【正文】 版社 , 2020: 256287. [9] V. Yu. Teplov, . Thermostatting System Using a SingleChip Microputer and Thermoelectric Modules Based on the Peltier Effect[J] , 2020, 27(6): 67104. 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 簽名： 年 月 日 開(kāi) 題 報(bào) 告 會(huì) 紀(jì) 要 時(shí)間 2020 年 03 月 23 日 地點(diǎn) 湖南科瑞特科技股份有限公司 與 會(huì) 人 員 姓 名 職務(wù) (職稱 ) 姓 名 職務(wù) (職稱 ) 姓 名 職務(wù) (職稱 ) 李加升 教授 胡賽純 副教授 鄧楊保 講師 會(huì)議紀(jì)要： 主持人： 記錄人： 年 月 日 指 導(dǎo) 小 組 意 見(jiàn) 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日 學(xué)院 意 見(jiàn) 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯申請(qǐng)表 學(xué) 號(hào) 091250205 姓 名 歐敏輝 學(xué) 院 通信與電子工程學(xué)院 專 業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師 胡賽 純 設(shè)計(jì)課題名稱 城市智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求及進(jìn)程計(jì)劃 起 止 時(shí) 間 任 務(wù) 要 求 完成情況 指 導(dǎo) 教 師 簽 名 2020 年 03 月 23 日 設(shè)計(jì)開(kāi)題答辯 2020 年 04 月 15 日 交初稿 2020 年 05 月 15 日 交第二稿 2020 年 05 月 25 日 交第三稿 2020 年 06 月 01 日 交定稿 畢業(yè)設(shè)計(jì)特色簡(jiǎn)介： 本設(shè)計(jì)大約有 八 千字的篇幅，主要研究了如何 用基于單片機(jī)設(shè)計(jì)城市智能路燈控制系統(tǒng) 功能，本設(shè)計(jì)主要分為三個(gè)部分： (1)總體部分 ； (2) 硬件 部 分 ； (3) 軟件 部分 。依據(jù)原理圖列元器件清單，制作 PCB 板 ，購(gòu)買元器件，進(jìn)行電路板焊接，最后進(jìn)行實(shí)物調(diào)試，完成實(shí)物的制作。 廣泛查閱 單片機(jī)定時(shí)方面的資料和 I/O 口的輸入輸出的控制資料以及其他的一些路燈控制模式和 傳感器 開(kāi)關(guān)的 研究資料 ，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行項(xiàng)目方案選擇與論證，完成系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 ； 。配合定時(shí)開(kāi)關(guān)和光控開(kāi)關(guān)的使用，實(shí)現(xiàn)雙開(kāi)關(guān)控制功能。需設(shè)計(jì)合理的硬件電路，而軟件設(shè)計(jì)需流程清晰，合理編寫(xiě)模塊化程序。報(bào)警系統(tǒng)采用強(qiáng)蜂鳴器，來(lái)提醒工作人員故障問(wèn)題，催促你及時(shí)維護(hù)路燈，帶來(lái)交通的安全便捷。再次就是故障報(bào)警電路的靈敏度的控制和調(diào)試問(wèn)題。 結(jié)合光控和聲控以及固有的節(jié)能模式為一體，實(shí)現(xiàn)更加實(shí)用性和可行性的路燈控制系統(tǒng)。單片機(jī)技術(shù)中的計(jì)時(shí)系統(tǒng)是單片機(jī)的一個(gè)典型的應(yīng)用。路燈管理工作需要一個(gè)以計(jì)算機(jī)為核心的、自動(dòng)化的管理手段來(lái)替代普通的路燈監(jiān)控系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)用到的主要工具 本次設(shè)計(jì)用到主要工具有： ， Keil uVision3， Altium Designer Summer 09。 2）自己的見(jiàn)解（主要是對(duì)設(shè)計(jì)方案的制定、設(shè)計(jì)難點(diǎn)及解決辦法、設(shè)計(jì)創(chuàng)新方面的思考）。 中心突出，內(nèi)容充實(shí)，數(shù)據(jù)可靠，層次分明，圖表清晰 ， 結(jié)論正確。對(duì)下半夜的路燈節(jié)能模式的開(kāi)啟和聲敏系統(tǒng)的安全模式的跳轉(zhuǎn)。 二、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 總體方案確定。