【正文】 ctric power consumption ishigher than that of economy development remarkably. Electric power resource has bee very scanty. Hence, how to economize energy sources and reduce wastage has bee a hot problem researched in recent years.The main feature is bining the SCR PowerC onversion and Intelligent Control System modules, the Power modules isolate highvoltage and lowvoltage using Substation Converter Reactance, geting the fast winding of Reactor(highvoltage) and street lamp in series, increasing the second winding (lowvoltage)in the reactor. The secondary coil ,the SCR and the control systems of fuzzy control algorithms are associateing together, We discuss the concept of the intelligent system of energysaving and controling street lamp,and introduce the system design of the installation, operation. we detailed analysis connecti the hardware circuit design with a control unit of 80c5l, and its electrical connection.Experiments show that the intelligent system of energysaving and controlling street lamp can significantly improved the systemstreet lamps39。電力供應(yīng)缺口很難在短期內(nèi)得以緩解，發(fā)展與節(jié)約并重，已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必然選擇。而兩個(gè)國(guó)家在銷售CFL燈占白熾燈的比例中，美國(guó)只占3%，日本占了15%。通過(guò)對(duì)鎮(zhèn)流器技術(shù)改進(jìn)來(lái)提高照明設(shè)備的功率因素。.針對(duì)于磁飽和電抗器來(lái)說(shuō)，除了上述不足外，其效率也普遍偏低。 論文的主要研究?jī)?nèi)容本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外最新研究成果，比較幾種常用的路燈節(jié)能控制方法。（2）路燈節(jié)能控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。光控節(jié)能方式:按光照度的差異來(lái)控制路燈開(kāi)關(guān)。比如采用定時(shí)器控制方式時(shí)，由于一年四季的時(shí)差，要經(jīng)常對(duì)定時(shí)器進(jìn)行人工調(diào)整，從夏至到冬至，日出時(shí)間推遲、日落時(shí)間提前。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖21所示。路燈打開(kāi)后，根據(jù)路面安裝的聲學(xué)傳感器采集到的路面車流量與行人流量所發(fā)出的聲信號(hào)由智能控制器來(lái)發(fā)出控制信息，通過(guò)功率變換單元來(lái)控制可變電抗變換器來(lái)決定路燈輸出電壓的大小，如果實(shí)時(shí)車輛與行人的流量較大，即需要路燈的照度較高，系統(tǒng)根據(jù)需求自動(dòng)調(diào)高路燈的輸出電壓。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 5 本文設(shè)計(jì)的路燈節(jié)能控制系統(tǒng)所遵循的基本原則有:(1)穩(wěn)壓控制:任何功率電器在使用過(guò)程中都應(yīng)處于其穩(wěn)定的電壓范圍內(nèi)，作為與我們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的路燈照明設(shè)備就更應(yīng)該穩(wěn)壓工作，保持路燈電壓平穩(wěn)從節(jié)能和功效兩方面來(lái)說(shuō)都具有十分重要的意義。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 6 表21 幾種路燈節(jié)能方式比較路燈節(jié)能方法 常用控制節(jié)能方法光源節(jié)能方法 智能路燈節(jié)能控制方法啟動(dòng)方法 一般啟動(dòng) 一般啟動(dòng) 軟啟動(dòng)光源選擇 常用光源 節(jié)能光源 常用光源控制方式 簡(jiǎn)單控制 簡(jiǎn)單控制 智能控制能量損耗 較小 較小 最小可靠性 低 較低 最低使用壽命 短 較短 長(zhǎng)啟動(dòng)電流 大 大 較小環(huán)境要求 無(wú)污染 有一定污染 無(wú)污染光源更換周期 較短 短 較長(zhǎng)成本 低 適中 適中由上表可知，智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)與目前市場(chǎng)上常用的控制節(jié)能方法、光源節(jié)能方法相比較，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從產(chǎn)品的成本和其消耗使用效率上來(lái)看也具有較強(qiáng)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。