路灯控制器设计
基于物联网技术的智能路灯控制系统设计与优化
基于物联网技术的智能路灯控制系统设计与优化智能路灯控制系统是物联网技术的一个应用领域，通过集成物联网传感器、无线通信技术以及数据分析算法，实现对路灯的远程监控和智能控制。
本文将详细介绍基于物联网技术的智能路灯控制系统的设计与优化，包括系统架构、传感器选择、通信技术、数据分析算法以及系统的优化方案等。
一、系统架构设计智能路灯控制系统的架构设计应包括传感器、数据采集单元、通信模块、数据分析单元和控制单元。
传感器负责感知环境信息，数据采集单元将传感器采集的信息进行处理和封装，通信模块实现路灯与服务器之间的远程通信，数据分析单元对采集的数据进行处理分析，控制单元实现对路灯的智能控制。
二、传感器选择为了实现智能控制，智能路灯控制系统需要选择合适的传感器进行环境信息的感知。
常见的传感器有光照传感器、温湿度传感器、空气质量传感器等。
光照传感器可以感知周围的光照强度，从而实现自动调节路灯亮度的功能；温湿度传感器可以感知环境的温度和湿度，为后续的能耗优化提供数据支持；空气质量传感器可以感知环境中的有害气体浓度，提供有关环境质量的数据。
三、通信技术智能路灯控制系统需要实现与服务器的远程通信，为此，需要选择适合的通信技术。
目前常用的通信技术包括无线局域网（Wi-Fi）、蜂窝网络（3G、4G）、低功耗广域网（NB-IoT、LoRa）等。
根据实际情况选择通信技术，并确保通信的稳定性和安全性。
四、数据分析算法采集到的环境信息需要经过数据分析算法的处理，以实现对路灯的智能控制。
常见的数据分析算法包括模糊控制算法、遗传算法、神经网络算法等。
模糊控制算法可以根据环境信息和设定的控制规则，实现对路灯亮度的自动调节；遗传算法可以通过优化算法实现对能耗的优化，提高能效；神经网络算法可以根据历史数据进行学习，提高路灯控制的准确性和效率。
五、系统优化方案为了提高智能路灯控制系统的性能，可以考虑以下优化方案。
首先，优化传感器的精度和敏感度，确保采集到的数据的准确性；其次，利用大数据分析技术对采集到的数据进行处理和分析，实现对能耗的优化和预测；另外，优化无线通信技术，提高系统的稳定性和响应速度；最后，通过机器学习技术，实现系统的自动学习和优化。
无线路灯单灯控制器设计
的智 能 化 、 信 息化 、 高 可靠 性 和低成 本 的 目标 Ｉ ｓ ］ 。
针 对 现代 化 的智 能 路灯 控 制 系 统 ， 采 用无 线 单
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案， 并 对 软 硬 件 进 行 了详 细 设 计 ， 然 后 对 其 实 验 验
统 的方 法 已不 能满 足要 求 。如何 充分 利用 高科 技手 段 来解 决节 约 电能 ， 提 高 路 灯 系统 管 理 体 制 也就 成
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ＬＡＩ Ｙｕ ｅ—ｓ ｈ ｅ ｎ， ＺＨＡＮＧ Ｙａ ｎ， Ｔ Ｉ ＡＮ Ｊ ｕ ｎ—ｗｅ ｉ ， Ｚ ＨＡＯ 来自Ｆ ｅ ｎ ｇ—ｆ ｅ ｎ ｇ
LED智能路灯控制系统设计
LED智能路灯控制系统设计近年来，随着智能科技的快速发展，智能路灯控制系统成为了城市建设中亟需解决的问题之一、传统的路灯控制系统存在着能耗高、管理不便等问题，而LED智能路灯控制系统则可以通过智能化的管理和控制方式，有效解决这些问题。
本文将对LED智能路灯控制系统的设计进行详细介绍。
一、系统设计目标1.节能降耗：通过合理的控制策略，减少能源的消耗，提高路灯的能效。
2.智能管理：实现对路灯的智能化管理，包括远程监控、故障报警、维修管理等。
3.环境友好：在设计过程中，考虑环境保护问题，减少对环境的污染。
二、系统组成1.智能控制器：通过控制器，实现对路灯的开关、亮度、时间等参数的设置和调节。
智能控制器还可以实现对路灯的自动感应控制，根据光线的强度和环境变化，自动调整亮度。
2.传感器：通过传感器获取路灯周围的环境信息，如光线的强度、温度、湿度等，将这些信息传输到智能控制器中，根据这些信息制定合理的控制策略。
3.通信网络：通过无线通信模块，实现智能控制器和上位机的数据传输。
数据传输可以采用WiFi、4G等通信方式，实现远程监控和管理。
4.上位机：上位机通过与智能控制器的通信模块进行数据交互，实现对路灯的远程监控、设置和管理。
上位机还可以对系统的运行情况进行统计和分析，为决策者提供数据支持。
三、系统工作流程1.感应环境：通过传感器感知周围环境的变化，包括光线、温度、湿度等方面。
2.数据传输：将感知到的环境信息通过无线通信模块传输到智能控制器中。
