路灯节能控制系统设计(附件)【字数：7911】
摘 要21世纪的今天，夜间照明区域面积不断扩大，路灯数量也不断增加。维持路灯工作所需要的劳动力和消耗的能源也日益增多。日益匮乏的资源与社会增大的需求之间就产生了矛盾，此时如何节约能源便受到越来越多的重视。本课题是利用51单片机设计的路灯节能控制系统，能自动检测外部光照强度，当外部光照强度过低时自动打开路灯；当外部光照强度足够时熄灭路灯。本系统由光敏电阻组成的光电传感器和具备低耗能、高性能的51单片机以及高集成的LCD1602液晶显示模块、时钟电路模块组成。光电传感器会检测外部光照强度，数据发送给单片机后判定是否需要开灯。该系统基本能实现路灯的节能控制，简单稳定，具有良好的发展前景。
Key words：single chip microcomputer;photoelectric sensor; liquid crystal display 目 录
第一章 绪论 1
1.1背景 1
1.2目的、意义 1
1.3发展现状及趋势 1
1.4课题内容及设计要求 1
第二章 课题方案设计 2
2.1课题主要内容 2
2.2方案设计思路 2
第三章 系统总体设计 3
3.1整体设计 3
3.2各模块设计 3
3.2.1单片机最小系统模块 3
3.2.2感光电路模块 4
3.2.3时钟电路模块 5
3.2.4灯光驱动模块 6
3.2.5液晶显示模块 7
3.2.6按键模块 8
第四章 系统软件设计 10
4.1概述 10
4.2主程序设计 10
4.3子程序设计 10
4.3.1 LCD系统子程序设计 10
4.3.2按键系统子程序设计 11
第五章 系统仿真设计 12
5.1 proteus 12
5.2仿真电路设计 12
5.3仿真遇到的问题 13
结束语 14
致 谢 15
参考文献 16
附录A 原理图 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
/> 附录B 程序代码 18
第一章 绪论
1.1背景
改革开放以来，中国社会的科技化，智能化程度越来越高。城镇面积也在不停的往农村扩张，农村的生活环境也在逐渐变好，这时，路灯也在跟着现代化的道路一起普及。照明区域越大，需要的路灯也就越多。维持路灯工作所需要的劳动力和消耗的能源也日益增多。
21世纪的今天，能源问题已经被各国提上会议日程，我国就十分重视清洁能源，但是这仅仅是在无止境的开发新的能源，完全没有对现有能源节约使用。我国国土那么广袤，夜间照明系统要花费无数能源，所以对路灯节能控制系统的研发必然成为重要课题。
1.2目的、意义
如今基层照明设施日益普及，但是越广泛的照明带来的必然是资源的浪费，尤其是光照时间冬短夏长的区别，还有就是夜晚久久无人经过的街道也灯火长明，这样在无形中浪费了许多资源。路灯节能控制系统主要使用单片机控制，由信号采集、智能控制部分组成。在引进此系统后，城市的公共用电得到的明显的改善。
1.3发展现状及趋势
单片机控制的节能路灯目前尚未广泛利用，但是在节能要求越来越高的今天，单片机的优势便慢慢显示了出来。首先，单片机智能化极高，它会根据即时的天气状况来自动调节路灯。其次，单片机本身体积小，系统十分稳定，本身耗能也很低，结构也不复杂，用途十分广泛。
路灯目前在大部分城市已经达到80%的覆盖率，有些有些发达城市甚至可以达到90%以上，目前占市场份额最大的还是白炽灯，这种灯泡对电量的消耗大，自身发热高，损坏率也高。随着国家对能源问题的日益重视，相信未来的节能路灯必然成为多数人的选择。
1.4课题内容及设计要求
目前我国多数城市尚未做到路灯管理的自动化，大多数都是定时开关灯或人工开关灯，这样就没办法针对每一天不同的气候来进行调节，而且路灯出现故障也没办法即时修复。人工检修的话对劳动力的要求也就变得特别高，用劳动力换取资源的做法与进步的初衷背道而驰，所以用单片机来控制路灯是必须要走的一条路。
针对以上问题，本次课题做出了以下设计要求：
1.可以根据外部光照强度来自动控制路灯的开启与关闭，以达到节能的要求。
2.可以通过按键修改系统参数，进行适当调节。?