功率變換單元由電力電子功率器件、觸發(fā)控制器、信號(hào)檢測(cè)與處理器等組成。與控制器相連的傳感器有光學(xué)傳感器和聲學(xué)傳感器兩種，光線的明暗經(jīng)過(guò)光學(xué)傳感器轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)，智能控制器通過(guò)對(duì)該信號(hào)的處理輸出對(duì)路燈是否開(kāi)啟或關(guān)斷的控制決策:而現(xiàn)場(chǎng)的聲音情況通過(guò)聲學(xué)傳感器的采集和處理也得到相應(yīng)的模擬信號(hào)，將此信號(hào)輸入至智能控制器中，山智能控制器依據(jù)模糊控制算法來(lái)調(diào)整路燈的輸入電壓，將路燈的照度與實(shí)時(shí)街道上人車流量相對(duì)應(yīng)，使其亮度效果。硬件系統(tǒng)的工作原理為:光信號(hào)通過(guò)光電傳感器轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)，經(jīng)變送器輸入至A/D轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的開(kāi)啟和關(guān)閉。所謂光電式傳感器是能將光能轉(zhuǎn)換為電能的一種器件，簡(jiǎn)稱光電器件。其基本原理是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ)，把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借體，可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個(gè)物體上，此時(shí)光子能量就傳遞給電子，并且是一個(gè)光子的全部能量一次性地被一個(gè)電子所吸收，電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化，從而使受光界射的物體產(chǎn)生相應(yīng)的電效應(yīng)在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，光源檢測(cè)用于整套系統(tǒng)的開(kāi)啟和關(guān)閉，因此只需要有內(nèi)光電效應(yīng)的光敏器件即可。當(dāng)無(wú)光時(shí)，光敏電阻值(暗電阻)很大，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 10 + _+ _電路中電流很小。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào)。工作時(shí)集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。(3) 所測(cè)光強(qiáng)范圍寬。該電路由兩部分組成。工作原理是:晚上光線很暗，CdS光敏電阻阻值很大，流過(guò)J的電流很小，使繼電器J不動(dòng)作，路燈接通電源點(diǎn)亮。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 12 圖36 聲音檢測(cè)結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)選用傳聲器作為路面聲音信號(hào)的采集裝置。視負(fù)載情況不同，分為開(kāi)路(空載)靈敏度和帶載靈敏度。因此，在一定頻帶寬度內(nèi)頻響的不均勻度越小，其有效頻率范圍就越窄。通常以傳聲器與聲源同聲軸0。(4)傳聲器的最大聲壓極在強(qiáng)聲壓作用下，%一1%時(shí)的聲壓級(jí)稱為最大聲壓級(jí)。按用途可分為立體聲、近講、無(wú)線傳聲器等。為了提高傳聲器的輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和阻抗，還需裝置一只升壓變壓器。(2) 電容傳聲器電容傳聲器是靠電容量的變化而工作的。電容傳聲器的頻率范圍寬、靈敏度高、失真小、音畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 14 質(zhì)好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，多用于高質(zhì)量的廣播、采音、錄音、擴(kuò)音中。(4) 無(wú)線傳聲器無(wú)線傳聲器實(shí)際上是一種小型的擴(kuò)一聲系統(tǒng)。接收機(jī)是專用調(diào)頻接收機(jī)，但是一般的調(diào)頻收音機(jī)只要使其調(diào)諧頻率調(diào)整在無(wú)線傳聲器發(fā)射的頻率上，同樣能收聽(tīng)到無(wú)線傳聲器發(fā)出的聲音。優(yōu)質(zhì)電容式傳聲器的頻響可達(dá)到聲頻的范圍是ZOH矛ZOKHz，適合于高質(zhì)量的拾音。通過(guò)對(duì)晶閘管控制角的調(diào)整來(lái)控制可變電抗變換器二次線圈電流的大小，進(jìn)而使得路燈的端電壓發(fā)生變化來(lái)改變路燈的照明亮度。在每半個(gè)周波內(nèi)通過(guò)對(duì)晶閘管開(kāi)通相制，可以方便的調(diào)Ti輸出電壓的有效值，實(shí)現(xiàn)三相交流調(diào)壓。這里采用了星形電路三相四線制連接，此時(shí)，相當(dāng)于單相交流調(diào)壓電路的組合，三相互錯(cuò)開(kāi)120176。φ為負(fù)載阻抗角。(3) 路燈為理想負(fù)載，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，功率因數(shù)恒定。由于調(diào)壓控制在實(shí)質(zhì)上是改變一個(gè)周期內(nèi)電壓波所以輸出的不是正弦波，但由于晶閘管是對(duì)稱觸發(fā)，所以每一相負(fù)載_L所得到的電壓及穩(wěn)態(tài)時(shí)的相電流是三相對(duì)稱的。