模拟路灯控制系统.doc

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1、衡阳市第四届大学生科技创新大赛成果总结材料项目名称面向节能的路灯控制系统研制参赛学生蒋军王实铭敬文毅指导教师李祖林王韧参赛学校湖南工学院申报时间2010-5-27材料清单一、研究报告1.成果简介……………………………………………………………12.项目研究背景和意义………………………………………………13.研究计划……………………………………………………………24.研究内容……………………………………………………………45.成果创新点…………………………………………………………9二、附件材料附件一：电路原理图………………………

2、……………………………10附件二:实物图片………………………………………………………12附件三：程序清单………………………………………………………13三、实物作品衡阳市第四届大学生创新大赛相关项目的研究报告项目名称：面向节能的路灯控制系统研制项目类型：实用型成果形式：1、研究报告；2、实用作品参赛学生：蒋军王实铭敬文毅指导教师：李祖林王韧一、成果简介本系统是基于单片机控制的路灯模拟控制系统，以单片机AT89S52为主控制器，对路面交通情况、外界环境亮度对交通灯的影响和故障等信息进行采集，实现对路灯的智能化节能控制。该系统以1

3、W高亮度LED灯作为模拟路灯，制作了LED灯恒流驱动电源，电流调节范围在0-1A内可调。通过红外式反射光电传感器检测路面交通情况，控制LED路灯亮、灭。通过光敏三极管对环境变化及路灯故障等信号进行检测，实现了路灯亮、灭控制和路灯故障报警。LED灯能在规定时间实现自动减小亮度，并能在规定范围内设定调节，调节误差小于2%。该系统节能，性价比高，具有应用价值。二、项目研究背景和意义节能是二十一世纪的热门主题，面对全球能源危机，全世界都以节能为方向进行各方面的研究。LED就是节能的一个研究方向，高亮度LED以其低热损耗，高流明而迅速

4、取代传统照明工具。系统以高亮度LED灯作为模拟路灯，可以实现路灯的节能控制。系统附带了周围环境检测功能，可以根据周围环境亮度开启和关闭路灯。系统还可以根据路面交通情况，控制路灯的调光功能，实现真正意义的节能环保。综合以上功能，该模拟路灯控制系统有很好的应用价值和研究意义。一、研究计划项目确定前期，我们为了更快更好的完成研究设计，做了如下计划：2009年5月---2009年8月：进行相关调研。2009年9月：组内三人讨论确定总体方案。2009年9月---2009年10月：分工协作完成项目的软、硬件设计。2009年10月---2

5、009年11月：完成实际系统的制作、调试及测试。2009年12月---2010年3：完成项目的总结。二、研究内容1、方案的提出1.1方案描述针对题目的功能和指标进行分析，基于AT89S52单片机为模拟路灯支路控制器，通过光电传感器对路灯信号的检测，控制二路恒流源驱动LED路灯。系统整体设计原理框图如图1所示：1.2方案论证与比较（1）系统控制方案选择方案一：选用数字电路进行控制，但整个系统电路制作复杂，实现题目发挥部分的指标有困难。方案二：选用AT89S52单片机为控制器，易于编程控制，外围控制资源丰富，整个控制系统操作更加

6、灵活，电路制作简单、方便、性价比高。因此，我们选择方案二。（2）路灯信号检测方案一：选用金属传感器，该传感器精度高，反应灵敏，但是金属传感器价格较高。方案二：选用红外反射式光电传感器和光敏三极管，该传感器反应灵敏且价格便宜，外围检测电路简单。考虑到系统检测电路和性价比，我们选择方案二。（3）LED灯恒流驱动电源题目要求用恒流源驱动1WLED灯，并具有调光功能，驱动电源输出功率能在规定时间内按设定要求自动减小，该功率要求能在20%～100%范围内设定并调节，调节误差≤2%，方案比较如下。方案一：选用模拟电路中所学的比例电流源，

7、电路虽然简单，但该方案为电流-电流转换，且输出电流小，不能驱动1WLED灯。方案二：采用开关电路实现恒流源，通过控制PWM信号占空比，并将该信号作为驱动电路的控制信号，实现MOS驱动电路的导通时间，实现电压-电流转换，电源效率高，控制方便，但是电源纹波较多，制作困难。方案三：线性数控电流源，用单片机控制DAC0832的输出，通过集成运放控制MOSFET管，实现电压-电流的线性转换，电路制作简单，性价比高。因此，我们选择方案三。2、理论分析与设计2.1单元电路设计（1）单片机最小系统支路控制器控制芯片选用AT89S52，以DS

8、1302作为时钟芯片，采用8255作并口扩展，以24c04作为掉电保护，外接矩阵式键盘和液晶显示器和二路DAC0832电路。（2）路灯信号检测电路该装置选用红外式反射光电传感器，当小车经过传感器位置时，小车上的铝箔将红外线反射回去，红外接收管接收到信号输出到比较器整形送给单片机，让单片机对