基于單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)探討

童定局++詹威威++周翔

摘 要

隨著對能源節(jié)約的重視程度不斷增加，路燈控制引起了眾多關(guān)注。本文通過對單片機為控制中心，進(jìn)行模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計?？刂葡到y(tǒng)包括了光電傳感器、液晶顯示與恒流源等模塊，可以隨著環(huán)境與效能因素的變化來對控制路燈的開關(guān)進(jìn)行控制。基于單片機為核心的智能路燈控制系統(tǒng)具有可靠性高的特點，實用性非常強，可以在城市路燈控制系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。

【關(guān)鍵詞】單片機 智能模擬路燈 控制系統(tǒng) 恒流源

本文提出一種針對路燈的智能控制系統(tǒng)，通過基于單片機的模擬系統(tǒng)可以實現(xiàn)根據(jù)環(huán)境與光線因素來對路燈進(jìn)行有效控制的方案，以節(jié)約能源，避免浪費。

1 智能模擬路燈控制系統(tǒng)功能需求

在道路環(huán)境的實際監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，即使在白天，依然能夠出現(xiàn)由于天氣原因?qū)е碌墓饩€迅速變暗的情況，甚至?xí)绊懙叫熊嚺c行人的正常出行，這就需要一種系統(tǒng)能夠根據(jù)暗光線因素開啟某段路燈，以滿足行車與行人需求。在凌晨到天亮的時間內(nèi)，道路上的車流與行人較少，可以通過智能系統(tǒng)對路燈進(jìn)行關(guān)閉，一旦有車輛或行人通行，可以觸發(fā)智能系統(tǒng)的開關(guān)，開啟某段道路的路燈開關(guān)，在車輛或行人離開此段道路時，路燈自動關(guān)閉。這些實際需求均需要通過智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)，節(jié)約能源與人力控制成本。

由此可見，智能控制系統(tǒng)需要具有時鐘功能，能夠?qū)β窡舻拈_關(guān)時間進(jìn)行設(shè)定與顯示，并對支路的開燈與關(guān)燈進(jìn)行控制，可以根據(jù)環(huán)境明暗變化進(jìn)行開關(guān)燈，可以根據(jù)效能情況自動調(diào)節(jié)路燈的開關(guān)與亮度。對單個個體通行時，能夠根據(jù)個體移動情況進(jìn)行相應(yīng)長度路段的路燈開啟與關(guān)閉。系統(tǒng)的支路控制器可以對每一支單獨的路燈進(jìn)行開關(guān)時間控制。另外，當(dāng)路燈出現(xiàn)異常故障時，系統(tǒng)可以自動發(fā)出報警，以便及時維修，減少人力檢查成本。

2 基于單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)電路

基于對車輛通行時路燈的自動開啟與延遲關(guān)閉、亮度控制需求，該控制系統(tǒng)設(shè)計中需要有位置檢測方案。通過光電對管完成車輛的位置檢測，在馬路的兩側(cè)裝置對射式的光電對管，車輛或行人通過時，將會觸發(fā)光電對管，滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。該系統(tǒng)采用時鐘芯片DS1302產(chǎn)品，增加主電源與備電源雙重保護(hù)方案，利用編程實現(xiàn)報警電路的設(shè)計，降低系統(tǒng)設(shè)計成本。系統(tǒng)通過對發(fā)光二極管的電流監(jiān)測來對電路是否正常進(jìn)行判斷。系統(tǒng)利用了八位共陰極LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示，外接驅(qū)動電路，每片74HC240驅(qū)動4個LED數(shù)碼管。本系統(tǒng)的控制核心為STC89C52單片機，該芯片具有執(zhí)行速度快、抗干擾能力強的優(yōu)點。該控制系統(tǒng)利用光敏電阻構(gòu)成的感光電路。

基于STC89C52單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)電路采用可控流源調(diào)節(jié)輸出電流來對調(diào)光。利用三極管放大電路調(diào)節(jié)功率三極管的基極電流，以實現(xiàn)對輸出電流的調(diào)節(jié)，從而改變LED的發(fā)光亮度。智能模擬路燈控制系統(tǒng)電路采JHD12864作為顯示器，通過串行接口的方式與單片機進(jìn)行通信，串并行通信方式選擇端PSB接地。顯示電路模塊能夠顯示時鐘，對開關(guān)LED的時間進(jìn)行顯示以及故障燈的地址等。