3.控制策略制定：智能控制器根据收集到的环境信息，结合预设的控制策略，制定最佳的路灯控制策略。
4.执行控制：根据制定的控制策略，智能控制器控制路灯的开关、亮度、时间等参数。
5.上位机监控：系统管理员通过上位机对智能路灯控制系统进行远程监控，包括路灯的开关状态、亮度、故障报警等。
四、系统的优势1.节能降耗：通过智能控制策略，实现对路灯的精细化控制，减少能源的浪费。
同时，LED路灯本身具有能效高、寿命长等特点，进一步提高能源的利用效率。
LED智能路灯控制系统设计
LED智能路灯控制系统设计LED智能路灯控制系统是一种基于现代通信技术、智能控制技术、计算机技术、传感器技术等多种技术的综合应用系统。
它可以实现对路灯的远程控制、自动化控制和节能控制，提高了路灯的运行效率，并且减轻了管理人员的工作压力。
本文将探讨一下LED智能路灯控制系统的设计。
一、系统架构LED智能路灯控制系统由三部分组成：路灯控制中心、路灯控制装置和路灯节点。
它们之间通过无线通信方式（或者有线通信方式）实现信息传输和控制命令传递。
其中，路灯控制中心是整个系统的核心部分，它是对路灯进行全局控制的地方。
二、系统功能（一）远程控制功能路灯控制中心可以实现对路灯的远程控制，管理人员可以随时通过网络操控中心控制路灯的开关、亮度、颜色等。
这种功能强化了路灯的可操作性，方便了管理人员的工作。
同时，路灯控制中心还可以根据路灯的实际情况，及时调整路灯的亮度和颜色，确保路灯的实用性和美观性。
路灯控制系统可以根据天气变化、节假日等情况，自动调节路灯的亮度和颜色。
例如，在晴天时，路灯可以降低亮度，节省能源；在节假日时，路灯可以变化颜色，增加节日氛围。
这些自动化控制的功能可以降低管理人员的工作量，提高了路灯的使用效率和质量。
路灯控制系统可以定时启动和关闭路灯，减少路灯运行时间，进而减少路灯能耗。
当路灯节点接收到中央控制的关灯指令时，智能节点掌握灭灯时间，路灯自动切断电源，灯头停止供电。
这种节能控制的功能可以降低管理成本，提高路灯的节能效率，并且降低对环境的影响。
三、系统优势（一）运行稳定LED智能路灯控制系统采用模块化设计以及B/S架构模式，系统稳定性高，具有很强的扩展性，可以在不中断其他路灯的工作情况下，对部分或全部的路灯进行控制，确保系统不会出现故障或意外中断的情况。
（二）易于操作LED智能路灯控制系统是一种高智能化的系统，它可以自动化完成大部分的控制操作，而且操作简单方便，易于管理操作人员上手学习，减少了工作量和工作强度。
智慧路灯工作系统设计方案
智慧路灯工作系统设计方案智慧路灯工作系统是一种基于物联网技术的智能路灯管理系统，通过数据传输、智能控制和云平台管理等技术手段，实现对路灯的远程监控、智能调控和数据分析。
以下是一份智慧路灯工作系统的设计方案。
一、硬件设备部分：1. 集中控制器：安装在路灯杆上，负责集中控制路灯的开关、亮度调节和故障检测等功能。
2. 传感器：包括光照传感器、温度传感器、湿度传感器等，用于感知环境参数。
3. 数据采集设备：负责采集传感器的数据，并将数据传输给集中控制器或云平台。
4. 通信设备：集中控制器和云平台之间进行数据通信的设备，可以使用无线通信方式如4G、LoRa等。
5. 云平台：负责接收、存储和处理路灯数据，为用户提供数据分析和管理功能。
二、工作流程：1. 数据采集：传感器感知到环境参数后，数据采集设备将数据发送给集中控制器。
2. 数据传输：集中控制器通过通信设备将采集到的数据传输给云平台。
3. 数据处理：云平台对收到的数据进行处理和存储，包括实时监测、故障检测和数据分析等功能。
4. 控制指令发送：云平台根据数据分析结果，生成控制指令并发送给集中控制器。
5. 路灯控制：集中控制器根据接收到的控制指令，控制路灯的开关、亮度等参数。
三、系统功能：1. 远程监控：通过云平台可以实现对路灯的远程监控，包括实时状态、工作时长、亮度等参数的监测和显示。
2. 自动调光：根据环境光照强度和交通情况等因素，智能调整路灯亮度，实现节能和降低运维成本。
3. 故障检测：通过路灯的故障报警系统，可以及时检测到故障信息并发送到云平台，以便及时维修。
4. 数据分析：云平台可以对采集到的数据进行分析，包括路灯使用情况、能耗统计、故障率分析等功能。
5. 告警功能：当路灯发生故障或者异常情况时，系统能自动发送告警信息给相关人员，以便及时处理。
四、系统优势：1. 节能环保：通过自动调光和智能控制功能，系统可以实现节能和减排的目标。
2. 故障检测和维修周期优化：系统可以及时检测和报警故障信息，避免因故障造成的安全隐患和不必要的维修成本。
基于MQTT协议的远程路灯控制系统的设计