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 ； 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。對(duì)燈泡的亮滅進(jìn)行采集，達(dá)到報(bào)警的程序描述 ； 制作實(shí)物。 所使用的度量單位一律采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位 。 1. 設(shè)計(jì)方案 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要采用 MCS51 系列單片機(jī)原理和控制理論 設(shè)計(jì)城市智能路燈控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)開(kāi)關(guān)，光控開(kāi)關(guān)，聲控開(kāi)關(guān)，故障報(bào)警等路燈 電路模型與仿真及實(shí)物。 預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能及參數(shù)要求 實(shí)現(xiàn) 定時(shí)開(kāi)關(guān)設(shè)置 ， 通過(guò)按鍵電路在 LCD1602 上設(shè)置定時(shí)開(kāi)路燈和定時(shí)關(guān)路燈，實(shí)現(xiàn)在不同四季可以更好的控制路燈開(kāi)關(guān)時(shí)間，以達(dá)到最好的開(kāi)關(guān)效果 ； 實(shí)現(xiàn)光控開(kāi)關(guān)的功能，能隨機(jī)應(yīng)變的適應(yīng)當(dāng)白天光照強(qiáng)度低于 15LUX 的情況下，達(dá)到開(kāi)啟路燈系統(tǒng)，使交通更加安全可行 ； 下半夜通過(guò)關(guān)掉相間隔的路燈，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的功能，配合聲控控制開(kāi)關(guān)，可以及時(shí)全亮，給交通帶來(lái)安全可靠照明系統(tǒng) ； 通過(guò)檢測(cè)電路，實(shí)現(xiàn)燈泡故障報(bào)警電路系統(tǒng)，便于維護(hù)人員的維護(hù)和及時(shí)排除交通的安全隱患問(wèn)題 。使整個(gè)城市照明監(jiān)測(cè)，決策和管 理工作建立在計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上。通過(guò)計(jì)時(shí)系統(tǒng)來(lái)對(duì)時(shí)間進(jìn)行有效的控制。既可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能化，也可以實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警化，便于維修人員的維護(hù)和及時(shí)的減少因路燈原因引起的交通隱患，實(shí)現(xiàn)更加安全節(jié)能環(huán)保的路燈控制系統(tǒng)。采用 12MHZ 的晶振，便于對(duì)時(shí)間 的精確控制，通過(guò)對(duì)一個(gè)時(shí)鐘的設(shè)置基礎(chǔ)上再來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)開(kāi)關(guān)的功能。本 設(shè)計(jì)集成了存儲(chǔ)、編解碼電路、傳感器控制電路。 設(shè)計(jì)的創(chuàng)新思想 城市智能路燈控制系統(tǒng)，在常規(guī)的路燈開(kāi)關(guān)設(shè)置基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)更加節(jié)能，高效，更加 方便切實(shí)可行的方法。以及那盞燈壞了可以通過(guò)LCD 顯示以及蜂鳴器報(bào)警，減少維護(hù)工作量和便于工作人員盡快解決問(wèn)題； 本設(shè)計(jì)的精確方面就是集節(jié)能，高效，安全，維護(hù)于一體的智能控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括： 時(shí)鐘電路 、 單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路、按鍵設(shè)置和 LCD 顯示電路、光 /聲控制電路、報(bào)警電路以及二極管路燈模擬電路。 完成期限和采取的主要措施： 一、完成設(shè)計(jì)時(shí)間安排： 確定選題，下達(dá)任務(wù)書(shū) 2020 年 01 月 22 日 設(shè)計(jì)開(kāi)題答辯 2020 年 03 月 23 日 交初稿 2020 年 04 月 15 日 交第二稿 2020 年 05 月 15 日 交第三稿 2020 年 05 月 25 日 交定稿 2020 年 06 月 01 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 2020 年 06 月 09 日－ 06 月 15 日 二、采取的 主要措施： 1. 