3.可以通过液晶显示达成基本的人机交互。
4.每一盏灯的线路是并行的，不会坏一个导致系统全面崩溃。
第二章 课题方案设计
2.1课题主要内容
本设计主要是通过检测外部光照强度来控制路灯是否需要点亮。众所周知夏天黑夜比冬天来的要迟，这时候路灯应该比冬天晚一点亮；或者在天气不好阴雨天气时，地表能见度太低，此时路灯也应该提前点亮。
2.2方案设计思路
本路灯节能控制系统的设计以单片机 AT89C51 为核心，当检测到的光照强度低于设定的最小值后单片机发出亮灯指令来实现路灯节能控制的功能，液晶显示器也接收单片机的数据来显示当前时间以及外部光强。所以，本课题包括单片机控制部分，光电传感器模块，时钟电路模块，按键模块，显示模块和灯光驱动模块。
为了实现通过外部光照强度来控制路灯，我们就需要利用光电传感器来将光信号转化成电信号输送给单片机处理。当光照强度大时系统不工作，光照强度一旦下降到预设范围时，系统开始运作，点亮路灯。
这里就有一个问题，系统正常运行中光敏电阻传来天黑了信号，单片机接收到之后就准备控制照明系统开启，但是有可能这个信号是个干扰信号：比如飞来几只鸟挡住了光敏电阻的光源，风吹起垃圾遮住光敏电阻等等问题，这样就会导致系统在误以为天黑了情况下亮灯，实际上天并没有黑。
Key words：single chip microcomputer;photoelectric sensor; liquid crystal display 目 录
第一章 绪论 1
1.1背景 1
1.2目的、意义 1
1.3发展现状及趋势 1
1.4课题内容及设计要求 1
第二章 课题方案设计 2
2.1课题主要内容 2
2.2方案设计思路 2
第三章 系统总体设计 3
3.1整体设计 3
3.2各模块设计 3
3.2.1单片机最小系统模块 3
3.2.2感光电路模块 4
3.2.3时钟电路模块 5
3.2.4灯光驱动模块 6
3.2.5液晶显示模块 7
3.2.6按键模块 8
第四章 系统软件设计 10
4.1概述 10
4.2主程序设计 10
4.3子程序设计 10
4.3.1 LCD系统子程序设计 10
4.3.2按键系统子程序设计 11
第五章 系统仿真设计 12
5.1 proteus 12
5.2仿真电路设计 12
5.3仿真遇到的问题 13
结束语 14
致 谢 15
参考文献 16
附录A 原理图 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
/> 附录B 程序代码 18
第一章 绪论
1.1背景
改革开放以来，中国社会的科技化，智能化程度越来越高。城镇面积也在不停的往农村扩张，农村的生活环境也在逐渐变好，这时，路灯也在跟着现代化的道路一起普及。照明区域越大，需要的路灯也就越多。维持路灯工作所需要的劳动力和消耗的能源也日益增多。
21世纪的今天，能源问题已经被各国提上会议日程，我国就十分重视清洁能源，但是这仅仅是在无止境的开发新的能源，完全没有对现有能源节约使用。我国国土那么广袤，夜间照明系统要花费无数能源，所以对路灯节能控制系统的研发必然成为重要课题。
1.2目的、意义
如今基层照明设施日益普及，但是越广泛的照明带来的必然是资源的浪费，尤其是光照时间冬短夏长的区别，还有就是夜晚久久无人经过的街道也灯火长明，这样在无形中浪费了许多资源。路灯节能控制系统主要使用单片机控制，由信号采集、智能控制部分组成。在引进此系统后，城市的公共用电得到的明显的改善。
1.3发展现状及趋势
单片机控制的节能路灯目前尚未广泛利用，但是在节能要求越来越高的今天，单片机的优势便慢慢显示了出来。首先，单片机智能化极高，它会根据即时的天气状况来自动调节路灯。其次，单片机本身体积小，系统十分稳定，本身耗能也很低，结构也不复杂，用途十分广泛。
路灯目前在大部分城市已经达到80%的覆盖率，有些有些发达城市甚至可以达到90%以上，目前占市场份额最大的还是白炽灯，这种灯泡对电量的消耗大，自身发热高，损坏率也高。随着国家对能源问题的日益重视，相信未来的节能路灯必然成为多数人的选择。
1.4课题内容及设计要求
目前我国多数城市尚未做到路灯管理的自动化，大多数都是定时开关灯或人工开关灯，这样就没办法针对每一天不同的气候来进行调节，而且路灯出现故障也没办法即时修复。人工检修的话对劳动力的要求也就变得特别高，用劳动力换取资源的做法与进步的初衷背道而驰，所以用单片机来控制路灯是必须要走的一条路。
针对以上问题，本次课题做出了以下设计要求：
1.可以根据外部光照强度来自动控制路灯的开启与关闭，以达到节能的要求。
2.可以通过按键修改系统参数，进行适当调节。?
3.可以通过液晶显示达成基本的人机交互。
4.每一盏灯的线路是并行的，不会坏一个导致系统全面崩溃。
第二章 课题方案设计
2.1课题主要内容
本设计主要是通过检测外部光照强度来控制路灯是否需要点亮。众所周知夏天黑夜比冬天来的要迟，这时候路灯应该比冬天晚一点亮；或者在天气不好阴雨天气时，地表能见度太低，此时路灯也应该提前点亮。
2.2方案设计思路
本路灯节能控制系统的设计以单片机 AT89C51 为核心，当检测到的光照强度低于设定的最小值后单片机发出亮灯指令来实现路灯节能控制的功能，液晶显示器也接收单片机的数据来显示当前时间以及外部光强。所以，本课题包括单片机控制部分，光电传感器模块，时钟电路模块，按键模块，显示模块和灯光驱动模块。
为了实现通过外部光照强度来控制路灯，我们就需要利用光电传感器来将光信号转化成电信号输送给单片机处理。当光照强度大时系统不工作，光照强度一旦下降到预设范围时，系统开始运作，点亮路灯。
这里就有一个问题，系统正常运行中光敏电阻传来天黑了信号，单片机接收到之后就准备控制照明系统开启，但是有可能这个信号是个干扰信号：比如飞来几只鸟挡住了光敏电阻的光源，风吹起垃圾遮住光敏电阻等等问题，这样就会导致系统在误以为天黑了情况下亮灯，实际上天并没有黑。
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