地下停車場LED智能照明控制系統(共17頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上地下停車場LED智能照明控制系統設計報告Underground parking lot LED intelligent lighting control system design report原創(chuàng)性聲明本組鄭重聲明：本小組聲明所呈交的電子設計作品是該小組所有成員在導師指導下進行的創(chuàng)新設計工作及取得的研究成果。盡我們所知除了文中特別加以標注和致謝的地方外論文中不包含其他人已經發(fā)表和撰寫過的研究成果。 項目負責人簽名：蔡茂 何承謙 張偉忠 莫永強 日期：2013年10月30日專心-專注-專業(yè)目 錄摘 要IAbstractII引 言III1. 地下停車場LED智能照明控制

2、系統總體設計方案12. 系統設計與方案選擇12.1照明燈的選擇12.2照明燈的控制方式22.3檢測器件的選擇22.4顯示屏的選擇32.5無線小車通信方式選擇32.6控制核心選擇43. 單元硬件電路設計53.1照明燈控制電路設計53.2自動調光電路設計53.3.LED照明燈低功耗與正常狀態(tài)切換電路設計63.4射頻感應電路設計63.5紅外對管電路設計73.6煙霧監(jiān)測電路設計74. 軟件實現與相關流程圖84.1系統總流程圖84.2無線小車控制流程圖95. 地下停車場LED智能照明控制的開發(fā)特色與創(chuàng)新之處96. 作品設計圖與實物圖10參考文獻11摘 要本作品地下停車場LED智能照明控制系統，應用到ST

3、C公司的IAP15F2K61S2單片機控制，人體紅外感應，紅外對管等智能檢測模塊，實現自動間歇照明，可控制照明，智能檢測照明三個狀態(tài)的實現，充分地體現節(jié)能照明了概念。另一方面，這個地下停車場照明系統可為進場地車輛導航，采用LED指示燈指引車輛進入空的車位，并LCD12864實時顯示車位的占用情況，節(jié)省車主找車位的時間，同時附有安全報警系統。 關鍵詞：IAP15F2K61S2，LED智能照明，節(jié)能，引導，車位提示Abstract This work underground parking lot LED intelligent lighting control system, applied t

4、o on STC company IAP15F2K61S2 single-chip microcomputer control, human body infrared sensor, infrared intelligent detection module, such as the pipe automatic intermittent lighting, controlled lighting, lighting the realization of the three state of intelligent detection, fully embodies the energy-s

5、aving lighting concept. , on the other hand, the underground parking lot available for into the ground vehicle navigation lighting system, using LED light guide vehicles into empty Spaces, and real-time display LCD12864 parking space occupancy, save owners to find parking Spaces, with security alarm

6、 system at the same time.Key Words: IAP15F2K61S2，LED intelligent lighting，Energy saving，guide，Parking tips引 言近年來，我國各地興建的許多地下停車場，不僅安裝大量光源，并且24小時照明，浪費了大量電能 。智能照明系統最為人稱道的是，它可進行預設，即具有將照明亮度轉變?yōu)橐幌盗性O置的功能。這些設置也稱為場景，可由調光器系統或中央建筑控制系統自動調用。在綜合管理使用時，可以采用集成中央控制器的形式，并可能帶有一個觸屏界面?？傮w而言， 智能照明系統作為地下停車場LED照明控制的核心部分，特別適合于

7、大面積的區(qū)域，它將使生活方便，舒適。照明控制系統分為獨立式、特定于大型的聯網系統，在聯網系統中，調光設備安裝在電氣柜中，由諸如傳感器和控制面板組成的外部設備網絡來操作。聯網系統的優(yōu)勢是可從許多點來控制不同區(qū)域。在管理處中，可以在靠近主進口的墻上安裝一個控制面板，以此作為多個分區(qū)域的主控制點。同時根據有關資料，一般的大型停車場運營經驗來看，停車場智能照明控制系統的比傳統的照明方式節(jié)能效果能達到80以上。所以這一課題的研究成功，必然為開發(fā)商帶來不少的經濟效益,以及改善人們的照明環(huán)境.1. 地下停車場LED智能照明控制系統總體設計方案IAP15單片機報警信息車道照明燈小車IAP15單片機（從機）2.

