【正文】 21 參考文獻 。但是本設計我覺得最大的不足之處就是當有路燈壞了的時候， LCD 可以顯示有燈壞了，也通過蜂鳴器報警，但是不能精確到那盞燈壞了。聲敏控制開關(guān)可以實現(xiàn)在下半夜節(jié)能模式下，重新點亮路燈。 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)設計是基于傳統(tǒng)的路燈系統(tǒng)上建立起來的，實現(xiàn)了多方式控制路燈，達到節(jié)能、報警、高效的方式。對于光敏和聲敏是該系統(tǒng)的外接電路，在操作的過程中， 在白天光照強度低于 15LUX 的時候， 光敏開關(guān)就會開啟路燈。 (7) 按下 “SET”按鍵，設定好當前時間，開燈時間和關(guān)燈時間。整個系統(tǒng)是通過 USB 供電作為電源，為 +5V。 圖 主控硬件模塊圖 圖 硬件電路模塊圖 (5) 連接串口到計算機的 USB，通過相應的軟件把生成的 HEX 文件加載到 19 單片機中，按下復位，程序燒寫完畢。如圖 所示，大的模塊是主要應用板模塊，小的模塊是單片機的主控模塊。 (4) 將單片機的主控板和主要應用板想連接。 18 (2) 檢查電源與地是否有短路的，無短路才可以進行下面的步驟。 圖 節(jié)能模式下聲敏開關(guān)開燈圖 圖 路燈壞了時候 1602 的顯示圖 5 調(diào)試與使用說明 該數(shù)控穩(wěn)壓電源主要由單片機 STC89C5 LCD1602 液晶顯示器、按鍵、電源電路 +5V、時鐘電路、模擬路燈電路、聲敏控制開關(guān)、光敏控制開關(guān)、報警電路 [10]。 如圖 ，是有車輛或行人經(jīng)過的時候，聲敏感應到聲音變化，然后點亮 圖下滅掉的路燈。于是設定一個 聲 敏控制開關(guān)，當有 行 人和車輛經(jīng)過的時候，通過道路分貝的變化反應到聲敏中，就會啟動節(jié)能模式下滅掉的燈。雖然只是簡單的相間隔亮滅，但是對于一個很大的城市來說，可以節(jié)約一半的能源做到盡可能大的節(jié)能，如圖 所示。在這 之后 的下半夜，路上的行人和車流量已經(jīng)很少了，這個時候再按照傳統(tǒng)的照明方式很浪費電。到了傍晚的時候，時間到達了定時開路燈的時候，會開啟路燈，如圖 所示。在白天， 如果光照低于 15LUX 時，此時光照強度很暗， 此時如果沒有工作人員及時開路燈，會是很危險的。 圖 當前時間圖 圖 設定時間圖 圖 設定開燈時間圖 圖 設定關(guān)燈時間圖 每一個系統(tǒng)都有手動控制開關(guān)，這是一個系統(tǒng)最簡單的功能，如圖 所示。該設計模塊的電源電壓是 +5V。通過對時間的設定，根據(jù)對四季不同的光照的強度來設定時間。按下三次 “SET”來設定關(guān)燈時間，如圖 。通過按下 “SET”鍵，來設定當前時間，如圖 。但是在節(jié)能的同時不能給交通帶來安全隱患，安全問題是最重要的問題，所以在設計添加了一個聲敏控制開關(guān)，當有行人和車輛經(jīng)過的時候，通過道路分貝的變化，聲敏開關(guān)檢測到分貝 變化，從而開啟節(jié)能模式下滅掉的燈，使道路的照明如前半夜一樣亮，確保交通安全保障 [9]。設計的更加節(jié)能化，傳統(tǒng)的路燈系統(tǒng)，上半夜 和下半夜都是一樣的，下半夜的時候其實是人特別需要休息的時候，這個時候的車流量和人流量是很少的，如果仍全部開啟路燈，造成了太多的能源浪費，我們現(xiàn)在一直都倡導的是低碳和節(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。這個時候需要光照特別強，以便 14 于交通安全，此時的交通安全是最重要的，當有路燈壞掉的時候，也會及時報警，這個時候一般情況下還有工作人員在值班，可以通過路況信息提醒廣大的司機用戶注意安全 [8]。不會造成浪費也會給交通帶來更安全的保障。當 光照強度低于 15LUX 的時候， 通過光敏控制開關(guān)，檢測到光線 強度的變化 ，系統(tǒng)則自動開啟路燈系統(tǒng)。當清晨，單片機的檢測時間到了定時關(guān)路燈時間，此時路燈全部關(guān)閉。 LCD1602 是整個系統(tǒng)的顯示模塊，通過顯示屏顯示當前時間，并設置當前時間、開路燈時間、關(guān)路燈時間。 開 始源 程 序串 口 通 信單 片 機 系 統(tǒng)設 定 當 前 時 間設 定 開 燈 時 間設 定 關(guān) 燈 時 間結(jié) 束 圖 初始模式驅(qū)動程序流程圖 初始化程序流程過程如圖 所示。