基于MQTT协议的远程路灯控制系统的设计合同编号：甲方：路灯制造商地址：联系人：电话：乙方：路灯用户地址：联系人：电话：双方根据平等自愿、公平合理的原则，协商一致，签订本合同，以规范远程路灯控制系统的设计和使用。
一、系统设计方案1.1 远程路灯控制系统设计采用MQTT通信协议作为通信方式，保证数据传输的稳定、可靠和高效。
1.2 设计包括路灯节点、服务器和用户APP三部分，其中路灯节点传感器实时采集环境数据并依据控制策略调整亮度，通过MQTT协议将数据传输至服务器。
用户通过APP查询路灯状态和实时数据，通过MQTT协议向服务器发送指令使路灯亮灭或调节亮度。
1.3 系统设计采用加密技术确保数据安全及隐私保护，同时设计考虑灵活性及易于维护。
二、各方的身份与权利2.1 甲方为路灯制造商，拥有远程路灯控制系统的设计权、制造和销售权以及相关知识产权等。
2.2 乙方为路灯用户，享有使用远程路灯控制系统的权利，在遵守本合同约定条件下，对路灯进行亮灭和亮度调节等，从而维护安全和便捷出行的权益。
三、各方的义务3.1 甲方应按照合同约定的系统设计方案进行设计、制造和销售路灯，并提供售后服务及技术支持。
3.2 乙方应合法使用远程路灯控制系统，定期对系统进行检查和维护，保证系统正常运行。
3.3 双方应遵守中华人民共和国的有关法律法规和政策，如有违反应承担相应法律责任。
四、履行方式及期限4.1 合同自双方签署之日起生效，并在合同期限内有效。
4.2 甲方应按照约定的时间将系统设计方案交付给乙方，并配合乙方的使用需求进行相应的调整。
五、违约责任5.1 在合同履行过程中，如任何一方违反合同约定，应根据责任程度承担相应的法律责任。
5.2 双方应妥善保管系统相关的资料和信息，如有泄露应承担相应的法律责任。
六、其他6.1 本合同未尽事宜，由双方协商解决。
6.2 本合同一式两份，甲、乙双方各执一份，具有同等法律效力。
甲方签字：乙方签字：签订日期：。
单片机设计自动路灯(lm393比较器)
第1章说明背景随着我国经济高速发展，人民生活水平日益提高，能源和资源变得日益紧张，电力短缺已成为制约国民经济发展的突出矛盾。
目前我国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％，并且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。
公共路灯节能的口号便由此而提出。
通常的节能途径有两个：一个是采用节能光源；二是采用合理的控制系统。
本文在使用节能光源的情况下采用合理的控制系统来实现路灯节能。
在供电系统中，为避免送电过程中的线路损耗和用电高峰时造成末端电压过低，供电部门均采用较高电压进行传输。
因此路灯承受电压多高于灯具的额定电压。
然而据调查我国小型城市晚上21：00后，大中城市00：00以后道路上几乎空无一人。
从而造成了“人少车稀灯更亮”的不合理情况。
为了避免这种情况，大多数城市和地区均采用了发达国家早已淘汰了的隔盏关灯的原始路灯控制方法。
日本大藏省曾要求在工厂、办公室和道路上进行间隔电灯的实验，结果导致生产率和办公效率降低以及治安和道路交通事故的大幅上升，这种方法不仅导致路面照度分布不均，而且会减少路灯使用寿命。
不到一年的时间，这种方法就在一片反对声中放弃。
因此，城市的路灯照明工程是构建良好城市环境和树立城市形象的重要组成部份，对城市的建设和发展有着重要的意义。
总之，随着城市规模的不断扩大，现有的路灯管理的方式方法已远远不能满足城市路灯发展与管理的需要，必须依靠现代化的高科技管理手段进行改造。
路灯管理工作需要一个以环境照度监控为核心的自动化的管理手段来替代传统的钟控，并结合普通的路灯监控系统使整个城市照明监测，决策和管理工作变得智能化。
因此，建设现代化光控型“路灯监控管理系统”已迫在眉睫。
意义根据上述内容，本课题的研究目的在于设计出一种路灯照明控制系统，能够有效解决现现阶段路灯照明存在的几点不足，其意义在于：第一，为城市交通提供一种科学有效的方案，保证路灯照明的有效性和安全性;第二，有效利用电力资源，尽量避免电力资源的浪费；第三，提高了城市基础设施管理水平，在改善城市道路照明质量的同时，也节省人力财力物力。
城市路灯智慧照明控制系统的设计与实现探究
城市路灯智慧照明控制系统的设计与实现探究摘要：随着城市化进程的加速，城市路灯智慧照明控制系统的设计与实现成为了一项重要的研究课题，该系统通过运用现代信息技术和传感器技术，实现对城市路灯的智能控制，提高能源利用效率，降低对环境的影响，并提供更舒适、安全的照明环境。
本文将分析城市路灯智慧照明控制系统的设计原理和实现方法，并探讨其在城市管理和可持续发展方面的意义。