8、4G接收IAP15單片機（主機）2.4G發(fā)送門口照明燈自動調光車位數量車位照明燈門口指示燈車位指示燈LCD12864水位報警煙霧報警人體紅外紅外對管射頻刷卡2. 系統設計與方案選擇2.1照明燈的選擇方案一：節(jié)能燈，節(jié)能燈利用高頻電子鎮(zhèn)流器將50HZ的市逆變20-50HZ高頻電壓去點燃熒光燈，的亮度、壽命比一般的白熾燈泡優(yōu)越，顯色性也比較高，尤其是在省電上口碑極佳，價格低，性價比高，但不便于控制亮度。方案二：LED燈，LED燈是世界公認高節(jié)能燈，LED具有發(fā)光效率高，節(jié)能，超長壽命，光線健康，綠色環(huán)保。LED燈工作在低壓狀態(tài)，安全可靠，發(fā)出的光線沒有紫外線、紅外線，無輻射。目前我們國家正在大力支

9、持LED的發(fā)展。綜上所述，雖然節(jié)能燈性價比高，但節(jié)能燈含有有害金屬汞，發(fā)出的光線有紫外線，不利于人體健康，因此使用節(jié)能燈不符合環(huán)保概念。目前LED的價格雖然較高，但有業(yè)內人士預計，隨著技術發(fā)展，LED燈的價格將以每年30%的速度下降，且非常適合用于亮度的調節(jié)，所以我們最終選用LED作為照明工具。2.2照明燈的控制方式方案一：使用可調光的驅動電源，采用PWM信號控制，通過改變PWM信號的占空比，調節(jié)電源輸出電流從而改變LED的亮度。方案二：使用正常的驅動電源，在其輸出端串入場效應管（IRF840），通過單片機輸出到場效應管的柵極，從而控制場效應管導通與截止，構成一個電子開關，實現軟控制。考慮到電

10、源的成本，可調光的LED驅動電源價格較高，且需要PWM信號不間斷的控制才能保持輸入電流不變。而使用場效應管構成的電子開關控制方便而價格便宜，所以我們選擇方案二作為控制LED的方式。2.3檢測器件的選擇方案一：采用超聲波檢測模塊，探測車位占用情況。在實際使用中我們小組發(fā)現超聲波的相互干擾較大，出現探測不準確的情況而且每個車位安裝超聲波檢測模塊是成本大大提高。方案二：采用紅外對管檢測，有人有車遮擋到發(fā)射管與接收管的紅外通路時，通過比較器處理后產生高低電平信號的變化使單片機識別。此方法可以使成本大大降低，適合應用系統的市場開發(fā)。綜合考慮到系統的穩(wěn)定與開發(fā)成本，使用紅外對管較適合。2.4顯示屏的選擇方

11、案一：采用LCD1206為系統顯示屏，它是一種專門用來顯示字母，數字，符號的點陣行液晶模塊，能顯示16列兩行即32個字符。但缺點是不能顯示中文字符，系統功能頁面不能實現。方案二：采用LCD12864為系統的顯示屏。帶中文字庫的128X64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；另外顯示分辨率為12864,內置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示84行1616點陣的漢字.也可完成圖形顯示。所以考慮到本裝置有一定

12、的功能頁面，LCD1206不能滿足要求，而采用方案二，LCD12864為系統顯示屏是最合適的選擇。2.5無線小車通信方式選擇方案一：采用藍牙通信模塊?！八{牙”技術，能夠有效地簡化終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與因特網Internet之間的通信，從而變得更加迅速高效，為拓寬道路，其一般用于手機，電腦等需要傳輸較大數據的設備上。但其通信協議較多，程序編寫繁瑣，且成本高，通信距離一般在10米內。方案二：采用NRF24L01 2.4G無線通信模塊。其是一款工作在2.4-2.5GHz世界通用ISM頻段的單片收發(fā)芯片模塊。支持六通道的數據接收，有高傳輸速率，傳輸距離可達100m,超小型，低功耗，

