模拟路灯控制系统的设计

模拟路灯控制系统
摘要：在本文中，选用SCT89C5作为模拟路灯控制系统,实现支路控制器和单元控制功能，支路控制器的时钟源采用DS1302，移动物体的信息和环境明暗变化的信息采集选用红外对管和光敏元件，可以显示时钟并设定以及开关的时间显示，控制整个支路。依据人为设置的时间，周遭环境的变化和当前的交通状况能够实现自动开灯和关灯，并调节亮灯的状况或者是单独控制一个灯的开关时间；支路上的光敏器件能够采集信息并能发出声光报警。
关键词：单片机；模拟路灯；恒流源
Street Light Control System Simulation
Abstract: SCT89C5 street using an analog control system, Completion of the branch control unit control box on the clock source using DS1302, Moving objects and environments change shading information collection tube and infrared light sensor, It can display the clock and time display settings and switch controls the entire branch. Based on artificial time set, Changes in the surrounding environment and the current traffic situation can automatically turn on and off and adjust the lighting state or independent control of a light switch time; photosensitive device support on the road and to be able to collect information audible alarm..
Keywords: microcontroller; analog lights; constant current source; simulated street

目录
第一章  绪论 4
1.1 课题背景 4
1.2 课题意义 4
1.3 调研报告 5
第二章  总体设计方案 7
2.1 功能分析 7
2.2 系统主要模块方案论证 8
1.控制模块的选型 8
2.移动物体检测模块的选型 8
3.显示模块的选型 9
2.3 整体方案设计与框图 10
第三章  系统硬件设计 11
3.1 控制电路 11
3.2 按键电路 12
3.3 交通监测电路 13
3.4 恒流源电路 14
3.5 环境与路灯故障检测 15
3.6 报警模块 16
3.7 显示电路 17
3.8 时钟电路 18
3.9 电源电路 19
第四章  系统软件设计 21
4.1 液晶界面显示 21
4.2 实时时钟 25
4.3 人工控制 26
第五章  系统调试 27
5.1 硬件调试 27
1.检查电路 27
2.通电观察 27
3.静态调试 27
4.动态调试 28
5.2软件调试 28
第六章  毕业设计总结 29
第七章  致谢 31
第八章  参考文献 32
第九章  附录 33
附录一  电路原理图 33
附录二主要代码 35

第一章绪论

1.1 课题背景

节能，已然成为二十一世纪的热门主题。面对全球能源的危机，全世界都以“节能”为方向进行着各方面的研究。伴随着中国经济的快速发展，不管是民用的还是公用的电量都在持续增加。特别是近年来，中国的电力紧张的张也已经达到了一个非常紧迫程度。据专家计算，如果从2005年开始计算，5年的“电力短缺”的直接和间接的损失已经超过1000亿元造成国民经济。人没有电力供应，在工作和生活的各个方面的生产，以缓解电力紧张，节能技术势在必行！

伴随着人们的生存水平持续升高和对生存环境认识的不断加深，路灯工程建设早也已成为改进、美化都市环境所不可或缺的重要措施。一个良好的路灯设计可以给予一座城市特别的性格和品质，因此咱们很有必要对路灯进行改善，并对其设备进行部分改进，使路灯兼具照明和美化环境的功用。

照明灯具与人们的生活密切相关，但在道路交通少或没有在人行道上等待区，整夜亮着灯，但很少有人经过，造成能源的浪费很大程度上。随着当代社会的不断进步，“节能”和“低碳”也愈来愈引起人们的注意，这就要求我们可以设计出一款能够自动化控制的路灯。本体系使用LED灯当做模拟路灯，可实现对路灯节能的这一要求。此外，该系统还配备了一个监控功能，对周围环境，根据周围环境的打开和闭合电路的亮度，也可以根据道路条件，和其他功能来控制路灯的亮了，实现了真正意义上的节能和环保。

1.2 课题意义

节能灯系统所带来的直接和间接的经济效益和社会效益是巨大的。

我们还可以使用估算的方法：仅从电费支付能了解到，智能设备的选择，从最低的节能率计算，可以使我们每年都省出大量的钱财，这些钱我们可以用在一些重要场合。路灯控制系统技能的晋升，能够大大使全市路灯的维护量下降，并削减运转的维护本钱和节约财务的开支。

