路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)

1、【原創(chuàng)】路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)1設(shè)計(jì)目標(biāo)本設(shè)計(jì)是基于路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)。主要為基于藍(lán)牙的無線通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)路燈控制系統(tǒng)的人機(jī)交互，通過PC上位機(jī)界面，設(shè)置路燈的各項(xiàng)控制參數(shù)，控制系統(tǒng)獲得控制參數(shù)后對(duì)路燈進(jìn)行智能控制。主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：1 )開發(fā)個(gè)性化PC上位機(jī)管理界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制設(shè)備的人機(jī)交互；2 )通過上位機(jī)完成對(duì)路燈系統(tǒng)的開燈時(shí)間、關(guān)燈時(shí)間、單獨(dú)開關(guān)控制、系統(tǒng)對(duì)時(shí)控制、故障檢測與顯示等；3) 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)間、開燈時(shí)間和關(guān)燈時(shí)間、光線強(qiáng)度、ICKEY與高校LOGO等顯示；4) )控制系統(tǒng)在每天固定的時(shí)間開燈和關(guān)燈；5) )檢測光線強(qiáng)度進(jìn)行開關(guān)燈；6) 根據(jù)PC管理界面的控制進(jìn)行開關(guān)燈

2、；7) )設(shè)置參數(shù)的掉電存儲(chǔ)；8) 基于RTC的系統(tǒng)時(shí)間管理，以及通過PC管理界面的對(duì)時(shí)；9) 系統(tǒng)為12V供電系統(tǒng)；2設(shè)計(jì)過程2.1 硬件資源在本設(shè)計(jì)中，主要使用了以下硬件資源：1)TI公司C2000系列MCU(TMS320F28027)；2) GY-30光強(qiáng)檢測模塊(基于BH1750光強(qiáng)感應(yīng)芯片)；3) RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊；4) BLE4.0(低功耗藍(lán)牙)模塊；5) 3WLED；6) )電源調(diào)理芯片；7) 2設(shè)計(jì)思路1 )使用光度計(jì)檢測環(huán)境光強(qiáng)，從而控制開關(guān)燈動(dòng)作；2)使用RTC實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘功能，實(shí)現(xiàn)定時(shí)開關(guān)燈，以及晚上12點(diǎn)后調(diào)光功能；3)使用藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)與PC的無線通信；4)使用PC管理界面實(shí)

3、現(xiàn)參數(shù)的設(shè)定等操作；5)使用電源轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)12V輸入3.3V輸出給控制系統(tǒng)；6)當(dāng)控制燈打開后，光度計(jì)檢測到環(huán)境光強(qiáng)并沒有較大的增大，則認(rèn)為發(fā)生故障；7)使用LED模擬路燈操作；8)使用PWM控制LED亮度；3系統(tǒng)介紹3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。12V電源除了給LED供電外，也作為控制系統(tǒng)的電源，電源轉(zhuǎn)換電路將12V電源轉(zhuǎn)換為3.3V電源提供給系統(tǒng)。TI公司的28027MCU作為核心控制芯片管理控制系統(tǒng)的所有模塊。光強(qiáng)檢測模塊提供外部環(huán)境的光線強(qiáng)度，從而來決定是否需要開燈。RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊為系統(tǒng)提供了世界時(shí)間，從而可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)開關(guān)燈。LED顯示模塊可以顯示當(dāng)前

4、系統(tǒng)時(shí)間、開關(guān)燈設(shè)定時(shí)間、外部環(huán)境光線強(qiáng)度、10go等。藍(lán)牙通信模塊提供了無限通信連接媒介，可以使用專門開發(fā)的PC控制界面來實(shí)現(xiàn)通信和參數(shù)設(shè)定。通過PWM波調(diào)制LED的電壓來實(shí)現(xiàn)LED亮度的調(diào)整。精選范本，供參考!3.2 MCUTMS320F28027是TI公司的高效32位CPU,哈佛總線架構(gòu)，具有60MHz的主頻，三個(gè)32位CPU定時(shí)器。本設(shè)計(jì)使用的是TI公司的28027Launchpad開發(fā)板。圜¥LEkf：iirw»LTrM-IMii.：8nPtedDF2a02x，XJ4A，二4ZMTIUA1調(diào)二好ClA4玨EEBOXW二GMD GNOGMk&AAOfc-fi