3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

該智能模擬路燈控制系統(tǒng)電路采用模塊化設(shè)計，執(zhí)行效率極高。軟件系統(tǒng)包括支路控制器與單元控制器部分。支路控制器包括顯示模塊程序、按鍵程序模分支控制模塊、自動光亮度調(diào)節(jié)模塊等，單元控制器由按鍵模塊、顯示模塊與調(diào)壓模塊組成。程序主流程為以下過程：首先進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，LCD顯示時鐘，系統(tǒng)對環(huán)境的明暗進(jìn)行檢測，對移動的個體進(jìn)行檢測，當(dāng)信號檢測完成后，單片機將會接受到來自終端的信號，并進(jìn)行處理，之后對路燈進(jìn)行控制，以此進(jìn)行循環(huán)。LCD顯示器對路燈的開關(guān)時間進(jìn)行累計，發(fā)現(xiàn)路燈不亮?xí)r，系統(tǒng)的控制器將會對信號進(jìn)行檢測并發(fā)出報警，LCD顯示器會對故障地址進(jìn)行顯示。如圖1所示。

4 智能模擬路燈控制系統(tǒng)調(diào)試

基于單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)測試主要包括三方面的測試：首先進(jìn)行交通情況自動調(diào)節(jié)測試，測試結(jié)果可以表明自動調(diào)節(jié)兩個燈的開關(guān)；其二是對開關(guān)燈定時測試；其三是環(huán)境明暗變化自動開關(guān)測試，測試結(jié)果表明，當(dāng)環(huán)境變暗時，自動開啟路燈，環(huán)境變亮?xí)r，將會自動關(guān)閉。

5 結(jié)語

基于單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)自主設(shè)定顯示開關(guān)燈的時間，來對整條支路按時開關(guān)燈進(jìn)行控制，根據(jù)光線明暗變化與交通實際情況進(jìn)行燈光自動調(diào)節(jié)，當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時，支路控制器發(fā)出警報。該系統(tǒng)相對簡單，成本較低，性價比高，具有較高的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)

[1]李軍.基于單片機的模擬路燈控制系統(tǒng)[J].工業(yè)控制計算機，2013，06：116-117.

[2]黃果，王平均，林爾敏.基于AT89S52單片機的模擬路燈控制系統(tǒng)[J].哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，04：116-117.

[3]王皚，佘丹妮.基于單片機的模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計[J].儀表技術(shù)，2011，11：45-48.

[4]陳靜，周雷，呂廣才，趙安邦.一種模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，21：186-188.

[5]劉賞.路燈智能控制算法研究與系統(tǒng)模擬[D].西安石油大學(xué)，2011.

作者單位

河南大學(xué)民生學(xué)院 河南省開封市 475000endprint

摘 要

隨著對能源節(jié)約的重視程度不斷增加，路燈控制引起了眾多關(guān)注。本文通過對單片機為控制中心，進(jìn)行模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計?？刂葡到y(tǒng)包括了光電傳感器、液晶顯示與恒流源等模塊，可以隨著環(huán)境與效能因素的變化來對控制路燈的開關(guān)進(jìn)行控制?；趩纹瑱C為核心的智能路燈控制系統(tǒng)具有可靠性高的特點，實用性非常強，可以在城市路燈控制系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。

【關(guān)鍵詞】單片機 智能模擬路燈 控制系統(tǒng) 恒流源

本文提出一種針對路燈的智能控制系統(tǒng)，通過基于單片機的模擬系統(tǒng)可以實現(xiàn)根據(jù)環(huán)境與光線因素來對路燈進(jìn)行有效控制的方案，以節(jié)約能源，避免浪費。

1 智能模擬路燈控制系統(tǒng)功能需求

在道路環(huán)境的實際監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，即使在白天，依然能夠出現(xiàn)由于天氣原因?qū)е碌墓饩€迅速變暗的情況，甚至?xí)绊懙叫熊嚺c行人的正常出行，這就需要一種系統(tǒng)能夠根據(jù)暗光線因素開啟某段路燈，以滿足行車與行人需求。在凌晨到天亮的時間內(nèi)，道路上的車流與行人較少，可以通過智能系統(tǒng)對路燈進(jìn)行關(guān)閉，一旦有車輛或行人通行，可以觸發(fā)智能系統(tǒng)的開關(guān)，開啟某段道路的路燈開關(guān)，在車輛或行人離開此段道路時，路燈自動關(guān)閉。這些實際需求均需要通過智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)，節(jié)約能源與人力控制成本。

