基于单片机的路灯节能装置研究

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1、东南大学硕士学位论文这几年，我国的路灯节电技术发展也很快，从事路灯节电开发的有南京人博科技有限公司和珠海麦尼电控技术有限公司等。他们研制的智能路灯节电控制系统，具有电磁技术的特性，输出纯正弦波，无电磁谐波污染，同时又具有电磁原理无法实现的“电压高速高精度连续调节”。由于电压的高度平滑调节，大大降低“半老化HID灯”的熄火电压，灯内电弧更稳定，降压节能空间更大，节电率更高，与电磁方式比，更能极大保护灯具和延长灯具的使用寿命。这种“以人为本”的照明节能和“情景照明”节能，在不影响正常照明的同时，极大限度地节约能源，保护照

2、明设备[10】。1．3．2路灯节电技术的特点从以上路灯节电技术技术现状可以得出，国内外路灯节电技术的发展具有以下特点：(1)积极推广节电奖励政策，鼓励民众节能，节电，建立了完善有效的奖励机制‘7】；(2)大力推动绿色照明，在光源的材料，使用规范上加以有效管理，出台了一系列的标准和管理要求，将照明节电推广到全民范围，大中小城市都要推广使用路灯节电装置；(3)不断提高功率器件性能要求，主要体现在镇流装置上技术提高。通过对镇流器技术改进来提高照明设备的功率因素；(4)选用发光效率高的光源，常用的光源，按发光效率高低的顺序排

3、列为：高压钠灯，高压汞灯，白炽灯【11u12l；(5)合理确定不同的工作地点、工作时间的照度；节约路灯用电，不仅要采用各种高效路灯灯具、路灯光源，而且要大力推广使用各种路灯节电技术、节电控制设备，以降低路灯负荷，减少不必要的路灯时闻”M⋯。本文主要针对路灯节电进行深入的研究，也就是在现有的路灯系统上加装路灯节电控制设备。目前我国市场上有多种路灯节电控制产品，能达到一定节电效果，但就功能和效果上还不能尽如人意，一个较为理想的智能路灯节电控制系统一般应如下具备性能：(1)软启动、软过渡性能：稳定高质量的软启动功能大大缓减

4、灯具启动过程中冷启动大电流对光源的冲击，从而延长光源的使用寿命；(2)降压性能：通常条件下，为了节约能源，我们会采取降压的方式来达到节电；(3)稳压性能：应使灯具工作在一个合理的电压范围内，避免灯具高压冲击或灯具熄火，同时不产生高次谐波，不污染电网；(4)绿色环保性能：智能路灯节电控制系统不产生谐波畸变，并对路灯电器产生的谐波具有抑制功能，不对电网造成污染；同时能避免闪烁、眩光等光污染对人类的危害。1．3．3路灯常用降压节电方法目前，国内外路灯节电设备普遍采用的方法都是调节电压来节电，从工作原理上大致有以下几种[15

5、】：(1)自耦降压式及磁饱和电抗器降压；(2)变频降压；(3)双向晶闸管移相触发降压；(4)智能数字化调压。5第1章绪论1．3．4本装置采用的节电方案基于对上述国内外路灯节电技术技术和道路照明节能控制方法的分析，本文拟研究价格低，无谐波，且可扩展的微功率智能型节能控制器，在节省电能的同时又延长灯具的使用寿命。本文提出一种变压器降压智能化路灯节电调光的方法，采用单片机控制系统，实时采集输出、输入电压信号与最佳设定路灯照度或电压比较，通过计算进行自动调节，从而保证输出最佳的路灯系统工作电压岬“”。本路灯节电系统在结合国内

6、外几种路灯节电调光方法优点的基础上，克服了其中存在的缺陷，具体优点体现在以下三个方面：(1)优化电力质量，节约路灯用电针对电网电压偏高和波动等现象，调控装置可根据用户现场实际需求，实时在线调节设置电压以输出最佳照度，并能将其稳定在12％以内，有效提高电力质量，从而达到节电10％-一30％的效果。(2)有效保护电光源，延长其使用寿命影响电光源寿命的一个重要因素是，运行时电流和电压对光源的冲击。在电压波动很大的地方，如电气设备比较多的地方一分钟内的电压波动达到正负15％；路灯节电系统提高稳定的最佳路灯电压，能够延长电光源

7、寿命2．4倍【”】，减少路灯运行、维护成本30％～50％。(3)适用性、可靠性三相节电装置中的变压器采用Yya0联接组别，可以承受三相的不平衡负载，且保证单相的故障绝不影响其它两相的正常运行。采用手动和自动双旁路系统，可独立操作，可操作性强，以保证路灯设备不断电，正常安全运行【”】。1．4本课题研究的内容本论文主要有以下几部分内容：(1)了解国内外路灯节电现状，介绍本装置的节电原理熟悉路灯节电知识，包括国内外路灯状况，路灯种类及工作原理以及目前的国内外路灯电能消耗与节电状况；查阅相关文献资料，分析掌握国内外节电现状，

8、了解各种相关节电技术与设备。(2)系统硬件设计整个系统硬件结构包括强电控制部分、单片机及看门狗复位电路、双口RAM、电压电流信号采样与检测电路、键盘和液晶显示模块电路、日历时钟电路、CAN总线、过零检测电路与固态继电器组合的电压驱动电路和以及硬件电路的开关电源等模块组成。本装置采用双CPU控制。(3)系统控制软件设计为了实现各元器件之间能够合理