路灯节能控制系统设计

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1、模拟路灯节能控制系统的设计1引言在侣导绿色用电的今天，路灯节能控制口益成为人们关注的活题，这巢设计并制作一套模拟路灯节能控制系统。节能控制系统结构如阁1所示。LED灯ILED灯2W1模拟路灯节能控制系统结构阁模拟路灯节能控制系统劣现的功能：支路控制器杳吋钟功能，能设定、R小开关灯时问，控制整条支路按吋开灯和关灯：能根裾环境叨暗变化，ft动开灯和关灯，能根裾交通情况內动调节亮灯状态;并能分別独立控制单只路灯的开灯和关灯时间；当图1模拟路灯T能控制系统结构图路灯出现故障吋（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。单元控制器具有凋光功能

2、，路灯驱动电源输出功率能在规定吋间按设记要求A动减小，该功率应能在20%〜100%范围内设定并调节，调节误差彡2%。2总体设计方案2.1设计思路没计采mpwm脉宽调制技术和识流源也避对路灯的驱动和亮度调节。通过则I•机和传感器及k检测电路完成路灯工作状态的控制。显尔部分利川液晶显水模块，菜中.式操作，显沁吋间、故障路灯地址、支路开关灯吋间、讨只灯的开关吋间等功能。2.2设计原理根裾模拟路灯节能控制系统结构阁，将整体电路分成为五部分：环境控制电路、吋钟电路、交通状况的传感器检测电路、显示控制模块、LED恒流驱动及故障检测电路。2.2.1环境控制电路利川光敏i

3、t里的阻位4光照度呈反比例关系，采样其两端的电压倍号，利川采祥的电压倍号通过施密特触发器输出的TTL电平来控制LED灯的开关。电路叫靠，有效地避免由T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。2.2.2时钟电路使川时钟专用芯八DS1302进行时钟控制，通过外加很少的电路就可以实现萵精度的时钟倍号。外围屯路简单可靠，吋间精度高，采用串口通倍可以节省I/0口的资源，通过外接锂电池Uni以实现时间信息储存。2.2.3交通状况的传感器检测电路使用红外传感器，来判断物体足杏通过相关位H，并送入单片机判断执行相关程序。它具科光电传感器的优点,

4、又避免了LED灯的灯光干扰。2.2.4显示控制模块使用128X64液品点阵进行信息兄示，使用独立键盘进行功能切换和时间调整。信息量大，外围电路简单，通过下拉式菜单方便操作，人机界面友好。2.2.5LED恒流驱动及故障检测电路利用:•:端周稳Hi集成块LM317,劣现恒流输岀。PWM脉宽调制法来控制灯的亮度，川‘以桔确的控制灯的亮度和功率，而且LEI）灯在从暗到亮的变化中过度平滑。可以选用单片机内部粜成卉两路PWM脉览，能方便的产生所需要的PB1脉宽调制信号。2.3系统组成2.3.1根裾以上的设计思路及设计原理确定系统组成框阁如阁2。牯示模块报赞电路LED路

5、大」）路灯）光控电路盘部分带两路PWM的MCUSTC12C5A6052红外传感器部分故障价测电路LED恒流源部分PWM凋光电路电源阁2系统组成桐阁2.3.2每只LED灯控制逻辑关系图每只LED灯控制逻辑关系图如图3所示。在规定的时间条件成立（开灯时间）或坏境叨暗条件成立（暗到一定程度）的情况下开灯；当有物体（如人、车等）通过到规定的区域内时灯亮，当物体离开规定区域吋灯火，实现节能要求。时间条件明暗条件条件成立吋为1,不成立为0输出为1，灯亮输出为0,灯灭⑽维库3LED灯控制逻辑关系图3单元电路设计3.1环境光控制电路环境控制电路是对环境光亮度的检测，将检测

6、信号送中.片机P15,从而实现14动幵灯关灯。阁4为环境控制电路图。明暗检测采用光敏电HIKG1和R12（RP2）分IE，提取电Ik信兮，送到巾555定时器组成的施密特触发器。当环境暗到一定程度（通过RP2可以方便的调节），RG1阻值上升，施密特触发器翻转，将电平信号送单片机处理。C8为抗干扰设计，如天暗时，闪电的干扰，C8使555的2脚电压不会突变，防止误动作。D2为指示灯，方便调试。+5R122.2KRP247KU3TRIGCVoltooRG1RGc-C8-47UF555二C81O4PFQ>[)LSOTHR窗U2^.>LEDR16220T1CCN2P1

7、5Wee々⑽维库图4环境控制电路图3.2吋钟电路DS1302娃一款高精度时钟集成电路，它可以进行年、月、円、星期、吋、分、秒计吋，功能强电路如W5所示Y1•32了6KII!ADIODEOPFriR7RI-S2;C3301)2l)S1302ds1302VCC2VCC1XISCLKX2IOGNDRST一•1R9■■RK4.7KKRIO4^KP35P36P3Ul'lBATTERA"图5时钟电路阁3.3交通状况的传感器检测电路传感器检测电路如阁6所示。传感器采川E18-D80NK红外传感器，是一种集发射与接收丁•一体的光电传感器。检测到Life是低电平输出，正常

8、状态是高电平输出；检测距离可以根据要求进行调节。图6传感器检测屯路