关键词：城市路灯；智慧照明控制系统；设计本文针对传统路灯管理方式存在能耗浪费和操作困难等问题，提出了一种基于物联网技术的智慧照明控制系统，该系统通过传感器感知环境光强度和行人流量，自动调节路灯亮度，实现了能耗的最优化，同时，利用物联网技术，实现了远程监控和故障报警功能，方便了运维人员的管理工作。
在实际应用中，该系统显示出了显著的节能效果和操作便捷性，为城市路灯管理带来了新的解决方案。
1.城市路灯智慧照明控制系统的设计1.1主要硬件配置城市路灯智慧照明控制系统的主要硬件配置包括以下几个方面：控制器：控制器是整个系统的核心，负责路灯亮灭、亮度调节、时间调度、故障检测等功能，一般采用嵌入式系统作为控制器，具备稳定性和可靠性。
通信模块：通信模块用于实现与集中控制中心之间的数据传输，可以选择使用无线通信技术，如GPRS、NB-IoT、LoRa等，也可使用有线通信方式，如以太网、光纤等。
传感器：传感器用于感知周围环境的状态，以便进行相应的控制。
常用的传感器包括光照传感器、温湿度传感器、雷达传感器等。
供电系统：供电系统为路灯提供稳定的电力供应，可以使用市电供电，也可以选择太阳能等可再生能源作为供电方式，以降低能耗和减少对传统能源的依赖。
1.2后台管理系统城市路灯智慧照明控制系统的后台管理系统是整个系统的核心组成部分，它负责对路灯设备进行监控、管理和控制[1]。
仪表盘：设计一个直观的仪表盘，用于实时监测城市中各个路灯的状态。
可以显示每个路灯的亮度、功率消耗、工作时间等信息，以及整体能源使用情况等统计数据。
基于51单片机的智能路灯控制器的设计与实现
编号：毕业设计(论文)题目：基于51单片机的智能路灯控制器的设计与实现院（系）：机电工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导教师单位：电气工程及其自动化系姓名：职称：题目类型：☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发摘要当今社会，是一个经济和科技高速发展的社会。
随着经济和科技的高速发展，城市的建设也在快速发展。
城市的基础设施也不断地与科技化、信息化、智能化和自动化接轨。
城市照明系统是城市基础设施不可缺少的一部分。
城市路灯照明系统能够发挥其作用，主要是靠路灯控制器的控制。
于是，各种各样的路灯控制器就应运而生了。
目前，由于单片机具有集成度高，处理能力强，扩展能力强，可靠性高，结构简单和价格低廉等优点，它已被广泛应用到各行各业当中。
近年来随着计算机在各个领域的广泛应用，单片机技术正在不断的进步。
单片机技术在各个领域中起着无可替代的作用。
尤其是在和控制有关的领域中，单片机技术提高了产品的智能化程度和技术水平，也降低了产品成本。
现在市场上的很多智能化产品和控制类系统基本都是以单片机技术为核心的。
因此，采用单片机技术来实现路灯的智能控制是一个非常可行的方法。
本文介绍了一个采用MCS-51系列单片机，相关的光电检测设备以及继电设备设计的智能路灯控制器系统。
本系统实现了能根据实际光线的强度来通过单片机I/O口自动控制路灯开/关的功能。
本系统还具有手动操作的功能。
本系统采用NE555芯片和光敏电阻组成光电检测电路，实现对实际光照强度的检测，并传送电平信号到单片机。
单片机通过对该电平信息进行运算，处理后，将输出信号传送给继电器执行电路，从而达到对路灯开关的自动控制。
本系统结构简单，性能稳定，实用性强，实现了路灯的智能控制，非常具有可行性。
关键词：路灯；光电检测；单片机AbstractToday's society, is a rapid development of economic and technological’s society. With the rapid developed of economic and technological, urban construction has also developed rapidly. The city's infrastructure has been with the science and technology, information, intelligence and automation standards. Urban lighting system is one indispensable part of urban infrastructure . City street lighting system can play its role, is mainly controlled by the lamp controller. Thus, a variety of streetlight controller came into being.At present, due to the MCU has