由此可見，智能控制系統(tǒng)需要具有時鐘功能，能夠?qū)β窡舻拈_關(guān)時間進(jìn)行設(shè)定與顯示，并對支路的開燈與關(guān)燈進(jìn)行控制，可以根據(jù)環(huán)境明暗變化進(jìn)行開關(guān)燈，可以根據(jù)效能情況自動調(diào)節(jié)路燈的開關(guān)與亮度。對單個個體通行時，能夠根據(jù)個體移動情況進(jìn)行相應(yīng)長度路段的路燈開啟與關(guān)閉。系統(tǒng)的支路控制器可以對每一支單獨的路燈進(jìn)行開關(guān)時間控制。另外，當(dāng)路燈出現(xiàn)異常故障時，系統(tǒng)可以自動發(fā)出報警，以便及時維修，減少人力檢查成本。

2 基于單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)電路

基于對車輛通行時路燈的自動開啟與延遲關(guān)閉、亮度控制需求，該控制系統(tǒng)設(shè)計中需要有位置檢測方案。通過光電對管完成車輛的位置檢測，在馬路的兩側(cè)裝置對射式的光電對管，車輛或行人通過時，將會觸發(fā)光電對管，滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。該系統(tǒng)采用時鐘芯片DS1302產(chǎn)品，增加主電源與備電源雙重保護(hù)方案，利用編程實現(xiàn)報警電路的設(shè)計，降低系統(tǒng)設(shè)計成本。系統(tǒng)通過對發(fā)光二極管的電流監(jiān)測來對電路是否正常進(jìn)行判斷。系統(tǒng)利用了八位共陰極LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示，外接驅(qū)動電路，每片74HC240驅(qū)動4個LED數(shù)碼管。本系統(tǒng)的控制核心為STC89C52單片機，該芯片具有執(zhí)行速度快、抗干擾能力強的優(yōu)點。該控制系統(tǒng)利用光敏電阻構(gòu)成的感光電路。

基于STC89C52單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)電路采用可控流源調(diào)節(jié)輸出電流來對調(diào)光。利用三極管放大電路調(diào)節(jié)功率三極管的基極電流，以實現(xiàn)對輸出電流的調(diào)節(jié)，從而改變LED的發(fā)光亮度。智能模擬路燈控制系統(tǒng)電路采JHD12864作為顯示器，通過串行接口的方式與單片機進(jìn)行通信，串并行通信方式選擇端PSB接地。顯示電路模塊能夠顯示時鐘，對開關(guān)LED的時間進(jìn)行顯示以及故障燈的地址等。

3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

該智能模擬路燈控制系統(tǒng)電路采用模塊化設(shè)計，執(zhí)行效率極高。軟件系統(tǒng)包括支路控制器與單元控制器部分。支路控制器包括顯示模塊程序、按鍵程序模分支控制模塊、自動光亮度調(diào)節(jié)模塊等，單元控制器由按鍵模塊、顯示模塊與調(diào)壓模塊組成。程序主流程為以下過程：首先進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，LCD顯示時鐘，系統(tǒng)對環(huán)境的明暗進(jìn)行檢測，對移動的個體進(jìn)行檢測，當(dāng)信號檢測完成后，單片機將會接受到來自終端的信號，并進(jìn)行處理，之后對路燈進(jìn)行控制，以此進(jìn)行循環(huán)。LCD顯示器對路燈的開關(guān)時間進(jìn)行累計，發(fā)現(xiàn)路燈不亮?xí)r，系統(tǒng)的控制器將會對信號進(jìn)行檢測并發(fā)出報警，LCD顯示器會對故障地址進(jìn)行顯示。如圖1所示。

