基于单片机的LED路灯控制系统设计

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1、第21卷第4期河南工程学院学报(自然科学版)Vo1．21，No．42009年12月JOURNALOFHENANINSTITUTEOFENGINEERINGDec．2009基于单片机的LED路灯控制系统设计任鹏飞，耿世勇，尹亚楠(1．西安工程大学电子信息学院，陕西西安710048；2．河南工程学院电气信息工程系，河南郑州451191；3．中原工学院电子信息学院，河南郑州450007；4．郑州电力高等专科学校电力工程系，河南郑州450004)摘要：以LED路灯为控制系统的研究对象，提出了以单片机为控制核心，由RS485通信、红外检测物体运动和PWM调制恒流驱动模块

2、共同组成的LED控制系统设计方案，从而达到最佳的节能效果，整个系统工作稳定、可靠，具有较高的应用价值．关键词：单片机；RS485；红外检测；LED路灯；PWM中图分类号：TP271．5文献标识码：A文章编号：1674—330X(2009)04—0033—04对于人眼而言，在同等照度下，LED路灯的亮户的交互功能．系统框图如图1所示．度是普通钠灯的2．5倍．相应地，在达到同样亮度的条件下，LED路灯的照度只是普通钠灯的40％．经实际和理论测算，在亮度相同的条件下，LED路灯比普通钠灯节能50％一80％不等(各厂家水平不同)．并且，LED路灯的均匀性远高于普通钠灯

3、，其色温也比普通钠灯好．LED路灯的发展速度很快，现在实验室已研制出功率高达150W的高亮度LED灯管，其前途不可限量．虽然现在LED灯管的成本较高，但其符合国家节能减排的大政方针，值电源得推广lJ．本文以LED路灯为控制系统的研究对图1系统框图象，提出了基于单片机为控制核心，由RS485[2J通Fig．1Thesystemframe信、红外检测物体运动和PWM调制恒流驱动模块共同组成的LED路灯控制系统设计方案，并给出具1．2模块电路设计体的实现电路．1．2．1光线采集模块光线采集模块通过光敏电阻Rl对外部光线进1硬件设计行采样，将采集到的模拟信号通过ADC

4、0832芯片转1．1整体设计换成数字信号，送单片机进行处理，执行相应的控LED路灯控制系统以STC89C58单片机为控制制命令，其电路设计如图2所示．核心，通过RS485总线与各个单元控制器相连，再1．2．2红外检测模块结合各个外部扩展模块，可根据用户输入的不同信红外检测模块如图3所示，虚线左边为红外感息，执行相应的命令：控制液晶显示、各个路灯的工应开关的部分电路，右边为双稳态去抖动电路，当作状态以及显示当前路灯的故障信息等，完成与用RED=0时三极管Q4导通，继电器吸合，由74HC00收稿日期：2009—10—12作者简介：任鹏飞(1982～)，男，河南郑州

5、人，助教，主要从事自动化技术及设备研究·34·河南工程学院学报(自然科学版)2009j笨．构成的双稳态电路u1A的引脚3输出低脉冲，送单1．2．3时钟模块片机的外部中断，引起单片机中断．双稳态电路在本系统中，时钟采用一种高性能、低功耗、带可以消除红外感应开关继电器触点的抖动信号，避RAM的实时时钟芯片DS1302，它可以对年、月、免单元控制器的误操作．周、日、时、分、秒进行计时，并具有闰年补偿功能．DS1302与CPU同步串行通讯，接口只需三根线：RST、I／O、SCLK控制方式．主控电路利用时钟模块电路产生时钟及定时等功能，从而实现分路路灯开关进行定时控制，

6、其原理图如图5所示．图2光线采集电路Fig．2Thediagramofopticallinecollectionscircuit图5DS1302时钟电路图Fig．5ThediagramofDS1302clockcircuit1．2．4恒流驱动模块本系统中LED驱动源的功率为1W，考虑到节能和性价比，利用51单片机的中断方式产生PWM脉冲对一支NPN型的8050三极管(截止和饱和状态)通断进行控制，三极管Q1在饱和导通状态图3红外模块触发原理下，其集电极电流稳定．此电路可达到对PWM脉冲Fig．3Infraredmoduletriggeringprinciple

7、宽度5％进行控制，实现了对1WLED的20％一100％亮度可调的目的，其电路图如图6所示．红外检测模块在LED路灯控制系统中的布置如图4所示，在点S、B、s’处分别设置三个红外检测模块，用来检测移动物体M的位置．当可移动物体M由左至右到达S点时，灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动到达s’时，灯2亮；当物体M到达B点时，灯1亮，灯2灭．图6LED路灯恒流驱动模块Fig．6—I—,E——D—streetlightconstant-flowdrivingmodule2软件设计图4LED路灯布置示意2．1系统软件功能Fig．4Thedia

8、gramofLEDstreetligh