【正文】 統(tǒng)就不能正常運行。軟件設(shè)計的好壞將關(guān)系著整個系統(tǒng)的好壞，件設(shè)計采用了目前廣泛使用的MCS51單片機高級語言keilC51作為軟件開發(fā)工具，它表達能力強、可移植性好、便于進行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計可以直接操作計算機硬件，對速度要求不是很高的應(yīng)用場合是一種十分理想的開發(fā)工具。在軟件開發(fā)的過程中，我們采用了了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法，使得軟件系統(tǒng)具有了模塊化的特點。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是在70年代逐漸被采用的一種新型的程序設(shè)計方祛，它具有易讀、易查、易調(diào)試、編程效率高等優(yōu)點。軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模塊如圖41所示。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。服務(wù)功能為:將傳感器采集到的實時現(xiàn)場聲音信號通過A/D轉(zhuǎn)換發(fā)送到單片機中。在單片機的系統(tǒng)中先設(shè)置好聲音級別對應(yīng)的控制數(shù)據(jù)。將傳送進來的實時音頻數(shù)據(jù)與設(shè)定的好的數(shù)據(jù)進行比較，畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 25 判斷該實時音頻數(shù)據(jù)應(yīng)對應(yīng)的控制數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)輸出，通過D/A轉(zhuǎn)換來控制路燈的亮度，并在LCD上顯示出實時的聲音分貝。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問題:(I) 各種參數(shù)都有不同的量綱和數(shù)值，被測信號轉(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)換就是標度變換。(2) 在微機測控系統(tǒng)中，存在大量的現(xiàn)場干擾，采集的數(shù)據(jù)都存在不同程度的信號污染，因此應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)受干擾性質(zhì)和干擾后果的不同，采取相應(yīng)的軟硬件措施清楚干擾。采用軟件的方法方便靈活，成本低。常用的軟件抗千擾的方法有:有效性檢查、數(shù)字濾波、數(shù)字調(diào)零和自動校正等都是應(yīng)用廣泛的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。如何正確的使用這些方法是另一個需要解決的問題。由于實際測量到的各個參數(shù)都有不同的量綱和數(shù)值，這些參數(shù)首先由測量儀表轉(zhuǎn)換成模擬信號，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后成為一系列數(shù)字量。這些數(shù)字量僅僅代表參數(shù)值的大小，并不一定等于原來帶有量綱的參數(shù)值，為了能直接顯示被測工程量值，必須把它們轉(zhuǎn)換成有量綱的數(shù)值。標度變換主要有線性和非線性兩種變換。(1) 線性參數(shù)的標度變換技術(shù)該標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)的測量值。幾表示參數(shù)量程最大值。Yo表示參數(shù)量程最小值。凡表示對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后的輸入值。No表示Yo對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后的輸入值。X表示側(cè)量值Y所對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值。一般情況下，在編寫程序時， , No 都是已知的 ，因而可畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 26 以把上式寫成:(2) 非線性參數(shù)的標度變換技術(shù)當傳感器輸出的數(shù)據(jù)與實際被檢測的參數(shù)之間不是線性關(guān)系，而是由傳感器和測量方法所決定的某種函數(shù)關(guān)系時，則需要采用非線性標度變換。此時的標度變換式應(yīng)根據(jù)具休問題具體分析，木文將音頻信號在短時間內(nèi)采集到的參數(shù)值與A/D變換結(jié)果視為線性關(guān)系，故在此對非線性參數(shù)的標度變換不作詳細介紹。為避免測量元件、信號線路的開路，確保單片機采集到的數(shù)據(jù)的真實性，通常都要對輸入數(shù)據(jù)進行有效性檢查，這是保證系統(tǒng)可靠性措施之一。