07700103-胡启庆-基于LED照明的智能路灯设计.docx

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1、学号07700103毕业设计说明书基于1.ED照明的智能路灯设计学生姓名胡启庆专业名称电子信息工程指导老师型电子与信息工程系2011年6月1日基于1.ED照明的智能路灯设计TheDesignofIntelligent1.ightsBased-on1.ED1.ighting随着我国的经济高速发展，对电的运用日益上升，因此造成了电能的奢侈。目前国内路灯照明光源一般采纳高压钠灯金属卤化物灯等。常出现开关灯不定时的现象，不但造成了电能的奢侈、影响人们日常生活、影响社会治安以及造成肯定程度的交通平安隐患。因此带来了许多不好的后果。伴随着城市发展的不断伸展，现有的路灯限制方法已远不能满意城市路灯发展与限制

2、的须要，所以采纳先进的科学技术进行有效的限制和管理，已经成为了必定。在当代路灯发展技术，智能限制路灯上明显很是重要的。本设计基于光敏电阻的限制原理，设计了一个基于1.ED路灯智能限制系统，实现1.ED路灯的智能限制。本系统主要由光敏检测模块、噪声检测模块、时钟电路、继电器开关、外置恒流源模块、1.CD显示模块以及ZigBee无线模块组成，应用STC89C52单片机限制，通过对1.ED路灯的模拟限制，为最终的实际应用供应参考依据。并分析了探讨过程中出现的问题，逐步找出1.ED路灯智能限制系统的最佳设计方案。关键词：1.ED路灯；光敏检测模块；噪声检测模块；恒流源驱动模块；89C52单片机；ABS

3、TRACTWithChinasrapideconomicdevelopment,theincreasinguseofelectricityincreased,therefore,itresultedinwasteofenergy.Currentlystreetlightingcommonlyusedhigh-pressuresodiumlampmetalhalidelamp.Switchlightsoftenappearfromtimetotimephenomenon,causednotonlyawasteofenergy,affectingpeoplesdailylives,affectin

4、gsocialorderandtoacertaindegreeoftrafficsafetyproblems.Sobringalotofbadconsequences.Withthecontinuousstretchofurbandevelopment,theexistingstreetlightcontrolmethodhasbeenfarfromcitylightscannotmeettheneedsofdevelopmentandcontrol,sotheuseofadvancedscienceandtechnologyforeffectivecontrolandmanagementis

5、theinevitable.Developmentoftechnologyinmodernlights,streetlampsontheintelligentcontrolisveryimportant.Thedesignisbasedonphotosensitiveresistorcontroltheory,whichisbasedon1.EDlightingdesignintelligentcontrolsystem,intelligentcontrolof1.EDlights.Thesystemconsistsofphotosensitivedetectionmodule,thenois

6、edetectionmodule,theclockcircuit,therelayswitch,anexternalcurrentsourcemodule,1.CDdisplaymodule,andZigBeewirelessmodule,applicationSTC89C52MCUcontrol,1.EDlightsthroughtheanalogcontrolforthefinalreferenceforthepracticalapplications.Andanalyzedtheproblemsintheresearchprocess,andgraduallyfindoutthe1.ED

7、lightsintelligentcontrolsystem,thebestdesign.Keywords:1.EDstreetlamp；photosensitivedetectionmodule；Noisedetectionmodule；Constant-currentsourcedrivermodules；Single-chip89C52；第1章绪论1第2章1.ED照明的智能路灯限制设计方案21.1 11.ED照明课题背景21.2 1.ED路灯智能限制工作原理21.3 1.ED路灯限制方案论证32.3.1微处理器选择方案论证32.3.2声音检测模块方案论证32.3.3光检测模块方案论证4第

8、3章1.ED路灯限制系统的硬件设计53.11.ED智能路灯总的设计53.2主要硬件以及电路实现63.2.1STC89C5263.2.2光敏检测模块83.2.3噪声检测模块93.2.4时钟电路113.2.51.CD屏幕显不模块123.2.6电源模块143.2.7ZigBee无线模块介绍16第4章1.ED路灯限制系统的软件设计194.1程序流程图194.2彳牛Vl-*211 .2.1光敏检测子程序（汇编）214 .2.2噪声检测子程序225 .2.3ZigBeeCC2430部分程序236 .2.41.CD液晶显示部分子程序（C语言）24第5章设计体会25致谢26参考文献27附录错误!未定义书签。附

9、录1硬件原理图错误!未定义书签。附录2系统程序错误!未定义书签。第1章绪论随着中国城市经济的高速发展，城市道路照明也越来越受到社会的普遍关注，与此同时.，世界能源短缺的时代里，发展节约型、可持续性发展社会已经成为了一种国际的约定，所以产生了我们对路灯改革的需求。路灯是一个城市照明工程的重要组成部分。目前一般的传统路灯一般采纳钠灯、水银灯等老式的灯具，这类灯具有发光效率高、安装简便、光色良好等优点被广泛运用，但缺点也是存在的，比如功率因子低、耗电量大、运用寿命不长等。我国的大部分城市道路都采纳“全夜灯的方式进行照明，这些道路在夜间车流量人流量和都比较小的时候，甚至没有车或者人经过，这些路灯也是长

