块,系统逐级阐述,特别是系统的核心部分STC89C52RC,并用ALTIUM DESIGNER软件对原理图和电路板的制作。
软件方面,用现阶段比较流行的单片机C语言编程,利用定时器中断控制标准时钟。
其中介绍了单片机仿真软件KEIL C51的使用。
关键词:STC89C52RC 光敏电阻pwmAbstractThis night flare system is an system based on the STC89C52RC monolithic integrated circuit, it makes use of the port of monolithic integrated to control the LED standard clock system, the silicon-controlled rectifier and the electric bell separately and then the lighting system was controlled by intelligence. Some common streets which are in public places ,such as: the aisle way light, the lawn lamp, the advertisement box lamp, the neon light and the restroom and so on the public place uses some flares often all night are brightly lit, this is not only wasting of energy, but also make the ray pollution in some kind of procedure. Nowaday , the electric power energy is in short supply, so if we turn off some when there is no people, it is not expenses. In this article,it introduces the systematic development background, the significance and especially the process of the hardware design and the software design .In the hardware aspect, this article elaborates the part, the module, the system one by one, especially the core of the system STC89C52RC,and uses the ALTIUM DESIGNER. Software to the schematic diagram and the electric circuit board manufacture. In the software aspect with the present stage quite popular monolithic integrated circuit C language programming, uses the timer interrupt control standard clock. Finally it was the software and hardware debugging, in which introduced the in statons of the stations of monolithic integrated circuit simulation software KEIL C51 use.Keyword: silicon-controlled rectifier STC89C52RC pwm目录摘要 ......................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于51单片机路灯控制系统设计
目录0 前言 (1)1 总体方案设计 (1)2 硬件电路设计 (2)2.1STC89C52单片机系统 (2)2.2 光电传感器模块 (3)2.3显示模块设计 (5)3 软件设计 (6)3.1 主程序设计 (6)3.2 计算流量子程序 (7)3.3 显示子程序 (8)4 调试分析及硬件组装 (9)5 结论及进一步设想 (10)参考文献 (10)课设体会 (11)附录1 电路原理图 (12)附录2 程序清单 (13)路灯控制系统设计(1)张磊沈阳航空航天大学自动化学院摘要:本设计以STC89C52单片机为核心控制芯片,此单片机可靠性高、性价比高、精度高、微型化、易于操控、管脚功能简单。
整个电路采用模块化设计,由单片机最小系统模块、显示模块、光电传感器模块组成。
光电传感器发送信号给单片机综合分析处理,实现路灯控制系统的各种功能。
在此基础上设计了系统的总体方案,最后通过硬件和软件实现了各个模块的功能。
相关模块附有硬件电路图、程序流程图、功能与原理的说明。
最后经实验证明,这套系统软硬件设计能有效结合、抗干扰能力强、功能完善,可以实现对汽车流量的监测并能达到节能的目的,可应用于马路路灯的控制。
关键词:STC89C52;亮灭;流量0 前言此路灯控制系统最主要的模块是光电开关(光电传感器)模块,既是控制路灯亮灭的传感器也是计算流量的传感器。
此光电传感器是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无的。
物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。
此光电开关属于漫反射式光电开关,它是一种集发射器和接收器于一体的传感器,当有被检测物体经过时,物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器,于是光电开关就产生了开关信号。
