LED路灯智能控制系统的设计与仿真.pdf

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1、第27卷第1期盐城工学院学报(自然科学版)Vol_27No．12014年03月JournalofYanchengInstituteofTechnology(NaturalScienceEdition)Mar．2014LED路灯智能控制系统的设计与仿真顾光旭(盐城工学院电气工程学院，江苏盐城224051)摘要：设计了一种LED路灯智能控制系统。系统采用AT89C51单片机为主控制器，可根据环境明暗变化自动控制路灯的开启和关闭，也可以通过键盘手动控制；还具有调光功能，按照设定使路灯驱动电流在一定范围内可调节。分析了路灯智能照明系统的工作原理，并对主要电

2、路用Protues和keil软件进行了仿真验证。关键词：LED路灯；调光；单片机；仿真中图分类号：TP273．5文献标识码：A文章编号：1671—5322(2014)01一o041—05随着经济的高速发展和汽车的普及，城市道光敏电阻的阻值随着光照强度发生变化，其路照明显得尤为重要。由于不可再生资源的日益两端的电压也发生相应变化，光敏电阻两端的电枯竭，环保、高效、绿色的LED(发光二极管)路灯压模拟信号经过AD转换电路转换成的数字信号越来越受到人们的重视⋯。本文设计了一种传送给单片机。红外发射器安装在路灯杆上，红LED路灯智能照明系统。系统采用AT8

3、9C51单外接收器安装在路灯支架上，当红外接收器检测片机为主控制器，可根据环境明暗变化自动控制到红外信号时，如果此时外部环境较暗，则单片机路灯的开启和关闭，也可以通过键盘手动控制。输出PWM波控制恒流源驱动电路，驱动LED路系统还具有调光功能，按照设定使路灯驱动电流灯工作。系统根据环境光强值分11个PWM(相在一定范围内可调节，具有很高的实用价值。当于PWM波的占空比从O％到100％平均分为l1个等级)等级调节路灯的亮度。背景光越暗，1系统总体设计方案PWM等级越高，LED路灯的亮度就越大。通过背系统总原理框图如图I所示。系统的硬件电景光检测电路和

4、红外检测电路的共同作用，智能路主要由系统控制电路、恒流源驱动电路、红外检控制LED路灯。通过按键输入可以控制系统自测电路、键盘与显示电路、背景光检测电路等电路动或者手动运行，手动运行时可以直接控制LED组成。路灯的开关和亮度。LCD液晶显示可以显示实时时间、工作状态和PWM级数。A、M分别代表自动状态和手动控制工作方式。黔I电路卜-—_-12系统的软件设计AT89C51单片机系统的主程序流程如图2所示J。首先初始化，接着通过键盘扫描，判断自动还是手动控制状态，手动状态下判断PWM级数是增加还是减少。接收昭电路卜_——_1／屏幕会更新当前工作状态，然

5、后从时钟芯片获取图1系统原理框图时间，接着检测背景光强度，通过AD芯片转换数rig．1Theprincipleblockdiagramofthesystem据，此时判断否是自动状态，如果是自动状态，系收稿日期：2013—08—13基金项目：江苏省第八批“六大人才高峰”资助项目(NO2011_dzxx_016)作者简介：顾光旭(1967一)，女，江苏大丰人，副教授，硕士，主要研究方向为电力电子技术与电力传动。盐城工学院学报(自然科学版)第27卷图2主程序流程图Fig．2Theflowdiagramofthemainprogram统判断出探测区域内有人

6、或车辆，则计算输出当白天光照度很高时，光敏电阻的阻值为零。PWM级数同时显示时间；如果探测区域内没有人此时模拟探测区域内有人或车辆，观察单片机或车辆，则PWM输出为零。如果是手动状态，则P30口输出的PWM波形和恒流源驱动的LED灯直接显示PWM的级数和时间。工作情况如图4和图5所示，PWM输出0级，路灯熄灭。3LED路灯智能控制系统仿真当遭遇恶劣天气或者傍晚时，光照度下降，光KeilC51软件是5l系列兼容单片机C语言敏电阻阻值变化，假设此时光敏电阻的阻值是自软件开发系统，Protues软件是电子设计自动化工身的50％。如果模拟探测区域内有人或车

7、辆，观具软件。采用Proteus7．5和KEIL软件对系统进察此时示波器PWM波形和LED路灯工作情况如行了仿真。图6和图7所示，PWM输出5级(相当于PWM波3．1系统仿真的占空比为50％)，LED路灯半亮。LED路灯智能控制系统仿真电路如图3所如果模拟探测区域内没有人和车辆经过，观示，采用AT89C51作为控制器。仿真中，用电位察此时示波器PWM波形和LED路灯工作情况如器代替光敏电阻，用开关代替电红检测电路，开关图8和图9所示，PWM输出0级(相当于PWM闭合表示探测区域内有人或车辆，开关断开则表波的占空比为0)，LED路灯熄灭。示探测区域内

8、没有人或车辆。当黑夜时，光敏电阻阻值为100％，观察此时3．2系统光控功能的仿真示波器PWM波形和LED路灯工作情况如图l