【正文】 于不經(jīng)常動(dòng)作的開關(guān)場合，如燈具、電器的開起和關(guān)斷，切換次數(shù)是有限的，不適用于頻繁切換的場合。這種燈的特 性決定，在熄滅以后，必須等到燈管冷卻，蒸氣壓下降后才能再點(diǎn)亮，一般需要 5~10min 左右，在使用中，這將是個(gè)嚴(yán)重故障。所以，生產(chǎn)和銷售此類節(jié)電產(chǎn)品的廠家，一般做不到實(shí)時(shí)穩(wěn)定電壓、多時(shí)段調(diào)控等功能，這也就是這類節(jié)電產(chǎn)品的缺點(diǎn)所在。而自禍降壓型 的優(yōu)點(diǎn)正好是能做到電壓正弦波輸出，卻不能實(shí)現(xiàn)電壓的自動(dòng)精確控制，只能固定降電壓，不能升壓和穩(wěn)壓，如果能將兩者優(yōu)勢(shì)結(jié)合互補(bǔ)，去除缺陷，就是相對(duì)比較理想的照明節(jié)能產(chǎn)品了。 智能照明調(diào)控裝置在結(jié)合前兩類節(jié)能產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，克服了其中存在的缺陷，具體優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下四個(gè)方面 : (1)優(yōu)化電力質(zhì)量，節(jié)約照明用電 針對(duì)電網(wǎng)電壓偏高和波動(dòng)等 現(xiàn)象，調(diào)控裝置可根據(jù)用戶現(xiàn)場實(shí)際需求，實(shí)時(shí)在線調(diào)控輸出最佳照明工作電壓，并能將其穩(wěn)定在 177。并且可以根據(jù)用戶實(shí)際的照明需求，調(diào)控裝置還可通過程序進(jìn)行多時(shí)段節(jié)能電壓設(shè)置，從而滿足用戶不同光源、不同時(shí)間的需求，實(shí)現(xiàn)最佳照明狀態(tài)和最大節(jié)電率。為了有效的降低電流沖擊和提高燈的壽命，在國外高檔燈具產(chǎn)品中，要求燈具有軟啟動(dòng)功能。燈具在啟動(dòng)時(shí)，采用低壓軟啟動(dòng)，充分預(yù)熱。在調(diào)壓、穩(wěn)壓的過程中，智能調(diào)控裝置采用慢斜坡方式，讓電壓在設(shè)定時(shí)間內(nèi)緩慢過渡，保證光源不受電壓、電流波動(dòng)的沖擊，從而降低電光源損壞，延長使用壽命。 15%； 路燈后半夜的供電電壓也會(huì)達(dá)到 250V。 (3)智能照明調(diào)控 為了滿足不同用戶對(duì)照明燈具控制的需要，智能調(diào)控裝置有三種運(yùn)行模式可供選用 : 端子控制節(jié)能運(yùn)行模式 時(shí)間控制節(jié)能運(yùn)行模式 11 通訊控制節(jié)能運(yùn)行模式 可按現(xiàn)場實(shí)際情況，通過天文鐘、智能探頭或內(nèi)部編程、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)遙控，實(shí)現(xiàn)時(shí)控、光控、程控等多種智能化控制。 (4)適用性、可靠性 調(diào)控裝置每相可獨(dú)立調(diào)節(jié)，可操作性強(qiáng)，可以承受三相 100%的不平衡負(fù)載，且保證單相的故障絕不影響其它兩相的正常運(yùn)行。 這種節(jié)能方式的提出，與傳統(tǒng)的路燈節(jié)能方法相比較具有本質(zhì)上的突破，其綜合性能如表 1 一 1 所示。所以，綜合來講，智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)在路燈照明節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)該很有前途的產(chǎn)品。照明設(shè)計(jì)分為兩大類：道路照明和環(huán)境照明。亮度要有差異，不可均一，可以利用小面積眩光來創(chuàng)造魅力感，也可以利用特殊色彩進(jìn)行色彩照明。但是在處理住宅小區(qū)環(huán)境照明時(shí)應(yīng)牢牢記住住宅小區(qū)道路照明的終極目標(biāo)時(shí)讓業(yè)主覺得本小區(qū)幽靜、舒適。 燈位的布置 大型小區(qū)道路的特點(diǎn)時(shí)分叉多、路型復(fù)雜，因此要求道路照明要有較好的視覺指導(dǎo)作用。