路燈控制器開題報告

1、本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告題 目 路燈控制器 學(xué)生姓名 學(xué)號 101 所在院(系) 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 2014 年 3 月 日題 目路燈控制器一、選題的目的及研究意義目前，路燈系統(tǒng)一般采用鈉燈、水銀燈、金鹵燈等燈具。這類燈具有發(fā)光效率高、光色好、安裝簡易等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用，但同時也存在著諸如：功率因子低、對電壓要求嚴(yán)格、耗電量大等缺點(diǎn)。這不僅造成了能源浪費(fèi)，還大大影響了設(shè)備和燈具的使用壽命。而且，我國絕大多數(shù)地區(qū)的路燈關(guān)開燈都是采用人工控制或者定時控制，這樣也有許多不利之處：若采用人工控制，則路燈開關(guān)存在著一定的不確定性，同時也占用了一定的人力資源；定時控制則

2、存在著夏冬季白黑晝時間不同的情況，使得天還沒黑路燈就開，天還沒亮路燈就滅的情況，大大影響了人們的日常出生活。本設(shè)計通過使用AT89C51單片機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行智能控制，檢錯。使系統(tǒng)達(dá)到自動啟停及及時響應(yīng)。由于單片機(jī)具有集成度高，處理能力強(qiáng),可靠性高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉的優(yōu)點(diǎn)，因此在路燈照明工程中被廣泛應(yīng)用。本課題研究基于單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)可針對我國在城市照明上所存在的巨大的能源消耗開發(fā)出的新型節(jié)能控制系統(tǒng)。它可作為集自動啟停、智能糾錯、只能報警于一體的路燈控制裝置。自動檢測光線強(qiáng)度，在光線較弱會影響到駕駛員判斷時，自動打開路燈進(jìn)行照明，當(dāng)光線漸強(qiáng)，視線良好時切斷電源關(guān)閉照明；同時，還可對路

3、燈本身的故障進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)開啟了照明路燈卻沒有點(diǎn)亮?xí)r能給出報警信號。二、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，各種路燈控制器被不斷的研究出來。其中，美國和日本主要集中在研究緊湊型熒光燈和鎮(zhèn)流器熒光燈兩個方面。而我國目前的市場上有多種路燈節(jié)能控制產(chǎn)品， 能達(dá)到一定 的節(jié)能效果，但就功能和效果上還不能盡如人意，主要有以下幾種情況：第一種，采用 自耦變壓器及磁飽和電抗器的降壓技術(shù)。其不足是由于反應(yīng)速度較慢，用電高峰時電壓降到非穩(wěn)定區(qū)容易造成燈光閃滅，不能自動調(diào)節(jié)，同時如果電壓突然軟方法升高，則會對燈具造成損壞，相對來說穩(wěn)壓效果較差；第二種是采用電子器

4、件構(gòu)成的可控硅式設(shè)備。而為了更好的達(dá)到控 制的目的，現(xiàn)在國內(nèi)外都開始采用智能控制方式，如光控、聲反反復(fù)復(fù)控、時控等，國外甚至開始采用太陽能供能光控方式來控制路燈，基本可以達(dá)到完全自給自足的效果。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各個城市的道路交通明顯得到了改善，道路照明質(zhì)量要求也越來越高，路燈照明設(shè)施規(guī)模越來越大，數(shù)量也越來越多，這對改善各地區(qū)的投資環(huán)境,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，方便群眾生活、美化城市起了很大作用，但伴隨而來的是能耗大幅度提高，特別是近年來能源價格不斷大幅度提升，電價上漲的呼聲也越來越高，在市場經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)下煤、電聯(lián)動是遲早的事情，城市照明的電能耗費(fèi)逐漸成為各地政府部門的一大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；國內(nèi)絕大部

5、分的城市和地區(qū)幾乎都采用路燈隔盞關(guān)燈的省錢方法，其中的弊病不言而喻不僅導(dǎo)致了路面照度分布不均，給治安及交通安全埋下了隱患，而且不能避免后半夜電網(wǎng)電壓的升高（供電電壓因用電負(fù)荷減少而升高15%左右）而導(dǎo)致設(shè)備過度發(fā)熱，既縮短了燈源壽命，又增加了維護(hù)費(fèi)用，因此不能稱做是真正意義上的節(jié)能。同時目前國內(nèi)大部分城市的道路照明管理系統(tǒng)直至現(xiàn)在仍在沿用簡單的光控、鐘控等傳統(tǒng)控制方式。這些系統(tǒng)普遍存在著難以反饋路燈運(yùn)行狀態(tài)信息、難以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制等局限，基本沒有節(jié)電效果，并且采用傳統(tǒng)的人工巡檢，不僅使路燈管理部門的任務(wù)繁重，也增加了運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用。為了緩解我國能源緊張、減輕各地財政壓力很有必要采用一種方便、經(jīng)濟(jì)