当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时,对射式和镜反射式都不适用,漫反射式的光电开关才是是首选的检测模式,因为红外线光电开关在环境照度高的情况下都能稳定工作。
所以此路灯控制系统具有稳定性好,可靠性高,体积小重量轻,节能等优点。
基于STC89C52的智能照明系统设计
基于STC89C52的智能照明系统设计【摘要】针对楼道照明调光的要求,设计基于STC89C52智能照明系统。
该系统通过光敏传感器检测楼道内的光照强度,在由热释电红外传感器检测是否有人,检测信号经转换后输送给单片机,单片机计算后输出不同占空比的脉冲信号。
该脉冲信号输入带PWM调光的LED电源,从而实现PWM调光功能,以实现照明的节能控制。
【关键词】STC89C52;照明系统;光敏检测Abstract:In accordance with the requirement of stairs lighting,the smart lighting system is designed based on the MCU of STC89C52.In this system,the light intensity will be generated by photosensitive sensor,and the people will be detected by pyro-electric infrared sensor.The detection signal will be transmitted to the microcontroller that can be processed directly by MCU,and LED power can control the LED light automatically by the different duty ratio of PWM signal.Finally,the purpose of the lighting energy conservation control can be realized.Key words:STC89C52;lighting system;photosensitive detection目前公共场所照明用电浪费现象仍十分严重,尤其照明场所多的现代建筑。
基于单片机控制的智能路灯模拟系统
基于单片机控制的智能路灯模拟系统基于单片机控制的智能路灯模拟系统1.实现功能(1)支路控制器有时钟功能,能设定、显示开关灯时间,并控制整条支路按时开灯和关灯。
(2)支路控制器应能根据环境明暗变化,自动开灯和关灯。
(3)支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态:当可移动物体M (在物体前端标出定位点,由定位点确定物体位置)由左至右到达S点时,灯1亮;当物体M到达B点时,灯1灭,灯2亮;若物体M由右至左移动时,则亮灯次序与上相反。
(4)支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。
(5)当路灯出现故障时(灯不亮),支路控制器应发出声光报警信号,并显示有故障路灯的地址编号。
2.方案设计本设计主要以STC89C52单片机为主体。
其中,支路控制器模块通过单片机来控制单元控制器1和单元控制器2,并完成显示和声光报警部分。
用光敏传感器感应自然光的暗亮,将感应结果送至支路控制器,进而控制LED1和LED2的工作状态。
单元控制器1模块控制可移动物体M从S到B再到方向路灯变化过程。
如当可移动物体M到达S处时,红外检测可移动物体M的位置,并将信号发送至单元控制器1。
在支路控制器允许工作的同时,单元控制器1打开继电器,由继电器打开功率可控恒流源,进而实现自动调节亮灯状态。
图1 模拟电路控制系统框图 2.1 恒流源方案论证采用程控分流实现电源的功率调节。
由变压器将220V的交流电转化成直流电,电源通过整流桥到7809芯片得到+9V的电压从而得到恒流源,再由7805芯片转化成相应的恒流源,所得功率在1W可调。
其优点是电路简易,容易搭建。
缺点是性能不可靠,不稳定。
其构图如下图2所示。
图2 恒流源电路图2.2 系统软件设计本模拟路灯控制系统以支路控制器为主核心,编制软件程序分别完成时钟功能,显示开光灯的时间,控制支路的按时开灯和关灯。
并能根据环境明暗变化,自动开灯和关灯。
支路控制器分别能控制每只路灯的开灯和关灯时间。
并能在路灯出现故障时发出声光报警。
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基于STC89C52RC的智能路灯控制系统设计
由于传统的路灯节能系统存在着智能化程度低、通讯稳定程度差、照明资源浪费等问题,仍以低效照明为主,各大城市路灯能源利用率普遍不高,让路灯的电费和管理费用成为政府一项巨大的财政支出。
国内目前传统节能方法主要是人工控制节能、时控节能和光控节能的人工节能方法,并结合光源节能方法。
随着现代科学技术的发展,多领域技术的综合应用和多系统的融合,更新的节能控制技术和通信技术开始进入路灯照明领域,逐步解决传统路灯控制系统的问题。
标签:路灯控制;节能;监控
一、智能路灯控制系统总体设计方案
本次设计的智能路灯控制系统以STC89C52RC单片机作为主控芯片,根据环境明暗变化和行走的路人实现开关灯,当路灯出现故障实施声控报警等一系列智能化行为。
系统采用光敏传感器检测环境明暗变化,当光敏传感器检测不到光源,路灯会点亮,相反则不亮。
以及用红外传感器检测行走的路人,当有路人通过时能根据环境光线自动启动路灯。
当路人离开时,延迟一段时间后路灯自动熄灭,并可以根据需要自动调节路灯亮度。
用软件不断扫描I/O口来检测路灯是否出现故障,选用数码管显示出现故障路灯的编号和用蜂鸣器报警,以及时通知人员处理。
二、单片机的选用
单片机通俗的讲就是小规模的微型计算机。
随着人们对电子器件要求的不断提高,单片机的集成化程度也越来越高,结构特点是把处理器、输入输出端口、定时或计数器等基本功能部件集成在一个足够小的半导体芯片上。
