河南科技学院
2014 届本科毕业论文（设计）
设计题目:基于单片机的智能路灯控制系统设计
学生姓名：
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所学专业：
导师姓名：
完成时间： 2014-5-10
基于单片机的智能路灯控制系统设计
摘 要
随着中国现代化节奏的不断加快，电子产品的大量应用也导致电力消费飞速地增长。于此相对的另一个事实是电力资源已成为一种紧缺型资源。如何节能降耗己成为近年来世界性研究的一个热点课题。
目前路灯已经成为一个城市的照明和夜景美化不可分割更无可替代的一部分,而在路灯的高效节能方面，自动路灯控制系统的优劣举足轻重。
由于单片机具有集成度高，处理能力强,可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。本设计研究的基于单片机的智能路灯控制系统正是针对我国在城市照明上所存在的巨大的能源消耗而开发出的新型节能控制系统。
本文给出了智能路灯控制系统的架构和设计方案，详细分析了其工作原理和以AT89S51为主控单元的各模块软硬件设计。
关键词：智能路灯,单片机,分时调压,光线调压
DESIGN OF STREET LAMP CONTROL SYSTEM BASED
ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTER
ABSTRACT
With the accelerating pace of China's modernization, a large number of applications for electronic products also led to rapid growth in electricity consumption. Another fact is that this relative power resources has become a scarce resource type. How to saving energy has become a hot topic in recent years, worldwide research.
Currently street lighting has become part of a city and the beautification lighting and night indivisible more irreplaceable. In terms of energy-efficient lights, automatic street light control system merits of pivotal.
Due to the microcontroller with high integration, processing capacity, high reliability, simple structure, low-cost advantages, so the street lighting project has been widely used. The study design microcontroller-based intelligent street light control system in our country is on the existence of a huge city lighting energy consumption and the development of new energy-saving control system.
This paper presents the architecture and design of intelligent street light control system, a detailed analysis of its working principle and to AT89S51 as the main control unit hardware and software design of each module.
Keywords: intelligent street lighting, SCM, timeshare regulator,light regulator
目 录
1 绪论 ............................................................................................................................ 1 1.1 设计背景 ............................................................................................................. 1 1.2 设计的意义 ......................................................................................................... 1 1.3 国内外现状分析 ................................................................................................. 1 1.4 论文的主要内容 ................................................................................................. 2 2 PROTEUS仿真软件与KEIL ......................................................................................... 2 2.1 PROTEUS仿真软件 ............................................................................................... 2 2.2 KEIL ...................................................................................................................... 2 3 硬件设计 .................................................................................................................... 3 3.1 按键模块 ............................................................................................................ 3 3.2 计时模块 ............................................................................................................ 3 3.2.1 计时模块的软件设计 ................................................................................... 3 3.2.2 计时模块的硬件设计 ................................................................................... 5 3.3 光线强弱检测模块 ............................................................................................ 5 3.3.1 ADC0832综述 ............................................................................................ 5 3.3.2 光敏电阻的介绍 ......................................................................................... 7 3.3.3 光线强弱检测模块的硬件电路设计 ......................................................... 8 3.4 路灯控制模块 .................................................................................................... 9 3.4.1 继电器的概述 ............................................................................................. 9 3.4.2 PNP型三极管的概述 ................................................................................. 9 3.4.3 路灯控制模块的硬件电路设计 ............................................................... 10 4软件设计................................................................................................................... 11 4.1 程序模块分类及功能 ...................................................................................... 11 4.2 程序流程图 ...................................................................................................... 11 5 软件测试 .................................................................................................................. 13 5.1 测试目的 ........................................................................................................... 13 5.2 测试方法 ........................................................................................................... 13 5.2.1 功能测试： ................................................................................................. 13 5.2.2 测试结果 ..................................................................................................... 13 6 结论 .......................................................................................................................... 15 致 谢 .......................................................................................................................... 16 参考文献...................................................................................................................... 17 附录1：电路原理图................................................................................................... 18 附录2：重要源代码模块........................................................................................... 19
1 绪论
本文研究的智能路灯节能控制系统是通过配套的功率变换组件，可在路灯的启停和运行中，有效的调节路灯的端电压，控制路灯的照明亮度，从而改变了路灯在不同时段的耗电量，改善了功率因素，到了节约电能的目的。 1.1 设计背景
“十二五”时期，我国仍将处于工业化和城镇化快速发展阶段，面临的资源和环境形势依然严峻。能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素，应当从战略和全局的高度，充分认识做好能源工作的重要性和紧迫性，高度重视能源安全，实现能源的可持续发展。在北京东西部能源技术研究院的报道中有这么一篇中提到节能是缓解能源约束，减轻环境压力，保障经济安全，实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择，体现了科学发展观的本质要求，是一项长期的战略任务，必将摆在更加突出的战略位置。城市亮化作为形象工程的重要组成部分，越来越被政府所重视，大量的资金投入进行建设和改造，使得我们的城市夜晚变得灯火辉煌，绚丽多彩，但问题也随之而来，能耗的逐年攀升，由此产生的某些问题亦逐渐显露出来。这些问题的产生无疑给当地的路灯管理部门的各方面工作带来很大的压力，急切加以解决。尤其是在当前环境条件每况愈下的形势下，低碳、节能、环保越来越收到人们的重视。旧式的控制系统存在功耗大，公共资源得不到充分应用，效率低等消极影响。伴随着路灯数量的急剧增加，照明系统中所存在的问题也日益突出，耗电量大就是其中最为突出的一个。 所以，对城市的路灯的设计已经成为了当务之急。 1.2 设计的意义
路灯是我国经济发展和国家建设中必需的用电设备，它在我国的整体用电量中所占比例巨大，如果通过节能装置对其进行有效控制，就能够降低电力损耗，达到节约能源，降低生产安装成本，有助于我国经济的快速发展。 1.3 国内外现状分析
目前，路灯照明广泛采用高压钠灯，其设计寿命在12000小时以上，在正常情况下至少可用3年，但是由于超压使用，现在路灯的使用寿命仅仅只有1年左右，有的甚至只有几个月，造成维护和材料的极大浪费。较高的电压不仅不能让负载设备更好的工作，而且还会造成发热及过早损坏，还会造成不必要的电费开支。 而且，我国绝大多数地区的路灯关开灯都是采用人工控制或者定时控制，这样也有许多不利之处：若采用人工控制，则路灯开关存在着一定的不确定性，同时也
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