隨即在 1602 上面會顯示初始設定時鐘值，工作人員可以通過 “SET”來設定當前時間，按一下是設置當前 時間，按兩下 “SET”，是用來設定定時開路燈的時間，按下三下是設置定時關(guān)路燈時間。該系統(tǒng)采用的是串行傳輸數(shù)據(jù)，將源程序通過串行口下載到單片機中。不足之處是雖然該系統(tǒng)能實現(xiàn)報警，并且可以在 1602 上面顯示，但是只顯示有燈泡壞了，沒有考慮到城市的路燈那么多，單純的報警和顯示壞了，還是不能精確到哪一盞燈，這給維修和排查帶來一些不便，自己將更加完善去實現(xiàn)。 此課程設計的創(chuàng)新之處就是白天 當關(guān)照強度低于 15LUX 的時候， 路燈會自動開啟，方便車輛和行人通行 [6]。當夜晚有燈壞了的時候，也會如白天一樣報警，如果此時有工作人員值班，也能及時的發(fā)現(xiàn)問題。所以采用相間隔亮滅的方式來節(jié)能，能節(jié)約一半的能源。 在傍晚到了快要開燈的時間， 根據(jù)之前設定的開燈時間， 路燈自動開啟路燈，這個時候處于正常照明時間。方便白天川流不息的車輛和行人。 LCD1602 相當于一個電子表，總的程序就是圍繞著這個時序運轉(zhuǎn)的。根據(jù)北京時間設定，這作為開路燈和關(guān)路燈的時間參照。軟件主程序流程圖如圖 所示 [5]。很方便快捷的通過計算機串口進行調(diào)試。在串口方式下， CH340T提供常用的 MODEM聯(lián)絡信號，用于計算機擴展異步串口，或者將普通的串口設備直接升級到 USB總線。 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)動芯片 CH340T，本設計以 USB作為供電電源。若檢測人談話聲，需要調(diào)節(jié)電位器，可偵測到連續(xù)的方波脈沖，同時紅色發(fā)光管將以當前的聲效分貝值進行閃爍，輸出信號是數(shù)字量，可用程序直接像檢測按鍵一樣或用外中斷，脈沖計數(shù)處理即可。咪頭前級帶三極管放大，將放大后的信號送入處理器，進行比較和延時穩(wěn)定濾波輸出，當檢測到環(huán)境下的沖擊聲效時，板上紅色 LED將點亮。沖擊聲效傳感器的最大探測距離為 3米。通過主板上的麥克風，該傳感器檢測到變化的分貝，這將觸發(fā)一個高電平脈沖被發(fā)送通過該傳感器的信號管腳。 非運算放大器處理檢測環(huán)境噪聲的沖擊聲效傳感器，聲效信號 檢測穩(wěn)定。 DAT 是信號輸出引腳，而 STG 是設置 8 信號輸入引腳。預設值一經(jīng)設定， KC_IRS 模塊永遠記錄預設值。該模塊軟件設置可調(diào)精度、檢測范圍、檢測距離、預設檢測環(huán)境等模式。整個模塊電路如圖 所示。本設計課題為 DS1302 采用的時鐘芯片是 的晶振。 DS1302 是由 DS1202 改進而來 [2],增加了以下的特性。時鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個 字節(jié)或多達 31 個字節(jié)的字符組方式通信。 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20MCU1 STC89C52RCY1C930PC1030P+5V+5V1133RES11122C1147uFR210KRST+5VVCC21X12X23GND4RST5I/O6SCLK7VCC18U1DS1302+5VC2104R2610KR2710KR2810KY132768C110PC310P時鐘電路B1BATT 圖 MCU和 DS18B20模塊電路 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片 ,內(nèi)含有一個實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM,通過簡單的串行接口與單片機進行通信實時時鐘 /日歷電路 .提供秒分時日日期。晶振采用是是 12MHZ 頻率的晶振，因為這個頻率的晶振可以實現(xiàn)每條指令需要的時間是 2us。避免系統(tǒng)因為程序或者操作失誤引起的進入死循環(huán)，或者卡機狀態(tài)。單片機最小系統(tǒng)控制部分主要由 STC89C5晶振電路、復位電路等電路組成，是每個用單片機系 6 統(tǒng)實現(xiàn)的必須的外圍電路 [1]。 