节能措施的使用，在电力紧张的同时，救济，还可以节省资源，减少浪费，使我们每一个电力物尽其用！

此课题反应了当今都市路灯节制的发展局势，拥有必然的实际利用价值，本体系兑现了对都市照明系统化、科学化治理的目的。

1.3 调研报告

在能源危机和温室效应日趋严重的今天，节能环保俨然成为照明产品的主要核心。节能并不是仅仅意味着单纯的减少照明设备的数量，根据照明的实际情况调整相应的亮度，合理分配的照明的时间，并减少不必要的用电浪费也是当今世界研究节电措施的主要研究方向之一。

在实际生活中，路灯系统已经成为了人们生活中必不可缺的一部分，但随着地球资源的稀缺，能耗问题越来越受到人们的关注，路灯也被列入其中，怎样优化路灯系统，高效节能已成为设计师最紧迫的任务使用，在高效节能的同时，也不能忽视照明问题的解决方案；高效节能已成为设计师最紧迫的任务使用，在高效节能的同时，也不能忽视照明问题的解决方案；同时，随着生活的柔软和节奏越来越快，快排，是设计师面对的新问题。

跟着当今社会的持续发展，都市现代化脚步的逐步加快，人们对城市路灯照明及城市亮化工程的需求量也越来越大，然而能源的供应冲突也愈来愈明显，节电节能照明的需求愈来愈急迫、愈来愈高。如今过去的那些路灯体系已明显不能我们的需求。

据调查，在晚上九点以后，国内的小城市，大中型城市在午夜12点，在路上几乎是空的。即便是在北京、上海。像广州这样的大城市，在凌晨2点，路上行人车辆稀少。然后照明这一时期直到6上午灯头仍然较高，显然是不必要的。城市公共照明设备的照明用电占中国消费的总金额的比例为30%，约43900000000千瓦时，平均价格0.65元/千瓦时计算，一年开30000000000元左右。由于电源灯不动太长时间照明，市政府每年支付大量账单，和能源消耗在现代快，这是不科学的。路灯散布在都市的每条街道，蔓延到都市的每个边缘，天然的毁坏和人为作怪的情形时有发生。由于其广泛的分别，损失率高的原因，对路灯的管理和维护工作带来了很多麻烦，目前大多数城市路灯管理道路检查发现，排除故障，这不仅慢，而且还需要投入大量的人力和物力。

在我国，大多数路灯都选用人为控制或定时控制，也就是安装定时器在一些配电箱中，按照人员预先设定的时间使路灯自动打开和关闭；有些景观灯及开关通常使用手动控制的方法，每天派人到现场进行光开关的需要。这样有着许多的不不利之处。如果手动控制方法，该电路具有一定的不确定性，同时，需要一定的人力资源；而定时控制则存在季节不同所到来的白昼时间不同的这一情况，例如天还没黑路灯就开，或是天还没亮路灯就已经关闭的现象，严重影响人们的日常生活。

照明工程发展迅猛，路灯的需求量也不断增多，因而对路灯的要求也较之前严格了许多，更省电、轻巧、寿命长。其高耐久性等特性，近年来也仍然愈来愈多的应用到路灯照明体系中。

第二章总体设计方案

2.1 功能分析

该体系由三个模块组成，分别是支路控制器、单元控制器输入和显示装置。第一模块是支路控制器，它能读取时钟芯片信息并在显示模块显示出来，还能对源自于红外对管以及光敏器件的检测信号，进行处理和控制其他电路。第二模块式单元控制器，它的主要作用是接收支路控制器发出的指令和检测移动物体、并将路灯的信息传给支路控制器做出判断，因此来控制LED灯的开和关。第三模块是输入和显示，能显示系统的工作状态。图2-1所示为系统结构,根据换进光线调节路灯状态时光控在系统中的具体实现方式，白天自然光线较强，为交通提供了一个良好的环境，开灯显然是一种浪费，晚上开灯则是为了营造一种良好的交通环境。因此，光控能够很好地起到这一节能作用。根据交通情况完成自动调节亮灯状态这一现象由支路控制器实现：当可移动物体M（物体位置由定位点确定）从左至到右抵达S点时（见图2-2），路灯1亮；当移动物体M抵达B时，路灯1熄灭，路灯2亮；若移动物体M从右到左移动时，那么亮的的次序与上述相反。