【正文】 但是我國(guó)路燈的控制器的發(fā)展還處于初級(jí)發(fā)展的階段，在許多的地方路燈的控制還處于比較傳統(tǒng)的階段，有的采用的是時(shí)鐘控制 [5]，還有的還在采用人工控制的方式，不僅操作性差，而且還浪費(fèi)了大量 、 人力，在這個(gè)資源比較匱 乏的時(shí)代，這些比較低級(jí)的控制方式肯定適應(yīng)不了社會(huì)發(fā)展的潮流。 隨著十二五 )節(jié)能減排計(jì)劃的推進(jìn)及全球能源消 耗 與日俱增并引起了能源匱乏已經(jīng)深深影響到了我們的生活，因而節(jié)能是我們當(dāng)今社會(huì)面臨的迫切問題，也是建設(shè)美麗中國(guó)的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。 路燈照明控制系統(tǒng)歷經(jīng)了最初的手動(dòng)控制慢慢發(fā)展到路燈控制器控制和時(shí)鐘控制，最后到現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制等多個(gè)階段發(fā)展 [4]。傳統(tǒng) LED 不會(huì)出現(xiàn) 較 大波動(dòng)的情況下，簡(jiǎn)單的 LED 驅(qū)動(dòng)電路 一般 比較安全。 LED 路燈是一種將電能轉(zhuǎn)換為光能的半導(dǎo)體發(fā)光 元 件 ,與傳統(tǒng)的白熾燈鈉燈相比重量輕體積小的特點(diǎn) ,在相同的發(fā)光亮度下 ,電量損耗低 ,而且方向性比較好 ,所以已逐步在城市政路燈照明得以廣泛應(yīng)用 [3]?，F(xiàn)在，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，布局會(huì)越來越復(fù)雜，簡(jiǎn)單的照明系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足用戶的需求了，我們必須要設(shè)計(jì)符合用戶需求的設(shè)備。 LED 路燈的大量普及，使怎樣高效智能控制路燈成為了一個(gè)很重要問題。 隨著 LED 路燈價(jià)格的連續(xù)下降，其競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)會(huì)越來越明顯。 2021 年上半年，在國(guó)家 “十城萬盞 ”、 加強(qiáng)基礎(chǔ)建設(shè) 、 節(jié)能減排等政策的帶動(dòng)下， LED 路燈的市場(chǎng)應(yīng)該達(dá)到 150 萬盞，并逐年增加 [1]。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程管理資料 2 進(jìn) 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 ~ 熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書，撰寫開題報(bào)告 ~ 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ~ 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ~ 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ~ 系統(tǒng)調(diào)試、完善設(shè)計(jì) ~ 撰寫論文 ~ 論文修改，畢業(yè)答辯 主 要 參 考 資 料 [1] 鞠劍平等．單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程 [M]．湖北：華中科技大學(xué)出版社， 2021. [2] 周航慈 ． 單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù) [M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021. [3] 郭繼強(qiáng)．一種高效智能型 LED 路燈驅(qū)動(dòng)電源的研究與設(shè)計(jì) [D]．上海：復(fù)旦大學(xué)， 2021. [4] 李環(huán)平． LED 驅(qū)動(dòng)電源的研究與設(shè)計(jì) [D]．廣州：華南理工大學(xué)，2021. [5] 李思政． LED 驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì) [J]．科技資訊， 2021（ 10）： 1516. [6] 陳浩．大功率 LED 驅(qū)動(dòng)及智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [D]．湖北：華中科技大學(xué)： 2021. [7] 居大鵬．大功率 LED 驅(qū)動(dòng)器的研究與設(shè)計(jì) [J]．江蘇：蘇州大學(xué)，2021. [8] 溫源． LED 智能控制大規(guī)模市場(chǎng)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì) [J]．十城萬盞參議， 2021： 2629. 