4 智能模擬路燈控制系統(tǒng)調(diào)試

基于單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)測試主要包括三方面的測試：首先進(jìn)行交通情況自動調(diào)節(jié)測試，測試結(jié)果可以表明自動調(diào)節(jié)兩個燈的開關(guān)；其二是對開關(guān)燈定時測試；其三是環(huán)境明暗變化自動開關(guān)測試，測試結(jié)果表明，當(dāng)環(huán)境變暗時，自動開啟路燈，環(huán)境變亮?xí)r，將會自動關(guān)閉。

5 結(jié)語

基于單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)自主設(shè)定顯示開關(guān)燈的時間，來對整條支路按時開關(guān)燈進(jìn)行控制，根據(jù)光線明暗變化與交通實際情況進(jìn)行燈光自動調(diào)節(jié)，當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時，支路控制器發(fā)出警報。該系統(tǒng)相對簡單，成本較低，性價比高，具有較高的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)

[1]李軍.基于單片機的模擬路燈控制系統(tǒng)[J].工業(yè)控制計算機，2013，06：116-117.

[2]黃果，王平均，林爾敏.基于AT89S52單片機的模擬路燈控制系統(tǒng)[J].哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，04：116-117.

[3]王皚，佘丹妮.基于單片機的模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計[J].儀表技術(shù)，2011，11：45-48.

[4]陳靜，周雷，呂廣才，趙安邦.一種模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，21：186-188.

[5]劉賞.路燈智能控制算法研究與系統(tǒng)模擬[D].西安石油大學(xué)，2011.

作者單位

河南大學(xué)民生學(xué)院 河南省開封市 475000endprint

摘 要

隨著對能源節(jié)約的重視程度不斷增加，路燈控制引起了眾多關(guān)注。本文通過對單片機為控制中心，進(jìn)行模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計。控制系統(tǒng)包括了光電傳感器、液晶顯示與恒流源等模塊，可以隨著環(huán)境與效能因素的變化來對控制路燈的開關(guān)進(jìn)行控制。基于單片機為核心的智能路燈控制系統(tǒng)具有可靠性高的特點，實用性非常強，可以在城市路燈控制系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。

【關(guān)鍵詞】單片機 智能模擬路燈 控制系統(tǒng) 恒流源

本文提出一種針對路燈的智能控制系統(tǒng)，通過基于單片機的模擬系統(tǒng)可以實現(xiàn)根據(jù)環(huán)境與光線因素來對路燈進(jìn)行有效控制的方案，以節(jié)約能源，避免浪費。

1 智能模擬路燈控制系統(tǒng)功能需求

在道路環(huán)境的實際監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，即使在白天，依然能夠出現(xiàn)由于天氣原因?qū)е碌墓饩€迅速變暗的情況，甚至?xí)绊懙叫熊嚺c行人的正常出行，這就需要一種系統(tǒng)能夠根據(jù)暗光線因素開啟某段路燈，以滿足行車與行人需求。在凌晨到天亮的時間內(nèi)，道路上的車流與行人較少，可以通過智能系統(tǒng)對路燈進(jìn)行關(guān)閉，一旦有車輛或行人通行，可以觸發(fā)智能系統(tǒng)的開關(guān)，開啟某段道路的路燈開關(guān)，在車輛或行人離開此段道路時，路燈自動關(guān)閉。這些實際需求均需要通過智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)，節(jié)約能源與人力控制成本。

由此可見，智能控制系統(tǒng)需要具有時鐘功能，能夠?qū)β窡舻拈_關(guān)時間進(jìn)行設(shè)定與顯示，并對支路的開燈與關(guān)燈進(jìn)行控制，可以根據(jù)環(huán)境明暗變化進(jìn)行開關(guān)燈，可以根據(jù)效能情況自動調(diào)節(jié)路燈的開關(guān)與亮度。對單個個體通行時，能夠根據(jù)個體移動情況進(jìn)行相應(yīng)長度路段的路燈開啟與關(guān)閉。系統(tǒng)的支路控制器可以對每一支單獨的路燈進(jìn)行開關(guān)時間控制。另外，當(dāng)路燈出現(xiàn)異常故障時，系統(tǒng)可以自動發(fā)出報警，以便及時維修，減少人力檢查成本。