the advantages of high integration, processing capability, scalability, reliability and simple structure, low cost advantages etc,it has been widely applied to all walks of life .With the computer was applied in various fields in recent years, the MCU technology is constantly progress. The MCU technology plays a irreplaceable role in all fields . Especially in the areas of about control, the MCU technology not only improve the intelligentize degree and technical level of the product, but also reduce product cost. Now the MCU technology basically as the core of many intelligent products on the market and control systems. Therefore, adopt the microcontroller technology to achieve intelligent control of streetlight is a very feasible method.This article presents a intelligent streetlight controller system which designed by single chip of MCS-51 series, related photoelectric detection equipment and the relay equipment. The system realizes the function of according to the actual intensity of light and through the MCU I / O port to control the streetlights on / off automatically. The system also has the function of manual operation.This system uses the NE555 chip and photoconductive resistance to composition the photoelectric detection circuit,which realizes the detection on actual light and send level signals to the MCU. After the MCU calculations and processing the level information, it transfers the output signal to the relay circuit, then achieve the control of the streetlights on / off automatically.Key words:Streetlight; Photoelectric detection;MCU目录引言 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。
模拟路灯控制系统设计
信息技术2Q!Q盟Q：23C hina N e wTec h nol og i es a n d Pl'odut r l s 模拟路灯控制系统设计朱海英张慧宁(黄河水利职业技术学院，河南开封475001)摘要：本文介绍以单片机最小系统为核心控制模块的模拟路灯控制系统的原理和方案选择，使得该系统能控制l瓦L ED模拟路灯的亮度。
让其适时开关并能实现L ED路灯的故障检测，使其能很好地仿真城市路灯照明模式。
关键词：单片机最小系统；模拟路灯；L E D；故障检测引青本文介绍了以单片机最小系统为核心控制模块的高性价比的模拟路灯控制系统的基本原理与实现方案。
模拟路灯控制系统原理框图如图l所示。
该模拟路灯控制系统由支路控制器、两个LE D单元控制器、输入显示装置、供电部分(稳压电源和恒流源电路)四部分构成。
