基于单片机路灯控制系统的设计(附件)【字数：7902】
摘 要城市照明工程作为城市公共设施的重要组成部分，对完善城市功能，改善城市人居环境，提高人民生活水平发挥着重要作用。近年来，随着城区面积的不断扩大，道路照明设施也随着变化。为方便广大市民夜间出行，美化城市环境，市路灯管理如果管理不当，那将会浪费多少能源。路灯管理的方便性和路灯节能对城市而言非常重要。??随着电子技术的发展，对路灯的功能不断完善，可以独立控制开启和关闭路灯，它还具有光控功能，并且可以根据光的亮度强弱进行调节。在白天模式下，路灯可以根据光线强弱进行调节来控制路灯的开关。在夜间模式下，通过检测路面路况自动开关灯。在本设计中，我们以STC89C52单片机为中心，通过单片机来实现路灯自动模式、手动模式、定时模式和时间显现的控制。光敏传感器根据外界环境光线强弱的变化，能够进行自动开关灯。
目录
一、 引言 1
（一） 智能路灯的发展背景 1
（二） 全球智能路灯的发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、智能路灯的方案设计 3
三、系统硬件设计 4
（一）智能路灯主控电路设计 4
（二）红外热释电传感器电路设计 5
（三）LM393电压比较器电路设计 6
（四）液晶屏显示电路设计 6
（五）LED灯驱动电路设计 7
（六）DS1302电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一）智能路灯的主程序的设计 11
（二）检测人体红外光线强弱子程序的设计 12
（三） DS1302时钟芯片时间定时子程序的设计 12
五、 实物安装与调试 14
（一） 实物安装 14
（二） 实物调试 15
结束语 19
参考文献 20
致 谢 21
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 实物图 26
附录五 程序 27
引言
（一）智能路灯的发展背景
随着人类社会的不断进步发展和现代人类生活水平的不断提高,电力已逐渐成为现代人们社会日常生活中一个不 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
可或缺的一部分。展望未来,再过几十年,中国将实现社会主义现代化建设的目标,人民对生活物质更高的追求和文明精神社会的完善，这一宏伟目标的实现,很大程度上还将取决于未来几十年中国电力的稳定健康发展。
就中国的城市电力能源消耗而言,城市路灯中所使用的再生能源消耗占很大一部分。据不完全资料统计，我国城市照明系统三分之一的电量用于城市交通。目前,全国660多个重点城市中约累计有400万盏路灯在使用,为不断提高城区照明,假设今年每盏路灯平均用电增加50w,则每年总共需要用电增加20万千瓦。每年发电能耗约7亿千瓦时可用于各种照明灯具和设施中。随着额外的住房照明维护设施,例如:光源和荧光灯杆的大量添加,首次住房购买和日常装修维护的费用成本也将大幅度增加。从室内绿色节能照明的发展角度分析来看,发电量可能超过7亿千瓦,有害化学气体含量例如:甲硫二氧化碳和其他硫磺有毒气体等等都可能对室内空气质量产生很大的不良影响,破坏室内空气质量,并且同样不利于生态环境保护。
??但是，城区的发展与街道照明密不可分，街道照明为交通安全和人民生活提供了安全保障，美化了城市的外观，并在创造良好的环境中发挥了关键作用。随着中国经济的快速增长和城市市政建设的步伐，城市照明项目的建设已日益受到重视。随着城市在夜晚变得更加明亮多彩，电能源消耗也逐年增加。一方面，随着城市道路上的路灯照明能源消耗在增加，另一方面，维护量也在增加。因此，城市如何使用节能技术减少公共照明能源的使用已成为人们关注和争论的话题。
（二）全球智能路灯的发展现状
根据我国人民政府今年提出的"十二五"发展规划中,国家将积极支持推动国家城市节能照明发电系统安全信息化管理平台的投入建设,建立一套城市节能照明系统信息安全监管管理系统,用来实时统计发布城市节能照明的基本节能信息和对发电能源的综合消耗利用情况,因此需要加强推进节能照明系统工作管理的水平。??
