单片机的校园智能路灯控制系统设计
摘 要?照明是我们每个人都需要经常使用的一大电器之一，有些时候在不用的情况下我们也有必要随手关灯，这样不仅仅做到了节约成本，更重要的是还做到了低碳减排。从而保护了环境。校园照明技术是一种可以缓解用电情况杜绝浪费所运用到的用电技术，不但响应了国家节能减排的号召，更对能源的紧缺做出了一大贡献，也提升了路灯的运行效率，减少了人力物力。本文基于51单片机和PLC电力载波设计了一套可现场采集运行、远程监测控制的校园照明智能路灯控制系统，完成了检测电路、控制电路及通信线路的设计，实现了与远端监控系统的通讯。
目 录
引言 1
一、单片机功能简介 2
（一）单片机定时/计数器的概述 2
（二）中断系统的概述 2
（三）串口通信的概述 3
二、总体设计 4
三、硬件设计 5
（一）系统总电路图 5
（二）单片机复位电路与时钟电路 5
（三）传感器电路模块 6
（四）电力线载波通信 9
（五）继电器电路 11
四、软件设计 13
五、系统调试和结果分析 15
总 结 16
致 谢 17
参考文献 18
附录 19
引 言
如今社会经济的快速发展，人们的生活水平得以提升，但往往美好的背后都存在着一些不必要的坏处，环境与人类生存发展息息相关，所以，目前我们所面临的是保护环境的号召，提倡人们低碳减排，能源发展也成为了人们的焦点，而照明是我们每个人都需要经常使用的一大电器之一，有些时候在不用的情况下我们也有必要随手关灯，这样不仅仅做到了节约成本，更重要的是还做到了低碳减排。从而保护了环境。
商业用电，居民用电，医院，学校的用电方面电量的使用较为多的还属于照明方面，此次论文的设计，我就拿我能见到也能了解的校园照明作为此次论文的完善。作为一名大学生，就校园的用灯情况，一般是在晚上和阴天，有时在下雨天气，学校路两旁的路灯都长时间开着，而路上却没有行人，我们可以设计此文篇，对缓解能源紧缺作微薄之力，提升路灯的运行效率，使得校园照明从传统单一化变得更加完善，大大减少人力与物力。
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本篇论文研究的是单片机技术在校园路灯开关上的应用，我们可以选择51单片机作为整段电路的控制，通过51单片机中的时控，季节的不同，路灯的开关问题也可以调节，利用时间继电器，设置好索要开关灯的时间，目前也有很多的场所也会出现利用光控这一特点，自动识别日出日落，智能化的调节开关灯时间，通过51单片机的特性构成了一条完整的控制系统，另外也采用了plc能远距离操控的特点，使操控员能更好地更方便的操控路灯，当然在出现故障的情况下，操控员也可以观察pc元件所上报的故障点，更快的知道问题根源从而排除故障 。
一、单片机功能简介
单片机是一种集成电路芯片，他将CPU、定时器，存储器，中断系统，转换器等集成到一块硅片上所构成的一个微型计算机系统，它不仅能完成单一的逻辑功能，并且适用范围广，处理功能强大，其系统结构简单，使用方便，能显现模块化，并且它的可靠性较高，可以长时间工作不会出现问题，如今它适用范围广阔、处理功能强、运行速度快、方便快捷，容易携带。其次他面对于较恶劣的环境也不会出现故障。所以更适合校园照明智能路灯控制。本设计采用AT89C51单片机作为主控单元。AT89C51单片机如图11所示。
图11 AT89C51单片机实物图
51单片机在应用到实际时，需要用到编程，这就需要明确单片机能完成的功能，熟练掌握并恰到好处的应用才能使单片机起到检测、控制等功能，在此对单片机的功能进行简单介绍：
（一）单片机定时/计数器的概述
单片机所包含的部分由定时器和计数器组成，其中T0、T1作为单片机所拥有的两个定时计数器，在定时的时候，他也能完成外部事件的存储功能。
在计数的同时，可以对外部脉冲进行计数，从T0或T1输入信号，计数器由高电频转变为低电频时自动加1。
在定时的同时所需计数的脉冲信号来自单片机的内部，每个机器周期产生一个计数脉冲，计数器自动加1，依次循环。
（二）中断系统的概述
中断系统也可以称之为中断装置或中断处理程序。中断系统是计算机的核心部分，他可以进行实时监控和故障处理。终端系统的存在大大提高了计算机的效率。在我们日常生活中，我们也可以打一个比方，比如说像我们每个人都在用的手机，突然间的来了电话，我们会立马停下手中在忙的事情去接电话，在饭熟了的时候我们也会立马停下来去盛饭等等。所以单片机也存在这样的功能。当CPU停止运转而处理中断，当处理结束后再继续返回程序执行，更便捷的编写程序。单片机所能产生的中断条件都可称为中断系统。
中断处理过程如图12所示：
图12 中断处理过程
（三）串口通信的概述
串行通信可以传输多种不同的数据，可以用不同步的传送方式传输，但是他所传送数据的速度不够快，完成的效率也不够高。
本论文所采用的AT89C51单片机他属于双工通信方式，，他拥有单个串行口，并且可以编程，最为突出的一点是他能做到边接收信号边进行发送数据，所以，在本篇论文中，我所采用的是异步通信方式，数据从TXD输出，从RXD接收，得到波特率，这些一般都是在定时计数器上发生的，串行通信无论是在接收还是在发送，都会使用一个中断，所以可以称呼他为串行口中断，在发生中断时，需要由软件判断RI或TI，才能做到清除的效果。
二、总体设计