廣泛查閱文獻(xiàn)資料，閱讀相關(guān)書(shū)籍，確定選題。本設(shè)計(jì)除了實(shí)現(xiàn)了 基本的路燈控制功能， 還實(shí)現(xiàn) 通過(guò)光控、聲控和人工啟動(dòng)相結(jié)合；下半夜的節(jié)能模式；路燈壞了報(bào)警功能于一體。 3．答辯委員會(huì)除給出答辯成績(jī)外，還應(yīng)匯總和審查指導(dǎo)教師、材料評(píng)閱人給出的成績(jī)，然后分檔（優(yōu) ≥ 90；良 8089 分；中 7079 分；及格 6069 分；不及格≤ 59 分）給出學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 關(guān)鍵詞： STC89C52； LED 路燈；光敏開(kāi)關(guān)；聲敏開(kāi)關(guān) 2 引言 近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)改革的深入發(fā)展和信息化時(shí)代的深入，路燈的發(fā)展給城市帶來(lái)了明亮和方便。因此迫切需要解決此問(wèn)題，故針對(duì)這種情況本人設(shè)計(jì)并制作了這一節(jié)能智能型的模擬路燈控制系統(tǒng)，其主要價(jià)值在于能更好的節(jié)能與監(jiān)測(cè)，在很多方面給人們帶來(lái)了方便，給維護(hù)人員帶來(lái)便利，希望此系統(tǒng)能在現(xiàn)實(shí)中發(fā)揮其潛在的價(jià)值。這足以說(shuō)明這片領(lǐng)域是有很大的社會(huì)價(jià)值和商業(yè)前景。 1 總體設(shè)計(jì) 功能要求及技術(shù)指標(biāo) 當(dāng)有工作人員人為控制路燈的開(kāi)關(guān)時(shí)，路燈隨即被打開(kāi)和關(guān)閉。當(dāng)時(shí)間達(dá)到路燈的關(guān)閉時(shí)間時(shí)，路燈則自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)有車輛和行人經(jīng)過(guò)的時(shí)候，通過(guò)聲敏控制開(kāi)關(guān)檢測(cè)到聲音。不管是在前半夜的正常開(kāi)燈的模式下，還是在后半夜的節(jié)能模式下，當(dāng)有燈泡壞了的時(shí)候。 總體設(shè)計(jì)方案 本系統(tǒng)主要由 STC89C52 單片機(jī)控制電路、時(shí)鐘電路、按鍵輸入電路、光控開(kāi)關(guān)電路、聲控開(kāi)關(guān)電路、二極管模擬路燈顯示電路、報(bào)警電路，液晶顯示，串口輸入電路、線性電源電路等組成。按鍵電路主要包括人工開(kāi)啟和關(guān)閉路燈，當(dāng)前時(shí)鐘的設(shè)置，還有就是開(kāi)燈時(shí)間的設(shè)置和關(guān)燈時(shí)間的設(shè)置。串口輸入電路負(fù)責(zé)的是把源程序加載到單片機(jī)中，通過(guò)連接計(jì)算機(jī)和串口來(lái)用于加載程序和進(jìn)行修改再加載。 系統(tǒng)運(yùn)行后， LCD 上面會(huì)顯示相關(guān)的初始開(kāi)關(guān)燈設(shè)置時(shí)間。在時(shí)鐘運(yùn)行到了十二點(diǎn)的時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟節(jié)能模式照明。直至下一個(gè)傍晚再開(kāi)啟路燈，實(shí)現(xiàn)這樣的循環(huán)。單片機(jī)最小系統(tǒng)控制部分主要由 STC89C5晶振電路、復(fù)位電路等電路組成，是每個(gè)用單片機(jī)系 6 統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的必須的外圍電路 [1]。晶振采用是是 12MHZ 頻率的晶振，因?yàn)檫@個(gè)頻率的晶振可以實(shí)現(xiàn)每條指令需要的時(shí)間是 2us。時(shí)鐘 /RAM 的讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)以一個(gè) 字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通信。本設(shè)計(jì)課題為 DS1302 采用的時(shí)鐘芯片是 的晶振。該模塊軟件設(shè)置可調(diào)精度、檢測(cè)范圍、檢測(cè)距離、預(yù)設(shè)檢測(cè)環(huán)境等模式。 DAT 是信號(hào)輸出引腳，而 STG 是設(shè)置 8 信號(hào)輸入引腳。通過(guò)主板上的麥克風(fēng)，該傳感器檢測(cè)到變化的分貝，這將觸發(fā)一個(gè)高電平脈沖被發(fā)送通過(guò)該傳感器的信號(hào)管腳。