220V∞I"lz图1模拟路灯控制系统原理框图支路控制器具有时钟功能，能设定、显示LE D模拟路灯的开、关灯时间，并能控制整条支路的按时开、关灯；能根据环境(明、暗)变化．实现自动开灯和关灯；能根据交通情况自动调节L ED灯的开、光状态；能独立控制每只路灯(LED)的开灯和关灯时间；当路灯出现故障时(如LED灯开路或短路)，支路控制器还能发出声、光报警信号等几项功能。
单元控制器具有调光功能．使路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小。
单元控制器主要实现依据支路控制器的要求给出相应的检测信号，让支路控制器发出控制信号实现检测功能。
输入显示装置主要是设定并显示LE D开关灯时间．显示故障路灯的位置编号。
供电部分主要实现将220V 的交流电经过整流滤波稳压电路，为单片机最小系统、恒流源驱动电路、光敏检测电路及其他相关后续电路提供合适的电源。
l模拟路灯控制系统方案设计模拟路灯控制系统方案框图如图2所示。
该系统主要涉及支路控制器方案、时钟方案、f j动开灯和关灯方案、根据交通情况fl-1动词宵亮灯状态方案、故障检测方案以及供电部分l}T t‘{流源电路方案的确定。
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1
目 录
1引言………………………………………………………………………………2
2 总体设计方案……………………………………………………………………2
2.1 设计思路……………………………………………………………………… 2
2.2 总体设计框图……………………………………………………………………2
3 设计原理分析………………………………………………………………………3
3.1 电源电路………………………………………………………………………… 3
3.2 声控电路……………………………………………………………………………3
3.3 光控电路……………………………………………………………………………4
3.4 延时电路……………………………………………………………………………4
3.5 总体电
路………………………………………………………………………………4
4 总结与体
会………………………………………………………………………………5
参考文
献……………………………………………………………………………………6
附录
1…………………………………………………………………………………
7
- 2 -
2
附录2………………………………………………………………………………………
8
路灯控制器设计
摘 要
：
路灯控制器主要由声控电路、光控电路、延时电路组成。白天的时候，在光
控电路（无论有无声音）作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED灯不亮。晚上没
有声音的时候，在声控电路作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED仍旧不亮；当
有声响的时候，电路的开关元件闭合，灯LED形成通路，LED亮，由于延时电路的存在，
LED持续亮一段时间后熄灭，持续亮的时间长短由RC积分电路控制。
关键词：声控电路、光控电路、RC积分电路
1 引言
科技的进步，人们的生活质量越来越好，体力劳作越来越少……这都是自动化给人
们的解放，相信在不久的将来，大量的自动化技术会越来越多地出现在我们的生活中，
出现在我们的身边。灯具是我们日常生活中必不可少的照明工具，二十一世纪的今天，
节能是一种美德，是一种潮流，我们在运用灯具时，做为使用者，既想节能，又不想给
自己带来频繁操作的麻烦。路灯控制器能满足使用者的要求，它在白天的时候（或者说
是光线亮的时候）灯具不会亮；在晚上，当没有声音的时候，灯具也是不会亮的，当有
声音的时候，灯具便会亮，延迟一段时间后，灯具自动熄灭，使人们避免了开关灯具的
动作。路灯控制器，可以广泛地应用在走廊、卫生间、楼道、及道路两旁的路灯上等处，
这样既方便了自身，又节约了电能。
2 总体设计方案
2.1 设计思路
LED灯与可做为开关的元件串联，声控电路和光控电路来控制开关的闭合和断开。
当既满足声控电路的条件，又满足光控电路的条件时，开关元件闭合，形成导电回路，
灯LED亮，延时电路会在没有下一个触发信号到来时使灯LED持续亮一段时间，持续时
间的长短由电容C的充放电时间常数决定。当只满足光控电路的条件或者只满足声控电
路的条件时，开关元件处于断开状态，LED没有形成回路，故LED不亮。声控信号和光
- 3 -
3
控信号由四个与非门进行处理，处理后的电平对开关元件进行控制。
2.2 总体设计框图