电力载波的操作方便，廉价等特点，不需要花费太多精力去操控研究，所以在本论文中利用电力载波（PLC）的方式作为通讯，单片机作为控制器，传感器信号作为输入信号经过A/D转换模块送入单片机，单片机把输出信号通过电力载波芯片送出，通过电平转换芯片与PC机连接。
目 录
引言 1
一、单片机功能简介 2
（一）单片机定时/计数器的概述 2
（二）中断系统的概述 2
（三）串口通信的概述 3
二、总体设计 4
三、硬件设计 5
（一）系统总电路图 5
（二）单片机复位电路与时钟电路 5
（三）传感器电路模块 6
（四）电力线载波通信 9
（五）继电器电路 11
四、软件设计 13
五、系统调试和结果分析 15
总 结 16
致 谢 17
参考文献 18
附录 19
引 言
如今社会经济的快速发展，人们的生活水平得以提升，但往往美好的背后都存在着一些不必要的坏处，环境与人类生存发展息息相关，所以，目前我们所面临的是保护环境的号召，提倡人们低碳减排，能源发展也成为了人们的焦点，而照明是我们每个人都需要经常使用的一大电器之一，有些时候在不用的情况下我们也有必要随手关灯，这样不仅仅做到了节约成本，更重要的是还做到了低碳减排。从而保护了环境。
商业用电，居民用电，医院，学校的用电方面电量的使用较为多的还属于照明方面，此次论文的设计，我就拿我能见到也能了解的校园照明作为此次论文的完善。作为一名大学生，就校园的用灯情况，一般是在晚上和阴天，有时在下雨天气，学校路两旁的路灯都长时间开着，而路上却没有行人，我们可以设计此文篇，对缓解能源紧缺作微薄之力，提升路灯的运行效率，使得校园照明从传统单一化变得更加完善，大大减少人力与物力。
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本篇论文研究的是单片机技术在校园路灯开关上的应用，我们可以选择51单片机作为整段电路的控制，通过51单片机中的时控，季节的不同，路灯的开关问题也可以调节，利用时间继电器，设置好索要开关灯的时间，目前也有很多的场所也会出现利用光控这一特点，自动识别日出日落，智能化的调节开关灯时间，通过51单片机的特性构成了一条完整的控制系统，另外也采用了plc能远距离操控的特点，使操控员能更好地更方便的操控路灯，当然在出现故障的情况下，操控员也可以观察pc元件所上报的故障点，更快的知道问题根源从而排除故障 。
一、单片机功能简介
单片机是一种集成电路芯片，他将CPU、定时器，存储器，中断系统，转换器等集成到一块硅片上所构成的一个微型计算机系统，它不仅能完成单一的逻辑功能，并且适用范围广，处理功能强大，其系统结构简单，使用方便，能显现模块化，并且它的可靠性较高，可以长时间工作不会出现问题，如今它适用范围广阔、处理功能强、运行速度快、方便快捷，容易携带。其次他面对于较恶劣的环境也不会出现故障。所以更适合校园照明智能路灯控制。本设计采用AT89C51单片机作为主控单元。AT89C51单片机如图11所示。
图11 AT89C51单片机实物图
51单片机在应用到实际时，需要用到编程，这就需要明确单片机能完成的功能，熟练掌握并恰到好处的应用才能使单片机起到检测、控制等功能，在此对单片机的功能进行简单介绍：
（一）单片机定时/计数器的概述
单片机所包含的部分由定时器和计数器组成，其中T0、T1作为单片机所拥有的两个定时计数器，在定时的时候，他也能完成外部事件的存储功能。
在计数的同时，可以对外部脉冲进行计数，从T0或T1输入信号，计数器由高电频转变为低电频时自动加1。
在定时的同时所需计数的脉冲信号来自单片机的内部，每个机器周期产生一个计数脉冲，计数器自动加1，依次循环。
（二）中断系统的概述
中断系统也可以称之为中断装置或中断处理程序。中断系统是计算机的核心部分，他可以进行实时监控和故障处理。终端系统的存在大大提高了计算机的效率。在我们日常生活中，我们也可以打一个比方，比如说像我们每个人都在用的手机，突然间的来了电话，我们会立马停下手中在忙的事情去接电话，在饭熟了的时候我们也会立马停下来去盛饭等等。所以单片机也存在这样的功能。当CPU停止运转而处理中断，当处理结束后再继续返回程序执行，更便捷的编写程序。单片机所能产生的中断条件都可称为中断系统。
中断处理过程如图12所示：
图12 中断处理过程
（三）串口通信的概述
串行通信可以传输多种不同的数据，可以用不同步的传送方式传输，但是他所传送数据的速度不够快，完成的效率也不够高。
本论文所采用的AT89C51单片机他属于双工通信方式，，他拥有单个串行口，并且可以编程，最为突出的一点是他能做到边接收信号边进行发送数据，所以，在本篇论文中，我所采用的是异步通信方式，数据从TXD输出，从RXD接收，得到波特率，这些一般都是在定时计数器上发生的，串行通信无论是在接收还是在发送，都会使用一个中断，所以可以称呼他为串行口中断，在发生中断时，需要由软件判断RI或TI，才能做到清除的效果。
二、总体设计
电力载波的操作方便，廉价等特点，不需要花费太多精力去操控研究，所以在本论文中利用电力载波（PLC）的方式作为通讯，单片机作为控制器，传感器信号作为输入信号经过A/D转换模块送入单片机，单片机把输出信号通过电力载波芯片送出，通过电平转换芯片与PC机连接。
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