题目名称：模拟路灯控制系统（I题）
摘要： 本模拟路灯控制系统以
AT89S52为主控芯片，通过传感器在晚
上是否有行人路过对路灯进行自动开启和关闭，并对路灯的运行状况进行及时反馈，然后通过数码管来显示状况。在提倡节能和高效的今天，大多数的路灯晚上是否有行人都是常开着的，这不仅浪费了电能而且影响了路灯的寿命。而我们设计的模拟路灯不仅在节能上得到了认可，而且在寿命上远远比普通的路灯寿命更长。
关键词: 传感器 ; 路灯 ;节能
Abstract: AT89S52 is used as the master chip in this simulating street light control system. Judging by sensors, the street lights are turned on or off automatically in the evening whether there are pedestrians passing by. The operating conditions of the street lights can be timely feedback and displayed on LEDs. Energy conservation and efficiency are promoted today, while most of the street lights are often turned on at night whether there are pedestrians passing by. This not only wastes energy but also affected the life of the lamps. In our design, not only the simulating street lights’energy-saving has been recognized, but also their lives are far longer than ordinary ones.
Key words: sensor ; street light ; energy-saving
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1. 方案论证与比较
1.1 LED灯驱动的比较与选择
1W的LED灯不能使用普通的三极管作为驱动，因为普通的三极管功率为0.6W左右，若驱动1W的LED灯，三极管功率太低，发热量大，极容易烧坏。而1W的三极管种类也有很多，而我们选择3DA18A三极管作为LED的驱动，这是因为3DA18A管耗小，功率为1W符合驱动三极管的条件。
1.2 传感器的比较与选择
用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到物体上时，光线反射，反射光一般好弱，考虑到试题的要求，因此光敏电阻在晚上对行人的检测将不再起大作用，因此我们考虑其他的方案。用RPR220型光电对管。RPR220是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。采用RPR220完全可以有效的降低干扰，而且方便可行，能够准确的实施检测。RPR220采用DIP4封装，其具有如下特点：塑料透镜可以提高灵敏度。内置可见光过滤器能减小离散光的影响。体积小，结构紧凑。且当发光二极管发出的光反射回来时，三极管导通输出低电平。
1.3 显示模块的比较与选择
本模拟路灯控制系统中，要求显示时钟和路灯出故障时显示相应的路灯，此时的显示可以用液晶模块1602来显示，或者采用其他的LCD模块来显示，也可以采用数码管来显示，对于这个系统，采用LED作为显示，数码管显示亮度高，由于显示模块只是用来显示一些简单数字，且根据要求所显示数字为清晰可见这就为使用数码管的变成了可能。用数码管作为显示模块也能体现性价比，所以我们选择了一个四位一体共阳的数码管作为显示模块。
1.4 测量方法比较和选择
传感器的传感距离在可行的范围之内越近越好，我们可以选择接触式测量和 非接触式测量，对于该系统，我们选择了非接触是的测量比较接近实际而又符合生活中实际路灯对晚上行人的感触。而测量路灯运行的正常状况，我们可以加高电压或者电流让LED灯烧坏，此时CPU发出报警和显示相应烧坏的路灯序号，而一般情况下我们不采取这种做法，在可行的情况的下，我们可以选择截断LED灯一根电源供应线，此时电路的相当于烧坏LED的作用，测量的效果亦可以起到烧坏LED灯的作用，所以我们选择了后者作为LED灯运行状况的测量。
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2.硬件设计
2.1 总体设计
模拟路灯控制控制系统有五大板块组成，划分为：电源模块，单片机控制模块，传感模块，LED灯驱动模块，报警模块，各个模块并不是相互独立的，而是彼此工作，一旦有一板块停止工作，都会影响其他的模块。电源模块输入的220V的交流电，经变压器两降压和相关元件整流，滤波，稳压后输出5V的直流电源输送给各个模块，控制模块是整个电路的核心，它收集来自各个模块的信号，并对信号进行处理发出相应的控制指令，传感模块对环境和路灯下是否有行人进行信号的发射和收集，当传感器检测到环境是晚上，检测到是否有人路过，自动开启和关闭路灯，并对路灯的好坏情况反映给控制模块，让CPU作出相应的处理。
电源模块 光电传感器模块
单片机控制 光敏电阻感应模块 LED驱动模块 模拟路灯控制系统总体框架图
2.2 单元电路设计
2.2.1反射式光电传感器模块设计：
依题意，“可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）
由左至右到达S点时（见图2），灯1亮”，可见，要感应物体M的移动，可用红外传感器来感应物体的到来和离去，把物体的移动信息及时的传送至CPU，让CPU作出相应的处理，我们选择了RPR220传感器，因为它具有发射和接收
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功能，而且管耗小，较灵敏，其工作电压为为5V，光电传感模块原理图如下所示：
2.2.2 光敏电阻感应模块设计：
本系统使用的光敏电阻是龙信达科技公司生产的型号为LXD95系列的Φ9
的光敏电阻，该电阻对光比较灵敏，而且价格便宜，额定电压为3.5V，光阻为0.7K，暗阻为110K。该电阻配合光电模块起作用，白天，光电模块送低电平到单片机，晚上，送高电平，让单片机作出相应的处理，光敏电阻感应模块原理图如下：
2.2.3 LED灯驱动电路模块设计：
本设计使用的LED灯为1W的大功率发光二极管，不能使用普通的三极管来做驱动，这是因为普通的三极管功率小，发热量大，极易烧坏，所以必须使用中大功率的三极管来做驱动，我们选择了3DA 18A三极管，它的额定功率为1W，最大电压为5V,最大电流为220MA，DIP金属封装，管耗小。LED灯驱动电路模块的原理图如下：
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2.2.4 电源模块的设计
由于整个系统的正常工作电压是5V，所以我们打算用12V的变压器把220V的交流电降压到12V，然后再通过KBP307进行整流，经过7805稳压到5V，电源模块原理图如下：
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