13、低應用成本，超高頻抗干擾等優(yōu)點。同時NRF24L01 集成了所有與RF協議相關的高速信號處理部分，比如：自動重發(fā)丟失數據包和自動產生應答信號等。其SPI接口可以利用單片機的硬件SPI口連接或用單片機I/O口進行模擬，內部有FIFO可以與各種高低速微處理器接口，便于使用低成本單片機。所以從通信協議的簡便和低的應用成本考慮，本系統采用2.4G無線通信2.6控制核心選擇方案一：采用ARM公司的高性能“Cortex-M3”內核-STM32為主控芯片。其具有低功耗，一流的外圍設計，IO資源豐富，系統穩(wěn)定，處理速度快等優(yōu)點，適合作為大規(guī)?？刂葡到y的開發(fā)核心。但考慮到本系統規(guī)模不大也不需要復雜的邏輯功能，對

14、數據處理速度要求也不算高，且從程序編寫的簡易和經濟的角度考慮，此方案不適合本作品的制作。方案二：采用STC公司的IAP15F-2K61S2單片機為主控芯片。其在STC51系列的單片機上有很大的改進，指令讀取速度提高了24倍，具有超強抗干擾的特點，同時大幅度提高集成度，集成了A/D，CCP/PCA/PWM，高速同步串行通信端口SPI，定時器，看門狗，內部高精準時鐘，內部高可靠復位電路，大容量ARAM，大容量EEPROM，大容量Flash程序存儲器等。且可省去外部晶振，外圍電路少，安裝在控制板上占用空間少等優(yōu)點。所以從系統要求及使用方便角度考慮，我們小組決定采用方案二，選擇STC公司的IAP15F

15、-2K61S2單片機為主控芯片。3. 單元硬件電路設計3.1照明燈控制電路設計用場效應管(IRF840)構成電子開關，單片機控制場效應管的柵極（G）,LED陽極接驅動電源，陰極場效應管漏極，場效應管源極同時接驅動電源的負極和系統的地。通過改變柵極的通斷來控制燈光的亮滅。（如下圖示）3.2自動調光電路設計自動調光電路是在控制電路上進行改造的，在場效應管的柵極采用了光敏電阻的分壓電路。當光敏電阻的電阻值因外界光線強弱的變化而變化時，在柵極上產生的壓降就會隨之改變從而改場效應管的導通角使通過LED的電流電壓發(fā)送變化，實現自動調光共能。（如下圖示）3.3.LED照明燈低功耗與正常狀態(tài)切換電路設計在場效

16、應管的柵極由單片機輸出PWM信號，低功耗是輸出占空比的為10%，正常狀態(tài)時輸出的占空比為98%，實現調光功能。3.4射頻感應電路設計采用MF RC522 13.56MHz 非接觸式通信中高集成度讀寫卡系列芯片制作的射頻電路。（如下圖示）3.5紅外對管電路設計有人有車遮擋到發(fā)射管與接收管的紅外通路時，通過比較器（LM339）處理后產生高低電平信號變化使單片機識別。如下圖示3.6煙霧監(jiān)測電路設計煙霧檢測的電路設計采用的是LM393比較器。煙霧傳感器MQ2探測的物質和濃度分別是液化氣和丙（100ppm-10000ppm）、丁烷（300ppm-5000ppm）、甲烷（5000ppm-20000ppm）

17、、氫氣（300ppm-5000ppm）、酒精（100ppm-2000ppm），當室內煙霧濃度達到設定值時6腳的電平升高，最終大于比較器正相輸入端，7腳的由原來的低電平變?yōu)楦唠娖剑恍铏z測7腳的輸出就能知道煙霧的濃度是否超過安全值，7腳連到單片機的P2.5，當7腳輸入低電平時單片機將會驅動蜂鳴器以及紅色LED燈報警。（如下圖示），4. 軟件實現與相關流程圖4.1系統總流程圖4.2無線小車控制流程圖小車開動2.4G 2接收2.4G 1發(fā)送遙控器從機主機開始5. 地下停車場LED智能照明控制的開發(fā)特色與創(chuàng)新之處 1.停車場照明器采用LED燈； 2.LED照明燈能實現間歇，有人有車時工作，無人無車時進入低功耗狀態(tài)； 3.停車場內有引導停車功能，輔助