基于单片机的节能型路灯系统设计开题报告

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1、杭州电子科技大学毕业设计（论文）开题报告题目基于单片机的节能型路灯系统设计学院专业姓名班级学号指导教师一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义如今，照明电路的数量越来越多，使得路灯的用电量占城市用电量的比重越来越大，在用电高峰期时，电网超负荷运行，电网电压都低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，当电压高时不但影响照明设备的使用寿命，而且耗电量也大幅增加，当低谷时，照明设备有不能正常工作。所以，对城市的路灯的设计已经成为了当务之急，特别是午夜之后车流量急剧减少时，应该适当的关闭路灯，节约用电

2、。但是我国的既节能又能延长路灯寿命的技术相比国外却是落后了，因此路灯控制系统的设计对于城市的发展至关重要。目前，路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点，被广泛使用，但同时也存在着诸如：功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。我国目前大部分城市都采用全夜灯的方式进行照明，普遍存在的问题有两点：一方面因为后半夜行人稀少，采用全夜灯的方式浪费太大，因此，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全灭的照明方式；有的地方在后半夜采用亮一隔一或亮一隔二的节能措施，此种方式虽然

3、节约了电费支出，却带来了社会治安和交通安全问题，不利于城市安全问题。另一方面，在后半夜因行人稀少，而应该降低路灯的亮度，以避免光源污染，影响居民的晚间的休息。但由于后半夜是用电低谷期，电力系统电压升高，路灯反而比白天更亮了。这不仅造成了能源浪费，还大大影响了设备和灯具的使用寿命。目前，路灯照明广泛采用高压钠灯，其设计寿命在12000小时以上，在正常情况下至少可用3年，但是由于超压使用，现在路灯的使用寿命仅仅只有1年左右，有的甚至只有几个月，造成维护和材料的极大浪费。较高的电压不仅不能让负载设备更好的工作，而

4、且还会造成发热及过早损坏，还会造成不必要的电费开支。而且，我国绝大多数地区的路灯关开灯都是采用人工控制或者定时控制，这样也有许多不利之处：若采用人工控制，则路灯开关存在着一定的不确定性，同时也占用了一定的人力资源；定时控制则存在着夏冬季白黑昼时间不同的情况，使得天还没黑路灯就开，天还没亮路灯就灭的情况，大大影响了人们的日常出生活。本设计通过使用STC89C52单片机对系统进行智能控制，使系统达到自动启停及智能调压。近年来，随着科技的不断发展，各种路灯控制器也被不断的研究出来。其中，美国和日本主要集中在研究紧

5、凑型荧光灯和镇流器荧光灯两个方面。而我国目前的市场上有多种路灯节能控制产品，能达到一定的节能效果，但就功能和效果上还不能尽如人意，主要有以下几种情况：第一种，采用自耦变压器及磁饱和电抗器的降压技术。其不足是由于反应速度较慢，用电高峰时电压降到非稳定区容易造成灯光闪灭，不能自动调节，同时如果电压突然升高，则会对灯具造成损坏，相对来说稳压效果较差；第二种是采用电子器件构成的可控硅式设备。该设备主要采取简单的相控技术，不足之处是元器件较容易发热损坏。而为了更好的达到控制的目的，现在国内外都开始采用智能控制方式，如

6、光控、声控、时控等，国外甚至开始采用太阳能供能光控方式来控制路灯，基本可以达到完全自给自足的效果。综上所述，未来的智能路灯控制必将向着更安全、更环保、更节能、更高效率的方向发展。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：由于太阳能路灯的发展是以节约能源为主要目的，如何进一步减少系统自身的能耗是一个需要不断研究的课题。整体设计思路为：当传感器模块感知是白天时（光线较强时），不需要开灯，系统进入节能的超低功耗休眠模式，此时太阳能向电池充电；当传感器模块感知傍晚来临时，系统发出微弱的光线以达到一定照明的目的（此时没人

7、通过该路灯）；当热超声波测距电路感应到有人通过该路灯时，系统发出较强的光线；当人走远后，系统自动转到“微弱的光线”模式以等待人的通过。根据功能需求，整体设计主要分为电源模块、传感器模块、单片机控制模块、LED路灯模块。太阳能路灯系统框图如图2.1所示：图2-1太阳能路灯系统框图针对所需解决的问题，初步的思路安排如下：在STC89C52单片机的基础上，对太阳能路灯的供电转换以及开、关控制进行自动调节，首先实现对太阳能路灯在正常情况下的开关，如，太阳能路灯每天晚上工作的时间。再实现其对特殊状况的应急控制（如长时

8、间的阴雨天气等非常态的情况）。具体思路如下：（1）光线暗时，路灯自动点亮，直到次日早上光线强时，路灯自动熄灭；（2）设置节能模式，路灯在夜间可进入节能状态；（3）在白天，光信号接收器的光线入口被短时间遮挡时，不会出现白天路灯被开的情况；（4）在夜间，防止接收器由于忽然产生的光线的影响，而出现夜间全城路灯熄灭的情况；本次课程设计是由传感器通过外界光信号的强弱来产生电压信号，再由单片机控制实现路灯的自动启停及智能稳压