單 片 機按 鍵 開 關(guān) 電 路光 控 開 關(guān) 電 路聲 控 開 關(guān) 電 路最 小 系 統(tǒng) 電 路L C D 顯 示 電 路二 極 管 路 燈 顯 示 電 路報 警 電 路時 間 電 路 圖 系統(tǒng)整體框圖 2 硬件設計 硬件電路總原理圖 系統(tǒng)硬件部分由 MCU、 DS1302 與按鍵控制模塊、 LCD 顯示模塊、按鍵控制模塊、光敏 /聲敏控制模塊、報警模塊、 LED 模擬路燈模塊、 USB 串口及 USB接口電路模塊，分各模塊單獨設計電路，硬件系統(tǒng)總電路圖如圖 所示。直至下一個傍晚再開啟路燈，實現(xiàn)這樣的循環(huán)。當有行人或者車輛經(jīng)過的時候，系統(tǒng)通過聲敏控制開關(guān)，來開啟節(jié)能模式下滅掉的燈，這樣可以避免因為光線暗而造成的交通事故，而且被點亮的燈可以延時 5 秒，當五秒過后沒有車輛了，燈又會重新恢復節(jié)能模式，當仍有行人和車輛的時候，燈會繼續(xù)亮的。在時鐘運行到了十二點的時候，系統(tǒng)自動開啟節(jié)能模式照明。系 4 統(tǒng)進行時序運行。 系統(tǒng)運行后， LCD 上面會顯示相關(guān)的初始開關(guān)燈設置時間。報警器主要負責的是報警，提醒維護人員相關(guān)燈出現(xiàn)了故障，請及時維修，這樣可以在第一時間減少維修，減少交通隱患。串口輸入電路負責的是把源程序加載到單片機中，通過連接計算機和串口來用于加載程序和進行修改再加載。進入下半夜，系統(tǒng)通過對定時器時間做出判斷，通過對 I/O 口的設定來開啟節(jié)能模式。按鍵電路主要包括人工開啟和關(guān)閉路燈，當前時鐘的設置，還有就是開燈時間的設置和關(guān)燈時間的設置。通過 DS1302 時間模塊輸出整個系統(tǒng)的時序，是整個系統(tǒng)實現(xiàn)的前提。 總體設計方案 本系統(tǒng)主要由 STC89C52 單片機控制電路、時鐘電路、按鍵輸入電路、光控開關(guān)電路、聲控開關(guān)電路、二極管模擬路燈顯示電路、報警電路，液晶顯示，串口輸入電路、線性電源電路等組成。便于提醒工作人員 及時維修，以免因耽誤時間而造成不必要的損失。不管是在前半夜的正常開燈的模式下，還是在后半夜的節(jié)能模式下，當有燈泡壞了的時候?？梢苑奖丬囕v和行人通行。當有車輛和行人經(jīng)過的時候，通過聲敏控制開關(guān)檢測到聲音。當午夜 12:00 時，系統(tǒng)自動開啟節(jié)能模式，采用路燈的間隔亮滅。當時間達到路燈的關(guān)閉時間時，路燈則自動關(guān)閉。通過設置，可以設定定時開路燈時間，和定時關(guān)路燈時間。 1 總體設計 功能要求及技術(shù)指標 當有工作人員人為控制路燈的開關(guān)時，路燈隨即被打開和關(guān)閉。 課題設計的主要研究內(nèi)容是針對目前路燈照明中存在的問題，結(jié)合國內(nèi)外各種路燈節(jié)能的研究成果，設計一種基于單片機控制的節(jié)能路燈系統(tǒng)。這足以說明這片領(lǐng)域是有很大的社會價值和商業(yè)前景。國際社會也對此做出了很多改進，對照明燈以及智能恒壓控制方面做出了重大貢獻。因此迫切需要解決此問題，故針對這種情況本人設計并制作了這一節(jié)能智能型的模擬路燈控制系統(tǒng)，其主要價值在于能更好的節(jié)能與監(jiān)測，在很多方面給人們帶來了方便，給維護人員帶來便利，希望此系統(tǒng)能在現(xiàn)實中發(fā)揮其潛在的價值。但隨著路燈的發(fā)展城市路燈的維護量增大，帶來維護人員不足的問題，使得路燈故障時不能得到及時的修復以致造成人民生活的不便。 關(guān)鍵詞： STC89C52； LED 路燈；光敏開關(guān)；聲敏開關(guān) 2 引言 近年來，隨著我國經(jīng)濟改革的深入發(fā)展和信息化時代的深入，路燈的發(fā)展給城市帶來了明亮和方便。 集光敏控制、聲敏控制、節(jié)能控制、報警控制于一體。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。 ②等 級標準：優(yōu)≥ 90；良≥ 80；中≥ 70；及格≥ 60；不及格＜ 60； 答 辯 會 紀 要 時間 地點 答 辯 小 組 成 員 姓 名 職 稱 所 學 專 業(yè) 所 從 事 專 業(yè) 答辯中提出的主要問題及回答的簡要情況記錄：