在比較寬的道路上可以采用之字型交替排列的布燈方式，該種布燈的優(yōu)點(diǎn)時(shí)亮度均勻，特別是惡劣天 氣時(shí)所提供的照明條件比單側(cè)布燈好得多，缺點(diǎn)是誘導(dǎo)性差。 燈具及光源的選擇 燈具及光源的選擇是室外照明的關(guān)鍵。庭院燈不但夜晚能很好地保證照明效果，白天也能為小區(qū)營造優(yōu)雅的環(huán)境氣氛。為了防止飛蟲等小生物進(jìn)入燈具，燈具的防護(hù)等級(jí)不低于 IP55。此類光源的優(yōu)點(diǎn)是顯色性好、光效高、使用壽命長，且滿足了節(jié)能要求。因此可以考慮分區(qū)供電的方式，既能解決電壓損失過大的問題，又能減少饋出的管線根數(shù)，使配電系統(tǒng)更加簡單，有利于今后管線的維護(hù)，各配電點(diǎn)經(jīng)控制電纜直 接聯(lián)接到小區(qū)路燈控制室，有條件的可以配備照明控制系統(tǒng)。 綜上所述，在現(xiàn)在住宅小區(qū)的照明系統(tǒng)中，對(duì)路燈的控制使我們智能照明系統(tǒng)的核心，掌握了路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，就基本解決了智能照明系統(tǒng)，因此在下面本文著重介紹只能路燈控制器。(2)調(diào)壓器調(diào)光法 。(4)脈沖調(diào)頻調(diào)光法 。調(diào)光按照使用的控制方法可以分為模擬調(diào)光 (模擬 1~10V調(diào)光 )與數(shù)字調(diào)光 (數(shù)控調(diào)光 )兩大類。照明控制系統(tǒng)可以分為以下幾類 :l 點(diǎn)燈控制型 型 . .目前，路燈系統(tǒng)一般采用鈉燈、水銀燈、金鹵燈等燈具。 .而回路越多代表連線數(shù)越多，傳送距離越遠(yuǎn)信號(hào)壓降問題也就越嚴(yán)重。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型及功能分析 圖 3— 3 是本文提出的道路照明管理系統(tǒng)的組成示意圖。照 明管理中心平臺(tái)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的集中管理，包括進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制、系統(tǒng)運(yùn)行信息采集和監(jiān)測。智能節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)單個(gè)路燈的控制和狀態(tài)檢測。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 3— 4 所示虛框內(nèi)的智能控制系統(tǒng)是本論文研究的重點(diǎn)。此方法利用了人眼在夜晚行進(jìn)時(shí)對(duì)光照要求不敏感的特點(diǎn)改變了路燈的端電壓，在不同的時(shí)段根據(jù)實(shí)際要求獲得相應(yīng)的照度，實(shí)現(xiàn)路燈亮度的智能化調(diào)節(jié)。通過智能控制器與電力電子功率變換單元來控制可變電抗器的二次繞組，達(dá)到改變可變電抗變換器一次阻抗的目的，進(jìn)而改變路燈的輸入電壓，使路燈既可實(shí)現(xiàn)軟 起動(dòng)又可以對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。 圖 3— 6智能控制器流程圖 其工作過程為 :首先，通過對(duì)光照信號(hào)的采集，由智能控制器判斷路燈照明系統(tǒng)是否需要開啟，如需要運(yùn)行則由功率單元來完成路燈的軟啟動(dòng) (一般情況下 18 是由數(shù)十、甚至上百盞路燈組成一條街道的照明系統(tǒng) )。如果實(shí)時(shí)車輛與行人的流量較小，即路燈的照度不需要很高，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)降低路燈的輸出電壓。 系統(tǒng)控制器的總體設(shè)計(jì) 智能控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 智能路燈節(jié)能控制器的總體設(shè) 計(jì)如下圖 2 一 7 所示 : 19 圖 3— 7智能路燈節(jié)能控制器的總體設(shè)計(jì) 本課題的研究重點(diǎn)是智能控制器。