图1 总体设计框图
3 设计原理分析
3.1电源电路
图2 电源电路图示
3.1.1 桥式整流
桥式整流是电流电路重要的组成部分，它为整个电路提供电能，使电路能正常工作。
220V的市电，经桥式整流后的电压理论傎为0.9*220=198V，实测傎为170V左右。它的
作用是把交流电，变换成单向脉动直流电。
3.1.2 滤波电路
电容C1为滤波电容，它的作用是把整流后的脉动直流电，变换为较为平滑的直流电。
R1和R2起到分压的作用。
声控电路
光控电路 信号处理 执行机构 延时电路 电源电
路
- 4 -
4
3.2声控电路
图3 声控电路
声控电路中，主要的元器件有三极管VT和驻极体话筒Mic。静态时，VT处于导通状
态，out为低电平；当有声音信号时，三极管处于截止状态，out为高电平。
3.3 光控电路
图4 光控电路
光照强时，光敏电阻R9的阻值变小，CD4011第二管脚相应就为低电平；当光照弱
- 5 -
5
时，R9阻值变大，CD4011第二管脚相应为高电平。
3.4 延时电路
延时电路由RC积分电路组成的，利用电容两端电压不能突变的特性来实现的，改变
电容C的值，可以改变延迟时间的长短。
3.5 总体电路
市交流电经D1—4整流后，经R1、R2分压，在C1两端获得约12V的工作电压，供
控制电路工作。R9为光敏电阻，白天时在光照的作用下，呈低阻状态，CD4011 2脚处
于低电平，而由于R5的存在，在静态时VT为导通状态，CD4011 1为低电平，其第三脚
输出为高电平。该电平经与非门反相后CD4011 4脚为低电平，使二极管D5因处于反偏
状态而截止，使得CD401111脚为低电平，晶闸管Q1处于截止状态，灯LED0不亮。
傍晚光线变暗时，光敏电阻R9的阻值变大，使CD4011的○2脚为高电平，但由于其第1
脚仍为低电平，所以11脚输出仍为低电平，灯LED0不亮。只有在有声音时，才能合声
传感器的Mic2产生一个电信号，经C3耦合到VT的基极，使VT的集电极瞬时输出高电
平，CD4011的1脚为高电平，3脚输出为低电平，与非门反相后4脚输出高电平，使D5
导通，并对C2进行充电。
与此同时，10 脚输出低电平使11脚输出为高电平，并触发晶闸管Q1导通，灯LED0
被点亮。由于外部的声音是短暂的，为了使灯LED0有一个足够的点亮时间，在电路加
入R6和C2，这样，即使CD4011的4脚变为低电平，D5截止，但由于C2上充了电的电
压不会产生突变，仍有电压加在CD4011的8 9脚使10脚输出为低电平，而11脚输出
仍为高电平，维持Q1的导通，灯LED0仍被点亮。随着C2上的电压下降到一定的程度，
10脚的输出变为高电平，进而11脚为低电平，因失去触发电压，晶闸管Q1截止，灯
LED0因失去触发电流而熄灭。
图5 总体电路
4 总结与体会
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为期三周的课程设计就要结束了，回首整个过程，仍会感到一些紧张，但更多的是
充实，在设计电路的过程中学到了很多以前没有注意的知识。
刚拿到课程设计任务书的时候，感觉自己的题目很简单，应该一周之内就能完成的，
可当自己真正的设计时，好多需要考虑的问题一个一个的出现在我的眼前，要想完成电
路的设计，就需要仔细地把一个个问题解决好。为了解决设计中的问题，自己不厌其烦
的去图书馆查资料，和同学交流一起想解决问题的办法。
以前在学习专业课时，感觉没有多少实际的用途，因而学习兴趣不高。通过这次的
课程设计，我认识到了学校开设的课程都是有一定作用的，只是在学习的时候没有体会
到罢了。以后要好好学习自己的专业课，勤于动手，把所学的用于实际的生活中，做到
实践与理论相结合。
总之，这次的课程设计让我学到了很多东西，牢记了很多东西。体会到理论到实践
有很大的距离，从理论到实践是一次质的跨越，只有把理论运用到实际中，才能体现出
知识的作用和价值。
参考文献
[1]康华光.电子技术基础（数字部分）.高等教育出版社，2006
[2]翁飞兵、陈棣湘.电子技术实践教程.国防科技大学出版社，2003
[3]卿太全、李潇、郭明琼.常用数字集成电路原理与应用.人民邮电出版社，2006
[4]朱红、李颖、韩冰、唐续、王华玉.电子技术综合实验.电子科技大学出版社，2005
[5]卞小梅.电子技术基础.电子工业出版社，2005
附录1 ：路灯控制器SCH电路图
附录2：路灯控制器PCB图
附录1 路灯控制器SCH图
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附录2 路灯控制器PCB图
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