系（教研室） 意見 簽名： 年 月 日 學(xué)院 (部 )主管領(lǐng)導(dǎo)意見 簽名： 年 月 日 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程管理資料 3 湖 南 工 業(yè) 大 學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 （ 2021 屆） 學(xué) 院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué)號(hào) 10401600119 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 講師 2021 年 12 月 23 日 4 題目： LED 路燈智能控制器的設(shè)計(jì) 城市路燈照明系統(tǒng)是一個(gè)城市公共事業(yè)的一個(gè)重要組成部分 ,一個(gè)智能化的路燈管理系統(tǒng)可以給城市很多方面的提升帶來很大的便利。 擬 達(dá) 到 的 要 求 或 技 術(shù) 指 標(biāo) 技術(shù)要求： （ 1）控制電流： 0～ 1A； （ 2）溫度檢測(cè)：溫度大于 90 度時(shí)，亮度減半；溫度在 80～ 90 度時(shí)，亮度減少 1/3；溫度在 70～ 80 度時(shí)，亮度減少 1/4； （ 3）亮度檢測(cè)：白天，關(guān)燈；晨昏，不變；黑夜，開燈； （ 4）時(shí)間檢測(cè)； （ 5）故障檢測(cè)。 任務(wù)： （ 1）利用單片機(jī)對(duì) LED 的輸入電流控制，實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)，亮度檢測(cè)及智能控制，智能時(shí)間開關(guān)控制，故障檢測(cè)等任務(wù) 。同時(shí)我也要感謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，這個(gè)機(jī)會(huì)讓我學(xué)會(huì)了如何思考，讓我知道了怎樣才能做出讓自己滿意的事情，讓我知道了怎樣才能讓別人刮目相看。他們給予了我很大的支持和幫助。正是應(yīng)為他們的幫助讓我去克服一道道難關(guān)，可以說沒有他們我根本做不出這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。周老師對(duì)論文的的嚴(yán)謹(jǐn)讓我深感欽佩，她的這種精神值得我去學(xué)習(xí)，讓我一生都受益。在這篇論文的最后我想要感謝那些幫助過我的人。該技術(shù)在提高照明系統(tǒng)的智能化、信息化程度的同時(shí) ,對(duì)全世界能源危機(jī)起到了一個(gè)很大的幫助 ,這完全符合國(guó)家節(jié)減排能的發(fā) 展戰(zhàn)略 , 我們相信一個(gè) LED 智能照明的新時(shí)代很快來臨。雖然 ZigBee 技術(shù)的無線智能照明系統(tǒng)主要是那些財(cái)力比較豐厚人，和一些大型的機(jī)構(gòu)。無線智能系統(tǒng)的控制器與照明燈之間只需要傳輸開關(guān)信號(hào)和調(diào)光信號(hào)等開關(guān)量，并且數(shù)據(jù)發(fā)送的頻率不高。 本設(shè)計(jì)還只是完成了 LED 路燈的智能控制，如果要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能化就需要實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。當(dāng)芯片的溫度超過其安全范圍時(shí)可以將它的輸出電流降下來。 。 if (LED1=0||LED1=) /*一路故障 */ PWM= PWM— 1； /*亮度減為 5/6*/ else if (LED2=0||LED2=) /*二路故障 */ PWM= PWM— 1； /*亮度減為 4/6*/ else if (LED3=0||LED3=) /*三路故障 */ PWM= PWM— 1； /*亮度減為 1/2*/ else if (LED4=0||LED4=) /*四路故障 */ PWM= PWM— 1； /*亮度減為 1/3*/ else if (LED5=0||LED5=) /*五路故障 */ PWM= PWM— 1； /*亮度減為 1/6*/ else if (LED6=0||LED6=) /*六路故障 */ PWM=0； /*熄滅 */ else /*無故障 */ 26 PWM=6； } /*不變 */ 27 結(jié) 論 LED 是未來的發(fā)展方向，具有很大的優(yōu)勢(shì)和潛力。 25 故障檢測(cè)更新六路故障五路故障四路故障三路故障一路故障一路故障關(guān)燈亮度減為 1 / 6亮度減為 1 / 3亮度減為 1 / 2亮度減為 2 / 3亮度減為 5 / 6無故障亮度不變 圖 故障檢測(cè)軟件流程圖 部分程序 如下 ： void main ( ) { TOMD =0x01； /*時(shí)間基準(zhǔn)為 1ms*/ TH0=(65536 — 100) / 256。整的來說故障檢測(cè)軟件設(shè)計(jì)比較繁瑣。由于每一路路燈都需要一個(gè)單片機(jī)的接口，所以當(dāng)路燈的路數(shù)有很多的情況下，我們就要進(jìn)行接口的擴(kuò)展了。但是這部分沒有智能到可以檢測(cè)是哪一個(gè)燈壞掉了。wendu90) /*如果溫度大于 80 小于 90*/ Pwm = Pwm— 1； / *亮度減為 4/10*/ else If (wendu 90) /*如果溫度大于 90*/ Pwm = Pwm— 1； /*亮度減為 1/2*/ else Pwm =10； /*亮度不變 */ 故障檢測(cè)軟件設(shè)計(jì) 該部分通過 AD 輸入口讀出的電壓的數(shù)值去判斷有沒有等燒壞。