【正文】
反饋元件,便構(gòu)成了一個(gè)自激振蕩器。通信模塊L E D 數(shù)碼管時(shí)鐘模塊信號采集模塊故障檢測模塊聲光報(bào)警模塊單片機(jī)S T C 8 9 C 5 2電源控制模塊單元控制系統(tǒng)圖 路燈控制系統(tǒng)組成示意圖在路燈控制系統(tǒng)模塊中,單片機(jī)最小系統(tǒng),采用STC89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn);時(shí)鐘模塊,主要采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn);LED數(shù)碼管模塊是本系統(tǒng)的顯示模塊,由4個(gè)LED數(shù)碼 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文) 第 5 頁 共 26 頁 管組成,用來顯示故障路燈的編號;信號采集模塊可分為亮度檢測模塊和物體檢測模塊,亮度檢測模塊采用光敏電阻實(shí)現(xiàn)對周圍環(huán)境光照度的采樣,物體檢測模塊采用紅外線收發(fā)傳感等設(shè)備對經(jīng)過的車輛進(jìn)行檢測計(jì)數(shù);故障檢測模塊,主要采用光敏二極管通斷進(jìn)行路燈設(shè)備故障的檢測;聲光報(bào)警模塊,實(shí)現(xiàn)路燈出現(xiàn)故障時(shí)的聲光提示,電源控制模塊,不僅給整個(gè)硬件系統(tǒng)提供電源,還給硬件系統(tǒng)提供中斷信號;通信模塊,用于傳輸來自上位機(jī)的指令;單元控制系統(tǒng),主要能夠根據(jù)路燈控制系統(tǒng)輸出的信號,對路燈的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。人工方式是對路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行人工開關(guān)控制。顯示設(shè)備控制系統(tǒng)單元控制系統(tǒng) 1 單元控制系統(tǒng) 2L E D 燈 1 L E D 燈 2… …圖 模擬路燈控制示意圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要求(1)控制系統(tǒng)必須具有通信模塊,能夠完成控制器和 PC 機(jī)之間的信號傳遞。(2)查找相關(guān)資料,對路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。我國絕大多數(shù)地區(qū)的路燈關(guān)開控制方式都是采用人工控制或者定時(shí)控制,這樣也存在著許多不利之處: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)也占用了一定的人力資源;定時(shí)控制則存在著四季晝夜時(shí)間不同的情況,使得經(jīng)常出現(xiàn) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文) 第 2 頁 共 26 頁 天還沒暗路燈就開,天還沒亮路燈就滅的情況,大大影響了人們的日常生活。據(jù)統(tǒng)計(jì), 目前我國城市照明的年用電量約占全國總發(fā)電量的7%~8%,隨著“十二五”規(guī)劃及節(jié)能減排綜合性工作方案等國家政策的出臺,照明節(jié)電已成為除動(dòng)力節(jié)電外的另一重大節(jié)電項(xiàng)目。軟件設(shè)計(jì)主要采用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化的方法,分別對幾個(gè)主要模塊的工作流程進(jìn)行分析、設(shè)計(jì),繪制系統(tǒng)整體流程圖。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了根據(jù)環(huán)境、交通因素的影響來控制路燈的開關(guān),并對路燈的工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。實(shí)際上道路的照明水平大多是由外部環(huán)境因素決定的,如道路交通流量、周圍環(huán)境亮度和天氣狀況 [3]。近年來,隨著科技的不斷發(fā)展,各種路燈控制系統(tǒng)也被不斷的研究出來。(3)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)論證,對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,得出結(jié)論。(2)控制系統(tǒng)必須具有時(shí)鐘模塊,能夠顯示和設(shè)定開關(guān)路燈的時(shí)間,并能控制整條支路按時(shí)開燈和關(guān)燈。定時(shí)方式是根據(jù)一年四季的晝夜長短不同,對系統(tǒng)設(shè)定不同的開關(guān)路燈時(shí)間。 