国家通过政策引导，大力推动城区照明智能化，其中LED智能路灯在原有的LED灯的基础上进一步有了新的飞跃，真正的实现了节约能源消耗，有效的提高了经济效益，实现了LED灯“智慧”照明。
目前，国外将这种类型的现代路灯项目引入市场作为主导，首先，从室内的小功率灯逐步过渡到室外大功率电器，而智能路灯将在未来三年中快速发展。光谱电子在国外市场应用相对来说起步比较早，同时也有很高的占有率，因此智能路灯对国外市场来说也是我们的优势之一。
（三）本文主要研究内容
城区城市照明设施工程建设作为城区城市公共设施的重要组成部分,对不断改善我国人民日常生活照明水平以及人民出行的安全性等方面都非常有必要起到了非常重要的促进作用。近年来,随着上海等城市的快速发展,人民群众生活品质水平的不断稳步提高,街道上的照明设备也开始发生了许多新的变化。随着城区道路面积的不断扩大增加,因此完善路灯节能照明系统管理对于城区提高安全性、方便性和促进路灯照明节能使用有着密不可分的密切联系。
??街道交通照明控制系统通常是中国人民日常生活和商业城市道路交通建设中最重要的照明系统之一。在本文的设计中,我们以stc89c52单片机芯片软件为设计中心,并通过使用stc89c52单片机芯片软件来设计实现对路灯自动控制模式、手动控制模式和定时控制模式的控制。根据外界工作环境以及光线强弱度的变化,光敏控制电阻系统能够自动控制开关灯。热释电红外传感器可以自动接收从我们人体内部发出的大量红外线,因此我们可以直接通过将带有热释电红外传感器装置于适当位置来自动感应车辆行人并通过感应方式控制停路灯的开关。通过对stc89c52单片机软件进行程序编程,使用单片机对路灯设计进行自动控制,设置三种不同的控制模式,来达到所需设计的各项性能指标。
二、智能路灯的方案设计
为了能够使该硬件系统的整体构建更加透明和直观,以下本文是通过利用visio中的软件设计绘制了一个整体硬件系统结构设计框图,来大致充分展现我国智能照明路灯系统的一个整体硬件设计。从这个整体硬件系统结构设计框架示意图中我们可以非常清楚明确的看出,多个主要功能模块占据硬件系统之中,其最小系统结构部分中最为重要的部分是STC89C52单片机，它可说是整个硬件系统中最为具有核心的部分,实现了对各个系统功能的自动控制。智能感应路灯在对周围外界中的光线照射强弱进行数据采集所用到的元件是电路图中的光敏传感器。人体红外感应传感器通过热释电红外人体传感器采用HCSR501实现红外人体感应探测功能。液晶屏将采用LCD160液晶屏为显示液晶屏模块，实现对数据的显示。ds1302时钟控制芯片通过一个串行接口与多个单片机接口进行数据通信,从而在液晶屏中自动显示时钟日期、时间等各种相关时钟信息。lm393芯片设计是由两个独立的高和低精度失调电压比较器联合组成的,其中集成电路为单电路,失调电压低且最高电压为2.0mv，它的设计专门为了用于单向的电源电路供电而做的设计,电源输入电压以及每个电源输出电流的实际消耗都是很低的。采用一种机械手动按键方式来对路灯数据进行参数的自动设置,实现对智能路灯各种工作模式以及其它各种操作的自动设置。
目录
一、 引言 1
（一） 智能路灯的发展背景 1
（二） 全球智能路灯的发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、智能路灯的方案设计 3
三、系统硬件设计 4
（一）智能路灯主控电路设计 4
（二）红外热释电传感器电路设计 5
（三）LM393电压比较器电路设计 6
（四）液晶屏显示电路设计 6
（五）LED灯驱动电路设计 7
（六）DS1302电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一）智能路灯的主程序的设计 11
（二）检测人体红外光线强弱子程序的设计 12
（三） DS1302时钟芯片时间定时子程序的设计 12
五、 实物安装与调试 14
（一） 实物安装 14
（二） 实物调试 15
结束语 19
参考文献 20
致 谢 21
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 实物图 26
附录五 程序 27
引言
（一）智能路灯的发展背景
随着人类社会的不断进步发展和现代人类生活水平的不断提高,电力已逐渐成为现代人们社会日常生活中一个不 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
可或缺的一部分。展望未来,再过几十年,中国将实现社会主义现代化建设的目标,人民对生活物质更高的追求和文明精神社会的完善，这一宏伟目标的实现,很大程度上还将取决于未来几十年中国电力的稳定健康发展。
就中国的城市电力能源消耗而言,城市路灯中所使用的再生能源消耗占很大一部分。据不完全资料统计，我国城市照明系统三分之一的电量用于城市交通。目前,全国660多个重点城市中约累计有400万盏路灯在使用,为不断提高城区照明,假设今年每盏路灯平均用电增加50w,则每年总共需要用电增加20万千瓦。每年发电能耗约7亿千瓦时可用于各种照明灯具和设施中。随着额外的住房照明维护设施,例如:光源和荧光灯杆的大量添加,首次住房购买和日常装修维护的费用成本也将大幅度增加。从室内绿色节能照明的发展角度分析来看,发电量可能超过7亿千瓦,有害化学气体含量例如:甲硫二氧化碳和其他硫磺有毒气体等等都可能对室内空气质量产生很大的不良影响,破坏室内空气质量,并且同样不利于生态环境保护。
??但是，城区的发展与街道照明密不可分，街道照明为交通安全和人民生活提供了安全保障，美化了城市的外观，并在创造良好的环境中发挥了关键作用。随着中国经济的快速增长和城市市政建设的步伐，城市照明项目的建设已日益受到重视。随着城市在夜晚变得更加明亮多彩，电能源消耗也逐年增加。一方面，随着城市道路上的路灯照明能源消耗在增加，另一方面，维护量也在增加。因此，城市如何使用节能技术减少公共照明能源的使用已成为人们关注和争论的话题。
（二）全球智能路灯的发展现状
根据我国人民政府今年提出的"十二五"发展规划中,国家将积极支持推动国家城市节能照明发电系统安全信息化管理平台的投入建设,建立一套城市节能照明系统信息安全监管管理系统,用来实时统计发布城市节能照明的基本节能信息和对发电能源的综合消耗利用情况,因此需要加强推进节能照明系统工作管理的水平。??