同一相的上下兩各橋臂，即VTl與 VT4 ,VT3與VT6,V T5與VT2，期脈動(dòng)6次，每次脈動(dòng)的波形都一樣，故該脈電路為6脈動(dòng)整流電路。以實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓。(3) 移相范圍寬，對(duì)同步電壓要求低，有脈沖列調(diào)制輸出端等功能畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 18 * *T1 D1D12K17K01 特點(diǎn)。綜合比較，脈沖變壓器觸發(fā)系統(tǒng)雖然存在缺點(diǎn)，但出于性價(jià)比的考慮，并能滿足系統(tǒng)要求，我們選擇了脈沖變壓器觸發(fā)系統(tǒng)觸發(fā)脈沖信號(hào)傳送給觸發(fā)脈沖功率放大器， 由它產(chǎn)生大功率的高頻脈沖電流，通過(guò)脈沖變壓器的磁禍合分配給各晶閘管單元的門極，從而實(shí)現(xiàn)觸發(fā)脈沖的傳送和高低電位的隔離。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 19 圖311 智能控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖智能控制器主要由信號(hào)采集單元、信號(hào)處理單元、信號(hào)輸入輸出及信號(hào)顯示單元組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖316所示。因此，本系統(tǒng)選擇單片機(jī)作為微處理器。從該特性獲益的另一種方法是將時(shí)鐘頻率減半而保持特性不變，這樣可以極大地降低電磁干(EMI).Flash程序存儲(chǔ)器支持并行和串行在系統(tǒng)編程(ISP).并行編程方式提供了高速的分組編程(頁(yè)編程)方式，可節(jié)省編程成本和上市時(shí)間。有關(guān)51單片機(jī)的最小系統(tǒng)很多書籍手冊(cè)都有詳細(xì)介紹。為了把控制信號(hào)由數(shù)字量轉(zhuǎn)換成符合觸發(fā)控制模塊需要的模擬電壓信號(hào)，設(shè)計(jì)了D/A轉(zhuǎn)換電路，其原理圖如圖312所示。轉(zhuǎn)換速率快， Hz.本系統(tǒng)中，TLC5615的數(shù)據(jù)輸入端(DIN)、始終信號(hào)端(SCLK)分別與P89V51RD2單片機(jī)的SPI接口的MOST和SCK端相連，利用單片機(jī)的SPI接口完成對(duì)TLC5615的控制，提高了轉(zhuǎn)換速度，降低了軟件的復(fù)雜程度。輸入的開(kāi)關(guān)量通過(guò)光禍TLP521隔離后輸送到微處理器，微處理器根據(jù)輸入開(kāi)關(guān)量進(jìn)行相應(yīng)的操作.(2)開(kāi)關(guān)量輸出電路開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)主要用于控制微型繼電器，微型繼電器用于控制指示燈、蜂鳴器和中間繼電器的狀態(tài)，以完成對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的動(dòng)作。所以，設(shè)計(jì)使用了光電輻合器TLP521進(jìn)行了光電隔離，輸出信號(hào)通過(guò)控制三級(jí)管的開(kāi)關(guān)來(lái)控制繼電器的狀態(tài)。液晶顯示器已被廣泛應(yīng)用于各種儀器儀表、電子顯示裝置等場(chǎng)合，成為測(cè)量結(jié)果顯示和人機(jī)對(duì)話的重要工具。液晶模塊提供兩個(gè)片選端CSA和CSB供微處理器選通三片KS0108B,實(shí)現(xiàn)192 X 64的點(diǎn)陣顯示飛液晶模塊采用直接方式連接到單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線上，單片機(jī)的WR和RD信號(hào)通過(guò)與t門組合為液晶模塊的使能信號(hào)E。軟件設(shè)計(jì)的好壞將關(guān)系著整個(gè)系統(tǒng)的好壞，件設(shè)計(jì)采用了目前廣泛使用的MCS51單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言keilC51作為軟件開(kāi)發(fā)工具，它表達(dá)能力強(qiáng)、可移植性好、便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)可以直接操作計(jì)算機(jī)硬件，對(duì)速度要求不是很高的應(yīng)用場(chǎng)合是一種十分理想的開(kāi)發(fā)工具。圖41 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)軟件分成通信模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、數(shù)據(jù)處理與分析模塊和LCD顯示。街道路面信息數(shù)據(jù)的采集與處理是系統(tǒng)的主要任務(wù)之一，要正確而高斂的完成數(shù)據(jù)的采集與處理首先必須解決以下兩個(gè)問(wèn)題:(I) 各種參數(shù)都有不同的量綱和數(shù)值，被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量之后，往往還要轉(zhuǎn)換成操作人緣所熟悉的工程量，這種轉(zhuǎn)換就是標(biāo)度變換。如何正確的使用這些方法是另一個(gè)需要解決的問(wèn)題。(1) 線性參數(shù)的標(biāo)度變換技術(shù)該標(biāo)度變換的前提是參數(shù)值與A/D變換結(jié)果之間為線性關(guān)系，其變換公式為:上式 中 ， Y表示參數(shù)的測(cè)量值。No表示Yo對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后的輸入值。為避免測(cè)量元件、信號(hào)線