10、时间亮着，这么一来电能就这样被时间给白白奢侈掉了。大多的路段真正有效的照明时间只占到整个照明时间的20%-30%o因此有些地方采纳“半夜灯”前半夜全亮后半夜全灭的方式，这种方法虽然节约了电量的运用能耗，但是带来诸多的社会治安和交通平安隐患问题，这样的话带来的影响使我们不能不去深思啊。1.ED照明技术作为一种较新的技术，已经起先广泛用于各种照明中。它具有能效高、亮度可调、运用寿命长等优点。一个1.ED路灯，假如要达到和一般的高压钠灯和高压水银灯接近的亮度，大约须要消耗的40W以上功耗，也许只有传统路灯的20%-40%左右，不能不说1.ED照明技术的发展对于整个城市的发展用电节约下来的不仅是一个数

11、字而已，由此带来的是对于整个国家以及世界来说都有着一个重大的意义。1.ED光源作为一种新型绿色光源，具有比原来老式光源的各种节能环保的优点，是将来几年的发展趋势，更是一种社会科技发展的见证。09年初，中国科技部推出“十城万盏”半导体照明应用示范城市方案，该安排涵盖了北京、上海、深圳、武汉等21个国内发达城市，由此说明国家正在关注和引导我国的半导体照明技术的快速发展，1.ED照明技术在将来的几年更是一种不行或缺的半导体光源。1.ED道路照明限制系统采纳的是智能传感器和无线限制技术，对于整个道路动态照明有着良好的限制实力，既能充分展示了1.ED路灯的可控性，又可以有效的节约电能。基于单片机微控系统

12、，实时依据道路照明需求调整1.ED路灯的亮度，大大节约了能耗,达到了环保节能的目的。1.ED路灯智能限制系统研发的思想也是主要因为如此才不断的有许多人对它进行开发探讨，它的探讨成果不仅仅只作为路灯限制运用，还可以改良作为家庭、办公室、消遣场所等各种地方的智能限制，所以1.ED路灯限制系统具有很大的社会价值，它的发展也象征着1.ED照明技术的进步，是一个时代的科技发展的代表之一。第2章1.ED照明的智能路灯限制设计方案2.1 1.ED照明课题背景1.ED光源作为一种新型的绿色光源，具有节能、环保、寿命长等特点，是将来照明的发展趋势。2009年初，中国科技部推出“十城万盏”半导体照明应用示范城市方

13、案，该安排涵盖北京、上海、深圳、武汉等21个国内发达城市。这安排的实施将有效引导我国半导体照明应用的快速发展。发光二极管1.ED照明器具，是近几年出现的新一代的照明技术，与传统照明相比具有效率高、节能、寿命长、可控性高等优点，属环保的绿色照明方式。1.ED道路照明智能限制系统，采纳的是智能传感器和无线限制技术，比照明进行动态调整和联网限制，充分利用了1.ED的可控性，进一步提高节能效果。上位机管理系统通过电力载波对城市照明系统，进行限制和监测，结合微电脑的数据采集和限制节能算法，实现最佳照度限制，以达到节能目的。1.ED照明器具有低功耗睡眠机制，通过智能传感系统唤醒，比没有智能限制的1.ED路

14、灯进一步节电10%20%左右。本课题正是基于1.ED光源道路照明而设计的智能路灯节能限制系统，从而有效解决现有的道路照明管理系统普遍存在着难以反馈路灯状态信息、没有适时开关灯、基本没有节电效果等问题。2.2 1.ED路灯智能限制工作原理1.ED路灯的智能限制原理：主限制器主要由光敏传感器、噪声传感器、微处理器和其他的协助电路组成的。其工作原理是：1.ED路灯的开和关完全智能化限制，依据交通状况有三个时期：高峰期、中间期、末段期，从而合理的对路灯进行限制，利用时钟芯片可以将实时时钟传到主限制器，划分三个时期定时，实现实时分时期限制1.ED路灯的照明状况。在白天，通过感敏传感器，路灯灭。进入晚上，

15、路灯亮。在末段期，也就是我们夜间的深夜，由噪声传感器依据实时交通路况信息进行推断，通过微处理器变更路灯的明暗度以及亮灭。白天当光照度没达到预先设置的要求，也可以对路灯进行限制开启刚好照明。通过变更电路电压也可以对路灯的明暗度进行实时调整，以达到节能的效果。2.3 1.ED路灯限制方案论证微处理器选择方案论证方案一：由89C51芯片作为微处理器，采纳flashROM,内部具有4KBROM存储空间,可以在3V的超低压下工作,并与MCS51系列单片机完全兼容,但是运用在电路设计时由于不具备ISP在线编程技术，当在对硬件进行调试时，由于程序的错误或加入新增功能时须要烧入程序时，对芯片的频繁插拔会对芯片造成肯定的损害。方案二油STC89C52,片内ROM全都采纳flashROM；可以在5V的超底压下工作；同时也与MCS-51系列单片机兼容，内部具有8KBROM存储空间，具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或加入新增功能须要烧入程序时,不用对芯片频繁拔插，肯定的保证了芯片的运用寿命。方案一与方案二对比，故选择采纳STC89C52作为微处理器芯片。声音检测模块方案论证方案一：超声波传感器超声波传感器是利用超声波特性具有频率高、波长短、绕射现象小，特殊是方向性好，能成为射线而定向传播等特点，应用