国家通过政策引导，大力推动城区照明智能化，其中LED智能路灯在原有的LED灯的基础上进一步有了新的飞跃，真正的实现了节约能源消耗，有效的提高了经济效益，实现了LED灯“智慧”照明。
目前，国外将这种类型的现代路灯项目引入市场作为主导，首先，从室内的小功率灯逐步过渡到室外大功率电器，而智能路灯将在未来三年中快速发展。光谱电子在国外市场应用相对来说起步比较早，同时也有很高的占有率，因此智能路灯对国外市场来说也是我们的优势之一。
（三）本文主要研究内容
城区城市照明设施工程建设作为城区城市公共设施的重要组成部分,对不断改善我国人民日常生活照明水平以及人民出行的安全性等方面都非常有必要起到了非常重要的促进作用。近年来,随着上海等城市的快速发展,人民群众生活品质水平的不断稳步提高,街道上的照明设备也开始发生了许多新的变化。随着城区道路面积的不断扩大增加,因此完善路灯节能照明系统管理对于城区提高安全性、方便性和促进路灯照明节能使用有着密不可分的密切联系。
??街道交通照明控制系统通常是中国人民日常生活和商业城市道路交通建设中最重要的照明系统之一。在本文的设计中,我们以stc89c52单片机芯片软件为设计中心,并通过使用stc89c52单片机芯片软件来设计实现对路灯自动控制模式、手动控制模式和定时控制模式的控制。根据外界工作环境以及光线强弱度的变化,光敏控制电阻系统能够自动控制开关灯。热释电红外传感器可以自动接收从我们人体内部发出的大量红外线,因此我们可以直接通过将带有热释电红外传感器装置于适当位置来自动感应车辆行人并通过感应方式控制停路灯的开关。通过对stc89c52单片机软件进行程序编程,使用单片机对路灯设计进行自动控制,设置三种不同的控制模式,来达到所需设计的各项性能指标。
二、智能路灯的方案设计
为了能够使该硬件系统的整体构建更加透明和直观,以下本文是通过利用visio中的软件设计绘制了一个整体硬件系统结构设计框图,来大致充分展现我国智能照明路灯系统的一个整体硬件设计。从这个整体硬件系统结构设计框架示意图中我们可以非常清楚明确的看出,多个主要功能模块占据硬件系统之中,其最小系统结构部分中最为重要的部分是STC89C52单片机，它可说是整个硬件系统中最为具有核心的部分,实现了对各个系统功能的自动控制。智能感应路灯在对周围外界中的光线照射强弱进行数据采集所用到的元件是电路图中的光敏传感器。人体红外感应传感器通过热释电红外人体传感器采用HCSR501实现红外人体感应探测功能。液晶屏将采用LCD160液晶屏为显示液晶屏模块，实现对数据的显示。ds1302时钟控制芯片通过一个串行接口与多个单片机接口进行数据通信,从而在液晶屏中自动显示时钟日期、时间等各种相关时钟信息。lm393芯片设计是由两个独立的高和低精度失调电压比较器联合组成的,其中集成电路为单电路,失调电压低且最高电压为2.0mv，它的设计专门为了用于单向的电源电路供电而做的设计,电源输入电压以及每个电源输出电流的实际消耗都是很低的。采用一种机械手动按键方式来对路灯数据进行参数的自动设置,实现对智能路灯各种工作模式以及其它各种操作的自动设置。
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