所以，智能控制器要包括如下幾個(gè)基本功能：起動(dòng)電量信號(hào)的檢測、智能控制算法運(yùn)算、功率變換單元控制、開關(guān)器件控制。 微處理器系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制各模塊工作，進(jìn)行智能控制算法運(yùn)算，數(shù)據(jù)采集，觸發(fā)板控制信號(hào)輸出，開關(guān)量輸入輸出，接入現(xiàn)場總線與工控機(jī)等設(shè)備通信等。微處理器的運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后送至功率變換單元作為給定信號(hào)，功率變換單元按照給定信號(hào)改變晶閘管的導(dǎo)通情況，晶閘管導(dǎo)通情況不同直接決定了可變電抗器二次線圈的電壓或電流變化，從而使電抗器一次側(cè)電抗值發(fā)生變化 (即可變電 抗起電抗變化 )，進(jìn)而改變路燈兩端的輸入電壓。光信號(hào)通過光電傳感器，轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過放大后，送給開頭電路，作為路燈的的開關(guān)。將轉(zhuǎn)變成頻率信號(hào)的聲音數(shù)據(jù)送到單片機(jī)，單片機(jī)通過一系列的計(jì)算，就可以得到控制信號(hào)，然后將數(shù)據(jù)輸出到 LED顯示以及送到 D/A 數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成摸擬信號(hào)，送給觸發(fā)器，最后由觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)功率單元，也就是被控對(duì)象。硬件系統(tǒng)的工作原 理為：光信號(hào)通過光電感應(yīng)器轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)，通過模糊控制運(yùn)算實(shí)時(shí)處理人車流量信息，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)燈光的強(qiáng)弱，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，照明區(qū)域控制器在硬件上應(yīng)該具備以下模塊，主要包括電源模塊、微處理器及其外圍電路、外存儲(chǔ)器、 RS232 接口、電力控制模塊（接觸器驅(qū)動(dòng)控制和狀態(tài)檢測）、電能計(jì)量模塊、人機(jī)交互接口和指示電路還有專用鎮(zhèn)流芯片部分。 圖 4— 2 照明區(qū)域控制器硬件結(jié)構(gòu) 電力控制模塊主要完成路燈線路的送 /斷電控制和線路狀態(tài)檢測功 能，同時(shí)為了保證在遠(yuǎn)程控制失效的特殊情況下，可以切換到手動(dòng)控制方式進(jìn)行人工控制，還增設(shè)了手動(dòng)控制 /自動(dòng)控制切換按鈕。電能計(jì)算模塊是遠(yuǎn)程抄表子系統(tǒng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其采集內(nèi)容包括：線路的電壓、電流、用電量、累計(jì)用電量、功率因數(shù)， 22 以及欠電壓和過電壓檢測結(jié)果。 控制器設(shè)計(jì)以及其外部電路 控制器最小控制系統(tǒng) 圖 4— 3微處理器最小系統(tǒng)原理圖 微處理 器最小系統(tǒng)包括電壓監(jiān)控和復(fù)位電路、晶振電路、單片機(jī)和其它外 圍器件。 AT89S52 是一種低功耗、高性能的含有 SK字節(jié)快閃可編徹擦除只讀存儲(chǔ)器 (FPERoM)的 8 位 CMOS 微控制器，使用高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與 AT89S52 指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。 