5、OAMTZiiGAOiinz-iwsfi-raMGf<ir<PWMiacHjav gOMWWMWWkCyOWHW：心 0«OWPM»tJGV'GMMKPSf MjW4DGMWUCIMNttl CMULPwmui 9£r £P Wi 3MViOrr a0OAVI5 HCMTTZU AirrftikdMiwTEii4M3.3 藍(lán)牙模塊BLE藍(lán)牙模塊如下圖所示。該藍(lán)牙模塊靈敏度達(dá)到FLASH可以實(shí)現(xiàn)較大量數(shù)據(jù)的快速傳遞。工作電壓-80dBm,內(nèi)置2.4GHz天線，夕卜置8Mbit3.3V,完全適用于單片機(jī)系統(tǒng)，接口為HCI端口（UART或者

6、USB）,可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的良好對(duì)接。工作溫度-25C到75C。并且具有低功耗特性。有效傳輸距離可達(dá)10米以上，能夠適合應(yīng)用需求。3.4 光強(qiáng)度計(jì)模塊基于BH1750FVI光強(qiáng)度傳感器芯片的光強(qiáng)度計(jì)模塊，內(nèi)部具有16位ADC,輸出范圍為0到65535,能夠非常靈敏地反映環(huán)境光線強(qiáng)度的改變。適用于3.3V系統(tǒng)，使用I2C通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。并且模塊對(duì)光源的依賴性不大，3.5 RTCII塊RTC模塊如下圖所示。同樣是基于I2C接口和協(xié)議，帶有日歷功能，連接電池從而實(shí)現(xiàn)掉電后正常工作。aaasoOSGiaaAOHrunHeader 4SCL_PCF耳 3FiDA rCFB565|<GND_S56

7、3VCC SS6J 一 8二vcc-s.rHllhOSClVDDBATT£5?GND 85638563 INT3OSCQCLKOUT18563 OUT76BKKTsclSCI PCF8563vssSDAsda perilsKF856JSCL PCF8563KLA- K1X562GN D-8563856311 Jkader2陰心N I h?：m olitPCIS563PCF856街UCxtuMIS3.6 LCD顯示屏使用0.96寸12864OLED顯示屏來完成信息的顯示。主要顯示ICKEY高校LOGQ系統(tǒng)時(shí)間、開燈時(shí)間、關(guān)燈時(shí)間、當(dāng)前環(huán)境光強(qiáng)。3.7 電源轉(zhuǎn)換模塊因?yàn)橹挥?2V系統(tǒng)，所

8、以這里使用了電源轉(zhuǎn)換電路將12V轉(zhuǎn)換為3.3V。一開始在電路板上設(shè)計(jì)的是使用TPS563200和LMS1587分別實(shí)現(xiàn)12V轉(zhuǎn)5V和5V轉(zhuǎn)3.3V,但在使用過程中操作失誤發(fā)生短路，將TPS563200燒壞了（并且沒有找到替換芯片在哪兒去了），最后使用的是L7805來實(shí)現(xiàn)12V轉(zhuǎn)5V。J4rouT r132Ku nnunnuuJ5GNDI n而廠 14程序流程圖程序流程圖如下圖所示。程序開始運(yùn)行后先對(duì)需要使用的一系列外設(shè)進(jìn)行初始化和使能，然后分別讀取RTG光度計(jì)的數(shù)據(jù)，再對(duì)讀取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理（光強(qiáng)是否低于需要開燈光強(qiáng)，是否高于需要關(guān)燈光強(qiáng)，是否達(dá)到開燈和關(guān)燈時(shí)間）。然后查看是否收到BLE發(fā)來的數(shù)據(jù)（在中斷中接收），如果有數(shù)據(jù)發(fā)來，則處理通信數(shù)據(jù)包（是否進(jìn)行了LED的開光燈控制，是否進(jìn)行了開關(guān)燈時(shí)間設(shè)置，開關(guān)燈光強(qiáng)設(shè)置，是否進(jìn)行