咪頭前級(jí)帶三極管放大，將放大后的信號(hào)送入處理器，進(jìn)行比較和延時(shí)穩(wěn)定濾波輸出，當(dāng)檢測(cè)到環(huán)境下的沖擊聲效時(shí)，板上紅色 LED將點(diǎn)亮。 串口通信電路和電源模塊電路 串口電路主要是組成是串口驅(qū)動(dòng)芯片 CH340T，本設(shè)計(jì)以 USB作為供電電源。很方便快捷的通過(guò)計(jì)算機(jī)串口進(jìn)行調(diào)試。根據(jù)北京時(shí)間設(shè)定，這作為開(kāi)路燈和關(guān)路燈的時(shí)間參照。方便白天川流不息的車輛和行人。所以采用相間隔亮滅的方式來(lái)節(jié)能，能節(jié)約一半的能源。 此課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處就是白天 當(dāng)關(guān)照強(qiáng)度低于 15LUX 的時(shí)候， 路燈會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，方便車輛和行人通行 [6]。該系統(tǒng)采用的是串行傳輸數(shù)據(jù)，將源程序通過(guò)串行口下載到單片機(jī)中。 開(kāi) 始源 程 序串 口 通 信單 片 機(jī) 系 統(tǒng)設(shè) 定 當(dāng) 前 時(shí) 間設(shè) 定 開(kāi) 燈 時(shí) 間設(shè) 定 關(guān) 燈 時(shí) 間結(jié) 束 圖 初始模式驅(qū)動(dòng)程序流程圖 初始化程序流程過(guò)程如圖 所示。當(dāng)清晨，單片機(jī)的檢測(cè)時(shí)間到了定時(shí)關(guān)路燈時(shí)間，此時(shí)路燈全部關(guān)閉。不會(huì)造成浪費(fèi)也會(huì)給交通帶來(lái)更安全的保障。設(shè)計(jì)的更加節(jié)能化，傳統(tǒng)的路燈系統(tǒng)，上半夜 和下半夜都是一樣的，下半夜的時(shí)候其實(shí)是人特別需要休息的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候的車流量和人流量是很少的，如果仍全部開(kāi)啟路燈，造成了太多的能源浪費(fèi)，我們現(xiàn)在一直都倡導(dǎo)的是低碳和節(jié)能的生活，所以傳統(tǒng)的照明模式已經(jīng)很難滿足我們的要求了。通過(guò)按下 “SET”鍵，來(lái)設(shè)定當(dāng)前時(shí)間，如圖 。通過(guò)對(duì)時(shí)間的設(shè)定，根據(jù)對(duì)四季不同的光照的強(qiáng)度來(lái)設(shè)定時(shí)間。 圖 當(dāng)前時(shí)間圖 圖 設(shè)定時(shí)間圖 圖 設(shè)定開(kāi)燈時(shí)間圖 圖 設(shè)定關(guān)燈時(shí)間圖 每一個(gè)系統(tǒng)都有手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，這是一個(gè)系統(tǒng)最簡(jiǎn)單的功能，如圖 所示。到了傍晚的時(shí)候，時(shí)間到達(dá)了定時(shí)開(kāi)路燈的時(shí)候，會(huì)開(kāi)啟路燈，如圖 所示。雖然只是簡(jiǎn)單的相間隔亮滅，但是對(duì)于一個(gè)很大的城市來(lái)說(shuō)，可以節(jié)約一半的能源做到盡可能大的節(jié)能，如圖 所示。 如圖 ，是有車輛或行人經(jīng)過(guò)的時(shí)候，聲敏感應(yīng)到聲音變化，然后點(diǎn)亮 圖下滅掉的路燈。 18 (2) 檢查電源與地是否有短路的，無(wú)短路才可以進(jìn)行下面的步驟。如圖 所示，大的模塊是主要應(yīng)用板模塊，小的模塊是單片機(jī)的主控模塊。整個(gè)系統(tǒng)是通過(guò) USB 供電作為電源，為 +5V。對(duì)于光敏和聲敏是該系統(tǒng)的外接電路，在操作的過(guò)程中， 在白天光照強(qiáng)度低于 15LUX 的時(shí)候， 光敏開(kāi)關(guān)就會(huì)開(kāi)啟路燈。聲敏控制開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)在下半夜節(jié)能模式下，重新點(diǎn)亮路燈。 21 參考文獻(xiàn) 。但是本設(shè)計(jì)我覺(jué)得最大的不足之處就是當(dāng)有路燈壞了的時(shí)候， LCD 可以顯示有燈壞了，也通過(guò)蜂鳴器報(bào)警，但是不能精確到那盞燈壞了。 Keil軟件中程序仿真圖 生成 HEX 文件圖 20 圖 硬件電路模塊分區(qū)表示圖 圖 主控電路模塊分區(qū)表示圖 本畢業(yè)設(shè)計(jì)是基于傳統(tǒng)的路燈系統(tǒng)上建立起來(lái)的，實(shí)現(xiàn)了多方式控制路燈，達(dá)到節(jié)能、報(bào)警、高效的方式。 (7) 按下 “SET”按鍵，設(shè)定好當(dāng)前時(shí)間，開(kāi)燈時(shí)間和關(guān)燈時(shí)間。