2 基于單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)電路

基于對車輛通行時路燈的自動開啟與延遲關(guān)閉、亮度控制需求，該控制系統(tǒng)設(shè)計中需要有位置檢測方案。通過光電對管完成車輛的位置檢測，在馬路的兩側(cè)裝置對射式的光電對管，車輛或行人通過時，將會觸發(fā)光電對管，滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。該系統(tǒng)采用時鐘芯片DS1302產(chǎn)品，增加主電源與備電源雙重保護(hù)方案，利用編程實現(xiàn)報警電路的設(shè)計，降低系統(tǒng)設(shè)計成本。系統(tǒng)通過對發(fā)光二極管的電流監(jiān)測來對電路是否正常進(jìn)行判斷。系統(tǒng)利用了八位共陰極LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示，外接驅(qū)動電路，每片74HC240驅(qū)動4個LED數(shù)碼管。本系統(tǒng)的控制核心為STC89C52單片機，該芯片具有執(zhí)行速度快、抗干擾能力強的優(yōu)點。該控制系統(tǒng)利用光敏電阻構(gòu)成的感光電路。

基于STC89C52單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)電路采用可控流源調(diào)節(jié)輸出電流來對調(diào)光。利用三極管放大電路調(diào)節(jié)功率三極管的基極電流，以實現(xiàn)對輸出電流的調(diào)節(jié)，從而改變LED的發(fā)光亮度。智能模擬路燈控制系統(tǒng)電路采JHD12864作為顯示器，通過串行接口的方式與單片機進(jìn)行通信，串并行通信方式選擇端PSB接地。顯示電路模塊能夠顯示時鐘，對開關(guān)LED的時間進(jìn)行顯示以及故障燈的地址等。

3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

該智能模擬路燈控制系統(tǒng)電路采用模塊化設(shè)計，執(zhí)行效率極高。軟件系統(tǒng)包括支路控制器與單元控制器部分。支路控制器包括顯示模塊程序、按鍵程序模分支控制模塊、自動光亮度調(diào)節(jié)模塊等，單元控制器由按鍵模塊、顯示模塊與調(diào)壓模塊組成。程序主流程為以下過程：首先進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，LCD顯示時鐘，系統(tǒng)對環(huán)境的明暗進(jìn)行檢測，對移動的個體進(jìn)行檢測，當(dāng)信號檢測完成后，單片機將會接受到來自終端的信號，并進(jìn)行處理，之后對路燈進(jìn)行控制，以此進(jìn)行循環(huán)。LCD顯示器對路燈的開關(guān)時間進(jìn)行累計，發(fā)現(xiàn)路燈不亮?xí)r，系統(tǒng)的控制器將會對信號進(jìn)行檢測并發(fā)出報警，LCD顯示器會對故障地址進(jìn)行顯示。如圖1所示。

4 智能模擬路燈控制系統(tǒng)調(diào)試

基于單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)測試主要包括三方面的測試：首先進(jìn)行交通情況自動調(diào)節(jié)測試，測試結(jié)果可以表明自動調(diào)節(jié)兩個燈的開關(guān)；其二是對開關(guān)燈定時測試；其三是環(huán)境明暗變化自動開關(guān)測試，測試結(jié)果表明，當(dāng)環(huán)境變暗時，自動開啟路燈，環(huán)境變亮?xí)r，將會自動關(guān)閉。

5 結(jié)語

基于單片機的智能模擬路燈控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)自主設(shè)定顯示開關(guān)燈的時間，來對整條支路按時開關(guān)燈進(jìn)行控制，根據(jù)光線明暗變化與交通實際情況進(jìn)行燈光自動調(diào)節(jié)，當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時，支路控制器發(fā)出警報。該系統(tǒng)相對簡單，成本較低，性價比高，具有較高的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)

[1]李軍.基于單片機的模擬路燈控制系統(tǒng)[J].工業(yè)控制計算機，2013，06：116-117.

[2]黃果，王平均，林爾敏.基于AT89S52單片機的模擬路燈控制系統(tǒng)[J].哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，04：116-117.

[3]王皚，佘丹妮.基于單片機的模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計[J].儀表技術(shù)，2011，11：45-48.

[4]陳靜，周雷，呂廣才，趙安邦.一種模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，21：186-188.

[5]劉賞.路燈智能控制算法研究與系統(tǒng)模擬[D].西安石油大學(xué)，2011.

作者單位

河南大學(xué)民生學(xué)院 河南省開封市 475000endprint