【正文】 ............................ 10 4 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 11 程序模塊分類及功能 ...................................................................................... 11 程序流程圖 ...................................................................................................... 11 5 軟件測(cè)試 .................................................................................................................. 13 測(cè)試目的 ........................................................................................................... 13 測(cè)試方法 ........................................................................................................... 13 功能測(cè)試： ................................................................................................. 13 測(cè)試結(jié)果 ..................................................................................................... 13 6 結(jié)論 .......................................................................................................................... 15 致 謝 .......................................................................................................................... 16 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 17 附錄 1：電路原理圖 ................................................................................................... 18 附錄 2：重要源代碼模塊 ........................................................................................... 19 1 1 緒論 本文研究的智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)是通過配套的功率變換組件，可在路燈的啟停和運(yùn)行中，有效的調(diào)節(jié)路燈的端 電壓，控制路燈的照明亮度，從而改變了路燈在不同時(shí)段的耗電量，改善了功率因素，到了節(jié)約電能的目的。 設(shè)計(jì)背景 ? 十二五 ? 時(shí)期，我國(guó)仍將處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段，面臨的資源和環(huán)境形勢(shì)依然嚴(yán)峻。能源問題已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素，應(yīng)當(dāng)從戰(zhàn)略和全局的高度，充分認(rèn)識(shí)做好能源工作的重要性和緊迫性，高度重視能源安全，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。在北京東西部能源技術(shù)研究院的 報(bào)道 中有這么一篇中提到節(jié)能是緩解能源約束，減輕環(huán)境壓力，保障經(jīng)濟(jì)安全，實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)目標(biāo)和可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，體現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展觀 的本質(zhì)要求，是一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略任務(wù)，必將擺在更加突出的戰(zhàn)略位置。 城市亮化作為形象工程的重要組成部分，越來越被政府所重視，大量的資金投入進(jìn)行建設(shè)和改造，使得我們的城市夜晚變得燈火輝煌，絢麗多彩，但問 題也隨之而來，能耗的逐年攀升，由此產(chǎn)生的某些問題亦逐漸顯露出來。 這些問題的產(chǎn)生無疑給當(dāng)?shù)氐穆窡艄芾聿块T的各方面工作帶來很大的壓力，急切加以解決。尤其是在當(dāng)前環(huán)境條件每況愈下的形勢(shì)下，低碳、節(jié)能、環(huán)保越來越收到人們的重視。舊式的控制系統(tǒng)存在功耗大，公共資源得不到充分應(yīng)用，效率低等消極影響。伴隨著路燈數(shù)量的急劇增加，照明 系統(tǒng)中所存在的問題也日益突出，耗電量大就是其中最為突出的一個(gè)。 所以，對(duì)城市的路燈的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了當(dāng)務(wù)之急。 設(shè)計(jì)的意義 路燈是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家建設(shè)中必需的用電設(shè)備，它在我國(guó)的整體用電量中所占比例巨大，如果通過節(jié)能裝置對(duì)其進(jìn)行有效控制，就能夠降低電力損耗，達(dá)到節(jié)約能源，降低生產(chǎn)安裝成本，有助于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。 國(guó)內(nèi)外 現(xiàn)狀 分析 目前，路燈照明廣泛采用高壓鈉燈，其設(shè)計(jì)壽命在 12020小時(shí)以上，在正常情況下至少可用 3年，但是由于超壓使用，現(xiàn)在路燈的使用壽命僅僅只有 1年左右，有的甚至只有幾個(gè) 月，造成維護(hù)和材料的極大浪費(fèi)。較高的電壓不僅不能讓負(fù)載設(shè)備更好的工作，而且還會(huì)造成發(fā)熱及過早損壞，還會(huì)造成不必要的電費(fèi)開支。 而且，我國(guó)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(shí)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(shí)也 2 占用了一定的人力資源。 定時(shí)控制則存在著夏冬季白黑晝時(shí)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(jì)通過使用 AT89C51單片機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行智能控制，使系統(tǒng)達(dá)到自動(dòng)啟停及智能調(diào)壓。近年來，隨著科技的不 斷發(fā)展，各種路燈控制器也被不斷的研究出來。 論文的 主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)可以通過對(duì)外界光線和電壓信號(hào)的采集來控制路燈的自動(dòng)啟停以及智能調(diào)壓從而減少城市路燈照明耗電量，又對(duì)輸入電壓進(jìn)行穩(wěn)壓調(diào)節(jié)來提高用電效率。 主要內(nèi)容如下： (1) 利用單片機(jī)，對(duì)整個(gè)路燈系統(tǒng)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。 (2) 針對(duì)光線和電壓信號(hào)的采集，采用數(shù)據(jù)采集技術(shù)。 (3) 通過按鍵可對(duì)相關(guān)的參數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同時(shí)間進(jìn)行不同的開燈模式。 (4) 當(dāng)電壓符合額定電壓時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行穩(wěn)壓。 (5) 在午夜之后降低 電壓以調(diào)節(jié)路燈亮度，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓 。 2 Proteus 仿真軟件與 Keil Proteus仿真軟件 Proteus 軟件是英國(guó) Lab Center Electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前比較好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然 目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師 以及 致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 Proteus 從原理圖布圖、代碼調(diào)試到 單片機(jī) 與外圍電路協(xié)同仿真 都能方便的實(shí)現(xiàn) ，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將 電路仿真 軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持 805HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2020 年又增加了 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MATLAB 等多種 編譯器 。 Keil Keil C51 是 美國(guó) Keil Software 公司出品的 51系列兼容 單片機(jī) C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯 3 的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。 Keil 提供了包括 C 編譯器 、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè) 集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN20WINXP 等操作系統(tǒng)。 3 硬件設(shè)計(jì) 按鍵 模塊 鍵盤模塊的硬件電路設(shè)計(jì)如圖 31 所示。 K K K K4 分別同 、 、 相連，當(dāng) S S S S5 任意一個(gè)鍵按下時(shí)，同它相連的端口 電壓則被拉低。在此設(shè)計(jì)中，若在時(shí)間調(diào)整模式下 S2 設(shè)置為?加 1? 功能鍵， S3 設(shè)置為?減 1?功能鍵；若在手動(dòng)操作模式下 S2 設(shè)置為?開?功能鍵， S3 設(shè)置為?關(guān)?功能鍵。 S4 為功能切換鍵，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行模式、時(shí)間調(diào)整模式和退出模式的切換。 S5 為運(yùn)行模式下實(shí)現(xiàn)?自動(dòng)?、?手動(dòng)?的切換。 圖 31 鍵盤電路 計(jì)時(shí) 模塊 計(jì)時(shí)模塊的 軟件 設(shè)計(jì) DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片 ， 內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM 通過簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信 。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒 、 分 、 時(shí) 、 日 、星期、 月 、 年的信息 ， 每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可 自動(dòng)調(diào)整 ， 時(shí)鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式 。 DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信 ， 僅需用到三個(gè)口線 ： RES 復(fù)位 、I/O 數(shù)據(jù)線 和 SCLK 串行時(shí)鐘 。