AT89S52 的主要性能包括： (l)與 MCS52 微控制器產(chǎn)品系列兼容； (2)片內(nèi)有 8K 字節(jié)的可在線重復(fù)編程快閃擦寫存儲(chǔ)器； (3)編程所需的所有 時(shí)序和電壓，均不需外部電路供給； 23 (4)存儲(chǔ)器可循環(huán)寫入 /擦除 1000 次； (5)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)保存時(shí)間為 1 年； (6)寬工作電壓范圍， Vcc 可由 6v； (7)全靜態(tài)工作，可由 0Hz 到 16MHz； (8)程序存儲(chǔ)器具有 3 級(jí)鎖存保護(hù)； (9)128 8位內(nèi)部 RAM； (10)32 條可編程拍線 ； (11)三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； (12)中斷結(jié)構(gòu)具有 5 個(gè)中斷源和 2 個(gè)優(yōu)先級(jí)； (13)可編程全雙工串行通道； (14)空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保護(hù)存儲(chǔ)內(nèi)容。除ROM 和 RAM 外，芯片內(nèi)部還有三個(gè) 16 位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。時(shí)鐘電路采用 12M 晶振。 AT89S52 單片機(jī)對(duì)很多嵌入式控制應(yīng)用提供了一 個(gè)高靈活有效的解決方案。 AT89S52 單片機(jī)的硬件連接方式為 : 為與 CAN 總線的硬件連接，其功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)通信， P2 口與專用鎮(zhèn)流芯片 IR21592 相連接， 口一 口與刀 D 轉(zhuǎn)換電路相連接， 口， ， 與 D/A 轉(zhuǎn)換電路相連接， 口為聲音傳感器的接口， 口為光線傳感器的接口， (寫信號(hào) )與 (讀信號(hào) )與需要使用的液晶顯 示模塊 KS0107B 相連接。由于其連線少、成本低，再加上有調(diào)制解調(diào)功能因而特別適合于距離較遠(yuǎn)而且通信點(diǎn)較多的場合。在微型計(jì)算機(jī)中一般都有 12 個(gè)標(biāo)準(zhǔn) RS232C 串行通信口，利用這些串行口實(shí)現(xiàn) PC 機(jī)與單片機(jī)串行數(shù)據(jù)通信，具體的接線如圖 3 一 18 所示， MAX2332 通過一個(gè) DB9 型連接器與計(jì)算機(jī)的 COM 口連接，通過插座 Jl 與單片機(jī)相連。同步通信與異步通信比較，具有傳輸數(shù)據(jù)速度快的優(yōu)點(diǎn)，但使用較多的連接線，如果有錯(cuò)則成批的數(shù)據(jù)將報(bào)廢。在微機(jī)測控系統(tǒng)中，串行數(shù)據(jù)的傳輸常采用異步通信方式。 串行口狀態(tài)控制寄存器 SCON 是一個(gè)按照位定義的 8 位寄存器，由它控制串行通信的方式選擇、數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送， 指示串行口的狀態(tài)。此處選擇工作方式 l。REN 允許接收控制位，只有 REN=1 時(shí)才允許接收數(shù)據(jù)，相當(dāng)于串行接收的開關(guān)。 TI發(fā)送中斷標(biāo)志， TI置位意味著向 CPU 提供“發(fā)送緩沖器己空的”的信息， CPU 可以準(zhǔn)備發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。 RI為接收中斷標(biāo)志，在接收到一幀有效數(shù)據(jù)后由硬件置位。 RI 也必須由軟件清 0，解除中斷申請(qǐng)，并準(zhǔn)備接收下一幀數(shù)據(jù)。 RS232C 能夠識(shí)別低 至 +3V的信號(hào)作為邏輯 0，能夠識(shí)別高至 3V的信號(hào)作為邏輯 1。由于電氣特性上的不同，如果計(jì)算機(jī)與單片機(jī)要互連，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。因此選用 M