1、路燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計姓名：專業(yè)：班級：學(xué)號：指導(dǎo)老師： 自動化學(xué)院2/12提綱一、研究概述二、總體方案設(shè)計三、系統(tǒng)硬件設(shè)計四、系統(tǒng)軟件設(shè)計五、結(jié)論3/12研究概述研究背景與現(xiàn)狀目前，在歐美及日本等發(fā)達國家，現(xiàn)代化自適應(yīng)分布式控制、計算機自動化集中控制路燈控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，在其大部分城市均已普及；由于國情所限，我國大多數(shù)城市仍采用傳統(tǒng)的落后路燈控制系統(tǒng)，不僅靈活性較差，而且電力浪費現(xiàn)象比較嚴重。道路照明的控制模式不僅落后于當(dāng)前社會的發(fā)展趨勢，還帶來了眾多的交通安全隱患問題。研究目的與意義 采用新型路燈控制系統(tǒng)以后，可大大降低全市路燈的維護量，縮減運行維護成本，節(jié)約財政支出；由于路燈控制系統(tǒng)具有自

2、動檢測和報警功能，調(diào)度人員可在故障發(fā)生后的數(shù)秒中內(nèi)及時了解故障地點和狀態(tài)并提供修復(fù)，因此可極大減少道路交通事故的發(fā)生，有利于維護城市的治安，提高城市的形象。此研究課題反映了當(dāng)今城市路燈控制的發(fā)展趨勢，對城市的建設(shè)與發(fā)展具有一定的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。4/12總體方案設(shè)計 采用模塊化的設(shè)計思想，大致可將本系統(tǒng)分為單片機控制、環(huán)境亮度檢測、物體距離監(jiān)測、顯示電路、時鐘電路、故障檢測與報警等6個模塊。 該設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)時控和光控，也可根據(jù)交通狀況自動調(diào)節(jié)路燈亮度，當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時能夠發(fā)出聲光報警信號。 系統(tǒng)框圖如下所示：5/12系統(tǒng)硬件設(shè)計單片機最小系統(tǒng)STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機是STC

3、生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250k/s)，可以有效減少外圍電路。6/12系統(tǒng)硬件設(shè)計亮度檢測電路本系統(tǒng)采用光敏電阻檢測環(huán)境亮度，將采集到的信息傳送到單片機處理，再由單片機判斷是否應(yīng)該開關(guān)路燈。環(huán)境亮度檢測電路主要利用光敏電阻的感光特性進行工作。所選光敏電阻g1的亮電阻阻值在2K至10K之間變化，所以選擇阻值為10K的電阻R2同光敏電阻串聯(lián)連接形成分壓電路。物體距離監(jiān)測電路將紅外對管分別固定在三個特定位置，當(dāng)有移

4、動物體經(jīng)過設(shè)定的探測時，一直處于低電平的接受電路迅速變?yōu)楦唠娖剑瑔纹瑱C根據(jù)檢測到的高低電平實時控制路燈的工作狀態(tài)。7/12系統(tǒng)硬件設(shè)計LCD顯示電路1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。LCD1602的7至14管腳為通訊總線，通過連接一阻值10的上拉排阻同P0端口相連，來保障數(shù)據(jù)或指令傳輸時的穩(wěn)定。R20為一阻值為10K的可調(diào)電阻，通過調(diào)節(jié)其接入阻值的大小可以改變LCD1602顯示偏壓信號，從而改變液晶顯示的清晰度。8/12系統(tǒng)硬件設(shè)計時鐘電路時鐘模塊采用DS1302芯片實現(xiàn)時間設(shè)置功能。DS1302通過串行方式與單片機進行數(shù)據(jù)傳送，能夠向

5、單片機提供秒、分、時、日、周、月、年等在內(nèi)的實時時間信息，并可對月末日期、閏年天數(shù)自動調(diào)整。BAT1為電壓值3V的紐扣電池，作為DS1302的備用電源，以保證即使突發(fā)性的掉電的情況下也能正常計時。Y1為一個32.768 kHz的晶振,為芯片提供計時脈沖。DS1302的5、6、7端分別同單片機的P2.2、P2.3、P2.4相連，同時還為它們配置了阻值為10K的上拉電阻，能最大程度的保證操作與通訊的準確和穩(wěn)定。9/12系統(tǒng)硬件設(shè)計故障檢測與報警電路在路燈支路上各串接一個電流取樣電阻，當(dāng)電阻上的電壓超過某個值時，認為LED燈過流故障；當(dāng)電壓為零時，認為路燈短路故障。當(dāng)路燈發(fā)生故障時，單片機控制蜂鳴器和發(fā)光二極管發(fā)出聲光報警信號，實現(xiàn)故障報警功能。10/12系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)主程序流程圖利用C語言編程，該系統(tǒng)主程序流程圖如圖所示。系統(tǒng)啟動后默認工作模式為時控模式，根據(jù)設(shè)定時間判斷是否打開路燈。按下切換鍵可切換工作模式：光控模式和PWM調(diào)光模式。在任一模式下，均可實現(xiàn)路燈故障檢測以及聲光報警功能。11/12結(jié)論 本設(shè)計控制模塊以