wendu80） /*如果溫度大于 70 小于 80*/ Pwm = Pwm— 3； / *亮度減為 3/10*/ else If (wendu 80amp。 if （ wendu 70amp。 CLE = 10。 /*狀態(tài)標(biāo)志 */ TOMD =0x01； /*時(shí)間基準(zhǔn)為 1ms*/ TH0=(65536 — 100) / 256。 i。 j。 /*PWM 高電平時(shí)間計(jì)數(shù) */ 24 void delay（） { char i， j。 /*PWM 周期長(zhǎng)度 */ int count = 0。下圖 是溫度控制軟件流程圖。如果溫度大于 90 度，則燈光的亮度減半；如果溫度在 80 到 90度之間，則亮度減少 1/3；如果溫度在 70 到 80 度之間；則燈光的亮度減少 1/4。amp。下圖 是亮度智能控制軟件流程圖。 亮度檢測(cè)軟件設(shè)計(jì) 亮度檢測(cè)單元要進(jìn)行亮度的檢測(cè)，然后根據(jù)周圍環(huán)境的亮度去控制 LED 路燈的開關(guān)，這個(gè)過程需要單片機(jī)通過 AD 輸入口讀到亮度傳感器轉(zhuǎn)化的數(shù)值。亮度的控制是同過改變 PWM 波的占空比完成的。 主循環(huán)執(zhí)行一次需要時(shí)間是 10ms，每一次循環(huán)都會(huì)在時(shí)鐘芯片 將最新的時(shí) 22 間讀回。每一次的循環(huán)都必須將看門狗定時(shí)器進(jìn)復(fù)位。 開始初始化實(shí)時(shí)時(shí)間更新溫度更新亮度更新故障檢測(cè)亮度控制輸出RS 2 3 2 數(shù)據(jù)通訊 圖 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)在復(fù)位和上點(diǎn)的時(shí)候，必須首先進(jìn)行初始化程序，之后進(jìn)入各個(gè)功能模塊程序。亮度的控制是通過控制 PWM 信號(hào)的占空比來完成的。亮度、溫度 以及故障檢測(cè)都是通過模數(shù)轉(zhuǎn)換口讀出的數(shù)值來完成的。每次循環(huán)都必須將看門狗定時(shí)器進(jìn)行復(fù)位，因?yàn)橹挥羞@樣當(dāng)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，能夠進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)，使系統(tǒng)還能夠進(jìn)行。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位和上點(diǎn)的時(shí)候，必須要先進(jìn)行初始化程序，然后在執(zhí)行系統(tǒng)中的一些其他模塊。如下圖 是電流控制電路。當(dāng)占空比為0 到 1 之間時(shí)，此時(shí)的電流就在 0 到 1A 之間變化，這就實(shí)現(xiàn)了對(duì)電流的控制。如果 PWM 信號(hào)的占空比是 1 的高電平時(shí)，那么運(yùn)算放大器的輸入端口的電壓為 ，同時(shí)電流輸出約為 2A。 如圖 所示。輸入電壓經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換口轉(zhuǎn)化之后，從轉(zhuǎn)化的值就可以知道這些燈是否還在正常運(yùn)行。如果最后一個(gè)燈燒掉的 話，這一路的負(fù)載將會(huì)接地。 LED 路燈的陽極電壓如果為 3V左右則工作正常。每一路 LED 路燈的最后一個(gè)燈的陽極是 LED 燈的一個(gè)故障檢測(cè)點(diǎn)。該芯片內(nèi)部還有一個(gè)時(shí)間的調(diào)整電路，以保證時(shí)間的準(zhǔn)確。 該芯片內(nèi)部還有一種特殊的功能，就是能夠進(jìn)行晶振停振檢測(cè)鎖存和可以檢測(cè)時(shí)鐘數(shù)據(jù)是否有效。所以我們用一顆鋰電池就能保證萬年歷工作很長(zhǎng)的時(shí)間。萬年歷芯片內(nèi)部有一個(gè)功耗很低的穩(wěn)壓電源，所以它能夠在非常惡劣的環(huán)境中以很低的功耗保證振蕩器的穩(wěn)定正常工作。同樣由于信號(hào)過于微弱，需要一個(gè)運(yùn)算放大器進(jìn)行放大。對(duì)于不同型號(hào)的光敏電阻，它的靈敏度是不同的。在晚上，光敏電阻的數(shù)值大小很高，當(dāng)有光照到光敏電阻時(shí)，電阻的數(shù)值會(huì)快速降低。 R S T1P 30 / R xD2P 31 / T xD3X24X15P 32 / I N T 06P 33 / I N T 17P 34 / T 08P 35 / P W M 1/ T 19G N D10P 37 / P W M 011P 10 / A D C 012P 11 / A D C 113P 12 / A D C 214P 13 / A D C 315P 14 / A D C 416P 15 / A D C 517P 16 / A D C 618P 17 / A D C 719V C C20U4 S T C 12 C 54 10 A DX224 M hzC 2122 p FC 2022 p FC 19 1 uFR 4