路灯节能控制器报告

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1、单片机系统分析与调试课程设计报告课程名称：路灯节能控制作者姓名：周果、王开基、申磊、刘湘班级学好：机电1031班06、07、31指导老师：黄有全时间：2011年12月31日路灯节能控制设计一、设计题目极其分析：设计要求：1、天黑后自动开启路灯2、到设定时间后自动熄灭3、自动熄灭后且天黑，如果有人路过，灯自动开启，且5分钟后自动熄灭设计应用背景：能源问题己经成为全球最为关注的问题之一，能源危机已经成为全人类所面临的主要危机，特别是我国的电力能源近年来显得十分吃紧，电力紧张阻碍着我们的日常生产、生活，甚至严重影响到我国经济的发展与社会文明的进步。在城市亮化、

2、美化大潮的趋势下，城市景观照明耗电也吞噬着我们的电力资源。而发电企业投资和建设需要一个较长的周期，快速的经济发展需要更多更充足的电力供应和消耗，电力的供求之间矛盾重重。电力供应缺口很难在短期内得以缓解，发展与节约并重，已经成为经济建设的必然选择。此时，灯光照明行业节电也成为了我们的必然选择设计应用意义：路灯是城市照明工程的主要组成部分，在夜晚，路灯的照明起到非常重要的作用。但是路灯在起着重要作用的同时，也在消耗着大量的能源。目前一般的传统路灯，主要是高压钠灯，一盏路灯的功率约为100W－400W，一些大型路灯功率可以达到1000W以上。我们以一盏路灯20

3、0W来计算，一个晚上照明12个小时从晚上7点到第二天早上7点），那么一盏路灯就要消耗200×12/1000＝2.4度电能。假设路灯之间的间距是20米，一条长2公里的街道就有（所2×2000/20＝200盏路灯道路两边各有一盏路灯，以要乘2），那么这条街道一晚上消耗的电能就有200×2.4＝480度，1年消耗的电能是480×365＝17.52万度。在一个城市中，除了主干道外，还有很多次干道和小的路段，这特些街道在夜晚的人流量和车流量都比较小。别是一些郊区和比较偏僻的路段，在半夜1点钟以后，人流量和车流量一般非常少。但是即使没有人或车经过，这些路灯也是长期点

4、亮的，这时电能就被白白浪费掉了。很多路段真正有效的照明时间只占到整个照明时间的20－30，也就是说大部分电能被浪费掉了。如果有效照明时间是30，那么一条街道浪费的电能就有17.52×0.7＝12万度。一个中等规模的城市这样的街道可能就有100个以上，一个大城市往往有数百个这样的街道，那么就是说一个考城市每年在路灯上浪费的电能就有数百到数千万度以上。虑到全国有数百个大型城市，中小规模的城市更多，总的浪费电能是非常巨大的。据统计，杭州市一年用于城市照明的费用就高达3亿元以上。如比果我们采取一定的节能措施，如说在没有人和车经过时自动关闭路灯，就可以收到明显的节

5、能效果。在能源日益紧张的今天，特别是很多城市存在电力不足的矛盾，这无疑是非常有意义的。一、系统设计设计基理：路灯节能控制器是通过运用MCS—51单片机设计的，通过配套的功率变换组件，可在路灯的启停和运行中，有效的调节路灯的端电压，控制路灯的照明亮度，从而改变了路灯在不同时段的耗电量，改善了功率因素，到了节约电能的目的。设计思路：设计采用PWM脉宽调制技术和恒流源电路对路灯的驱动和亮度调节。通过单片机和传感器及其检测电路完成路灯工作状态的控制。显示部分利用液晶显示模块，菜单式操作，显示时间、故障路灯地址、支路开关灯时间、每只灯的开关时间等功能。设计原理：将

6、整个电路分成三个部分，环境控制电路、时钟电路、交通状况传感器检查电路环境控制电路：利用光敏电阻的阻值与光照度呈反比例关系，采样其两端的电压信号，利用采样的电压信号通过施密特触发器输出的TTL电平来控制LED灯的开关。电路可靠，有效地避免由于短时间光照剧烈变化引起的误动作，操作者可以通过电位器方便的进行调试时钟控制电路：使用时钟专用芯片DS1302进行时钟控制，通过外加很少的电路就可以实现高精度的时钟信号。外围电路简单可靠，时间精度高，采用串口通信可以节省I/O口的资源，通过外接锂电池后可以实现时间信息储存。交通状况传感器：采用声控传感器来判断是否有人路过

7、该位置，并送入单片机判断执行相应的程序。设计结构图：路灯节能控制系统实现的功能：支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，控制整条支路按时开灯和关灯;能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯，能根据交通情况自动调节亮灯状态;并能分别独立控制单只路灯的开灯和关灯时间;当图1模拟路灯节能控制系统结构图路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20%～100%范围内设定并调节，调节误差≤2%一、单元设计1环境光控电路：环境控制电路是对环

8、境光亮度的检测，将检测信号送单片机P15，从而实现自动开灯关灯。下图为环境控制电