6、的路燈節(jié)電器來解決以上問題。綜上所述，未來的智能路燈控制必將向著更安全、更環(huán)保、更節(jié)能、更高效率的方向發(fā)展。三、對本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬采用的研究方法（技術(shù)路線）或設(shè)計（實(shí)驗(yàn)）方案進(jìn)行說明一、思路與方法：采用AT89S51單片機(jī)作為控制器核心，通過使用光敏電阻GL5528和模數(shù)轉(zhuǎn)換的方式，提供給單片機(jī)光線的數(shù)字傳感信號來測環(huán)境明暗程度。由單片機(jī)對采集到的環(huán)境明暗程度信號進(jìn)行判斷并處理，然后通過繼電器等相關(guān)的執(zhí)行元件來實(shí)現(xiàn)開燈關(guān)燈。采用LM324芯片，他是內(nèi)部集成了4個運(yùn)算放大器的芯片，可以達(dá)到設(shè)計要求。本課題擬選用簡單的繼電器開關(guān)電路。其工作原理是：光照下降到設(shè)置值

7、時由于光敏電阻阻值上升激發(fā)導(dǎo)通，激勵電流使繼電器工作，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)對外電路的控制。二、基本方案的確定：器件分析選擇硬件設(shè)計軟件設(shè)計整體綜合仿真設(shè)計調(diào)試三、設(shè)計方案通過光敏電阻采集輸入電壓信號，電壓比較器轉(zhuǎn)換后輸入控制器，當(dāng)外界光信號的強(qiáng)度低于規(guī)定閾值時，通過軟啟動開啟路燈。當(dāng)光信號強(qiáng)度高于一定數(shù)值時，通過軟啟動關(guān)閉路燈，并將采集輸入電壓信號，與已設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比較，達(dá)到控制路燈的目的。再通過軟件判斷當(dāng)開啟了照明路燈卻沒有點(diǎn)亮（光敏電阻 GL5528采集回的電壓值低，和前一個為同一光敏電阻）時能給出報警信號。繼電器采用JWD-171-25。硬件系統(tǒng)框圖：光采集模塊電壓比

8、較器模塊復(fù)位電路晶振電路繼電器控件報警模塊AT89C51AT89C51軟件流程圖：是否開始是否低于規(guī)定光強(qiáng)初始化燈開燈滅是否低于規(guī)定光強(qiáng)報警結(jié)束四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻(xiàn)資料的簡要說明1 華成英模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 2 閻 石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第5版 3 李建忠單片機(jī)原理及應(yīng)用（第2版）西安電子科技大學(xué)出版社 2008-02-014 馮 英 秦 斌輕松學(xué)繼電器與可編程控制器 科學(xué)出版社 2009-11-15 高彥波，李 巖，畢曉燕PC與單片機(jī)之間的遠(yuǎn)距離并行通訊卡 電站設(shè)備自動化 20016 王福瑞單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計大全 北京航空航天大學(xué)出版社 1998.7 何立民單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 北京航空

9、航天大學(xué)出版社 1993.8 潘新民單片微型計算機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計 人民郵電出版社 19929 陳忠平ATmega16單片機(jī)C語言程序設(shè)計經(jīng)典實(shí)例 電子工業(yè)出版社 201110陳忠平基于Proteus的AVR單片機(jī)C語言程序設(shè)計與仿真 電子工業(yè)出版社 201111郁有文傳感器原理及工程應(yīng)用（第三版）西安電子科技大學(xué)出版社 2008-7-112譚浩強(qiáng)C程序設(shè)計 清華大學(xué)出版社 2010-6-113 GSM Based Smart Street Light Monitoring and Control System Omkar Natu Department of Computer Science, 14程樹英, 連永圣 Design of a New Solar LED Lamp Controller Based on ZigBee United States 2012March五、畢業(yè)設(shè)計進(jìn)程安排3月3日4月4日：查閱資料及方案論證4月7日-5月9日：編寫軟件、