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)路燈系統(tǒng)控制模塊主要采用STC89C52單片機(jī)作為控制核心,其外圍電路比較簡單,具有高速、高可靠性、低功耗、超強(qiáng)抗干擾、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用廣泛 [7]。由此振蕩器的 XTAL1 端向內(nèi)部時(shí)鐘提供一定的頻率時(shí)鐘脈沖信號,并且此振蕩器的頻率由外接晶振決定的。根據(jù)要求我們選用LED數(shù)碼管作為顯示模塊設(shè)計(jì)的主要元件。DS1302線路簡單、體積小、功耗低且價(jià)格低廉,它不僅可以提供時(shí)、分、秒以及日期數(shù)據(jù),計(jì)時(shí)格式可以是24h制和12h制任選,還可以將每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)修正且不存在“千年蟲”等問題優(yōu)點(diǎn)。對于檢測環(huán)境光線的明暗,利用光敏電阻當(dāng)入射光強(qiáng),電阻減小,入射光弱,電阻增大的特性。而方案二傳送到單片機(jī)的只有高電平和低電平,相對來說提高了對信號的識別和準(zhǔn)確性。 物體檢測模塊介紹物體檢測模塊主要用于夜間凌晨車流量減少,檢測汽車的移動(dòng),并根據(jù)汽車的移動(dòng)進(jìn)行路燈亮度的自動(dòng)控制。同時(shí)紅外系統(tǒng)還具以下優(yōu)點(diǎn):尺寸小,質(zhì)量輕,能有效的抗可見光波段的偽裝,對輔助裝置要求最少,對人眼無傷害。本模塊主要是利用光敏電阻的光感特性,通過觀察 LED 路燈的好壞來檢測電路。在本模塊設(shè)計(jì)中,路,通過NPN三極管對電路進(jìn)行開關(guān)控制。LM7805 穩(wěn)壓管是一種三端穩(wěn)壓好集成模塊,它有三個(gè)端即輸入端、公共端、輸出端。其特點(diǎn)是傳送速度快,效率高;但由于傳送多少位就需要多少跟數(shù)據(jù)線,所以傳送成本較高。這兩者之間必須要有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路。通過 STC89C52 單片機(jī)中的中斷,改變可控硅的導(dǎo)通角,進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)對路燈亮度的調(diào)節(jié)。對于這個(gè)模塊,我在設(shè)計(jì)的過程中分為兩個(gè)部分來設(shè)計(jì),分別是亮度檢測模塊和物體檢測模塊。故障檢測模塊流程圖如圖 所示。橋式整流電路輸出電壓波形與全波整流的輸出電壓波形是相同的。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文) 第 21 頁 共 26 頁 亮度檢測模塊中,所用的傳感器是光敏電阻,在對不同光照度的情況下對光敏電阻的電壓進(jìn)行測試,得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表 所示。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)技術(shù)的路燈控制系統(tǒng),與傳統(tǒng)路燈控制系統(tǒng)相比,單片機(jī)路燈控制系統(tǒng)功能強(qiáng)、自動(dòng)化程度高。用戶開發(fā)的系統(tǒng)整體性能和可靠性得到了很大的提高,系統(tǒng)運(yùn)行成本也大幅下降 [18]。(5)對路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)調(diào)試。從論文的選題到搜集資料,從開始寫的初稿到最后經(jīng)過反復(fù)修改的成稿。在此畢業(yè)論文完成之際,特向劉老師致以誠摯的感激和無盡的敬意!在畢業(yè)論文的寫作過程中,我也得到了宿舍姐妹們的關(guān)心和幫助。對于她們支持和幫助表示誠摯的謝意!最后,向所有給予我關(guān)心和幫助的領(lǐng)導(dǎo)、老師、親人、同學(xué)和朋友再次表示衷心的感謝!參 考 文 獻(xiàn) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文) 第 25 頁 共 26 頁 [1] 方海明, :化學(xué)工業(yè)出版社,[2] 查兵,(01)[3] [J].(17):64,102[4] [J].2022NO3:2831[5] [6] 王玉巧,.[7] [J].(8):162[8] [J].北京:[9] [10]林建平,吳必瑞,院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).[11]李健,蔣全勝,任靈芝.智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī).2022(6):110112[12]陳春艷.