在系統(tǒng)設(shè)計時總是使被測量的模擬信號處于某個標準電壓或電流范圍內(nèi)，如果測量儀表或信號傳送線路出現(xiàn)故障，其信號便會達到甚至超過信號標準的上下限值，單片機便可發(fā)出報警信號，提醒維修人員進行處理。數(shù)字濾波就是通過一定的計算機程序減少干擾信號在有用信號中的比重，故實際上是一種程序濾波。數(shù)字濾波能夠克服模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比有以下優(yōu)點:(1)由于數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，因而不需要增加硬件設(shè)備，可以多個輸入通道“共用”一個濾波程序。(2)由于數(shù)字濾波不需要硬件設(shè)備，因而可靠性高，穩(wěn)定性好，各回路之間不存在阻抗匹配等問題。常用的數(shù)字濾波方法有多種，它們各有不同的特點，現(xiàn)介紹如下:(1) 程序判斷濾波法當采樣信號由于隨機干擾而引起失真時，可采用程序判斷濾波。該方法是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，確定出兩次采樣的輸入信號可能出現(xiàn)的最大偏差△Y，如果超過此偏差值，則表明該輸入信號是干擾信號，就用上次的采畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 27 樣代替本次采樣:如果小于此偏差值，可將信號作為本次采樣值。其算法為:式中 乙 為 第n次采樣值:AY為兩次采樣值所允許的最大偏差，其大小取決于采樣周期和丫值的變化范圍，由被測量值的實際情況決定，這種方法的關(guān)鍵問題是△Y的選擇，AY選得太大，干擾信號無法慮除，AY選得太小，會將某些有用信號也慮除。(2) 算術(shù)平均濾波算術(shù)平均濾波就是連續(xù)采樣n次，把n次采樣的算術(shù)平均值作為本次采樣值。式中 Y 為 濾波輸出，xi為第i個采樣.此種濾波方法主要用于對信號進行平滑加工，n應(yīng)視不同的具體系統(tǒng)取不同的值。算術(shù)平均濾波對周期性干擾有良好的抑制作用，對脈沖性干擾的抑制不夠理想。在本系統(tǒng)中，由于聲音信號變化較快，采用算術(shù)平均濾波方法以滿足系統(tǒng)要求。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集主要是光信號和聲音信號的采集，而光信號則是直接用來控制整套系統(tǒng)的啟停，通過模擬電路即可實現(xiàn)其控制。對聲音信號的采集處理則采用軟、硬件結(jié)合的方式，其程序流程圖如圖42所示。畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 28 圖42 數(shù)據(jù)采集程序流程圖根據(jù)程序流程圖我們設(shè)計出了相應(yīng)的控制程序，其中數(shù)據(jù)采集和處理的部分程序如下:uintad 2543( uchar port){Uint ad。uint i 。uchar al = O ,ah= 0 。CLOCK =0 。_CS= 0。 /片選nop(10) 。for (i =0 。i 8。i+ +)。 /把通道號打入2543{ADDRESS=(bit)(portamp。0x80)。 //取最高位輸出nop(5 )。CLOCK =1 。 //高電平，產(chǎn)生一個上升沿，此時輸入一位地址nop(5 )。CLOCK =0 。nop(5)。port = portl。 //左移一位，使下一位地址至最高位}for(i=O。i4。i++)。 /填充4個CLOCK,此時正在進行AD轉(zhuǎn)換{CLOCK =1。nop(5 )。CLOCK = 0。畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 29 nop(5 )。}_CS=1。nop(10)。_CS=0: //等待AD轉(zhuǎn)換nop(10)。for (i=O。i4。i++)。 1/取D9,D8{CLOCK = l 。nop(5 )。ah = ah 1。if( D_OUT)ah = ah \0x01。CLOCK = 0。nop(5 )。}for (i=0。i8。i++)。 取D7DO{CLOCK = l 。nop(5 )。a1= a l 1 。if( D_ OUT)al =al\0x01。CLOCK = 0 。nop(5 )。}_CS=1。nop(10)。畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 30 /得到AD值ad=(uint)ah。ad = ad8。ad = ad \(uint)al。return ad。}算術(shù)平均濾波方法的部分程序為:define N 10char filter(){int sum=0。for ( count=O。countN。count++){Sum+ = get_ad ()。Delay()。}return( char)(sum/N)。}畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 31 5 總結(jié)與展望智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的研制是目前國內(nèi)外所關(guān)注的熱點課題之一。眾所周知，路燈設(shè)備是使用量十分巨大基礎(chǔ)用電設(shè)備。智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)是專為大中規(guī)模的照明系統(tǒng)設(shè)計的智能裝置。它的研制將是照明設(shè)備節(jié)能降耗的重要途徑和有效方法。因此，智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的研制對于人類的生產(chǎn)、生活的節(jié)能降耗有著重要的意義。該項目是研究、開發(fā)型項目，有一定的開發(fā)難度，需要反復(fù)試驗和經(jīng)驗總結(jié)。為了課題的更進一步深入研究，本章將對現(xiàn)階段的研究做一總結(jié)，并對今后工作做一下展望，內(nèi)容包括:全文總結(jié)、心得體會和進一步工作展望。本文通過系統(tǒng)構(gòu)建與方案設(shè)計、系統(tǒng)硬件設(shè)計、軟件設(shè)計及系統(tǒng)調(diào)試，證明所設(shè)計的智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)是比較成功的。通過對本課題的設(shè)計與研究可以得出以下結(jié)論:(1) 智能能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)采用了智能化技術(shù)，能夠根據(jù)不同環(huán)境、不同功率大小的需要選擇控制方式。采用可變電抗器技術(shù)，使設(shè)備本身可靠性提高。它的控制單元以插件形式安裝，為維護和迅速更換元件提供了方便。(2) 智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的起動、調(diào)壓效果是明顯的，電壓能從零連續(xù)起調(diào)，可以做到無過流，起動力矩也大，對電網(wǎng)沖擊小。與此同時，智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)能夠很好的控制路燈設(shè)備的電壓大小，將起動過程對路燈損害降到更小、顯著延長路燈設(shè)備的使用壽命。 心得體會整個系統(tǒng)研制與優(yōu)化設(shè)計是個工作量很大的過程，從中我學習到了很多理論知識，得到了很多珍貴的實踐經(jīng)驗。有很多收獲，也經(jīng)歷了不少困難，寫一些心得和體會，(1) 由于整個系統(tǒng)涉及到強電、模擬電路、數(shù)宇電路、PLC硬件設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 32 及軟件編程等方面的知識，是一個自動化知識綜合應(yīng)用的系統(tǒng)，需要大量的理論知識，所以，在理論學習階段，要打下堅實的基礎(chǔ)，這樣就可以少走彎路。(2) 在硬件設(shè)計和制作的過程中，要細心認真，態(tài)度端正，盡量減小硬件電路中的干擾和誤差:(3)在軟件編程過程中，要多思考一下程序設(shè)計的方法，多做實驗來證實各種編程思路，并做好文檔。發(fā)現(xiàn)問題要深入分析問題，不要急躁，要冷靜思考。養(yǎng)成注釋程序語句的習慣，對長而復(fù)雜的程序設(shè)計很有必要。畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 33 致 謝經(jīng)過幾個月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。但是坦白的說，這個設(shè)計不是完美的，還有很多的地方需要完善和改進。在設(shè)計的過程中雖然辛苦，但是辛苦中也包含著快樂。特別是在編程的時候，每想到一個好的思路，好的方法，無不激動不已。調(diào)試程序的時候，經(jīng)常會出現(xiàn)山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村的情況，身心疲憊的自己頓時又振作起來最后，我由衷地感謝我的母?！斜贝髮W，她們?yōu)槲覀兊膶W習成長創(chuàng)造了如此好的環(huán)境。我由衷地感謝師長們對我默默無聞的幫助及潛移默化的影響，為我將來的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)；我還要由衷地感謝身邊的同學對我的無私關(guān)懷與支持，給我大量的寶貴意見?？傊?，我的畢業(yè)設(shè)計能夠完成，無不凝聚了各位老師的大量辛勤的汗水。老師，您辛苦了！畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 34 參考文獻[1].余發(fā)山.，單片機原理及應(yīng)用技術(shù). 徐州：中國礦業(yè)大學出版社， 2022[2]. 賈振國. 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