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1、1 / 6 0 引言 随着数字技术和网络技术的发展，路灯数字化和网络化已经成为一种必然趋势。 节约能源、保证灯具寿命、提高照明管理水平、美化城市夜晚和保证城市夜间出行安 全等，已经成为对照明系统的一项基本要求。社会文明的不断发展、城市规模的急剧 膨胀，城市照明已不仅局限于道路的照明，社会对亮灯率、开关灯的准确率、故障检 测的实时性和维修的及时性、路灯的节能要求也不断增高。城市的扩大，路灯数量的 迅速增长，人工控制方式在故障实时监控处理、按需控制、节能等方面已越来越不能 适合城市的发展。因此对于路灯所采取的智能控制和节能措施已经非常有意义。 本文设计的LED 智能路灯控制系统以STC89C58R
2、D单片机作为主导控制芯片， 可实现时钟定时开关灯，根据环境明暗变化实现开关灯，根据交通情况自动调节亮灯 状况，路灯出现故障实施声光报警等一系列智能化行为。 1 系统总体设计方案 系统采用光敏二极管检测环境明暗变化，用红外接发器作为根据交通情况自动调 节亮灯的器件，将红外发射器安装在路灯杆上，红外接收器安装在路灯支架上面，当 光敏二极管检测不到光源，且红外接收器检测到红外信号时，路灯会点亮，相反则不 亮。采用编程来实现定时，设计路灯开灯关灯时间，选用LCD12864 作显示器件，并 作相应显示。系统结构框图如图l 所示。 图1系统结构框图 2 / 6 2 单元模块设计 2.1时钟定时部分 我们选
3、择的STC89C58RD芯片，本身有可编程的定时/计数器，可以通过软件编 程实现定时 /计数。当到达设定的时间，就执行相应的定时设定任务。 2.2 光敏二极管部分 该电路采用光敏二极管作为主控元件见图 2），当没有光照时，反向电阻很大， 反向电流很小；当有光照时，光子打在PN 结附近，于是在PN 结附近产生电子一空穴 对，它们在PN 结内部电场作用下作定向运动，形成光电流。光照越强，光电流越大。 所以根据环境的明暗输出不同的电压信号。 图2 光敏电路 2.3红外接收发射部分检测交通情况路灯亮灭） 按要求分别在道路两旁路灯杆上安装红外接收器见图 3），信号的接收端连到单 片机，当车辆或者行人经过
4、时，接收器检测到红外，信号端检测到高电平输入，从而控 制路灯的亮灭。 3 / 6 图3 红外发射 传感器 2.4声光报警部分 路灯故障时， LED0 点亮，蜂鸣器响起，达到声光报警功能见图 4）。单片机 P0.7- 个脚给高电频时，LED0 点亮，并且三极管导通，蜂鸣器也发出声响。 图4声光报警 2.5显示部分 该部分用LCD128*64 作为显示 见图 5），采用该显示器的主要原因是，可以显示 图片和字符，功能十分强大，通过显示提示控制整个电路的控制。 4 / 6 图5 显示电路 2.6恒流源部分 该电路提供一个恒定不变的电流见图 6）， Q3端接负载，使负载稳定工作。负载 加大也不会影响电
5、流的变化。 这样所接的路灯能稳定工作。通过调节输入端电压可以相应改变电流的输出。而 TIP122 达林顿管的集电极C 的基准电压可以是l2-20 v. 图6 恒流源电路 2.7路灯好坏检测部分 该电路运用了一个LM358 搭建的两个电压比较器，分别可以检测P1 、P2端的两个 路灯的好坏。当路灯导通工作时，比较器的2脚、 6脚会有电压，而比较器的3脚、 5脚 通过滑动电阻调节电压，并且3脚、 5脚的调节电压要分别比2脚和 6脚的工作电压小， 但不能调至 0 V.所以路灯正常工作时，单片机P0.5 脚和 P0.6 脚输出低电平，路灯有故 障时， P0.5 脚和 P0.6 脚就会输出高电平。 3 系统软件设计 5 / 6 系统软件框图如图7所示。 图 7 系统软件框图 4 系统 测试 结果 LED 路灯 驱动 电流输出端电压、电流的测试结果见表 1和表 2）。 表1负载一 一个灯） 6 / 6 表2 负载二 两个灯） 5 结论 本文提出了一种基于单片机的路灯智能控制系统的设计方案，并完成了硬件和软件 的设计。智能控制装置能根据交通情况自动调节亮灯状态：当车辆或行人靠近路灯时， 路灯逐渐变亮；当车辆或行人远离时，路灯自动变暗并且最后熄灭。控制器 还能分别独 立控制每只路灯的开灯和关灯时间。该系统总体性价比高，维护成本低，功耗低，工艺 环保，符合绿色经济和节约型社会的要求。