模擬路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].(8)[13][J].北京:[14].[15]周偉奇,王益艷,伍世云.基于雙譜的噪聲信號檢測[J].四川文理學(xué)院學(xué)(2):34-36[16]魏俊鋒,[J].(1):39[17]胡開明,李躍忠,[J].現(xiàn)代電子(9):143[18]閆超,.[19]Alexandru LAVRIC, Valentin POPA, Ilie FINIS, Daniel SIMION. The design and implementation of an energy efficient streetlighting monitoring and control system. PRZEGL?D ELEKTROTECHNICZNY(Electrical Review).[20]潘清明,. 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文) 第 26 頁 共 26 頁 附錄 A 硬件電路圖:V C CP 2 . 1C 1 01 0 4I N4 0 0 7V i n V o u tGND1234R 4 21 KC 1 11 0 4 C 1 21 0 0 0 u F /2 5 VC 1 32 2 0 0 u F /2 5 VC 1 41 0 4R 4 31 KR 4 43 3 0L E DL M 7 8 0 5G N D5 VG N DV C CQ 1N P NP 1 . 0 / T 2 V C CP 1 . 1 / T 2 E X A D 0 / P 0 . 0P 1 . 2 A D 1 / P 0 . 1P 1 . 3 A D 2 / P 0 . 2P 1 . 4 A D 3 / P 0 . 3P 1 . 5 A D 4 / P 0 . 4P 1 . 6 A D 5 / P 0 . 5P 1 . 7 A D 6 / P 0 . 6R S T A D 7 / P 0 . 7P 3 . 0 / R X D E A / V P PP 3 . 1 / T X D A L E / P R O GP 3 . 2 / I N T 0 P S E NP 3 . 3 / I N T 1 P 2 . 7P 3 . 4 / T 0 P 2 . 6P 3 . 5 / T 1 P 2 . 5P 3 . 6 / W R P 2 . 4P 3 . 7 / R D P 2 . 3T X A L 2 P 2 . 2T X A L 1 P 2 . 1G N D P 2 . 0S T C 8 9 C 5 2R 3 1 0 KR 4 1 0 KR 21 0 KC 23 0 p FV C C晶振C 33 0 p FV C CR 12 0 0C 11 0 u F SG N DL S 1N P NR 5 2 k5 VR 6 1 kG N DP 3 . 4V C C 2 V C C 1X 2 S C K LX 1 I / OG N D R S TV C C1 0 0 0 u FD S 1 3 0 2G N DP 3 . 5P 3 . 6P 3 . 7G N DS 0S 1S 2S 3S 4S 5S 6S 7abcdefghR 3 0 2 0 0R 3 1 2 0 0R 3 2 2 0 0R 3 3 2 0 0R 3 4 2 0 0R 3 5 2 0 0R 3 6 2 0 0R 3 7 2 0 0Q 3P N PQ 4P N PQ 5P N P P N PQ 8P N PP N PV C CS 0 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7P 1 . 0P 1 . 1 P 1 . 2 P 1 . 3 P 1 . 4 P 1 . 5 P 1 . 6 P 1 . 7Q 6P N PQ 7 Q 9P N PQ 1 0W 2W 1aW 3W 4 aabcdefgd pabfcgdeD P Yd pabfcgdeD P Yabcdefgd pd pabcdefgg f be dW 1c h e dW 2ch e dW 3ch e dW 4chg f a b g f a b g f bffabcgdeD P Yabcdefgd pd pabfcgdeD P Yabcdefgd pd pfR 3 82 KG N DR 4 02 KG N DR 4 12 KG N DP 0 . 0P 0 . 2 P 0 . 3W 1W 3W 4Q 1 2P N PQ 1 4P N PQ 1 5P N PR 3 92 KP 0 . 1W 2Q 1 3P N PG N DR 1 21 0 KR 1 33 3 0KL M 3 9 3R 1 41 0 0KR 1 51 5 0KR 1 6L I G H T R E SV C CG N DL E DP 2 . 42 2 0 V ~G N DC 1 51 0 3R 4 51 0 0B T A 0 8R 4 6 3 3 0L A M PL D ER 4 7 3 3 021L D E1V C CR 1 71 0 KR 1 83 3 0 KL M 3 9 3R 1 91 0 0 KR 2 01 5 0 KR 2 1L I G H T R E SV