无论是从结构还是功能来讲,都具有微机系统的全部特性。
与通用微型计算机相比,单片机不仅成本低,而且具有很好的开发前景,比一般的微型计算机的抗干扰性能强,开发性能好,开发周期短,体积小可以嵌入到应用系统中作为控制中心,使系统实现智能化。
三、智能路灯控制系统各部分的设计
1、光敏传感器模块设计
光敏电阻器通常由光敏层、玻璃基片(或树脂防潮膜)和电极等组成。
常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。
这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。
利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器,对光线十分敏感。
光敏电阻的阻值随着光照强度阻值减少。
本设计选用5506光敏电阻,该产品环氧树脂封装、体积小、反应速度快、可靠性好、灵敏度高、光谱特性好。
最大电压150V,最大功耗100,
亮电阻2—6K。
2、稳压电路设计
本次采用了三路L7805CV 三端稳压器,分别给单片机、传感器及其它系统供给5V电源。
此稳压器有过流、过热保护电路。
采用TO-220封装,共有三个针脚数,搭载4个电容滤波即可工作,使用方便。
输入电压最小7V,最大35V,输出电压为5V,电流1.5A。
因此在使用时要考虑到负载电流的大小,避免器件损坏。
3、报警电路设计
蜂鸣器是电子发声器的一体化结构,采用直流电压供电,广泛应用于电脑,打印机,复印机,电子玩具,汽车电子,计时器等电子产品的音响设备。
蜂鸣器主要分为电磁式蜂鸣器和压电蜂鸣器两种[5]。
本设计中使用的是压电蜂鸣器。
压电蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电片蜂鸣和阻抗匹配器组成。
为了及时的通知工作人员有路灯出现故障,使用蜂鸣器设计了声音报警电路。
4、显示设计
数码管显示是一种比较便捷的数据显示方式,无论是其反应的快慢程度还是清晰度都是备受欢迎的显示器件。
另外,数码管相对液晶显示屏来说价格是比较有优势的,本次设计选用的是七段LED数码管,包括对测量数据小数部分的显示,进一步提高了显示的精度。
数码管的连接方式并不是唯一的,它有共阴极、共阳极组装方式。
共阳极就是把阳极连接到一起最为公共端口接高电平,共阴极就是把所有的发光二极管的阴极连接到一块作为公共端。
考虑到数码管防水、防尘、防紫外线,以及工作温度范围能够满足我们的日常需要,本系统设计采用共阴极连接方式
5、红外传感器模块设计
YS-18 HC-SR501人体红外感应模块是基于红外线技术的具有自动控制功能的产品。
它具有超低功耗、灵敏度高、可靠性强,超低电压工作模式的特点。
它广泛应用于各类需要用到自动感应功能的电器设备,特别是需要用干电池来供电的自动控制产品。
在本设计中相对于通过红外对管来识别人体,YS-18 HC-SR501人体红外感应模块就占有了绝对的优势,红外对管只能是在一条直线上感性触发,而YS-18 HC-SR501人体红外感应模块是在一个立体空间内感应触发,根据本设计实际应用出发,当有人进入传感器触发范围,便可以触发,而且在此范围内能够重复触发。
它的工作电压为直流电压,一般控制在4.8v至20v之间,静态电流一般都小于50uA,输出的高电平为3.3v,低电平为0v。
该红外传感器有两种触发方式,可以选择是否重复触发,不过一般都是默认重复触发的。
YS-18 HC-SR501人体红外感应模块的延时时间是可以根据需求需求来进行调整的,一般制作的范围可以从零点几秒到几十分钟,同样的它的封锁时间制作范围也可以由零秒到几十秒,只是一般会被默认为2.5秒。
该模块的外形并不怎么大,电路
板的外形尺寸也就只有近7平方厘米,感应透镜的尺寸也只有23毫米,但是小巧带来的一个弊端就是它的感应角度也随之减小了,正常情况下感应角是小于100度的。
由于红外传感器的原理问题,它的工作环境温度范围在零下15度到70度之间。
四、软件设计
本设计软件编程使用的是C语言,用的编程软件是keil uvision3。
1、系统主程序设计
采用单片机STC89C52RC作为模拟路灯控制系统的核心。
由光敏反馈电路、蜂鸣器发声及LED指示灯电路、直流稳压电路。
采用光敏传感器感应外部环境亮暗的变化和是否有路人来判断控制路灯PWM,从而控制路灯亮的强度。
此外,还采用软件扫描来判断路灯是否发生故障。
当路灯系统发生故障时,数码管会及时的显示那个路灯出现故障以及蜂鸣器及时报警。
2、采样程序设计
AD 采样程序是采样光敏传感器经过放大电路的信号。
然后判断采集的AD 值是否大于80。
3、PWM控制程序设计
脉宽调制(PWM)是指用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制,是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
以数字方式控制模拟电路,可以大幅度降低系统的成本和功耗。
此控制程序分为20%、40%、60%、80%占空比来控制路灯的亮度。
随着黑暗强度的增加,占空比越大,路灯的亮度越大。
4、键盘扫描程序设计
本设计的智能路灯由16个路灯接入P1口,4个为一组,先在一端固定为低电平。
这样单片机写程序比较方便。
也就是检测与该路灯检测是否为高电平,来判断路灯是否正常工作。
先送一列为低电平,其余几列全为高电平(此時我们确定了列数),则我们便可以确定当前被检测的路灯是哪一行那一列的,用同样的办法检测其它的路灯,既可以检测所有的路灯。
这样可使增加P1口所接路灯的个数,又可以判断那一路灯出现故障,及时让我们更换已坏的路灯。
参考文献
[1]包乐民,于晓明.智能路灯系统发展现状综述.辽东学院学报[J],2016(4):12~15
[2]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].北京:电子工业出版社,2009.425~426。